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16.04.2020 | Schwere Lkw | Im Fokus | Onlineartikel

Pro und Contra Oberleitungs-Lkw

Autor:
Christiane Köllner
7:30 Min. Lesedauer

Der Straßengüterverkehr wächst – und damit die Emission von Treibhausgasen. Sind Oberleitungs-Lkw statt Diesel-Trucks daher eine ökologisch und ökonomisch sinnvolle Lösung? Eine Analyse. 

Nicht nur Pkw müssen nachhaltiger auf den Straßen unterwegs sein, auch der Güterverkehr muss klimafreundlicher werden. Wenn es um die Verkehrswende in Zeiten des Klimaschutzes geht, steht vor allem der Elektroantrieb hoch im Kurs. Doch gerade Lkw benötigen viel Energie und eine große Reichweite. Hierbei sollen Oberleitungs-Lkw helfen. Doch sind sie wirklich eine ökologisch und ökonomisch sinnvolle Lösung? Zwei aktuelle Studien, eine vom Öko- und eine vom ifeu-Institut, sagen ja. Es gibt aber auch Gegenargumente. 

Die Idee, Lastwagen per Oberleitung zu versorgen, gibt es schon länger. Gleislose Bahnen kamen bereits Anfang des 20. Jahrhunderts zum Einsatz. So waren zum Beispiel die Schiemann-Oberleitungs-Elektrozugmaschinen der Hafenbahn Altona ab 1911 im Einsatz, und das sogar bis 1949. In jüngerer Zeit leben Projekte zum oberleitungsgebundenen elektrischen Betrieb von schweren Nutzfahrzeugen wieder verstärkt auf. Seit 2011 gibt es auf einem ehemaligen Militärflugplatzgelände bei Groß Dölln nahe Berlin eine abgeschlossene elektrifizierte Teststrecke, ein sogenanntes eHighway-System. Im öffentlichen Verkehrsraum werden außerhalb Deutschlands in Schweden und Kalifornien Pilotanlagen betrieben. In Deutschland sind eHighways bislang auf der A5 zwischen Langen/Mörfelden und Weiterstadt in Hessen sowie auf der A1 bei Lübeck in Schleswig-Holstein zu finden. Dort kommen jeweils O-Lkw von Scania zum Einsatz. Geplant ist auch eine Teststrecke in Baden-Württemberg entlang der B 462 bei Kuppenheim in Baden-Württemberg.

Spielart des Elektroantriebes

Oberleitungssysteme sind eine Spielart des Elektroantriebes. 

Hier wird ein schwerwiegender Nachteil des Batterie-Elektroantriebes, nämlich das hohe Gewicht und die hohen Kosten der Batterien umgangen, indem das Fahrzeug – ähnlich einer elektrifizierten Eisenbahn – den Strom mit einem Abnehmer aus einer Oberleitung bezieht", erklärt Springer-Autor Michael Hilgers im Kapitel Elektrischer Antrieb aus dem Buch Alternative Antriebe und Ergänzungen zum konventionellen Antrieb

So ausgerüstete Lkw versorgen sich während der Fahrt aus Oberleitungen mit elektrischer Energie und fahren dann lokal emissionsfrei. 

Öko-Institut: Klimavorteil für Oberleitungs-Lkw

Laut einer aktuellen Studie des Öko-Instituts können Oberleitungs-Lkw eine effiziente Möglichkeit der Stromnutzung im Güterfernverkehr sein. Wird auf einem Streckennetz von rund 4.000 Kilometern ein leistungsfähiges Oberleitungssystem für Lkw aufgebaut, so könnte allein ein Drittel des Lkw-Fernverkehrs mittels Oberleitung elektrisch erfolgen, so die Studie, die mit der Hochschule Heilbronn, dem Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO sowie Intraplan Consult erstellt wurde.

"Bauen wir ein solches Oberleitungsnetz für Lkw auf, können die direkten Treibhausgasemissionen allein des Straßengüterfernverkehrs pro Jahr um bis zu 12 Millionen Tonnen CO2 sinken", fasst Florian Hacker, Leiter des Projekts zu Potenzialen des Oberleitungsgüterverkehrs, zusammen. "Das entspricht mehr als einem Drittel der Emissionen des schweren Straßengüterverkehrs." 

Empfehlung der Redaktion

01.03.2020 | Forschung | Ausgabe 1/2020

Technische und ökobilanzielle Analyse von Langstrecken-Lastkraftwagen für das Jahr 2050

Alternative Antriebskonzepte werden momentan an vielen Stellen erforscht, und einzelne sind auch schon marktreif. Die Aktivitäten in diesem Bereich sind jedoch hauptsächlich bei Pkw zu sehen. Wo die Reise bei Schwerlast-Lastkraftwagen hingeht, ist momentan noch nicht ersichtlich. Die Universität Stuttgart und IAV haben in einem Forschungsprojekt der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen die Antriebsstränge zukünftiger Schwerlast-Lastkraftwagen für den Fernverkehr untersucht, welche möglichst wenig CO2 emittieren sollen.

