Die Pilotphase des „eHighway Hessen“ ist in Deutschland in vollem Gange. Auf einer Teststrecke bei Frankfurt am Main erproben Behörden und Wissenschaftler gemeinsam mit Speditionen, Unternehmen und Scania: Ist Stromladen per Oberleitung ein wirksames Mittel, um die CO2-Emissionen im Güterverkehr zu senken? Die ersten Ergebnisse sind ermutigend.

Text: Robert Habi

Wenn der 40 Tonnen schwere Lkw geräuschlos über den Hof gleitet, versetzt das Christine Hemmel immer noch ins Staunen. „Manchmal denke ich morgens: Ist unser Hybrid-Lkw noch da? Aber dann hat er das Gelände schon ganz leise verlassen.“ Christine Hemmel leitet gemeinsam mit ihrer Schwester Kerstin Seibert die Spedition Schanz in Ober-Ramstadt südlich von Frankfurt am Main. Vor einigen Jahren übernahmen die beiden den Familienbetrieb vom Vater. Jetzt arbeiten sie mit am Transport der Zukunft, wie ihre Beteiligung am Forschungsprojekt für Oberleitungs-Lkw beweist. Dessen Name ELISA steht für „ELektrifizierter, Innovativer Schwerverkehr auf Autobahnen“.

Über eine Ausschreibung erhielten die beiden Schwestern im Mai 2019 einen von damals fünf Scania R 450 Hybrid-Trucks. Die hatte der Nutzfahrzeughersteller mit einen Stromabnehmer-System ausgerüstet und für eine Oberleitungs-Teststrecke auf der Autobahn A5 südlich von Frankfurt am Main zur Verfügung gestellt. Die anderen vier Modelle mit einer nutzbaren Batterieleistung von 7,4 Kilowattstunden sind beim Pharmakonzern Merck, den beiden Logistik-Unternehmen Meyer und Contargo sowie beim Baustoffhersteller Knauf Gips im Einsatz.

Scania R 450 Hybrid mit Stromabnehmer im Einsatz

Ein Scania R 450 Hybrid mit Stromabnehmer im Einsatz. Solange der Kontakt mit der Oberleitung besteht, lädt die Batterie nach. Zugleich wird der Motor elektrisch angetrieben.

Autobahn A5 bei Frankfurt
Christine Hemmel

Die deutsche Autobahn A5 bei Frankfurt: Hier wird erprobt, wie effektiv Stromladen per Oberleitung die CO2-Emissionen von Lkw reduzieren kann. Christine Hemmel ist mit ihrer Spedition Schanz am Test beteiligt.

Die Spedition Schanz transportiert mit dem Testfahrzeug die Ware eines benachbarten Farbenproduzenten von dessen Hauptstandort in Ober-Ramstadt zu einem 60 Kilometer entfernten Außenlager bei Frankfurt am Main. Der Lkw fährt die Tour im Pendelmodus mehrmals täglich hin und zurück. „Auf dieser Route können wir die jeweils fünf Kilometer Oberleitung in beiden Fahrtrichtungen nutzen“, berichtet Hemmel. Unter der Stromleitung fährt der Lkw elektrisch und lädt gleichzeitig seine Batterie auf.

Um nach Verlassen der Oberleitungsstrecke die Reichweite der dann für den Antrieb verwendeten Batterie zu steigern, gewinnt der Scania-Hybrid beim Bremsen Energie zurück – ein Vorgang, der auch als Rekuperation bezeichnet wird. Zwar reicht die begrenzte Batteriekapazität noch nicht aus, um die ganze Tour elektrisch zu fahren. „Aber wir schaffen einen erheblichen Teil ohne lokale Emissionen“, stellt Hemmel fest und betont: „Das Interessante für uns ist, Erfahrungen mit Elektroantrieb und Oberleitung im Alltag zu sammeln.“

