Elektrifizierung des Verkehrs. Die batterieelektrischen Lastwagen werden das Rennen gewinnen.

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Am kommenden 1. Dezember beginnt Tesla mit der Auslieferung seines batterie-elektrischen Lastwagens „Semi“. Die herausragenden Vorteile der eingeführten technologischen Neuerungen werden den Weg für die übrigen Hersteller ebnen. Die übrigen Technologien müssen Nischen sehr spezifischer Anwendungsfälle füllen.

Die batterieelektrischen Lastwagen sind bereit, den Straßengüterverkehr zu übernehmen, da sie wesentlich günstiger im Betrieb sind als andere Niedrigemissions-Technologien für die Elektrifizierung des Verkehrs, wie in diesem Vergleich von Transport und Umwelt zu sehen ist:

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Wie in der Infografik zu sehen ist, können mit Brennstoffzellen ausgestattete Lastwagen oder solche, die synthetische Kraftstoffe verwenden, bei den Kosten niemals mit batterieelektrischen Lastwagen konkurrieren.

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Andere Lösungen zur Elektrifizierung des Transports, wie Oberleitungs-LKWs, könnten eine praktikable Alternative sein, aber es wird schwierig sein, die Technologie in großem Maßstab umzusetzen, aufgrund der Investitionskosten, die sie mit sich bringen, und den Einschränkungen in Bezug auf Flexibilität.

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Wie werden batterieelektrische Lastwagen die Probleme von Gewicht und Reichweite lösen? h2>\n\n\n\n

Die Experten und Transportunternehmer, die batterieelektrische Lastwagen nicht als beste Lösung für die Elektrifizierung des Transports sehen, beziehen oft die schwierigsten Fälle als Referenz heran, zum Beispiel Reisen über mehrere Tage mit einem zweiköpfigen Fahrerteam oder Reisen, bei denen eine Reichweite von 2.000 Kilometern wirklich wichtig ist. Natürlich kann die Batterie in solchen Fällen nicht mit Diesel oder synthetischen Kraftstoffen konkurrieren.

Untersuchungen, die in den Niederlanden durchgeführt wurden haben ergeben, dass 80% der Lastwagen, sogar sehr große Lastwagen, täglich höchstens 750 Kilometer fahren und viele deutlich kürzere Strecken zurücklegen.

Wenn man mehr Kilometer fahren will, steigen die Kosten schnell, da Überstunden bezahlt, Gehälter verdoppelt usw.

Im Allgemeinen kann in der EU ein Fahrer nicht mehr als 750 Kilometer pro Tag fahren. Daher ist dies der maximale Bereich, den etwa 80 % der LKWs erreichen können.

Außerdem kehren fast alle LKWs am Ende des Tages zur Basis zurück, was ideale Voraussetzungen für das Laden schafft.

Dies bedeutet, dass in vielen Fällen die Infrastruktur und der Lastwagen gleichzeitig organisiert werden können. Es ist lediglich erforderlich, ein Schnellladegerät mit 75 kW zu installieren, das zum Laden des Lastwagens verwendet werden kann. Diese Art von Installationen zur Elektrifizierung des Verkehrs ist heutzutage nicht allzu teuer.

Für den Rest der Fälle haben die Hersteller bereits die sogenannten Megacharger entwickelt, mit Leistungen von mehr als 1 MW, die es ermöglichen werden, Reichweiten von Hunderten von Kilometern bei kurzen Ruhepausen der Fahrer aufzuladen.

Bezüglich des zusätzlichen Gewichts von Elektro-LKWs und Transportern werden die Batterien zunehmend leichter, und beim Austausch eines herkömmlichen Antriebsstrangs durch einen elektrischen wird viel Gewicht eingespart.

Die Neugestaltung eines herkömmlichen Lastwagens von Grund auf neu unter Verwendung eines elektrischen Antriebsstrangs kann zu einer Gewichtsreduzierung von fast drei Tonnen führen und so das zusätzliche Gewicht der Batterien ausgleichen.

Ein Elektromotor kann nahe an den Rädern installiert werden oder mehrere davon verwenden, jeweils einer pro Achse oder pro Rad, was das System kompakter und leichter macht.

Vermutlich werden in fünf Jahren zahlreiche 40-Tonnen-Sattelauflieger mit Batteriebetrieb und einer Reichweite von 800 km existieren, die möglicherweise sogar mehr Fracht transportieren können als herkömmliche Lastwagen.

Gibt es eine Möglichkeit für Oberleitungssysteme?

Fahrleitungssysteme sind ebenfalls eine sehr gute und energieeffiziente Option zur Elektrifizierung des Verkehrs, aber es wird schwierig sein, sie in großem Maßstab umzusetzen. Grundsätzlich stellt die teure Infrastruktur eine große Hürde für diese Technologie dar, weil sie das Henne-Ei-Problem verursacht.

