26.07.2017

Interview mit Prof. Martin Wietschel zum Einsatz von Oberleitungs-LKWs

Das Forum ElektroMobilität e.V. organisiert gemeinsam mit der Fraunhofer Allianz Batterie ein Konferenzmodul auf der Hypermotion in Frankfurt. Im Modul „Herausforderungen an Energiespeicher für eine schnelle Markteinführung der Elektromobilität“ am 22.11.2017 von 14:00 Uhr bis 17:30 Uhr geht es u.a. um den Einsatz von Oberleitungs-Lkws. Zu diesem Schwerpunkt spricht Michael Kluger, Leiter der Geschäftsstelle Forum ElektroMobilität e.V., mit Prof. Martin Wietschel vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI in Karlsruhe. Herr Prof. Wietschel ist gleichzeitig Fachbeirat im Forum für das Aktionsfeld „Markterschließung & Konzeptentwicklung“


Prof. Martin Wietschel, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI

Michael Kluger, Leiter der Geschäftsstelle des Forum ElektroMobilität e.V.

MK: Warum rückt der schwere Straßengüterverkehr derzeit in das Interesse der deutschen Klimapolitik?

MW: Im Jahr 2015 zeichnete der Lkw-Verkehr für über 20% der gesamten Treibhausgasemissionen im Verkehrssektor in Deutschland verantwortlich. Von allen Lkw tragen die schweren Nutzfahrzeuge derzeit am meisten zu den Treibhausgasemissionen (THG) sowie der Endenergienachfrage im Verkehr bei. Die Mehrzahl der Verkehrsprognosen geht ferner von einem weiteren Anstieg der Verkehrsleistung im Straßengüterfernverkehr aus. Ohne einen Umstieg auf treibhausgasarme oder -neutrale Technologien können somit die politisch gesetzten, ambitionierten Klimaschutzziele in Deutschland nicht erreicht werden.

MK: Welche technologischen Lösungen bieten sich hier an?

MW: Da der Umstieg auf die Bahn aufgrund von Kapazitätsengpässen sowie der fehlenden Flexibilität deutlich beschränkt ist, müssen alternative Antriebe zum Dieselantrieb eingeführt werden. Hier sind reine Batteriekonzepte mit Lademöglichkeiten über Nacht nicht möglich, da die Fahrleistungen hoch sind sowie ausreichend hohe Batteriekapazitäten die Nutzlast der Lkw massiv einschränken würden. Daher ist es zwingend notwendig andere alternative Fahrzeugkonzepte zu nutzen. Diskutiert werden hier der Einsatz von flüssigen Erdgas, von Wasserstoff in Brennstoffzellenfahrzeugen sowie strombasierte Kraftstoffe. Eine weitere wichtige Dekarbonisierungsoption für den schweren Straßengüterverkehr ist aber auch der Hybrid-Oberleitungs-Lkw (HO-Lkw).

MK: Beschreiben Sie bitte kurz das Konzept der Oberleitungs-Lkw?

MW: Hierbei werden schwere Nutzfahrzeuge, vornehmlich auf vielbefahrenen Autobahnen, über eine Oberleitung elektrisch betrieben. In der Regel kommen Hybridantriebe mit elektrischem und konventionellem Antriebsstrang zum Einsatz, welche mit kleineren Batterien zum Zwischenspeichern von Energie ausgestattet sind. Die Batterie bzw. der Verbrennungsmotor dient dazu, Strecken ohne Oberleitung befahren zu können, Überholmanöver zu ermöglichen und oberleitungsfreie Autobahnabschnitte zu passieren. Dies spart Kosten für den Aufbau der kapitalintensiven Oberleitungsinfrastruktur entlang ausgewählter Teile der Autobahnen und ermöglicht es, kritische Streckenbereiche, z. B. Autobahntunnel, Brücken oder Lärmschutzwälle, zu überbrücken. Im Nahverkehr werden seit langen ähnliche Konzepte in einigen Städten in Form von Oberleitungsbussen angewandt und unterliegen in Deutschland derzeit einem wachsenden Interesse.

MK: Worin liegen die Vorteile der Oberleitungs-Lkws?

