Die Elektrifizierung des Straßengüterverkehrs

Wenn über die Elektrifizierung des Straßenverkehrs diskutiert wird, liegt der Fokus der öffentlichen Debatte meist auf dem PKW-Verkehr. Was aber ist mit dem Straßengüterverkehr? Rund ein Drittel der CO2-Emissionen auf Deutschlands Straßen werden durch LKW verursacht.

Die gute Nachricht ist: Alle großen Nutzfahrzeug-Hersteller haben für die nächsten Jahre batteriebetriebene LKW-Modelle angekündigt. Und diese sollen nicht nur auf der Kurzstrecke eingesetzt werden, sondern auch auf der Langstrecke in Deutschland und Europa. Um diese Strecken bewältigen zu können, muss sehr schnell eine entsprechende Ladeinfrastruktur aufgebaut werden.

Wer ist für diese gewaltige Aufgabe zuständig? Die Federführung hat das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV). In seinem Auftrag koordiniert die Nationale Leitstelle Ladeinfrastruktur (angesiedelt unter dem Dach der bundeseigenen NOW GmbH) die Aktivitäten zum Auf- und Ausbau der Ladeinfrastruktur in Deutschland.

Der Weg zur Nullemissionslogistik

Das „Gesamtkonzept klimafreundliche Nutzfahrzeuge – Mit alternativen Antrieben auf dem Weg zur Nullemissionslogistik auf der Straße“ aus dem November 2020 ist die Basis für eine gewaltige Aufgabe. In diesem Dokument werden die Maßnahmen aufgeführt, die dazu dienen, die gesetzten Ziele der Regierung bei Fahrzeugförderung, Steuerung des Infrastrukturaufbaus und Schaffung des regulatorischen Rahmens zu erreichen.

Die Bundesregierung hat außerdem einen Masterplan „Ladeinfrastruktur II“ auf die Beine gestellt, in dem ein Maßnahmenbündel insbesondere zum Aufbau der Ladeinfrastruktur für schwere Nutzfahrzeuge zusammengefasst ist. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Errichtung eines Schnellladenetzes an den Fernverkehrsstrecken und der Support für den Aufbau der Lkw-Ladeinfrastruktur in Logistikhubs sowie Depots.

Ladeszenarien: Wo laden elektrische Nutzfahrzeuge?

LKW und PKW unterscheiden sich hinsichtlich der Planbarkeit ihrer Fahrwege. PKW haben eine deutlich stärkere Mischnutzung: Man fährt mit ihnen zur Arbeit, zwischendurch aber auch zum Einkaufen oder macht einen kleinen Ausflug am Wochenende. Im Urlaub kommen weitere Strecken hinzu. Die Routen von LKW sind hingegen viel klarer strukturiert. Der größte Teil der Nutzung findet auf relativ festen Routen statt, auf denen es fixe Punkte für die gesetzlich festgelegten Pausen gibt.

Auf der Basis dieser gut nachvollziehbaren Bewegungsprofile kann auch das Ladeprofil von LKW besser geplant werden als von PKW, die zum Beispiel auch im öffentlichen Raum viele Ladesäulen am Straßenrand und auf Park- und Rastplätzen benötigen. Nutzfahrzeuge benötigen dagegen nur drei Orte zum Laden: nachts im Depot, während des Be- und Entladens in Logistikzentren oder auf Rastplätzen an der Autobahn. Genau an diesem Profil setzen die Planungen an, um eine robuste Ladeinfrastruktur für LKW zu ermöglichen.

Anders als bei den PKW, die häufig auf der Nahstrecke unterwegs sind (60 Prozent des Individualverkehrs mit dem Auto bewegt sich zwischen 0 und 10 km), und dadurch die Ladestationen in örtlicher Nähe die Hauptlast des Aufladens mit Strom tragen müssen und mit der Zunahme der E-Fahrzeuge quantitativ mitwachsen, ist es bei den Nutzfahrzeugen noch vor dem Aufbau der E-Flotten erforderlich, eine entsprechende Ladeinfrastruktur bereitzustellen.

Combined Charging Standard (CCS) vs. Megawatt Charging System (MCS)

Hierbei sollen an den öffentlich zugänglichen Ladepunkten an den Autobahnen solche mit Combined Charging Standard (CCS) sowie Megawatt Charging System (MCS) zum Einsatz kommen. Dabei wird zugrunde gelegt, dass ein LKW-Fahrer spätestens nach 4,5 Stunden Lenkzeit eine gesetzlich verordnete Pause von 45 Minuten einhalten muss. Diese Zeit kann gut genutzt werden, um den LKW wieder mit genügend Strom zu versorgen, um ihn mindestens weitere 4,5 Stunde fahren lassen zu können (also rund 500 km auf der Autobahn). Für schwere Nutzfahrzeuge reicht die Ladepower der CCS-Ladesäulen nicht aus. Denn diese schaffen in der Pause nur rund 500 Kilowatt, die Ladeleistung bei MCS liegt dagegen bei knapp vier Megawatt.

Die Bedarfsplanung für die E-Lkw-Ladeinfrastruktur muss genau ermitteln, wie viele öffentliche CCS- und MCS-Ladestationen es entlang der Autobahn geben muss, um das mindestens erforderliche Netz für den Startpunkt des breit angelegten E-LKW-Einsatzes bereitzustellen. Ebenfalls wird ermittelt, wie viele Ladepunkte mit welcher Leistung es außerdem auf Betriebsgeländen geben muss.

Parallel zu diesen Plänen sorgen die LKW-Hersteller dafür, dass schon ab dem nächsten Jahr MCS-fähige Fahrzeuge auf den Markt kommen, denn nur diese sind tatsächlich fernstreckentauglich.

Ausbau der Ladeinfrastruktur auf den transeuropäischen Verkehrskorridoren

Allein für Deutschland ist der Auf- und Ausbau der Ladeinfrastruktur für LKW ein außerordentlich herausforderndes Projekt, was aber auf europaweiter Ebene noch größer wird, denn der Fernverkehr endet nicht an den Landesgrenzen.

Hierbei spielt besonders der Ausbau auf den sogenannten transeuropäischen Verkehrskorridoren die von Nord nach Süd und Ost nach West quer durch Europa eine Schlüsselrolle spielen. Die Abstände zwischen den Ladepunkten auf den hochfrequentierten Linien sollten etwa 20 bis 30 Kilometer betragen. Auf weniger stark genutzten Fernverkehrsstraßen sollten Abstände von 50 Kilometern reichen. Einer konservative Schätzung des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung geht davon aus, dass in Europa im Jahr 2030 mindestens 4.000 MCS-Ladestationen an rund 1.700 Standorten bereitstehen müssen.

Lastenmanagement: mittags ist die beste Ladezeit

Ein weiterer Aspekt, der bei der Elektrifizierung des Straßengüterverkehrs berücksichtigt werden muss, bildet das Lastmanagement. Hier ist man aber optimistisch, dass die E-LKW die Netze sogar entlasten können, denn sie werden vor allem zur Mittagszeit nachgeladen. Das ist der Zeitpunkt, an dem die meiste Solarenergie zur Verfügung steht.

Sollte die Elektrifizierung des Straßengüterverkehrs rasch voranschreiten, können in wenigen Jahren enorme CO₂-Mengen vermieden werden.