Batterie, Wasserstoff, e-Highway: Der Lkw-Antrieb der Zukunft

23.03.2021

Ob Kleintransporter oder 40-Tonner - die Dekarbonisierung des Verkehrs macht auch vor Nutzfahrzeugen nicht halt. Dabei ist offen, mit welchen Energieträgern sie angetrieben wird. Von Batterien über Wasserstoff bis zu Kraftstoffen aus nachhaltigen Quellen ist aufgrund der großen Modellvielfalt im Lkw-Segment alles möglich – fossile Kraftstoffe sollen langfristig der Vergangenheit angehören.

Ein Blick auf die Modell-Ankündigungen 2021 zeigt: Im Pkw-Bereich ist die Antriebswende bereits voll im Gange. Ob Kleinstwagen oder Luxusliner – Hybride und Vollstromer sind mittlerweile in so gut wie allen Segmenten vorhanden. Auch gibt es verschiedene Modelle mit Wasserstoff-Antrieb. Anders bei den schweren Nutzfahrzeugen, wo fossile Kraftstoffe noch immer der dominierende Energieträger sind. Dabei entfallen, trotz technologischer Weiterentwicklungen und deutlicher Klimagas-Einsparungen in den vergangenen Jahrzehnten, etwa fünf Prozent aller CO2-Emissionen in Europa auf schwere Nutzfahrzeuge, was sie zu einem entscheidenden Hebel bei der Erreichung der UN-Klimaziele macht. Um diesen Hebel umzulegen, arbeitet die Nutzfahrzeugindustrie bereits unter Hochdruck an emissionsfreien Alternativen. Ob Brennstoffzelle, Riesen-Akkus, eHighways, schnelles Megawattladen oder die Umstellung auf nachhaltige Kraftstoffe – die technologischen Möglichkeiten sind groß. Doch die Zeit drängt: Bis 2025 müssen die Hersteller die CO2-Flottenemissionen ihrer Neufahrzeuge im Vergleich zu 2019/20 durchschnittlich um 15 Prozent senken, bis 2030 sogar um 30 Prozent. Ein Mix aus verschiedenen Antriebstechnologien könnte ihnen dabei helfen.

Es kommt auf den Einsatzzweck an

So zeichnet sich bei der Mobilitätswende im Nutzfahrzeug-Bereich eine Unterscheidung in zwei Anwendungsfälle ab: Die Kurzstrecke, die vor allem den Verteilerverkehr in den Städten umfasst, und die Langstrecke, bei der es eher um den Fernverkehr auf den Autobahnen geht. Für die Kurzstrecke gibt es mit E-Transportern und leichten Elektro-Nutzfahrzeugen bereits erste Lösungen auf dem Markt. In den kommenden Jahren wird ihre Anzahl stark zunehmen, da batterieelektrische Antriebe bereits gut erprobt sind. Doch auch andere Antriebsarten werden schon bald folgen.

Auf der Langstrecke sieht die Situation dagegen etwas anders aus. Hier ist das Angebot an Elektro-Nutzfahrzeugen derzeit noch nicht so weit ausgebaut, wie auf der Kurzstrecke. Der Grund: Batterien sind schwer, was sich mit zunehmender Größe immer stärker bemerkbar macht und zu einem höheren Energieverbrauch führt. Für die Langstrecke brauchen Elektro-Lkw deshalb entsprechende Lademöglichkeiten, die sie während ihrer vorgeschriebenen Pausen ansteuern und zum „Wiederauftanken“ nutzen können. Diese Ladeinfrastruktur wird derzeit noch vorbereitet und soll in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts zusammen mit den entsprechenden Elektro-Nutzfahrzeugen verfügbar sein. Das gleiche gilt auch für Wasserstoff-Nutzfahrzeuge, die aufgrund der hohen Energiedichte des Wasserstoffs ähnliche Reichweiten bewältigen können wie beim Diesel.
 

Nutzfahrzeug-Hersteller wie MAN produzieren leichte Elektro-Lkw bereits in Serie. © MAN

Mond-Mission Wasserstoff-Truck

Einige Hersteller von Nutzfahrzeugen, wie Daimler, Hyundai, Honda und Iveco, wollen der Brennstoffzelle deshalb zum Durchbruch verhelfen. Zusammen mit Lieferanten, Logistikunternehmen und Energieversorgern haben sie sich in dem EU-Projekt „H2Haul“ zusammengeschlossen. Die insgesamt 62 Unternehmen wollen durch eine gemeinsame Kraftanstrengung für einen nachhaltigen Schub beim Infrastrukturausbau sorgen und in den kommenden Jahren eine Vielzahl an H2-Lastwagen auf die Straße bringen. Eine Antriebswende, die laut Daimler-Trucks-Vorstand Martin Daum zur „Mond-Mission“ wird. Die Schwaben wollen mit dem GenH2-Truck den Anfang in Sachen Wasserstoff machen und bereits 2023 in die Kundenerprobung gehen. In der zweiten Hälfte des Jahrzehnts sollen die H2-Bullis dann serienmäßig auf die Straße rollen und mit einer Tankfüllung rund 1.000 Kilometer zurücklegen können. Bis 2030 will Daimler mit dem Wasserstoff-Truck einen Marktanteil von 15 Prozent erreichen. Dafür gehen die Schwaben noch in diesem Jahr ein Joint Venture mit dem schwedischen Hersteller Volvo ein.