Sie müssen auf ausgedehnten Straßenabschnitten gebaut werden; andernfalls lohnt sich die Investition in Oberleitungs-LKWs nicht. Deshalb ist es eine Lösung mit wenigen Aussichten, sich durchzusetzen.

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Aber gleichzeitig bleibt es eine Option. Man muss nur genügend Partner in einer bestimmten Region finden, die daran interessiert sind und bereit sind, Geld zu investieren.

Solange die richtige Vision und die richtigen Umstände zusammenkommen (im Wesentlichen viele Lastwagen, die lokale Fahrten durchführen), sind Oberleitungen eine hervorragende Idee.

Haben synthetische Kraftstoffe eine Zukunft, um den schweren Straßengüterverkehr voranzutreiben?

Es ist absurd zu denken, dass Verbrennungsmotoren bleiben werden. Ihre Komplexität, geringe Zuverlässigkeit und eine jämmerliche Effizienz machen sie nur für Nischenanwendungen wirtschaftlich sinnvoll.

Angesichts dessen haben synthetische Kraftstoff-LKWs nur einen zweifelhaften Vorteil: Sie können die Motorentechnologie und das Kraftstoffverteilungs-Geschäft unterstützen. Logischerweise gibt es sehr einflussreiche Gruppen, die an der Verbreitung dieser Technologien interessiert sind.

Auch wenn es medienwirksame Bemühungen gibt, synthetische Kraftstoffe für die Elektrifizierung des Transports zu fördern, sind sie in Bezug auf Effizienz, Wartung und Kosten pro Kilometer derzeit deutlich unter den batteriebetriebenen Elektro-LKWs.

Sowohl die Herstellung synthetischer Kraftstoffe als auch deren Einsatz in Verbrennungsmotoren sind äußerst ineffizient. Im Allgemeinen benötigen synthetische Kraftstoff-LKWs 4 bis 5 Mal so viel Energie wie nötig, um ein batterielektrisches Fahrzeug anzutreiben.

Aus diesem Grund, zumal man wahrnimmt, dass die Energie nicht mehr reichlich und billig sein wird, scheinen synthetische Kraftstoffe keine realistische Option für die Elektrifizierung des Verkehrs zu sein.

Dasselbe gilt für Wasserstoff, der in Verbrennungsmotoren eingesetzt wird, jedoch in etwas geringerem Maße.

Haben Brennstoffzellen-LKWs eine Chance?

Vor nur fünf Jahren sagte die ganze Welt, dass batteriebetriebene Lastwagen unmöglich seien und dass Wasserstoff die beste Option für die Elektrifizierung des Verkehrs sei.

Es muss darauf hingewiesen werden, dass Brennstoffzellen-LKW etwas billiger werden könnten als Lastwagen mit Batterie, sobald Brennstoffzellen in die Massenproduktion gehen.

Aber das bezieht sich nur auf den Kaufpreis, da sie bei den Betriebskosten viel teurer bleiben werden. Das liegt daran, dass Wasserstoff aus Elektrizität hergestellt werden muss und im Prozess mindestens die Hälfte der Energie verschwendet wird (wenn man optimistisch ist).

Daher wird mehr als das Doppelte an Elektrizität benötigt, um einen Brennstoffzellen-LKW zu betreiben als um einen Lastwagen mit Batterie.

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In den Nachrichten tauchen täglich gute Ideen auf, wie wir billigen erneuerbaren Wasserstoff gewinnen könnten, zum Beispiel durch Rohrleitungen aus Marokko, wo es viele Sonnenstunden und viel Platz gibt, um dies mit Solarmodulen zu realisieren.

In der Zukunft könnte es funktionieren, aber wir befinden uns nicht in diesem Szenario mit reichlich Energie, und es ist schwer vorstellbar, dass Wasserstoff so billig hergestellt werden wird. Ganz zu schweigen von den technischen Schwierigkeiten, die der Umgang mit Wasserstoff mit sich bringt, denn schließlich ist er das kleinste Atom im Periodensystem, und das verleiht ihm eine extreme Leckagegefahr (sogar durch die Wände der Metallbehälter hindurch).

Ein weiteres Problem ist das komplette Geschäftsmodell der Auflieger, das darauf basiert, dass der Auflieger nach Belieben am Lastwagen gewechselt werden kann. Auflieger sind im Transportwesen wichtig, weil sie die größte Menge CO2-Emissionen verursachen.

Dieses Modell bedeutet, dass man alles in die Zugmaschine steckt, einschließlich der gesamten Energie, die benötigt wird, damit sie eine eigenständige Einheit ist. Aber Wasserstoff hat den großen Nachteil, viel Platz zu beanspruchen.