Auch wenn man die Treibhausgasemissionen bei der Stromerzeugung berücksichtige, könne ein Oberleitungs-Lkw im Jahr 2025 die Treibhausgasemissionen im Vergleich zu einem heutigen Diesel-Lkw nahezu halbieren, so die Wissenschaftler. Bis zum Jahr 2030 soll der Vorteil laut Studie unter den Vorgaben des Kohleausstiegs sogar auf 60 Prozent ansteigen. Im Vergleich der Antriebstechnologien wiesen Oberleitungs-Lkw neben batterieelektrischen Lkw damit das höchste Potenzial zur Treibhausgasminderung im Güterverkehr auf, heißt es von den Forschern weiter. Bestätigt wird das auch von Forschern der Universität Stuttgart und IAV: 

Basierend auf der Annahme, dass es 2050 100 Prozent erneuerbare Energie geben wird, welche durch heutige Anlagen erzeugt werden, hat das CEV die geringsten Treibhausgasemissionen, gefolgt vom BEV", schreiben sie in dem Artikel Technische und ökobilanzielle Analyse von Langstrecken-Lastkraftwagen für das Jahr 2050 aus der ATZheavyduty 1-2020.

Die Investitionskosten für ein denkbares Endausbaunetz von etwa 4.000 Kilometern Länge schätzt die Öko-Institut-Studie auf 10,2 bis 12,2 Milliarden Euro. Zusätzlich werden jährliche Betriebskosten in Höhe von zwei Prozent der Investitionskosten angenommen. Im Jahr 2025 beschaffte O-Lkw sollen in der vorteilhaftesten Fahrzeugkonfiguration die Wirtschaftlichkeitsschwelle nach 1,5 Jahren erreichen, so die Forscher. LNG-Fahrzeuge hätten mit etwa acht Monaten die kürzeste Amortisationsdauer. Eine denkbare Mautbefreiung für E-Lkw würde die Amortisationsdauer in etwa halbieren. Auch wirke sich ein möglichst hoher elektrischer Fahranteil positiv auf die Amortisationsdauer aus, so die Studie.

Ifeu-Institut: O-Lkw sind günstiger als Umstellung auf synthetische Kraftstoffe

Auch das ifeu – Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg spricht in einer aktuellen Studie von einem Klimavorteil bei Oberleitungs-Lkw. Demnach könne ein O-Lkw im Jahr 2030 die CO2-Emissionen gegenüber einem Diesel-Lkw fast halbieren, Fahrzeug- und Infrastrukturherstellung und Stromerzeugung mit eingerechnet. Gelinge es, bis 2030 ein Oberleitungs-Basisnetz von 3.200 Kilometern Länge auf besonders intensiv befahrenen deutschen Autobahnabschnitten zu errichten, so könnten jährlich bis zu 9,2 Millionen Tonnen CO2 eingespart werden, rechnet das ifeu vor und kommt damit zu ähnliche Zahlen wie das Öko-Institut. Das entspreche knapp 20 Prozent der Gesamtemissionen des deutschen Straßengüterverkehrs. Werde diese Infrastruktur zukünftig auch durch internationale Lkw-Verkehre genutzt, sinken die CO2-Emissionen weiter. Die Kosten für das 3.200 Kilometer lange Basisnetze schätzt die Studie auf rund sieben Milliarden Euro, die über etwa zehn Jahre investiert werden müssten. 

Weiteres Ergebnis der ifeu-Studie: Auf stark befahrenen Autobahnabschnitten in Deutschland könnten Oberleitungs-Lkw schon 2030 wirtschaftlich attraktiv sein – vorausgesetzt, der Staat baut eine entsprechende Infrastruktur auf. Dadurch würde auch die CO2-Vermeidung für Speditionen deutlich günstiger als der Umstieg auf synthetische Kraftstoffe, so die Studie. Für wenig frequentierte Strecken seien jedoch voraussichtlich Antriebe günstiger, die nicht auf eine sogenannte streckengebundene Energieinfrastruktur angewiesen seien. Hier könnten dann beispielsweise Brennstoffzellenantriebe zum Einsatz kommen.

Der Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI) empfahl bereits 2018, die 4.000 meistbefahrenen Autobahnkilometer zu elektrifizieren: Der Aufbau einer Oberleitungsinfrastruktur sei "trotz der erforderlichen Infrastrukturinvestitionen die kosteneffizienteste Maßnahme", heißt es in der BDI-Studie "Klimapfade für Deutschland".

