Erkenntnisse aus aktuellen deutschen Feldversuchen und Zukunftsforschung
Unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI begleitete das BOLD-Projekt drei Feldversuche und zwölf weitere Forschungsprojekte zu elektrischen Oberleitungs-Lkw. Darin analysierten das ifeu-Institut für Energie und Umweltforschung, das Öko-Institut und das Fraunhofer ISI gemeinsam die Technologieakzeptanz, Chancen und Hindernisse für die Industrie sowie das politische Umfeld. Auch wurden im vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz finanzierten Projekt klima- und umweltbezogene Auswirkungen der Oberleitungstechnologie untersucht. Ein Abschlussbericht fasst die wichtigsten Erkenntnisse der Projekte zusammen und bewertet das Potenzial zur Einführung der Technologie.
Stromabnehmer Scania Hybrid Truck R450A4X2NB – Foto © MAbW – Eig. Werk, CC BY-SA 4.0 – commons.wikimedia.org
Im Verkehrssektor ist die Reduzierung von Treibhausgasemissionen besonders herausfordernd. Dies liegt vor allem am global steigenden Verkehrsaufkommen, voe allem im Güterverkehr. Aufgrund ihrer hohen Effizienz, vergleichsweise niedriger Kosten und positiver Klimaauswirkungen sind Oberleitungs-Lkw eine vielversprechende Option, wenn sie mit Erneuerbaren Energien betrieben werden. Die deutsche Bundesregierung führt derzeit drei Feldversuche durch, um elektrische Antriebssysteme für schwere Nutzfahrzeuge zu testen.
Das Fraunhofer ISI begleitete diese Feldversuche (in den Projekten ELISA, FESH und eWayBW) sowie zwölf andere Forschungsprojekte zusammen mit seinen Partnern ifeu GmbH und dem Öko-Institut im Projekt BOLD (Begleitforschung Oberleitungs-Lkw in Deutschland). Erforscht wurden darin rechtliche Aspekte, die Energiebereitstellung und das Marktpotenzial der Oberleitungstechnologie. Darüber hinaus wurden im Rahmen von BOLD alle beteiligten Partner aus den verschiedenen Projekten zusammengebracht, um gemeinsam über die Erkenntnisse zu diskutieren.
Wahrnehmung von Öffentlichkeit, Herstellern und Politik der Technologie von Oberleitungs-Lkw?
Ein erstes Ergebnis ist, dass einige Stakeholder im Energie- und Verkehrssektor offen für Oberleitungs-Lkw und mit der Technologie zufrieden sind. Dies gilt auch für einige Lkw-Hersteller wie Scania, die eine sehr positive Einstellung gegenüber der Technologie haben und die Fahrzeuge für Feldversuche in Schweden und Deutschland zur Verfügung stellten. Andere wie Daimler Truck sind kritischer, während die Mehrheit der Lkw-Anbieter unentschlossen ist.
Das Projekt hat auch einen allgemeinen Wissensmangel und irreführende Informationen hinsichtlich Kosten und der technologischen Einsatzbereitschaft der verschiedenen alternativen Antriebsmöglichkeiten offengelegt. Anwohner und lokale politische Akteure waren hier am kritischsten. Es wurde auch deutlich, dass sich viele Hersteller derzeit auf batterieelektrische Lkw und stationäres Laden fokussieren. Die potenzielle Implementierung und Resilienz des Oberleitungssystems für Lkw hängt dagegen von einigen wenigen Herstellern ab, während auch Brennstoffzellen-Lkw weiter eine Option für einige Hersteller bleiben.
