Skip to main content
main-content

11.05.2017 | Nutzfahrzeuge | Im Fokus | Onlineartikel

Warum Oberleitungs-Lkw wirtschaftlich sein können

Autor:
Christiane Köllner

Lkw könnten bald per Oberleitung angetrieben werden und in einem Massenmarkt wirtschaftlich erfolgreich sein. Allerdings nur, wenn die Oberleitungsinfrastruktur gut ausgebaut und genutzt wird.

Der Straßengüterverkehr ist für etwa ein Drittel der CO2-Emissionen im Straßenverkehr verantwortlich. Um hier eine Dekarbonisierung zu erreichen, ist der Oberleitungs-Lkw eine mögliche Lösung. Mit Oberleitungssystemen wird ein schwerwiegender Nachteil des Batterie-Elektroantriebes, nämlich das hohe Gewicht und die hohen Kosten der Batterien umgangen, erklärt Springer-Autor Michael Hilgers im Kapitel Elektrischer Antrieb aus dem Buch Alternative Antriebe und Ergänzungen zum konventionellen Antrieb.

Weltweit starten derzeit Pilotvorhaben für Oberleitungs-Lkw. So testet zum Beispiel Siemens in Schweden ein solches System für Lkw. Auf dem sogenannten eHighway kommen zwei Diesel-Hybrid-Fahrzeuge des Fahrzeugherstellers Scania zum Einsatz. Siemens baut derzeit auch in Kalifornien ein eHighway-Demonstrationsprojekt auf. 

Empfehlung der Redaktion

01.05.2016 | Im Focus | Ausgabe 5/2016

Nutzfahrzeuge Verschlungene Wege in die Zukunft

Die Entwicklung von Nutzfahrzeugen für die Zukunft gleicht einem Kampf an vielen Fronten. Gilt es doch, zahlreiche Kriterien zu erfüllen, die sich technisch oftmals widersprechen. Um Fahrzeugsicherheit, Automatisierung, emissionsarme …

"Kernelement des Systems ist ein intelligenter Stromabnehmer in Kombination mit einem Hybridantriebssystem", erklärt Stefan Schlott in seinem Report Nutzfahrzeuge Verschlungene Wege in die Zukunft aus der ATZ 5-2016 die Technik, die hinter dem eHighway steckt. Ein Sensorsystem ermögliche dem Stromabnehmer das automatische An- und Abbügeln bis zu einer Geschwindigkeit von 90 km/h. Entsprechend ausgerüstete Lkw versorgten sich während der Fahrt aus Oberleitungen mit elektrischer Energie und fahren dann lokal emissionsfrei. Auf Straßen ohne Oberleitungsinfrastruktur komme ein Hybridsystem mit Diesel zum Einsatz. Alternativ könne das System beispielsweise auch mit Batterie oder komprimiertem Erdgas betrieben werden.

Verringerung der lokalen Luftverschmutzung

Die Chancen und Herausforderungen der Oberleitungs-Lkw hat das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI zusammen mit vier Forschungspartnern jetzt analysiert. Die im Auftrag des Bundesverkehrsministeriums entstandene "Machbarkeitsstudie zur Ermittlung der Potenziale des Hybrid-Oberleitungs-Lkw" zeigt, dass Oberleitungs-Lkw wirtschaftlich sein können, vorher jedoch einige Hürden hinsichtlich Infrastruktur und Akzeptanz zu überwinden sind.

Aufgrund ihrer im Vergleich zum Diesel-Lkw höheren Wirkungsgrade könnten Oberleitungs-Lkw bei Verwendung von Strom aus überwiegend erneuerbaren Energiequellen entscheidend zur Reduktion der Treibhausgasemissionen des stark wachsenden straßengebundenen Güterfernverkehrs beitragen, so die Studie. Projektleiter Professor Martin Wietschel vom Fraunhofer ISI bilanziert: "Hierfür müssten lediglich die 4000 bis 5000 am stärksten von schweren Lkw frequentierten Autobahnkilometer mit Oberleitungen ausgestattet werden. Die dafür notwendigen Investitionen in Höhe von acht bis zwölf Milliarden Euro sind im Vergleich zum Aufbau anderer Infrastrukturen nicht besonders hoch."

Dass sich die Investitionen für die Umwelt lohnen, zeigen erste Erkenntnisse aus dem eHighway-Projekt: "Der eHighway ist im Vergleich zu Verbrennungsmotoren doppelt so effizient. Das bedeutet nicht nur eine Halbierung des Energieverbrauchs, sondern auch eine Verringerung der lokalen Luftverschmutzung", sagt Roland Edel, Technologiechef der Mobilitätssparte von Siemens.

Hürden hinsichtlich Infrastruktur und Akzeptanz 

Für die Einführung gibt es jedoch einige relevante Hürden: Vor allem müsste die zu Beginn defizitäre Oberleitungsinfrastruktur wahrscheinlich mit staatlicher Unterstützung vorfinanziert werden, so die Studie. Der Zeitraum, in dem der Infrastrukturaufbau realisiert werden könnte, sei noch offen. Da auch ausländische Sattelzugmaschinen im erheblichen Umfang Autobahnen in Deutschland nutzen, empfehlen die Autoren zudem, eine europäische Lösung zur besseren Infrastrukturauslastung und Harmonisierung der europäischen Verkehrspolitik anzustreben. 

