Elektrofahrzeuge – Schlüssel zur emissionsarmen Mobilität
Mehr Elektrofahrzeuge auf unseren Straßen – das ist ein möglicher Weg, um den Herausforderungen des globalen Klimawandels zu begegnen. Die Notwendigkeit, CO2-Emissionen gerade auch im Verkehrssektor zu reduzieren, macht elektrisch angetriebene Fahrzeuge zu einer nachhaltigen Alternative im Vergleich zu traditionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren. Nach Einschätzung des Weltklimarats IPCC haben Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb, die mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben werden, das höchste Klimaschutzpotenzial und die beste Ökobilanz aller landbasierten Fahrzeuge; das gilt insbesondere auch für den Transportbereich. So ließe sich etwa eine Million Tonnen CO2 pro Jahr einsparen, wenn statt 10.000 Diesel-Lkw die gleiche Anzahl Trucks mit batterieelektrischem Antrieb über die Straßen rollten. Damit fällt die CO2-Bilanz von Elektrofahrzeugen positiv aus, da die Kohlenstoffdioxid-Emission bei null liegen.
Warum Elektromotoren die Basis für Klimaschutz und grüne Verkehrswende sind
Elektrofahrzeuge (BEVs = Battery Electric Vehicles/batterieelektrisch angetriebene Fahrzeuge) nutzen Elektromotoren für den Antrieb, die ihre Energie aus Batterien beziehen, welche wiederum durch Strom aus dem Netz aufgeladen werden. Diese Fahrzeuge emittieren während des Betriebs keine Abgase, was sie zu einer umweltfreundlichen Mobilitätsalternative macht – insbesondere dann, wenn die Batterien mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen aufgeladen werden: Stammt die Energie zu 100 % aus Ökostrom, ist der Betrieb von Elektrofahrzeugen nahezu CO2-neutral. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Effizienz dieser Fahrzeuge. Ein E-Motor kann Energie effizienter in Bewegung umwandeln als ein Verbrennungsmotor. Dies führt zu geringeren Betriebskosten, da Elektrizität in der Regel günstiger ist als Benzin oder Diesel. Zudem haben Elektroantriebe weniger bewegliche Teile, was zu niedrigeren Wartungs- und Reparaturkosten führt.
Weitere Informationen zu alternativen Antrieben und klimaneutralem Fahren gibt es auf der TRATON-Seite "Alternative Antriebe".
Herausforderungen der Elektromobilität: Reichweite und Ladeinfrastruktur als zentrale Erfolgsfaktoren der Verkehrswende
Zu den großen Herausforderungen der Elektromobilität gehört vor allem die Reichweite. Zwar können moderne Elektrofahrzeuge heute meist mehrere hundert Kilometer mit einer Batterieladung zurücklegen, trotzdem schreckt die „Reichweitenangst“ noch immer potenzielle Käufer ab. Das gilt in besonderem Maße für den Lkw-Bereich, wo jeder gefahrene Kilometer direkt zum Umsatz des Verkehrsunternehmens beiträgt. Dabei schaffen die modernen und neuen E-Lkw heute schon Reichweiten bis zu 400 Kilometer mit einer Batterieladung, wie etwa der jüngste E-Truck der schwedischen TRATON-Marke Scania. Wird der Scania-Truck dann für 45 Minuten an eine Ladestation angeschlossen – etwa während der Mittagspause des Fahrers – sind mindestens weitere 200 Kilometer möglich. Ein Tagespensum, das schon heute für viele Lieferfahrten völlig ausreicht. Und die Hersteller entwickeln ihre Modelle laufend weiter, spätestens 2025 sollen Tagesreichweiten von 800 Kilometern möglich sein.
