Ein Konsortium aus Wissenschaftlern und Industrieunternehmen arbeitet daran, einen Schwerlasttransporter während der Fahrerpause in nur 15 Minuten aufzuladen. Ziel ist es, den Schwerlastverkehr zukünftig stärker elektrifizieren zu können. Die Technische Universität München ist eines der Unternehmen, das an dem Verbund beteiligt ist und entwickelt einen Prüfstand für höhere Ladeströme als bisher. Dabei werden alle Komponenten vom Ladestecker bis zum Akku im Fahrzeug integriert.
Elektrifizierung des Schwerlastverkehrs
Laut der Europäischen Umweltagentur verursachten Schwerlaster im Jahr 2019 rund 27 Prozent der CO2-Emissionen im EU-Verkehr. Daher wird die Entwicklung elektrischer Antriebe in diesem Bereich stark gefördert. Mit Ladeleistungen von bis zu einem Megawatt könnten in naher Zukunft Ladezeiten erreicht werden, die problemlos in die vorgeschriebenen Fahrerpausen integriert werden können. Allerdings reicht dies für Langstrecken und den Schichtbetrieb noch nicht aus. Deshalb wird die Entwicklung von Szenarien mit bis zu drei Megawatt Ladeleistung vorangetrieben.
Vollständiges Aufladen in 45 Minuten
Bis 2024 rechnen die Forscher des Konsortiums mit Ladeleistungen von bis zu einem Megawatt im Realbetrieb. Dies würde ausreichen, um den Akku eines Lastwagens während der vorgeschriebenen Lenkpause von 45 Minuten vollständig aufzuladen. Abhängig von Modell, Akkukapazität und Fahrstil wären damit zwischen 300 und 500 Kilometer Fahrstrecke möglich.
Ladezeiten von 15 Minuten
Ein Ladevorgang mit einem Megawatt ist laut Markus Lienkamp, Professor am Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik an der TU München, mit der aktuellen Technik umsetzbar. Allerdings würde die Steigerung auf drei Megawatt bei einigen Komponenten einen vollständigen Wechsel der Technologie erfordern. Mit Ladeleistungen von drei Megawatt wären Ladezeiten von etwa 15 Minuten möglich, was für eine schnelle Integration von batterieelektrischen Nutzfahrzeugen im großen Maßstab ausreichen würde. “Durch das schnelle Aufladen während der Fahrerpause könnten elektrische Lastwagen ohne Einschränkungen im Alltagsbetrieb eingesetzt werden”, sagt Lienkamp.
Der Fokus des Konsortiums liegt derzeit auf der Entwicklung von Ladeszenarien mit bis zu drei Megawatt Ladeleistung. Diese Szenarien werden in Zusammenarbeit mit Industriepartnern in realitätsnahen Fahrversuchen getestet. “Wir müssen sicherstellen, dass die Technologie für die Anforderungen im Schwerlastverkehr geeignet ist und zuverlässig funktioniert”, sagt Lienkamp.
Herausforderungen bei der Entwicklung von Elektro-Lkw
Eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung von Elektro-Lkw ist der hohe Energiebedarf. Schwerlasttransporter haben im Vergleich zu PKWs einen deutlich höheren Energiebedarf und benötigen daher auch größere Akkus. Dies führt zu höheren Kosten und einem erhöhten Gewicht des Fahrzeugs, was wiederum die Reichweite beeinträchtigen kann.
Ein weiterer Faktor ist die Infrastruktur. Der Ausbau von Ladesäulen für Elektro-Lkw gestaltet sich deutlich schwieriger als bei PKWs, da die Ladestationen viel leistungsfähiger sein müssen. Es gibt zwar bereits einige Ladesäulen für Elektro-Lkw, allerdings sind diese meist nur an wenigen Standorten verfügbar und reichen für eine umfassende Elektrifizierung des Schwerlastverkehrs noch lange nicht aus.
Elektro-Lkw als Lösung für den emissionsfreien Schwerlastverkehr?
Die Entwicklung von Elektro-Lkw könnte ein wichtiger Schritt in Richtung eines emissionsfreien Schwerlastverkehrs sein. Sie bieten im Vergleich zu Diesel-Lkw deutliche Vorteile, wie zum Beispiel geringere Betriebskosten und keine lokalen Schadstoffemissionen. Allerdings gibt es auch einige Hürden, die noch überwunden werden müssen, bevor Elektro-Lkw die Diesel-Lkw vollständig ersetzen können. Dazu gehören unter anderem die begrenzten Reichweiten, die hohen Kosten und der Mangel an Ladesäulen.
Um Elektro-Lkw zu einer realistischen Alternative für den Schwerlastverkehr zu machen, müssen die Reichweiten deutlich erhöht und die Kosten reduziert werden. Auch der Ausbau von Ladesäulen ist von großer Bedeutung, um eine umfassende Elektrifizierung des Schwerlastverkehrs zu ermöglichen.
Trotz dieser Herausforderungen gibt es bereits einige Unternehmen, die Elektrotransporter einsetzen. Dazu gehören zum Beispiel DHL und Amazon, die bereits eine Reihe von Elektro-Lkw in ihrem Fuhrpark haben. Es ist zu erwarten, dass in den kommenden Jahren weitere Unternehmen dem Beispiel folgen und Elektro-Lkw als umweltfreundliche Alternative zu Diesel-Lkw einsetzen werden.
Insgesamt zeigt sich, dass die Entwicklung von Elektro-Lkw vor allem durch den Mangel an Ladesäulen und den hohen Energiebedarf behindert wird. Um diese Hürden zu überwinden, ist es wichtig, dass Wissenschaftler und Industrieunternehmen eng zusammenarbeiten und innovative Lösungen entwickeln. Wenn es gelingt, Elektro-Lkw zu einer wirtschaftlich attraktiven Alternative für den Schwerlastverkehr zu machen, könnten sie einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Luftqualität und zur Minderung von CO2-Emissionen leisten.
Quelle: Technische Universität München
Wie häufig ist denn so eine 1/4h Pause notwendig und wie viele Kilometer fährt der Lkw dazwischen? So lässt sich doch durch den zu erwartenden Verbrauch recht schnell die notwendige Ladeleistung ermitteln – glaube kaum, dass 3 MW notwendig sind 🤔
Bei den anvisierten 1/4h Pausen geht es bei dem Projekt wohl eher darum, dass man die Zeiten zum Be- und Entladen des LKWs dafür nutzen will, um den notwendigen Strom bis zum nächsten Halt des Fahrzeuges nachzuladen. Zitat: “„Eine Verdreifachung des Ladestroms verringert auch die Ladezeit unter idealen Bedingungen um den Faktor drei. Lkw lassen sich somit auch während des Beladevorgangs an der Rampe des Warenlagers wieder aufladen. Das spart den zusätzlichen Ladestopp“, erklärt Maximilian Zähringer, Projektleiter auf Seiten der TUM bei NEFTON.”