Zu teuer und klimapolitisch fragwürdig

Es gibt aber auch Gegenargumente: zu teuer, zu unpraktisch und innerhalb Europas nicht durchsetzbar. Im Zusammenhang mit Oberleitungs-Lkw hat der Bund bisher Ausgaben in Höhe von 65,2 Millionen Euro geleistet, wie aus einer Kleinen Anfrage der FDP zu Oberleitungen auf Bundesautobahnen für Lkw hervorgeht. Auch Daimler ist skeptisch: Der weltweit führende Lastwagenhersteller hält das Konzept eines Stromlastwagens auf längeren Strecken für untauglich, wie die Nachrichtenagentur Reuters bereits 2019 berichtete. Die Infrastruktur dafür sei zu teuer. Kritik kommt auch von der Allianz pro Schiene. "Für die flächendeckende Versorgung des Lkw-Verkehrs mit erneuerbarer Energie wären, neben massiven Infrastrukturinvestitionen, auch enorme Ökostrommengen nötig", heißt es auf der Webseite des gemeinnützigen Verkehrsbündnisses. Vielmehr soll die Entwicklung von Batterie-Lkw für den Nahbereich vorangetrieben und für die Langstrecke die Schiene genutzt werden.

Zu einer ähnlichen Einschätzung kommt auch das Netzwerk Europäischer Eisenbahnen (NEE) vor rund einem Jahr. Oberleitungs-Lkw seien klimapolitische fragwürdig. Zum Beispiel, weil sie für Teilstrecken ohne Oberleitung entweder einen zusätzlichen Verbrennungsmotor oder einen schweren Energiespeicher benötigten. Das führe zu höheren Kaufpreisen und einer geringeren Nutzlast. Selbst eine vollständige Umstellung der Oberleitungs-Lkw auf CO2-frei erzeugten Strom könne deren Energieverbrauch nicht annähernd in die Nähe des Schienengüterverkehrs bringen, so NEE. "Im Vergleich zum Lkw liegt heute der spezifische Energieverbrauch des schon zu 95 Prozent elektrisch erbrachten Eisenbahngüterverkehrs bei nur einem Viertel", betonte NEE-Geschäftsführer Peter Westenberger. "Bei rein elektrischen Antrieben würde sich der höhere Energiebedarf elektrischer Lkw sehr konkret in zusätzlich zu errichtenden Quadratkilometern Photovoltaikfläche, Windparks und Hochspannungsleitungen ausdrücken lassen."

Viele offene Fragen

Noch gibt es also viele offene Fragen: Wie sieht das genaue Kosten-Nutzen-Verhältnis aus, da ein flächendeckender Ausbau der Bundesautobahnen mit elektrischen Oberleitungen sehr kostenintensiv ist und gleichzeitig andere Straßen im In- und Ausland weiterhin ohne Oberleitungen blieben? Wie könnten europäische Standards etwa für die Höhe der Oberleitungen aussehen? Sind die Oberleitungen so zuverlässig, dass sie bei jeder Witterung funktionieren? Können und wollen die Betreiber der Lkw die zusätzlichen Kosten für O-Lkw bewältigen?

Erste Antworten gibt der Versuch auf der A5 in Deutschland durch den Hersteller Scania und das Bundesumweltministerium. Dieser hat ergeben, dass O-Lkw circa 10 Prozent CO2 gegenüber rein konventionell angetriebenen Lkw einsparen. Aus Sicht des Herstellers Scania ist dies als Erfolg zu bewerten. So sagte Scania-Produktmanager Stefan Ziegert im Sommer 2019: "Nach den ersten tausend Kilometern, die ausgewertet wurden, konnten wir eine Kraftstoffeinsparung an Diesel von zirka 10 Prozent verzeichnen. Das ist ein erfreulich positives Ergebnis schon nach den ersten Wochen der Testphase".

Das Öko-Institut fordert indes die Politik zum Handeln auf. "Die Politik muss den Rahmen für den Aufbau der Oberleitungsinfrastruktur schaffen und damit Planungssicherheit für die Marktakteure geben", fordert Florian Hacker vom Öko-Institut. "Unsere Analysen identifizieren die Einführung einer CO2-basierten Mautkomponente als wirksamstes Instrument, um eine hohe elektrische Fahrleistung im Straßengüterverkehr zu erreichen. Nur wenn die Rahmenbedingungen für langfristige Investitionen klar sind, kann ein Umstieg auf klimaschonende Technologien im Güterverkehr gelingen." Bis zum Jahr 2030 soll rund ein Drittel des Güterverkehrs elektrisch oder auf Basis strombasierter Kraftstoffe unterwegs sein, so will es das Klimapaket der Bundesregierung.

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