Während beim Pkw der Trend klar zu batterieelektrischen Antrieben geht, wird im Bereich der schweren Nutzfahrzeuge noch diskutiert, welches Antriebssystem sich für Trucks, Busse und Arbeitsmaschinen am besten eignet. Im Wettbewerb stehen dabei batterieelektrische Antriebe und Brennstoffzellen – neben Verbrennungsmotoren, die mit Wasserstoff oder erneuerbaren Kraftstoffen wie Biogas betrieben werden.
Um die steigenden Fahrleistungen im Güterverkehr abbilden und gleichzeitig die geplante Emissionsreduktion im Transportverkehr realisieren zu können, setzen wir bei MAN Truck & Bus klar auf den batterieelektrischen Antrieb“, sagt Dr. Frederik Zohm, Vorstand für Forschung und Entwicklung bei MAN Truck & Bus.
Im Forschungsprojekt NEFTON (Nutzfahrzeugelektrifizierung zur Transportsektoroptimierten Netzanbindung) hat sich das Unternehmen mit fünf Partnern aus Industrie und Wissenschaft zusammengeschlossen. Als zentralen technischen Schlüssel sehen die Projektpartner dabei das Megawatt Charging System (MCS) mit einer Ladeleistung im Megawatt-Bereich. Es werden Ladeströme von 3.000 Ampere getestet, wodurch ein Elektro-Lkw in 15 Minuten vollgeladen werden kann. Die Technische Universität München entwickelt hierfür gemeinsam mit MAN Truck & Bus und der Technischen Hochschule Deggendorf neue Konzepte mit Ladeleistungen im Bereich von drei Megawatt.
Elektrisch im Linien-Langstreckenverkehr
Das dänische Busunternehmen Vikingbus ist dagegen bald schon in der Praxis elektrisch unterwegs, Ende 2022 hat es bereits 31 vollelektrisch angetriebene Busse von Mercedes-Benz geordert. Sie werden künftig vorwiegend in der Gemeinde Køge eingesetzt, auf der längsten Stadtbuslinie Dänemarks: Die Busse müssen teils mehr als 500 Kilometer am Tag fahren. Die 31 Busse sind dafür mit Batterien, die eine hohe Energiedichte und eine Gesamtkapazität von 588 Kilowattstunden haben, ausgerüstet.
Eine Alternative zu großen Batterien ist die Aufladung während der Fahrt. Dabei werden die Fahrzeuge mit einem Pantografen ausgerüstet – im Prinzip nichts anderes, als was man bereits von der Bahn kennt: Über einen Stromabnehmer lädt der Lkw oder Bus seine Batterie auf der Fahrt über eine Oberleitung auf. Noch fahren derartige Lkws nur im Rahmen von Forschungsprojekten. Immerhin: Die österreichische Metropole Wien hat bereits 60 Busse geordert, bei denen Stromabnehmer Schnellladungen mit bis zu 300 Kilowatt ermöglichen und somit die Reichweite und Einsatzzeiten erhöhen.
In modernen Volkswirtschaften werden 73 % der Straßengütertonnage über Entfernungen von 150 km oder weniger befördert, und zwar auf Strecken, für die keine andere Transportart realistisch wäre. Weniger als 2 % werden über 1.000 km befördert.
77 Prozent aller in der Europäischen Union auf dem Landweg beförderten Güter werden per Lkw transportiert.
6,2 Millionen Lkws sind heute in der EU unterwegs.
0,2 Prozent der aktuellen Lkw-Flotte verfügen über einen batterieelektrischen Antrieb.
Quelle: ACEA
Hohe Reichweiten mit Wasserstoff
Doch trotz der Leistung batterieelektrischer Antriebe – auch Wasserstoff bleibt eine interessante Alternative, meint Axel Blume, der Leiter des Teams „Klimafreundliche Nutzfahrzeuge“ der Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW): „Nutzfahrzeuge mit Wasserstoff-Brennstoffzellen-Antrieb haben, neben Batterie- und Oberleitungs-Lkws, großes Potenzial, den Straßengüterverkehr in Deutschland nachhaltiger zu gestalten und somit einen Beitrag zum Erreichen der Klimaziele zu leisten.“ Grundsätzlich stellt Wasserstoff aufgrund kurzer Betankungszeiten, hoher Nutzlast und Einsatzflexibilität sowie attraktiver Reichweiten einen vielversprechenden Energieträger in der Transportlogistik dar. Jüngste Ankündigungen verschiedener Fahrzeughersteller deuten darauf hin, dass bis zum Ende des Jahrzehnts rund 50.000 wasserstoffbetriebene schwere Nutzfahrzeuge in Europa in Betrieb sein werden, wenn die Rahmenbedingungen und die Betankungsinfrastruktur gegeben sind. Doch noch sind sie rar.
Brennstoffzelle für energieintensive Einsätze
So ist erst im Dezember 2022 der erste in Deutschland zugelassene Wasserstoff-Lkw aus Serienfertigung in den Praxiseinsatz gestartet. Betrieben wird er von dem Unternehmen Hylane, das Wasserstoff-Lkws mit unterschiedlichen Auf- und Einbauten in Form einer nutzungsbasierten Miete (im sogenannten „Pay-Per-Use-Modell“) anbietet – die Kunden zahlen nur für die tatsächlich gefahrenen Kilometer. Sara Schiffer, Geschäftsführerin von Hylane:
„Es gibt eine Vielzahl theoretischer Studien zum Einsatz von Wasserstoff, aber zu wenig belastbare Praxiserfahrung. Ab heute dürfen wir mit unserem ersten Fahrzeug dazu beitragen, dass wir zukünftig besser verstehen, wie der Markthochlauf von Wasserstoff in der Mobilität funktionieren kann.“
Das Hyundai-Fahrzeug vom Typ „XCIENT Fuel Cell“ verfügt über eine Reichweite von rund 400 Kilometern. Der Wasserstoff wird in sieben Behältern gespeichert, die je nach Temperatur in einer Spanne von acht bis 20 Minuten vollständig betankt werden können.
Auch Volvo beschäftigt sich mit dem Brennstoffzellen-Lkw, hier sind die Trucks allerdings noch in einer Testphase. „Elektro-Lkws mit wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellen eignen sich besonders für lange Strecken und schwere, energieintensive Aufgaben. Sie könnten auch eine Option für Länder sein, in denen die Möglichkeiten zum Laden von Batterien begrenzt sind“, erklärt Roger Alm, Präsident bei Volvo Trucks. Der Hersteller erwartet, dass Elektro-Lkws auf Brennstoffzellen-Basis eine Reichweite erlangen werden, die mit vielen Diesel-Lkws vergleichbar ist – bis zu 1.000 Kilometer – bei einer Ladezeit von weniger als 15 Minuten. Volvo plant eine Vermarktung allerdings erst für die zweite Hälfte des Jahrzehnts.
Welches System sich letztendlich zur Dekarbonisierung des Nutzfahrzeugbereichs durchsetzen wird, ist also noch offen. Wahrscheinlich wird es eine Mischung verschiedener Antriebe und Energieträger geben – so unterschiedlich, wie auch die Einsätze in diesem Sektor sind.
31 Prozent beträgt der Wirkungsgrad von Brennstoffzellen-Antrieben in Lkws
73 Prozent beträgt der Wirkungsgrad batterieelektrischer Lkws
Quelle: Öko-Institut/Fraunhofer IAO