MW: Die Gesamtnutzungskosten (Anschaffung und Betrieb) der schweren Lkw werden aufgrund der hohen Fahrleistungen durch die laufenden Ausgaben dominiert. Kraftstoffausgaben und Wirkungsgrade sind somit maßgeblich. Hier ist der HO-Lkw im elektrischen Fahrmodus u. a. aufgrund seiner hohen Wirkungsgrade anderen Alternativen oft überlegen. HO-Lkw weisen im elektrischen Betriebsmodus einen doppelt so hohen Gesamtwirkungsgrad wie konventionelle dieselbetriebene Lkw auf (70 bis 75% im Vergleich zu 30 bis 35%). Für eine wirtschaftlich sinnvolle Lösung müssen in Deutschland nur ca. 4.000 bis 5.000 Autobahn-km elektrifiziert werden (30 bis 35 % des Autobahnnetzes), was zu Gesamtinvestitionen von ca. 8 bis 10 Mrd. € führt. Im Vergleich zu Investitionen in andere Infrastrukturen eine überschaubare Größenordnung.

MK: Das hört sich alles sehr positiv an und man fragt sich, warum es diese Option derzeit noch nicht gibt. Wo liegen also die Herausforderungen?

MW: Wie Berechnungen zeigen, lässt sich die Infrastruktur in einem gut ausgelasteten Zustand über Nutzungsgebühren finanzieren. Zu Beginn muss allerdings eine Vorfinanzierung erfolgen, da die kapitalintensive Oberleitungsinfrastruktur unterausgelastet ist. Ein weiterer Aspekt ist der Zeitbedarf den es benötigt eine solche Infrastruktur zu errichten.

Die Akzeptanz für HO-Lkw ist eine dritte wesentliche Herausforderung. Analysen zur derzeitigen Verkehrspolitik der Europäischen Kommission legen dar, dass die Akzeptanz der verkehrspolitischen Akteure u. a. aufgrund einer Konkurrenz zur Schiene nur eingeschränkt gegeben ist.

Die Marktakzeptanz erscheint auch bei Lkw-Herstellern sowie den Logistikdienstleistern und Speditionen derzeit eher gering zu sein. Ob sich Anwohner an Autobahnen durch eine zusätzliche Oberleitungsinfrastruktur beeinträchtigt fühlen oder die lokale Emissionsminderung von Lärm oder Feinstaub höher zu gewichten wäre, ist ebenfalls noch offen. Wie darüber hinaus Nutzer von Autobahnen Oberleitungen als Sichtbeeinträchtigung wahrnehmen oder wie Lkw-Fahrer das Fahren mit HO-Lkw bewerten, z. B. die schnellere Beschleunigung und Lärmreduktion im Innenraum, ist wissenschaftlich ebenfalls noch nicht ausreichend untersucht.

MK: Wie lässt sich aus Ihrer Sicht der Hybrid-Oberleitungs-Lkw auf deutschen Straßen trotz der genannten Herausforderungen realisieren?

MW: In der jetzigen Phase steht neben der technologischen Weiterentwicklung das Gewinnen von Erfahrungen über Pilot- und Demoprojekte an. Aktuell sind in Deutschland zwei Teststrecken an öffentlichen Autobahnen für Oberleitungs-Lkw geplant und eine nichtöffentliche Teststrecke in Betrieb. Auch in anderen Ländern, wie den USA oder Schweden, existieren vergleichbare Vorhaben. Hier kann man die angesprochenen Akzeptanzfragen näher untersuchen und aus den Praxiserfahrungen Rückschlüsse für die Wirtschaftlichkeit und die Umwelteffekte gewinnen. Wenn die Erfahrungen positiv ausfallen, kann man ab 2020 anfangen gezielt in Nischen, z.B. Hafenanbindungen, eine Oberleitungsinfrastruktur aufzubauen. Beim Infrastrukturaufbau wird wohl eine staatliche Unterstützung notwendig sein. Wenn alles sehr gut läuft könnten man bis 2030 ca. 2000 Autobahn-km in Deutschland ausgebaut haben und ca. 50.000 schwere Oberleitungs-Lkws können auf deutschen Straßen fahren.      

MK: Welche Rahmenbedingungen sollten bei der Auswahl der Strecken herangezogen werden und welche Strecken sind für Sie am geeignetsten?

MW: Die Belastung mit schweren Lkws auf deutschen Autobahnen ist sehr unterschiedlich. Ca. 4000 bis 5000 Autobahn-km sind aufgrund des Verkehrsaufkommens unter wirtschaftlichen Aspekten sinnvoll auszustatten. Neben Autobahnen kommen aber auch vielbefahrene Bundeslandstraßen in Betracht.

MK: Herr Prof. Wietschel, vielen Dank für das Gespräch.