Komplementärtechnologien zu BEV-Lkw – ein techno-ökonomischer Vergleich

enERSyn Schwerpunktpapier #3

Autor*innen: Julius Jöhrens, Michel Allekotte, Florian Heining, Markus Werner, Martin Ruscher, Wolf-Peter Schill

Stationäre LIS als Energieversorgungsoption für Batterie-Lkw wird zweifellos eine zentrale Rolle spielen, ihr Ausbau stößt dabei in verschiedener Hinsicht auf Herausforderungen (Stromnetzanschluss, Flächenbedarf, schwere und teure Traktionsbatterien), die Anwendungspotential für komplementäre Technologien eröffnen. Als solche betrachten wir in diesem Papier dynamische Stromversorgungssysteme (Electric Road Systems, ERS) sowie Batteriewechselsysteme (BWS).

ERS haben als Komplementärtechnologie das Potenzial, zentrale Herausforderungen des alleinigen stationären Ladens (v.a. hinsichtlich Flächenbedarf, Batteriegrößen, operatio-
nellem Anpassungsbedarf) zu adressieren. Sie können mit Blick auf technische Entwicklung, Zuverlässigkeit und Standardisierung / Normung als weit fortgeschritten gelten (insbesondere Oberleitungs-Technologie). Dagegen gibt es mit BWS für Lkw in Europa noch kaum praktische Erfahrung und auch keine Standards, gleichwohl wird die Technologie in China in relevantem Maße ausgerollt.

Ein zeitnaher Ausbau der Energieversorgungsnetze entlang der Hauptverkehrsachsen ist für die Versorgung des elektrischen Schwerlastverkehrs technologieunabhängig
unbedingt erforderlich, wird nach heutigem Kenntnisstand aber einen Flaschenhals für die erzielbare Hochlaufgeschwindigkeit darstellen.

BWS haben das Potential, die erforderliche lokale Netzanschlussleistung durch Vorhaltung von Lagerbatterien und intelligentes Lademanagement zu verringern und die
Netzanschlussproblematik im Technologiehochlauf zu entspannen. Entsprechende Synergieeffekte sowie Zielkonflikte (z.B. zwischen Erleichterungen beim Netzanschluss
und der Vorhaltung zusätzlicher Wechselbatterien) sind in künftigen Untersuchungen quantitativ zu analysieren.

Bei voll ausgelasteter Energieversorgungsinfrastruktur liegen ERS und BWS bei den Vollkosten für Fahrzeugbetreiber (TCO) im Rahmen der Unsicherheiten auf ähnlichem
Niveau wie das stationäre Schnellladen (MCS). In der Einführungsphase sind ERS jedoch absehbar teurer, bei BWS hängt dies zentral von ihrer Auslastung ab.

Da es bislang keinen herstellerübergreifenden Standard für BWS in Europa gibt und die meisten Hersteller bisher kein Interesse an BWS geäußert haben, dürfte das Erreichen
einer mit Schnellladesäulen vergleichbaren Auslastung anspruchsvoll sein. Das wahrscheinlichste Szenario für einen BWS-Hochlauf ist derzeit das „Modell Tesla“, d.h. dass ein einzelner Fahrzeughersteller vorangeht und ein BWS auf eigenes Risiko ausrollt.

Es ist denkbar, dass sich aus den Unterschieden beim Strombezugsprofil der Infrastrukturen und dem jeweiligen Flexibilitätspotential auch signifikante Unterschiede bei den Energiekosten ergeben. Dies sollten weitere Forschungsarbeiten quantitativ abschätzen.