Gerade im Bereich Logistik hängt der Erfolg der umweltfreundlichen Technik jedoch entscheidend vom Aufbau einer umfassenden Ladeinfrastruktur ab. Milence, ein Joint Venture von TRATON, Daimler Truck und der Volvo Group, dient diesem Zweck und will klimafreundliche Lkw in Europa mit elektrischer Energie versorgen: Bis 2027 soll ein Netz von mindestens 1.700 Schnellladesäulen für batterieelektrische Lkw und Busse in Europa aufgebaut werden. Transportunternehmen, deren Flotten europaweit unterwegs sind, könnten damit zum Umstieg auf BEV-Lkw motiviert werden.
Wie sich die Zukunft der E-Mobilität entwickeln wird, hängt neben dem Aufbau einer öffentlichen Ladeinfrastruktur aber auch entscheidend von der Entwicklung neuer, leistungsstarker Antriebsbatterien wie Lithium-Ionen-Batterien ab. Die Anforderungen sind hier für Nutzfahrzeuge besonders hoch. Allein durch das Gewicht der Zuladungen sind die Belastungen beim Elektro-Lkw um ein Vielfaches höher als im Pkw, was eine wesentlich robustere Bauart der Batterie verlangt. Zudem müssen die in E-Trucks verbauten Batterien deutlich mehr Ladezyklen verkraften, wie ein Blick auf die durchschnittlichen Laufleistungen von Lkw und Pkw deutlich macht: Während ein Truck bis zu 160.000 Kilometer pro Jahr zurücklegt, bringt es ein Pkw über seine gesamte Lebensdauer durchschnittlich auf 200.000 bis 300.000 Kilometer.
Investitionen in Batterietechnik
Den besonderen Herausforderungen bei batterieelektrisch angetriebenen Lkw begegnen die Hersteller mit hohen Investitionen zur Verbesserung der Batterietechnik. So eröffnete 2023 im schwedischen Södertälje ein Montagewerk, in dem die TRATON-Tochter Scania Batterien für die Elektro-Lkw der Zukunft montiert. Die Batteriepacks, die dort zusammengesetzt werden, sollen 1,5 Millionen Kilometer lang halten. Das entspricht der durchschnittlichen Lebensdauer eines Lkw. Umgerechnet rund 100 Millionen Euro hat das Unternehmen in die Fabrik investiert.
Auch bei MAN setzt man perspektivisch auf Batteriefertigung in Eigenregie. Dazu baut das Unternehmen derzeit in Nürnberg eine Großserienproduktionshalle, in der ab 2025 pro Jahr bis zu 100.000 Akku-Einheiten für E-Busse und E-Trucks gefertigt werden sollen.
Batterietechnik – so wird der Verkehr elektrisch
Folgende Lithium-Ionen-Batterietypen sind derzeit bei TRATON im Einsatz:
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Der Lithium-Eisenphosphat-Akku weist eine geringe Neigung zur Selbstentladung auf und ist vergleichsweise kostengünstig. Die Vorteile dieses Typs liegen in seiner Robustheit und Langlebigkeit. Gut geeignet für hohe Stromstärken.
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Der Nickel-Mangan-Cobalt-Akku bietet eine höhere Energiedichte, ist jedoch teurer. Seine Leistung und kompakte Größe machen ihn allerdings kosteneffektiv in Anwendungen, bei denen Platz- und Gewichtsbeschränkungen eine Rolle spielen.
Aktuell in der Entwicklung und noch nicht im kommerziellen Einsatz befinden sich die folgenden Batterietypen:
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Die leichten Lithium-Schwefel-Akkus reduzieren das Gewicht von Elektrofahrzeugen. Zudem sind auch sie kostengünstig zu produzieren.
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Dieser Akku-Typ punktet mit hoher Energiedichte, schnellerem Laden sowie Langlebigkeit.
