eHighway auf einer öffentlichen Straße in Schweden
03.03.2020 | Stephanie Kunert

Studie: E-Highway mit Mehrwert

Der E-Highway für Trucks ist zuletzt ins Stocken geraten. Teststrecken konnten erst kürzlich ihren Betrieb aufnehmen. Eine neue Studie bescheinigt dem Ansatz allerdings zahlreiche wirtschaftliche und ökologische Vorteile.

Rund ein halbes Jahr später als geplant sind seit Mai 2019 die ersten Oberleitungs-Lkw auf einer rund zehn Kilometer langen Strecke der A 5 zwischen Langen/Mörfelden und Weiterstadt in Hessen unterwegs. Dafür wurden entlang der Strecke 229 Oberleitungsmasten errichtet. Bis zu fünf Hybrid-Trucks pendeln im Rahmen des Projektes „Elisa“ (elektrifizierter, innovativer Schwerverkehr auf Autobahnen) mehrmals täglich hin und her und testen das System auf Herz und Nieren. Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit stellt für den Feldversuch die Flotte zur Verfügung, die Logistikpartner in realen Transportprozessen einsetzen. Ebenfalls mit einigen Monaten Verzögerungen ist im Februar 2020 in Schleswig-Holstein auf der A1 zwischen Reinfeld und dem Autobahnkreuz Lübeck der zweite E-Highway in Betrieb gegangen. Der NDR hat kürzlich darüber berichtet.

Nach Hessen und Schleswig-Holstein soll in Baden-Württemberg der dritte E-Highway auf der Bundesstraße 462 bei Rastatt auf einer Gesamtlänge von etwa sechs Kilometern entstehen. Sind alle Abschnitte elektrifiziert, sollen insgesamt 15 umgebaute Hybrid-Lkw des Herstellers Scania Daten sammeln: Wie viel CO2 kann tatsächlich eingespart werden? Wie verhalten sich die Lkw bei unterschiedlichen Wetterverhältnissen? Was passiert, wenn mehrere Hybrid-Fahrzeuge gleichzeitig die Oberleitung nutzen? Wie viel Strom muss zugeführt werden, damit diese nicht nur fahren, sondern auch noch ihre Batterie laden können? Scania lieferte im vergangenen Sommer erste Ergebnisse: Der schwedische Hersteller verzeichnete nach 1.000 Kilometer Testfahrten eine Einsparung von zehn Prozent Diesel-Treibstoff. Mit repräsentativen Ergebnissen ist aber erst in einigen Jahren zu rechnen.

Studie zum Potenzial des E-Highways

Die Technologie sieht sich bereits seit einiger Zeit mit Kritik konfrontiert. Der große Nachteil der Lösung liegt in den hohen Investitionen. Experten monieren Kosten in Höhe von 50 Millionen Euro allein für die drei Teststrecken aus Bundesmitteln.

Das Öko-Institut hat nun gemeinsam mit der Hochschule Heilbronn, dem Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO und der Unternehmensberatung Intraplan Consult die Potenziale des Oberleitungs-Lkw-Systems in einer aktuellen Studie analysiert. Die Autoren kommen zu dem Ergebnis, dass ein Oberleitungs-Lkw bereits im Jahr 2025 über einen Nutzungszeitraum von fünf Jahren die Emissionen im Vergleich zu einem heutigen Diesel-Lkw nahezu halbieren kann. Bis zum Jahr 2030 steigt dieser Vorteil im Zuge des deutschen Kohleausstiegs sogar auf 60 Prozent an. Unter dieser Prämisse kommen die Forscher zu der Erkenntnis, dass der batterieelektrische oder oberleitungsgebundene Brummi mit einem Wirkungsgrad von 73 Prozent verglichen gegenüber Brennstoffzellen- (31 Prozent) und Diesel (21 Prozent) das höchste Potenzial zur Treibhausgasminderung im Güterverkehr hat. Und die doppelt so hohen Fahrzeugpreise würden schon nach zwei Jahren bei einer Fahrleistung von 240.000 Kilometer durch geringere Betriebskosten kompensiert.