Stromabnehmer fährt per Knopfdruck aus

Wenn sich der Lkw der Oberleitungsstrecke nähert, dann lenkt der Fahrer ihn – unterstützt von einem Spurassistenten – auf den rechten Fahrstreifen. Ein Sensor am Fahrzeug erkennt die Stromtrasse und sendet eine Meldung auf das Display im Cockpit. Einen Knopfdruck später fährt der Stromabnehmer aus. Und dann wird es still: Innerhalb von Sekunden stoppt der Dieselmotor und der Elektromotor übernimmt. Ist ein Spurwechsel erforderlich, dann senkt sich der Stromabnehmer sensorgesteuert wieder ganz von selbst. Für die Spedition Schanz ist all das längst Routine. „Unsere Fahrer kommen super klar. Sie loben unter anderem die direkt anliegende Leistung beim Beschleunigen. Und sollte es kleine Probleme geben, ist der Scania Service im nahen Offenbach zur Stelle“, sagt Christine Hemmel.

Stromabnehmer am Scania R 450

Der Stromabnehmer am Scania R 450 wird per Knopfdruck ausgefahren, um den Ladevorgang zu starten.

133.500
Fahrzeuge sind täglich auf dem eHighway unterwegs.

Warum sich ein Test von Oberleitungstechnik und Batteriespeicher besonders auf dem gewählten Autobahnabschnitt lohnt, erklärt Projektleiter Professor Gerd Riegelhuth von der Landesbehörde Hessen Mobil, die die Teststrecke mit dem Namen „eHighway Hessen“ betreibt. „Der Anteil des Schwerlastverkehrs auf dem Streckenabschnitt beträgt zehn Prozent“, so Riegelhuth, „bei einem täglichen Verkehrsaufkommen von durchschnittlich 133.500 Fahrzeugen.“ Der Mittelwert für das deutsche Autobahnnetz beträgt lediglich 52.000 Fahrzeuge. Die hohe Verkehrsdichte prädestiniere den Abschnitt für das Projekt.

Stefan Ziegert

Stefan Ziegert, Produktmanager für nachhaltige Transportlösungen bei Scania, befasst sich bereits seit den 1990er Jahren mit Elektromobilität.

Chance fürs Klima

Stefan Ziegert, Experte für das Oberleitungs-Projekt bei Scania, sieht die Chance, „dass man den Dieselverbrauch eines Lkw in einigen Jahren um ein Viertel senken kann – und das mit einem technisch sehr flexiblen System.“ Ziegert ist bei Scania Deutschland Produktmanager für nachhaltige Transportlösungen. Mit Elektromobilität beschäftigt er sich schon seit Ende der 1990er Jahre – damals vertrieb er für Volkswagen den Elektro-Exoten „Golf CitySTROMer“. „Die Oberleitungstechnik ist durch den Schienenverkehr bereits international standardisiert und lange erprobt“, sagt Ziegert. „Im Fahrzeug arbeiten wir mit einem bewährten Dieselmotor und einem Batteriesystem. Alle benötigten Technologien sind also bereits vorhanden.“

Aus Sicht der Spediteurin punktet das System vor allem mit dem praktischen Nachladen während der Fahrt, wie es Christine Hemmel auf den Punkt bringt: „Damit vermeiden wir Ladepausen.“ Und die sind im Logistikalltag zu vermeiden, wenn sie sich nicht in die ohnehin notwendigen Ruhezeiten integrieren lassen – das ist zum Beispiel auf Kurzstrecken der Fall, wie sie die Spedition Schanz fährt.

„Die Oberleitungstechnik ist durch den Schienenverkehr bereits international standardisiert und lange erprobt.“
STEFAN ZIEGERT
Produktmanager nachhaltige Transportlösungen,
Scania Deutschland

Drei Faktoren entscheidend für den Erfolg

Ob es die Technologie von der Testphase zu einem Infrastrukturprojekt schafft, hängt vor allem von drei Faktoren ab. Erstens geht es um das Zusammenspiel von Oberleitungstechnik und Batterie. So halten die Fahrer nach jeder Tour fest, wie gut das Koppeln mit der Oberleitung auch im dichten Verkehr gelingt und wie lange die Batterieladung anschließend ausreicht. „Die Daten sind in zweierlei Hinsicht wichtig“, sagt Stefan Ziegert. „Für die Verkehrsforschung, die unter anderem die Technische Universität in Darmstadt begleitet, und für Scania als Hersteller. Schließlich sind die Hybrid-Lkw noch Prototypen, die wir stetig verbessern.“ Eine Frage ist beispielsweise, wie groß die Batterie ausgelegt werden muss, um möglichst viele Anwendungsfälle für elektrisches Fahren in der gegebenen Infrastruktur abzudecken. Da auch Batterien einen ökologischen Fußabdruck haben, gilt dabei die Maxime: So groß wie nötig, aber so klein wie möglich.