Doch die Batterietechnik ist nur eine Seite der Elektromobilität. Wie sich der Einsatz von Elektro-Lkw mittels Digitalisierung weiter optimieren lässt, zeigt das Beispiel MAN. Der Hersteller, der mit Modellen wie dem Elektrobus Lion's City E zu den führenden Anbietern von klimafreundlichen Nutzfahrzeugen mit alternativen Antrieben gehört, bietet für den MAN eTruck eine Reihe von digitalen Services an. Der MAN eManager etwa ermöglicht umfassendes Fahrzeug- und Batteriemonitoring von E-Trucks im laufenden Betrieb. Kombiniert mit MAN SmartRoute, einem Leitsystem für Fahrer und Flottenmanager, lassen sich Routen optimal planen und Gefahren wie Batterieüberhitzung rechtzeitig erkennen. Angesichts der noch im Aufbau befindlichen Lkw-Ladeinfrastruktur sind solche Systeme, die den Fahrer zuverlässig zur nächsten Lademöglichkeit leiten und ein „Leerfahren“ verhindern, ein wichtiger Baustein für die Akzeptanz der neuen Technologien. Auch die nordamerikanische TRATON-Marke International mit ihren legendären gelben Schulbussen richtete ihren unternehmerischen Blick auf CO2-arme Mobilität – und hat Mitte 2021 die ersten vollelektrisch angetriebenen Busse auf die Straße gebracht. Derzeit arbeitet International an Lösungen und Angeboten rund um den Einsatz weiterer Battery Electric Vehicles oder kurz BEVs für den emissionsfreien Transportverkehr in den USA. Und mit dem e-Delivery von Volkswagen Truck & Bus ist in Südamerika der erste elektrisch betriebene Verteiler-Lkw im Einsatz.
V2G – das E-Auto als Stromspeicher
Wie hoch die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen in Zukunft sein wird, ist aber nicht nur von Batterietechnik und Reichweite abhängig. Ein entscheidender Aspekt wird der Preis sein, zu dem die umweltfreundliche Technik von den Herstellern angeboten wird. Noch sind viele umweltfreundliche Elektroautos so teuer, dass Kunden sich doch lieber für einen Verbrenner entscheiden. Ein Weg, mit dem in Zukunft zumindest ein Teil der Kosten gedeckt werden könnte, ist Vehicle to Grid (V2G) – ein Konzept, bei dem Elektrofahrzeuge nicht nur Energie aus dem Stromnetz beziehen, um ihre Batterien aufzuladen, sondern auch die Möglichkeit bieten, diese gespeicherte Energie zurück ins Stromnetz zu speisen.
Der Grundgedanke hinter V2G ist, dass Elektrofahrzeuge in Ruhephasen mit den in den Fahrzeugbatterien gespeicherten Energiemengen helfen könnten, Schwankungen in der Stromnachfrage und -erzeugung auszugleichen. Insbesondere könnten Elektrofahrzeuge dazu beitragen, Spitzenlasten im Stromnetz zu reduzieren, indem sie zu Zeiten hoher Nachfrage Energie ins Netz einspeisen. Ebenso können sie bei einem Überangebot an Strom, etwa durch erneuerbare Energiequellen wie Wind- oder Solarenergie, dieses Überschussangebot speichern. V2G unterstützt so die Integration erneuerbarer Energiequellen ins Stromnetz, es verbessert die Netzstabilität und -effizienz und kann Elektrofahrzeugbesitzern potenziell finanzielle Anreize bieten, indem sie für die Bereitstellung ihrer Batteriekapazität bezahlt werden. Auch wenn noch nicht alle technologischen und regulatorischen Fragen geklärt sind, steht mit V2G eine vielversprechende Technologie in den Startlöchern, die die Art und Weise, wie wir Energie erzeugen, verteilen und nutzen, grundlegend verändern könnte.
Fazit
Die Elektromobilität hat das Potenzial, einen grundlegenden Wandel in der Art und Weise herbeizuführen, wie wir Güter transportieren. Sie steht für eine saubere, effiziente und intelligente Mobilität, die nicht nur zur Reduzierung der Umweltbelastung beiträgt, sondern auch die Grundlage für ein neues, nachhaltiges Verkehrssystem bildet. Die Herausforderungen auf dem Weg dorthin sind zwar nicht unerheblich, doch die Vorteile und Möglichkeiten, die die Elektromobilität bietet, machen sie zu einem unverzichtbaren Bestandteil unserer Zukunft.
