Große Potenziale für alternative Antriebe in Lkw
Lkw, die entweder mit Batterie oder Brennstoffzellen betrieben werden, könnten in den nächsten Jahrzehnten den Schadstoffausstoß im Straßengüterverkehr wesentlich reduzieren helfen. DLR-Forscher sehen vor allem im Nahbereich bis 200 Kilometer elektrisch angetriebene Lkw als realistische Option.
Hybrid-Antrieb im Merzedes-Benz Atego BlueTec Hybrid 12t: Zu sehen sind Umrichter, Batterie, Kühlaggregat mit Wasserpumpe, das HV-Hochspannungskabels (400 Volt) für den E-Motor sowie der Ausgleichsbehälter. Vor allem im Langstreckenverkehr sind Lkw mit alternativen Antrieben kaum im Einsatz. DLR-Forscher sehen aber Marktchancen im Nahbereich von 200 Kilometern.
Foto: DLR
Wenn das Ziel der Europäischen Union erreicht werden soll, die Treibhausgasemissionen bis 2050 um 80 Prozent gegenüber 1990 zu verringern, muss im Verkehrsbereich noch einiges passieren. Gerade der Straßengüterverkehr ist eine der am schnellsten wachsenden Transportarten. Das Umweltbundesamt rechnet damit, dass sich bis 2030 die auf deutschen Straßen transportierte Gütermenge nahezu verdoppeln wird. Ändert sich nichts, werden die Emissionen des Straßengüterverkehrs nicht sinken, sondern bis 2050 um 25 Prozent steigen. Gleichzeitig liegen beim Transportgüterverkehr aber auch große Potenziale, den Schadstoffausstoß erheblich zu senken.
Fachleute des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und des CE Delf, einem Beratungsunternehmen für Umweltthemen, haben untersucht, welches Potenzial für Nutzfahrzeuge ab 7,5 Tonnen Gesamtgewicht besteht. Auftraggeber der Untersuchung war der International Council for Clean Transportation (ICCT), eine unabhängige Non-profit Organisation zur Erforschung von umweltfreundlichen Transportsystemen.
Verschiedene Szenarien für kurze und lange Fahrstrecken
Die Forscher konzentrierten sich in der Studie auf Batterie- und Brennstoffzellentechnologie, die beide ein lokal emissionsfreies Fahren ermöglichen. „Viele große Hersteller arbeiten bereits an Hybridkonzepten. Mit unserer Studie gehen wir einen Schritt weiter und haben in unterschiedlichen Szenarien die technologischen, betriebswirtschaftlichen und politischen Bedingungen für emissionsfreie Lastwagen, sogenannte Zero-Emission-Trucks untersucht“, erklärt Florian Kleiner, wissenschaftlicher Mitarbeiter beim DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte in Stuttgart.
Für ihre Analysen teilten die Forscher den Güterverkehr in lange Strecken bis zu 1.000 Kilometer und kurze Distanzen bis zu 200 Kilometern täglich auf. Für beide Bereiche betrachteten sie dann unter anderem den Entwicklungsstand von Batterie- und Brennstoffzellensystemen, den möglichen Beitrag zur Senkung des CO2-Ausstoßes, die zu erwartenden Gesamtbetriebskosten sowie politische Rahmenbedingungen wie beispielsweise zukünftige Regularien.
Batteriebetriebene Lastwagen hätten das Potenzial, hinsichtlich der Gesamtbetriebskosten in den nächsten Jahrzehnten konkurrenzfähig gegenüber konventionellen Fahrzeugen zu werden, so die Forscher. Ihr Einsatz sei vor allem im innerstädtischen und regionalen Liefer- und Verteilverkehr sinnvoll, denn dort sei die tägliche Fahrleistung gut abschätzbar und die Batterien können zum Beispiel über Nacht geladen werden. Was Lebensdauer und Ladezyklen betrifft, erfüllten heute verfügbare Batteriesysteme schon annähernd die Anforderungen für kurze Strecken. In den nächsten fünf Jahren rechnen die DLR-Forscher außerdem mit erheblichen Entwicklungsfortschritten hinsichtlich Kosten und Lebensdauer der Batterien.
Kosten für alternative Antriebe sind aktuell noch zu hoch
Auf langen Strecken sind batteriebetriebene Trucks allerdings nicht einsetzbar. Die Batterien seien zu schwer und ihre Energiedichte zu gering. Hier könnten Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb zum Einsatz kommen. Die haben zwar einen etwas geringeren Wirkungsgrad im Vergleich zu rein batteriebetriebenen, weil der eingesetzte Wasserstoff zunächst in Elektrizität umgewandelt werden muss und es so zu Transformationsverlusten kommt. Aber wenn die nötigen Rahmenbedingungen geschaffen würden, sehen die Wissenschaftler in der Brennstoffzelle dennoch eine interessante Option. Neben technologischen Fortschritten hinsichtlich Lebensdauer, Größe und Gewicht der Brennstoffzellensysteme wird auch die Verfügbarkeit einer entsprechenden Wasserstoffinfrastruktur eine wichtige Rolle spielen.
Aktuell sind die Kosten für Nutzfahrzeuge mit alternativen Antriebslösungen noch bedeutend höher als für Lastwagen mit konventionellen Verbrennungsmotoren. Die Studie sieht diesen Kostenunterschied allerdings in den nächsten Jahrzehnten schrumpfen. So rechnen die DLR-Forscher damit, dass batterie- und brennstoffzellenbetriebene Trucks zwischen 2020 und 2030 für bestimmte Transportanwendungen wettbewerbsfähig werden können.
Die weitere Entwicklung der Energiekosten, technologische Fortschritte bei Batterie- und Brennstoffzellensystemen, die Förderung alternativer Antriebe sowie der dafür notwendigen Infrastruktur durch die Politik stellen laut Studie dabei die wichtigsten Schlüsselfaktoren dar.
Ein Beitrag von:
