Battery-electric and fuel-cell trucks could be feasible in Europe within little more than a decade, concludes this study commissioned by the International Council on Clean Transportation (ICCT), and taking the steps necessary to turn that possibility into reality is crucial to meeting long-term climate goals in the transport sector.
Road freight is one of the fastest-growing contributors to CO2 emissions of the European transport sector. That trend must be reversed if the European Union is to achieve its goal of reducing total CO2 emissions by 80% in 2050, relative to 1990 levels. Fuel-efficiency and CO2-emissions policies targeting heavy-duty vehicles have lagged those for passenger cars and vans. But significant gains from road freight transport—emissions reductions of up to 90%, effectively decarbonizing that part of the transport sector—lie within reach, given sufficiently strong policy support and adequate investment in vehicle innovations and infrastructure.
The report, prepared by CE Delft (Netherlands) and the German Aerospace Center (DLR) for the ICCT, is a comprehensive survey of leading-edge zero-emissions technologies for short- and long-haul on-road freight carriers. Drawing on interviews with manufacturers, technical literature, and other data sources, the study projects that the total costs of ownership of diesel vehicles, battery electrics, and fuel cell vehicles will tend to converge between now and 2030, assuming policies are put in place to stimulate technological innovation and infrastructure investment.
The analysis anticipates that different zero-emissions technologies will find favor in different settings. Battery-electric trucks are best suited to short-distance transport, such as goods distribution in cities and regions, where range requirements are lower and vehicles can recharge during scheduled downtime. Fuel-cell trucks, with longer range and refueling times that are comparable to conventional vehicles, will be a better alternative for long-haul applications, though specialized infrastructure such as overhead catenary wires or in-road inductive charging could make battery electric vehicles viable over long distances too.
The total cost of ownership—purchase price plus operating costs—for zero-emission heavy-duty vehicles at present falls somewhere between 140% and 200% of conventional diesel vehicles, for short-haul trucks. But the study’s analysis shows that ratio falling rapidly as fuel savings offset other costs, to between 110% and 140% in 2020, and achieving rough parity by 2030.
On their current path, CO2 emissions from truck transport in the EU will rise nearly 25% by 2050, due to increased transport volumes. But increasing the share of ton-kilometres transported by alternative vehicles (hybrid trucks as well as limited electric and fuel-cell vehicles) to half of the total overall would reverse that trend and cut 2050 GHG emissions by 8%, according to the study. And increasing alternative vehicles’ share still further, to 90%, could result in an emissions reduction of 90%.
In order to access the entire article and more information please click here.Gibt es auch alternative Antriebe für große LKW? Im Auftrag des International Council for Clean Transportation (ICCT) haben Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Zusammenarbeit mit dem Beratungsunternehmen CE Delft untersucht, welches Potenzial hier für Nutzfahrzeuge ab 7,5 Tonnen Gesamtgewicht besteht. Die Forshttp://bonnsustainabilityportal.de/bsp/wp-admin/post-new.phpcher konzentrierten sich dabei auf Batterie- und Brennstoffzellentechnologie, die beide ein lokal emissionsfreies Fahren ermöglichen.
Der Straßengüterverkehr ist eine der am schnellsten wachsenden Transportarten. Bereits heute entfallen innerhalb Deutschlands auf den Bereich der Lastkraftwagen rund 20 Prozent aller verkehrsbedingten CO2-Emissionen. Bis zum Jahr 2030 rechnet das Umweltbundesamt damit, dass sich die auf deutschen Straßen transportierte Gütermenge nahezu verdoppeln wird. Ziel der Europäischen Union ist es, die Treibhausgasemissionen bis 2050 um 80 Prozent zu verringern. Um das zu erreichen, muss auch der Schadstoffausstoß im Straßengüterverkehr erheblich sinken.