Nur dann lässt sich ausreichend Wasserstoff an Bord speichern, wenn der Lastwagen länger ist. Vielleicht ist dies mit neuen Vorschriften möglich, da es sinnvoll sein könnte, längere Lastwagen zu bauen, um sie aerodynamischer zu gestalten.

Aber die herkömmliche Form des quadratischen Sattelaufliegers in der EU ist das Ergebnis davon, das Volumen bei einer bestimmten Länge zu maximieren, und es ist unklar, wo all der Wasserstoff untergebracht werden könnte.

Beschränkung des Einsatzes von Wasserstoff

Ja, natürlich! Wir haben nur eine begrenzte Menge erneuerbarer Energie und es gibt weitaus bessere Anwendungen für Wasserstoff als die Elektrifizierung des Verkehrs; zum Beispiel kann er verwendet werden, um die Industrie und die Luftfahrt zu dekarbonisieren.

Zum jährlichen Zeitpunkt (und vielleicht auch in Jahrzehnten) sollte der Einsatz von Wasserstoff darauf ausgerichtet sein, Sektoren zu unterstützen, für die es keine Alternative zur Dekarbonisierung gibt, und ihn daher nicht für die Elektrifizierung des Straßenverkehrs verwenden.

Wasserstoff muss eine wichtige Rolle bei der Dekarbonisierung spielen, aber er darf nicht dazu verwendet werden, erneuerbare Energien zu verschwenden oder öffentliches Geld durch Subventionen in Lösungen zu stecken, die bislang deutlich von batterieelektrischen Fahrzeugen übertroffen wurden, noch bevor sie in Betrieb genommen wurden.

Als Beispiel für diese schlechte Praxis lassen sich die bedeutenden Investitionen nennen, die von Transportes Metropolitanos de Barcelona in den Wasserstoffbusdienst getätigt werden, während andere Städte bereits effizient ihre Wasserstoffprojekte in batterieelektrische Busse umorientiert haben.

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Wann werden wir eine signifikante Anzahl emissionsfreier Lastwagen auf Europas Straßen sehen?

In den nächsten zwei Jahren werden wir die ersten batterieelektrischen Sattelauflieger auf der Straße sehen. Dies wird ebenso enorme Auswirkungen auf die Diskussionen über elektrische Lastwagen haben.

Auf einmal werden jene Personen in den Unternehmen der Lastwagenhersteller, die sagen „das geht nicht“, von ihrem Chef hören: „Nun, unser Konkurrent kann es tun, also müssen wir es auch tun.“

Dies wird in fünf oder sieben Jahren zu mehreren neuen Modellen führen. Tatsächlich ist es nicht so schwer, einen Elektro-Lastwagen zu entwerfen, um die Elektrifizierung des Transports voranzutreten. Ein Elektroauto zu bauen ist viel schwieriger als einen elektrischen Lastwagen zu bauen.

Um anzufangen, ist es sehr teuer, ein Auto zu entwickeln, das in großem Maßstab produziert werden kann. Es muss sehr gut optimiert sein, und es gibt viele Akteure, die beteiligt sind.

Ein Lastwagen ist vergleichsweise einfach, weil der Maßstab, in dem er hergestellt wird, kleiner ist, und die Designüberlegungen bezüglich Innenraum und Außenbereich sind weniger kritisch.

Angesichts dessen besteht eine ziemlich große Veränderung darin, die Batterie als Teil der Struktur zu verwenden, um Gewicht zu sparen.

Außerdem scheint es unerlässlich, die Aerodynamik sowie das automatisierte Management von Leistung und Verbrauch zu optimieren. Vielleicht ist das etwas schwieriger, aber es ist der Weg zum Erfolg.

Gibt es eine ernsthafte Bewegung in der LKW-Herstellungsindustrie hin zu Null-Emissionsfahrzeugen?

Die Herstellung schwerer Nutzfahrzeuge ist ein sehr konservativer Sektor. Abgesehen von Tesla ist in Europa kein batterieelektrischer Lastwagen zu sehen, der sorgfältig entworfen wurde.

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Die meisten, die wir derzeit finden, behalten den Mittelmotor.

Dies ist eine Art, wie es sich aus den Verbrennungsmodellen ableitet. Im Grunde nehmen sie den Truck so, wie er ist, bohren in einige Komponenten des Antriebsstrangs, um Batterien zu platzieren, und ersetzen dann den Verbrennungsmotor durch einen Elektromotor und weitere Batterien.

Dieser Produkttyp ist kein neuer elektrifizierter Lastwagen; er ist im Grunde eine Aktualisierung oder ein Retrofit.

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