Fraunhofer ISI

Wirtschaftlicher Betrieb von Oberleitungs-Lkw ist möglich – aber es gibt relevante Hürden

8.5.2017

Weltweit starten derzeit Pilotvorhaben für Oberleitungs-Lkw. Die Chancen und Herausforderungen dieser Technologie hat das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI zusammen mit vier Forschungspartnern analysiert. Die im Auftrag des Bundesverkehrsministeriums entstandene „Machbarkeitsstudie zur Ermittlung der Potentiale des Hybrid-Oberleitungs-Lkw“ zeigt, dass Oberleitungs-Lkw wirtschaftlich sein können, vorher jedoch einige Hürden hinsichtlich Infrastruktur und Akzeptanz zu überwinden sind.

Der Straßengüterverkehr ist für etwa ein Drittel der CO2-Emissionen im Straßenverkehr verantwortlich. Um hier eine Dekarbonisierung zu erreichen, ist der Oberleitungs-Lkw eine mögliche Lösung: Die Studie kommt zu dem Fazit, dass diese Lastwagen in einem Massenmarkt wirtschaftlich sein können – wenn die Oberleitungsinfrastruktur gut ausgebaut und genutzt wird.

Aufgrund ihrer im Vergleich zum Diesel-Lkw höheren Wirkungsgrade können Oberleitungs-Lkw bei Verwendung von Strom aus überwiegend erneuerbaren Energiequellen entscheidend zur Reduktion der Treibhausgasemissionen des stark wachsenden straßengebundenen Güterfernverkehrs beitragen. Projektleiter Prof. Martin Wietschel vom Fraunhofer ISI bilanziert: „Hierfür müssten lediglich die 4.000 bis 5.000 am stärksten von schweren Lkw frequentierten Autobahnkilometer mit Oberleitungen ausgestattet werden. Die dafür notwendigen Investitionen in Höhe von acht bis zwölf Milliarden Euro sind im Vergleich zum Aufbau anderer Infrastrukturen nicht besonders hoch.“

Staatliche Vorfinanzierung für Oberleitungen notwendig

Für die Einführung gibt es jedoch einige relevante Hürden: Vor allem müsste die zu Beginn defizitäre Oberleitungsinfrastruktur wahrscheinlich mit staatlicher Unterstützung vorfinanziert werden, so die Studie. Der Zeitraum, in dem der Infrastrukturaufbau realisiert werden könnte, ist noch offen. Da auch ausländische Sattelzugmaschinen im erheblichen Umfang Autobahnen in Deutschland nutzen, empfehlen die Autorinnen und Autoren zudem, eine europäische Lösung zur besseren Infrastrukturauslastung und Harmonisierung der europäischen Verkehrspolitik anzustreben.

Eine weitere Hürde ist die derzeit noch eingeschränkte Akzeptanz bei Lkw-Herstellern, die ihre Produktpalette umstellen müssten und Teile ihre Wertschöpfung mit den Verbrennungsmotoren verlieren könnten, sowie bei Logistikunternehmen, die eventuell Flexibilitätseinbußen bei der Einsatzplanung hätten. Ebenso ist offen, wie Anwohner und Nutzer beispielsweise mit den Sichtbeeinträchtigungen umgehen.

Martin Wietschel nennt jedoch noch weitergehenden Forschungsbedarf: „Bei den neuen Antrieben für Lkw, vor allem mit Oberleitungen, stellt sich die Frage nach der Integration in das Energiesystem: Sie benötigen sehr große Strommengen, und diese Stromnachfrage kann kaum nach energiewirtschaftlichen Gesichtspunkten verlagert werden, zum Beispiel in Zeiten mit hohen erneuerbaren Anteilen im Energiesystem.“

Für die Studie wurden weiterhin die Oberleitungs-Lkw im Vergleich zu anderen neuen strombasierten Kraftstoffen zur Dekarbonisierung des straßengebundenen Güterfernverkehrs bewertet. Hierbei zeigte sich, dass Brennstoffzellen-Lkw mit Wasserstoff ebenfalls eine interessante Option sind, unter anderem aufgrund ihrer Wirkungsgradvorteile gegenüber anderen strombasierten Kraftstoffen wie Methanol. Welche der Optionen künftig zu bevorzugen ist, sollte weiter untersucht werden.

Die „Machbarkeitsstudie zur Ermittlung der Potentiale des Hybrid-Oberleitungs-Lkw“ entstand im Rahmen der Wissenschaftlichen Beratung des Bundesministeriums für Verkehr und Digitale Infrastruktur (BMVI) zur Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie. Neben dem Fraunhofer ISI haben das Fraunhofer IML, die PTV Transport Consult GmbH, die TU Hamburg-Harburg – IUE und M-Five daran mitgearbeitet.