E-Lkw liegt im Vergleich der Emissionseinsparungen vorn. Grafik: Öko-Institut

Experten empfehlen CO2-Bemautung

Das hat vor allem mit der Lkw-Maut zu tun: Wird bei den Gesamtnutzungskosten die Mautbefreiung für E-Lkw berücksichtigt, sinkt ein beträchtlicher Betrag. Eine vollständige Mautbefreiung stellt für die Studienautoren allerdings keine langfristig tragfähige Lösung dar, da auch CO2-freie Lkw hohe Infrastrukturkosten verursachen. Zudem würde diese mittelfristig zu sinkenden Transportkosten führen, was wiederum dem Ziel entgegensteht, Verkehr von der Straße auf die Schiene zu verlagern. Daher sollte die Mautbefreiung in einen CO2-Aufschlag überführt werden. Nach Berechnungen der Experten würde ein solcher Aufschlag in einer Zeitspanne von fünf Jahren Mehrkosten von über 80.000 Euro verursachen und einen klaren Vorteil für den Oberleitungs-Lkw schaffen.

Es müssen nicht alle Autobahnen elektrifiziert sein. Die Autoren sehen einen Bedarf für ein Kernnetz von mindestens 4.300 Kilometer Straße, worüber 65 Prozent des Güterverkehrs erfolgen. Eine durchgängige Elektrifizierung ist aufgrund des kombinierten Antriebs nicht zwangsläufig notwendig. So würden laut Scania jeweils rund 15 Kilometer lange elektrifizierte Abschnitte ausreichen, um daraufhin 50 Kilometer batterieelektrisch bewältigen zu können. Die Autoren identifizierten 17 Strecken, die für den Aufbau der Oberleitungsinfrastruktur besonders geeignet sind. Dazu gehören Zubringerstrecken zu Häfen oder Verbindungen zwischen Ballungsräumen.

Netz E-Highway

So könnte ein Netz von Oberleitungen aussehen. Grafik: Öko-Institut

Die Gesamtkosten hierfür taxieren die Forscher auf rund zwölf Milliarden Euro. Sie empfehlen, den Ausbau über mehrere Stufen zu strecken, um die Investitionskosten für die notwendige Infrastruktur auf mehrere Jahre bzw. Jahrzehnte zu verteilen. Für die Finanzierung regen die Experten an, die Einnahmen aus der Maut zu verwenden. Ein schneller Ausbau könnte dem Öko-Institut zufolge im Fernverkehr bis zum Jahr 2040 bis zu zwölf Millionen Tonnen CO2 einsparen. Das entspricht mehr als einem Drittel der heutigen Emissionen des schweren Straßengüterverkehrs.

Maut auf CO2-Basis schafft Kostenvorteil für Oberleitungs-Lkw. Grafik: Öko-Institut

Prinzip E-Highway

Mit Hybridtechnik und intelligenten Stromabnehmern ausgerüstete Lkw können aus Oberleitungen elektrische Energie beziehen und somit emissionsfrei fahren. Die Technik für die Stromzufuhr ist im Prinzip einfach: Mittels Sensoren erkennt der Truck, wenn er sich unter der Oberleitung befindet. Dann leuchtet auf der Armaturentafel ein grünes Lämpchen auf und der auch Pantograf genannte Stromabnehmer fährt automatisch aus. Dieser stellt den Kontakt zwischen Strom und Elektromotor des Lastwagens her. Der Verbrennungsmotor geht aus und der Lastwagen klingt nun ein wenig wie eine Straßenbahn. Endet die Oberleitung oder will ein Lkw überholen, können die Fahrzeuge wieder auf Dieselbetrieb umschalten oder der Akku für den Elektroantrieb springt an. Der Strom in den Oberleitungen stammt aus dezentralen Unterwerken, die sich an der Strecke befinden. Sie wandeln den Drehstrom aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz in Gleichstrom mit rund 600 Volt um, der dann die Oberleitungen speist.

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