Alternative Antriebe für Lkw und Bus

Historische Entwicklung der Güterverkehrsleistung in Deutschland von 1990 bis 2014 mit Prognose bis zum Jahr 2040 (Bild: Shell / DLR)

Historische Entwicklung der Güterverkehrsleistung in Deutschland von 1990 bis 2014 mit Prognose bis zum Jahr 2040 (Bild: Shell / DLR)

Der Transport von Gütern bildet die Grundlage der logistischen Leistungs­fähigkeit eines Standortes und somit eine Voraussetzung für seine wirt­schaftliche Entwicklung. 2016 sind in Deutschland knapp drei Millionen Last­kraftwagen und 80.000 Busse zugelassen. Hauptverkehrs­träger für den Güter­transport ist die Straße und dies wird auch in Zukunft so bleiben. Obwohl der Energie­bedarf aller Nutz­fahrzeuge von heute bis 2040 sinken wird, werden politische Klima­ziele vom Sektor Verkehr nicht erreicht. Das sagen Ergebnisse der Shell Nutz­fahrzeug-Studie 2016, die von Shell in Zusammen­arbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR erarbeitet wurde.

Die Studie erforscht die Zukunft des Straßen­güter­verkehrs sowie des öffentlichen Straßen­personen­verkehrs mit Bussen bis in das Jahr 2040. Welche Antriebe haben Lkw und Busse von morgen? Wie wird sich der Lkw-Verkehr in Zukunft entwickeln und welchen Einfluss hat der Lkw auf die Treibhaus­gas­emissionen im Verkehrs­sektor? Dies sind die Fragen, auf die Wissen­schaftler aus dem DLR-Institut für Verkehrs­forschung mit ihrer Arbeit Antworten suchten.

Bis zum Jahr 2040 wird erwartet, dass das Güter­verkehrs­aufkommen – die Menge der trans­portierten Güter – von 4,1 auf 4,8 Mrd. Tonnen anwachsen wird. Die Güter­verkehrs­leistung – das Güter­verkehrs­aufkommen verknüpft mit der Transport­entfernung – wird bis dahin noch um 50 Prozent zunehmen. Ausgehend von einem Rückgang des Transports von Massen­gütern wie Kohle oder Mineralöl­produkte wird statt­dessen die Beförderung von Gütern zunehmen, die in kleinen Sendungs­größen verschickt werden. Stark zunehmen werden beispiels­weise hochwertige Güter wie Fahrzeuge oder Maschinen sowie Kurier- und Expressgut. Den größten Anteil an der Beförderungs­leistung hat mit etwa 69 Prozent auch in Zukunft der Lkw. 2040 bewegt er knapp 3,9 Mrd. Tonnen beziehungs­weise 672 Mrd. Tonnenkilometer auf der Straße.

Um einen Überblick über die wichtigsten Trends bei den Antrieben sowie der Kraftstoff- und Energie­versorgung der Nutz­fahrzeuge zu erhalten, untersuchten die Wissen­schaftler die drei Antriebs-Kraftstoff-Kombi­nationen Diesel, Gas und Elektro. Antriebe und die genutzten Kraftstoffe werden von der Diesel­technik dominiert. Der Flottenanteil von Dieselfahrzeugen liegt bei 95 Prozent. „Alter­native Antriebe wie beispielsweise die Elektro­mobilität sind eher für die Klasse der leichten Nutzfahrzeuge und für Busse interessant. Das liegt daran, dass Fernverkehrs-Lkw bei dem derzeitigen Stand der Batterie­technologie einen schweren Energie­speicher benötigen würden und deshalb große Nutzlast-Einbußen in Kauf nehmen müssten“, sagt Andreas Lischke, der DLR-Projekt­leiter vom Institut für Verkehrs­forschung. Bei den Unte­rsuchungen konnten er und sein Team feststellen, dass die Bedeutung alternativer Antriebe mit zunehmender Nutzlast an Bedeutung verliert. „Bei den Antrieben zeichnet sich aktuell über alle Nutz­fahrzeug­klassen noch kein eindeutig zu bevorzugender techno­logischer Weg ab. Die weitere Ausbreitung wird vor allem davon abhängig sein, wie sich Techniken und Technologien in Bezug auf die Kosten weiterentwickeln. Ein weiteres Kriterium wird sein, inwiefern die Nutzer­anforderungen wie beispielsweise Reichweite und Verfüg­barkeit erfüllt werden“, fasst Lischke zusammen.

CO2-Emissionen in Deutschland und die Verursacher (Bild: DLR / UBA)

CO2-Emissionen in Deutschland und die Verursacher (Bild: DLR / UBA)

Den höchsten Anteil am Kraftstoff­verbrauch der Nutz­fahrzeuge hat mit aktuell 79 Prozent der Fernverkehrs-Lkw. Dadurch, dass leichtere Nutzfahrzeuge und Busse auf elektrische Antriebe (Batterie, Plug-In, Brennstoffzellen) ausweichen können, steigt dieser Anteil am Energie­bedarf in einem der gerechneten Szenarien auf 84 Prozent in 2040 an. Bleibt der Dieselantrieb vor allem bei schweren Lkw und bei Sattel­zugmaschinen weiterhin ohne Alternative, wird voraus­sichtlich 2040 bereits jeder zweite Liter Kraftstoff in Deutschland für Nutz­fahrzeuge benötigt. Alternativ können sich Gasantriebe für den Lkw-Fern­verkehr zu einer interessanten Alter­native entwickeln. Besonders viel Potenzial sehen die DLR-Forscher bei Kraft­stoffen aus verflüssigtem Erdgas (Liquefied Natural Gas – LNG). Ottomotoren in Kombi­nation mit kompri­miertem Erdgas (Compressed Natural Gas – CNG) werden bereits seit langem angeboten. Sie können aber aufgrund der geringen Reichweite durch das limitierte Speicher­volumen der Druck­gastanks bei im Fernverkehr eingesetzten Lkw nicht genutzt werden. Für LNG fehlt es allerdings bislang an der entsprechenden Infra­struktur.

Um die deutschen Klimaschutz­ziele zu erreichen, müssen Treib­hausgas­emissionen bis 2040 sektor­übergreifend um 70 Prozent reduziert werden. Lkw und Busse verursachen heute etwa 5,6 Prozent der verbrennungs­bedingten CO2 Emissionen in Deutschland, der Individual­verkehr mit 12,07 Prozent ungefähr doppelt so viel. Aufgrund des sinkenden Energie­bedarfs und der Einführung von Gaskraft­stoffen und Elektro­mobilität gehen die CO2-Emissionen im Szenario bis 2040 um 13 Prozent zurück. „Aus unseren Szenarien geht hervor, dass der Verkehr mit Nutz­fahrzeugen vom heutigen Stand aus die Vorgabe von 70 Prozent weniger direkten Treib­hausgas­emissionen bis 2040 gegenüber dem Jahr 1990 nicht erreichen wird“, bemerkt Andreas Lischke und fährt fort: „Eine Lösung für alternative Antriebe mit deutlich weniger CO2-Emissionen von schweren Lkw ist momentan noch nicht in Sicht. Bei ent­sprechendem technischem Fortschritt könnten Brenn­stoffzellen und aus erneuerbarem Strom gewonnener Wasser­stoff zur Lösung beitragen, voraus­gesetzt die Kosten dafür sinken drastisch.“ (Quelle: DLR)

Referenz: Shell Nutzfahrzeugstudie 2016 (pdf)

Links: Institut für Verkehrsforschung, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR, Berlin • Shell Deutschland, Hamburg

 

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