Mit Blick auf die politische Landschaft hat eine Akteurs-Netzwerkanalyse im Projekt ergeben, dass viele internationale Akteure auf die Entscheidung der deutschen Regierung warten und Deutschland als Schlüsselland wahrgenommen wird, nach dem sich andere Länder richten. Schweden und Frankreich sind ebenfalls wichtig, spielen jedoch aufgrund ihrer geografischen Lage (Schweden) oder wegen ihrem Fokus auf Lkw mit Stromschienen anstelle von Oberleitungen (Frankreich) eine untergeordnete Rolle. Länder wie Österreich, Dänemark, Großbritannien, Italien und die Niederlande sehen klare Barrieren für die Technologie, wenn Schlüsselländer wie Deutschland sich politisch nicht klar dazu bekennen.
Auf EU-Ebene zeigt eine Befragung, dass elektrifizierte Straßensysteme bisher keine große Rolle in politischen Diskussionen spielten. Viele EU-Politiker sind uninformiert oder neutral gegenüber dieser Technologie eingestellt, und Politiker aus den EU-Mitgliedsländern haben sich nicht ausdrücklich dafür eingesetzt.
Klima- und Umweltauswirkungen von Oberleitungs-Lkw?
Weitere Erkenntnisse betreffen die Klimabilanz von Oberleitungs-Lkw im Vergleich zu Alternativen wie batterieelektrischen Lkw (BETs), Brennstoffzellen-Elektro-Lkw (FCETs), die Verwendung von E-Fuels bzw. Power-to-Liquid (PtL)-Kraftstoffen sowie deren Umweltauswirkungen – beide Aspekte wurden im BOLD-Projekt untersucht. Eine vergleichende Lebenszyklus-Bewertung der Technologien ergab, dass die direkte Verwendung von Elektrizität, sei es zum stationären Aufladen von Batterien oder über Oberleitungen, eine technisch machbare Alternative für einen großen Teil des Straßengüterverkehrs darstellt und selbst kurzfristig eine positive Klimabilanz aufweist.
Hier haben Oberleitungs-Lkw mit kleineren Batterien einen Vorteil gegenüber Batterie-Lkw: Die Ergebnisse zeigen nicht nur leicht höhere Treibhausgaseinsparungen, sondern auch eine signifikante Reduktion anderer Umweltauswirkungen wie Versauerung und Eutrophierung im Vergleich zu batterieelektrischen Lkw.
Weitere Schritte auf dem Weg zur möglichen Einführung von Oberleitungs-Lkw?
Dr. Till Gnann, der die Forschungsaktivitäten im BOLD-Projekt am Fraunhofer ISI koordinierte, fasst die wichtigsten Erkenntnisse zusammen: „Im BOLD-Projekt wurde deutlich, dass der Bau einer Oberleitungsinfrastruktur für das deutsche Autobahnnetz im Langstrecken-Straßengüterverkehr technisch möglich, aber sehr herausfordernd ist. Die Frage ist vielmehr, welche Technologie sich letztendlich durchsetzen wird, wie lange der Bau der Infrastruktur dauern wird und wie lange sie aufgrund einer geringen Auslastung subventioniert werden kann. Damit das Oberleitungssystem und seine Markteinführung erfolgreich sind, müssen die Fahrzeuge und die Infrastruktur technologisch weiterentwickelt und ein Markt für Oberleitungs-Lkw geschaffen werden. Um dies zu erreichen, bedarf es eines klaren Signals und einer Entscheidung in naher Zukunft für die Verwendung von elektrischen Oberleitungs-Lkw durch die deutsche Bundesregierung. Dies würde Klarheit für Industrie, Forschung und Nachbarländer schaffen.“
Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI analysiert Entstehung und Auswirkungen von Innovationen. Wir erforschen die kurz- und langfristigen Entwicklungen von Innovationsprozessen und die gesellschaftlichen Auswirkungen neuer Technologien und Dienstleistungen. Auf dieser Grundlage stellen wir unseren Auftraggebern aus Wirtschaft, Politik und Wissenschaft Handlungsempfehlungen und Perspektiven für wichtige Entscheidungen zur Verfügung. Unsere Expertise liegt in der fundierten wissenschaftlichen Kompetenz sowie einem interdisziplinären und systemischen Forschungsansatz.
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