Ein anderer Hersteller von H2-Nutzfahrzeugen mit Brennstoffzelle ist Toyota. Zusammen mit dem amerikanischen LKW-Bauer Kenworth produzieren die Japaner ihren Fuel Cell Electric Truck bereits in der dritten Generation, wenn auch nur in geringer Stückzahl. Auch Hyundai will ins Rennen einsteigen und testet Brennstoffzellen-Lkw in der Schweiz. Nutzfahrzeug-Hersteller MAN arbeitet sogar daran einen Verbrennungsmotor mit Wasserstoff zu betreiben, was die Anwendungsmöglichkeiten des klimafreundlichen Energieträgers vergrößern würde. Die Konkurrenz schläft also nicht.

Mit dem GenH2 Truck präsentiert Daimler sein Konzept für ein Wasserstoff-Fernverkehrsfahrzeug für flexible und anspruchsvolle Einsätze in Bezug auf Strecken, Distanzen und Nutzlast. © Daimler

Mit Megawatt-Laden zur Langstrecke

Das gilt auch für die Entwicklung von schweren Elektro-Nutzfahrzeugen. Mit seinem Elektro-Truck „Semi“ könnte Tesla laut CAM bereits 2021 auf den Markt kommen und Reichweiten von bis zu 1.000 Kilometern erreichen. Bestellungen der US-Supermarktkette Walmart sollen bereits vorliegen, anders als beim Tesla-Konkurrenten Nikola. Das amerikanische Start-up aus Arizona ist auf Elektro-Trucks spezialisiert und will die Kalifornier um Elon Musk im Nutzfahrzeug-Segment herausfordern. Doch Nikolas rasanter Aufstieg kam zuletzt etwas ins Stottern, da eine geplante Kooperation mit General Motors unerwartet scheiterte.  Nun plant das Start-up sich mit dem italienischen Nutzfahrzeughersteller Iveco zusammenzuschließen, in dessen Ulmer Werk die batterieelektrische Variante des Tre ab Ende 2021 vom Band laufen soll. Weitere Start-ups auf dem Markt für Elektro-Lkw sind unter anderem Lion und Xos.

Doch im Rennen um den Elektro-Lkw der Zukunft sind auch einige etablierte Hersteller ganz vorne mit dabei, darunter Volvo, Daimler und die Volkswagentochter Traton, zu der die beiden Lkw-Hersteller MAN und Scania gehören. Sie haben bereits verschiedene E-Nutzfahrzeuge in der Pipeline, wie den eActors , ein Lkw für den Verteilerverkehr von Daimler, der ab 2021 in Serie produziert wird.  Doch damit nicht genug: Um für die nötige Ladeinfrastruktur auf der Langstrecke zu sorgen, haben sich die eben genannten Lkw-Hersteller zu einem Konsortium von insgesamt 16 Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengeschlossen, dessen Schirmherrschaft der Verband der Automobilindustrie (VDA) übernimmt. Ziel des Konsortiums ist es eine Ladeinfrastruktur aufzubauen, die es Lkw ermöglicht ihre Batterien mit mehreren Megawatt zu laden, sodass sie auch Langstrecken mit kurzen Zwischenstopps problemlos zurücklegen können. Dafür baut das Konsortium eine Teststrecke auf der A2 zwischen Berlin und dem Ruhrgebiet auf.

Der Tesla Semi unterwegs mit seinem batterieelektrischen Antrieb. © Tesla

Ein anderer Ansatz, um Elektro-Lkw zu mehr Reichweite zu verhelfen, sind sogenannte eHighways. Bei dem Konzept sollen Autobahnteilstrecken auf der rechten Spur mit Oberleitungen ausgestattet werden, über die Lastwagen Strom aufnehmen können, genauso wie bei Straßenbahnen. Auf der A5 und der A1 wird das Konzept bereits (auf sehr kurzen Abschnitten und von einigen wenigen Fahrzeugen) getestet. Allerdings ist nicht davon auszugehen, dass es das Konzept in näherer Zukunft bis zur Massenanwendung schafft, weshalb sich die Industrie derzeit stärker auf den Aufbau einer Megawatt- und Wasserstoffinfrastruktur konzentriert. Mit ihr steht dem emissionsfreien Nutzfahrzeug-Verkehr auf der Kurz- und Langstrecke in Zukunft dann nichts mehr im Wege.

Mit dem eHighway will Siemens die Effizienz elektrifizierter Bahnstrecken mit der Flexibilität von Lkws kombinieren. © Siemens Mobility Services

Die IAA MOBILITY wandelt sich von einer reinen Autoshow zur internationalen Mobilitätsplattform mit vier Säulen: Dem Summit, der Conference, der „Blue Lane“ und dem innerstädtischen Open Space. Unter dem Motto „What will move us next“ steht sie für die digitale und klimaneutrale Mobilität der Zukunft. Vom 7. bis 12. September 2021 kommen die Auto-, Fahrrad- und Tech-Industrie auf der IAA MOBILITY in München zusammen.