Der zweite Faktor ist die Wirtschaftlichkeit. „Aktuell wären die variablen Kosten im Vergleich zum Diesel um ein Vielfaches höher“, gibt Scania-Experte Ziegert zu bedenken. Doch bei der Batterie geht er von einem Technologieschub aus, der die Fahrzeuge auch wirtschaftlicher werden lässt. „Ich bin fest davon überzeugt, dass wir im Laufe der nächsten Dekade ein ganz anderes Ökosystem um die Batteriezellen haben werden. Mit mehr Kapazität und schnellerem Laden wird das Thema eine sehr spannende Entwicklung nehmen.“

Drittens geht es um die Investitionen, die die öffentliche Hand tätigen muss. Laut einer Studie des deutschen Umweltministeriums – das die Strecke finanziert – müsste in Deutschland nur auf ausgewählten Strecken eine Oberleitung installiert werden. Es würde ausreichen, wenn man die am stärksten befahrenen 4.000 der gut 12.300 Autobahnkilometer elektrifiziert. Denn mehr als 60 Prozent aller gefahrenen Tonnenkilometer auf der deutschen Autobahn fallen auf genau diesen Strecken an.

eRoads in Schweden und Deutschland


Im Januar 2017 trafen sich im Rahmen eines Forschungsaustausches Bundeskanzlerin Angela Merkel und der schwedische Ministerpräsident Stefan Löfven mit Vertretern von Scania und Siemens in Stockholm. Daraus hervor gingen drei Oberleitungsprojekte – von Scania als „eRoads“ bezeichnet: ein Autobahnabschnitt in Schleswig-Holstein, eine Bundesstraßenstrecke in Baden-Württemberg und der eHighway in Hessen. Die aktuell zehn, ab dem Jahr 2022 dann insgesamt 17 Kilometer lange Teststrecke befindet sich auf der Autobahn A5 zwischen Frankfurt und Darmstadt. Bis Ende 2022 werden dort Fahrzeuge und Infrastruktur hinsichtlich verkehrs- und energietechnischer sowie ökologischer und ökonomischer Aspekte erprobt. Das Bundesumweltministerium unterstützt den Feldversuch mit knapp 15 Millionen Euro. Scania stellt für die drei Feldversuche insgesamt 22 Trucks zur Verfügung.

Ausbau Schritt für Schritt

Riegelhuth berichtet, dass die Kombination aus Hybrid-Lkw und Oberleitung auch weltweit Interesse hervorruft. „In letzter Zeit fanden Gespräche mit Delegationen aus Österreich, Ungarn und den Niederlanden statt. Auch besuchten bereits Gäste aus Italien, Brasilien und Taiwan den eHighway in Hessen.“ Und den baut Hessen Mobil mit Bundesmitteln jetzt weiter aus: In südlicher Fahrtrichtung wird die Oberleitungsstrecke bis Ende 2022 um sieben Kilometer erweitert und damit mehr als verdoppelt. In Fahrtrichtung Darmstadt stehen dann insgesamt zwölf Kilometer und in Fahrtrichtung Frankfurt am Main fünf Kilometer elektrifizierte Strecke zur Verfügung. Weiterhin stellt Scania bis einschließlich Anfang 2022 sieben neue Fahrzeuge für verschiedene Kunden bereit. So rollen künftig noch mehr Testtrucks auf einer noch längeren Strecke lokal emissionsfrei über die Autobahnen – und sammeln Kilometer für Kilometer neue Erkenntnisse.