Eine weitere Hürde sei die derzeit noch eingeschränkte Akzeptanz bei Lkw-Herstellern, die ihre Produktpalette umstellen müssten und Teile ihre Wertschöpfung mit den Verbrennungsmotoren verlieren könnten, sowie bei Logistikunternehmen, die eventuell Flexibilitätseinbußen bei der Einsatzplanung hätten. Ebenso sei offen, wie Anwohner und Nutzer beispielsweise mit den Sichtbeeinträchtigungen umgehen. 

Dazu kommt: Das System weist die gleichen Nachteile auf, wie ein serieller Hybrid. 

Es ist schwer und teuer, da die Antriebsleistung mehrfach im Fahrzeug installiert ist. Darüber hinaus ist auch noch der Stromabnehmer und die Steuerung für den Stromabnehmer erforderlich", sagt Springer-Autor Hilgers.

Martin Wietschel nennt noch weitergehenden Forschungsbedarf: "Bei den neuen Antrieben für Lkw, vor allem mit Oberleitungen, stellt sich die Frage nach der Integration in das Energiesystem: Sie benötigen sehr große Strommengen, und diese Stromnachfrage kann kaum nach energiewirtschaftlichen Gesichtspunkten verlagert werden, zum Beispiel in Zeiten mit hohen erneuerbaren Anteilen im Energiesystem."

Brennstoffzellen-Lkw mit Wasserstoff sind auch eine Option

Für die Studie wurden weiterhin die Oberleitungs-Lkw im Vergleich zu anderen neuen strombasierten Kraftstoffen zur Dekarbonisierung des straßengebundenen Güterfernverkehrs bewertet. Hierbei habe sich gezeigt, dass Brennstoffzellen-Lkw mit Wasserstoff ebenfalls eine interessante Option seien, unter anderem aufgrund ihrer Wirkungsgradvorteile gegenüber anderen strombasierten Kraftstoffen wie Methanol. 

Zum Beispiel hat Toyota jüngst einen wasserstoffbasierten Brennstoffzellenantrieb speziell für schwere Lkw präsentiert. In puncto Antriebsleistung kann der lokal emissionsfreie Truck mit herkömmlichen Diesel-Lkw mithalten: Der Brennstoffzellen-Lkw entwickelt eine Leistung von rund 493 kW (670 PS) und ein maximales Drehmoment von fast 1800 Nm. Möglich machen dies zwei Brennstoffzellenstacks, die auch bereits in der Limousine Mirai zum Einsatz kommen. Die 12 kWh starke Batterie baut sehr kompakt, die Reichweite des bis zu 36 Tonnen schweren Konzeptfahrzeugs beträgt über 320 Kilometer pro Tankfüllung. Erste Tests mit einem Konzeptfahrzeug starten im Sommer in den Häfen der kalifornischen Metropole Los Angeles.

Weiterführende Themen

Die Hintergründe zu diesem Inhalt

Das könnte Sie auch interessieren

16.01.2017 | Nutzfahrzeuge | Im Fokus | Onlineartikel

Alternative Antriebe für Nutzfahrzeuge nehmen zu

06.06.2016 | Nutzfahrzeuge | Nachricht | Onlineartikel

Systemansätze als CO2-Hebel bei Nutzfahrzeugen

20.06.2016 | Nutzfahrzeuge | Im Fokus | Onlineartikel

Antriebstechnik für Nutzfahrzeuge von morgen

Premium Partner

BorgWarnerdSpaceFEVWatlowHBMAnsysValeo Logo

BranchenIndex Online

Die B2B-Firmensuche für Industrie und Wirtschaft: Kostenfrei in Firmenprofilen nach Lieferanten, Herstellern, Dienstleistern und Händlern recherchieren.

Zur B2B-Firmensuche

Whitepaper

- ANZEIGE -

Ausblick in die Zukunft der Turboladertechnologie

Die Hersteller von Turboladersystemen müssen ihre Palette an technischen Lösungen ständig erweitern und an das wachsende Spektrum an Motorkonzepten anpassen. BorgWarner liefert innovative Technologien, wie den eBooster® elektrisch angetriebenen Verdichter, Wälzlagersysteme und Turbolader mit variabler Turbinengeometrie (VTG) für Benzinmotoren, die dem Fahrzeug der Zukunft den Weg bereiten. Jetzt gratis downloaden!

Sonderveröffentlichung

- ANZEIGE -

Kraftstoff reduzieren und gleichzeitig Emissionen senken – ist das möglich? AVL PLUtron™ - Die Kraftstoffverbrauchsmessung der Zukunft!

AVL PLUtron erfährt eine enthusiastische Resonanz seit es im Juli auf dem Markt gekommen ist. Anwender aus dem Fahrzeugtest einschlägiger Automobilhersteller zeigen sich beeindruckt von der Qualität der Messergebnisse und von der Einfachheit der Einbindung über die CAN-Schnittstelle.

Das erfahren Sie hier!