Umfassende Szenario-Analyse von “Zero-Emission-Trucks”
“Viele große Hersteller arbeiten bereits an Hybridkonzepten. Mit unserer Studie gehen wir einen Schritt weiter und haben in unterschiedlichen Szenarien die technologischen, betriebswirtschaftlichen und politischen Bedingungen für emissionsfreie Lastwagen, sogenannte Zero-Emission-Trucks untersucht”, erklärt Florian Kleiner, wissenschaftlicher Mitarbeiter beim DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte in Stuttgart. Für ihre Analysen teilten die Forscher den Güterverkehr in lange Strecken bis zu 1.000 Kilometer und kurze Distanzen bis zu 200 Kilometern täglich auf. Für beide Bereiche betrachteten sie dann unter anderem den Entwicklungsstand von Batterie- und Brennstoffzellensystemen, den möglichen Beitrag zur Senkung des CO2-Ausstoßes, die zu erwartenden Gesamtbetriebskosten sowie politische Rahmenbedingungen wie beispielsweise zukünftige Regularien.
Batterien für kurze Strecken, Brennstoffzellen für den Fernverkehr
Batteriebetriebene Lastwagen stellen für die Stuttgarter Wissenschaftler für ausgewählte Einsatzzwecke eine vielversprechende Option dar: Sie haben das Potenzial hinsichtlich der Gesamtbetriebskosten in den nächsten Jahrzehnten konkurrenzfähig gegenüber konventionellen Fahrzeugen zu werden. Ihr Einsatz ist vor allem im innerstädtischen und regionalen Liefer- und Verteilverkehr sinnvoll – so die Studie. Denn dort ist die tägliche Fahrleistung gut abschätzbar und die Batterien können in geplanten Intervallen, zum Beispiel über Nacht, geladen werden, ohne den Betriebsablauf zu stören. Was Lebensdauer und Ladezyklen betrifft, erfüllen heute verfügbare Batteriesysteme schon annähernd die Anforderungen für kurze Strecken. In den nächsten fünf Jahren rechnen die DLR-Forscher außerdem mit erheblichen Entwicklungsfortschritten hinsichtlich Kosten und Lebensdauer der Batterien.
Im Gegensatz dazu sehen sie den Einsatz batteriebetriebener Trucks für lange Strecken als nicht realisierbar aufgrund der nach wie vor zu geringen Energiedichte und des hohen Gewichts der dafür notwendigen Batterien. “In Kombination mit einem Oberleitungsnetz oder induktiven Lademöglichkeiten auf den Straßen könnte man zwar eine kleinere und leichtere Batterie verwenden. Dafür müsste allerdings zuerst massiv in die benötigte Infrastruktur investiert werden, was einen flächendeckenden Einsatz generell infrage stellt”, erläutert Prof. Horst E. Friedrich, Leiter des Instituts für Fahrzeugkonzepte.
Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb haben einen etwas geringeren Wirkungsgrad im Vergleich zu rein batteriebetriebenen, weil der eingesetzte Wasserstoff zunächst in Elektrizität umgewandelt werden muss und es so zu Transformationsverlusten kommt. “Besonders für weite Strecken stellen Brennstoffzellen dennoch eine interessante Option dar. Hierfür müssen aber zunächst die nötigen Rahmenbedingungen geschaffen werden”, so Horst E. Friedrich weiter. Neben weiteren technologischen Fortschritten hinsichtlich Lebensdauer, Größe und Gewicht der Brennstoffzellensysteme wird auch die Verfügbarkeit einer entsprechenden Wasserstoffinfrastruktur eine wichtige Rolle spielen.
Attraktiver für den Markt – Gesamtbetriebskosten im Blick
Aktuell sind die Kosten für Nutzfahrzeuge mit alternativen Antriebslösungen noch bedeutend höher als für Lastwagen mit konventionellen Verbrennungsmotoren. Die Studie sieht diesen Kostenunterschied allerdings in den nächsten Jahrzehnten beständig schrumpfen. So rechnen die DLR-Forscher damit, dass batterie- und brennstoffzellenbetriebene Trucks zwischen 2020 und 2030 für bestimmte Transportanwendungen durchaus wettbewerbsfähig werden können. Die weitere Entwicklung der Energiekosten, technologische Fortschritte bei Batterie- und Brennstoffzellensystemen, die Förderung alternativer Antriebe sowie der dafür notwendigen Infrastruktur durch die Politik stellen dabei die wichtigsten Schlüsselfaktoren dar.
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