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Oberleitungs-Fahrzeuge als Alternative zu Dieselfahrzeugen im Straßengüterverkehr

Erstellt am: 08.11.2023 | Stand des Wissens: 08.11.2023
Synthesebericht gehört zu:

Oberleitungs-Lkw (O-Lkw) können auf dafür ausgestatteten Streckenabschnitten mit Strom aus Oberleitungen betrieben werden. Außerhalb dieser Streckenabschnitte bewegen sich die Fahrzeuge mit Batterie- oder Dieselantrieb fort [ACEA22]. Dieses Antriebskonzept setzt somit den Aufbau eines weitreichenden Oberleitungsnetzes auf den deutschen Autobanen voraus. Dieses weist Ähnlichkeiten zum elektrifizierten Bahn- und zum Oberleitungsbusverkehr (O-Bus) auf (siehe Abbildung 12). Moderne O-Bus-Systeme nutzen ebenfalls Hybridfahrzeuge, sodass bereits eingehende Erfahrungen in der Nutzung der Technologie, in einer zum Lkw verwandten Fahrzeugklasse, vorliegen [BBG21]. So wird der O-Bus in den drei deutschen Kommunen Solingen, Esslingen und Eberswalde täglich als Teil des öffentlichen Nahverkehrs eingesetzt [Moh09].
Hybrid-Lkw mit OberleitungAbbildung 1: Hybrid-Lkw mit Oberleitung [FuE23]
Im Vergleich zum O-Bus bestehen wesentliche Unterschiede, zur Oberleitungsnutzung im Straßengüterverkehr durch den O-Lkw, in der gefahrenen Geschwindigkeit sowie den durch Unebenheiten verursachten Bewegungen des Fahrzeuges entlang der Oberleitung. Weiterhin ist die Belastung des Stromnetzes durch O-Lkw schwerer abzuschätzen als beim O-Bus, wo Fahrthäufigkeiten anhand des Fahrplans vorhersehbar sind. Während O-Busse über das lokale Stromnetzt versorgt werden, ist für das Oberleitungs-Netz entlang der Autobahnen ein eigenes Mittelspannungsnetz angedacht. Ein solcher E-Highway bedarf einer Vielzahl von Strom-Einspeisungspunkten, was eine infrastrukturelle Herausforderung darstellt [Jöh22].
Besonderheit des Oberleitungsnetzes
Die meisten Studien zum Aufbau eines Oberleitungssystems für Lkw gehen von einer Gesamtlänge des Systems zwischen 3.000 und 4.000 Kilometern für einen mittelfristig sinnvollen Einsatz der Technologie aus. Von einer Installation auf allen Autobahnen und Landstraßen im Land ist nicht auszugehen. Dabei soll das Basisnetz auf stark befahrenen Autobahnabschnitten errichtet werden [Jöh22]. Als Beispiel findet sich in der folgenden Darstellung zwei mögliche Netze an Oberleitungen für den deutschen Raum für das Jahr 2030.
Zwei möglicher Ausbauszenarien zur Schaffung eines OberleitungsnetzesAbbildung 2: Zwei möglicher Ausbauszenarien zur Schaffung eines Oberleitungsnetzes [Jöh22] (das 3.050 km lange Netz enthält das 1.450 km lange Oberleitungsnetz)
Über den tatsächlichen Aufbau eines solchen Netzes gibt es zum heutigen Zeitpunkt noch keinen Konsens und keine konkreten Umsetzungspläne. Weiterhin berichtet der Verein Deutscher Ingenieure (VDI), dass für den einheitlichen Aufbau eines Oberleitungsnetzes derzeit auf der europäischen Ebene keine Bereitschaft zu erkennen ist [Ben22]. Durch die Schaffung eines nationalen Kernnetzes von circa 4.300 Kilometer Länge bis zum Jahr 2040 kann der Anteil elektrischer Fahrten im Straßengüterverkehr auf ein Drittel anwachsen. Damit wäre ein Einsparpotenzial von bis zu 12 Millionen Tonnen Kohlenstoffdioxid (CO2) pro Jahr verbunden, welches einer Reduzierung von 25 Prozent entspricht. Zur Realisierung des Kernnetzes sind Investitionen von 800 Millionen Euro pro Jahr notwendig. Die Kostenvorteile, die sich bei einem adäquaten Netzausbau realisieren ließen, sollten innerhalb weniger Jahre dazu führen, dass Transportdienstleister ihre Flotte auf O-Lkw umstellen [ACEA22]. Deutschland ist im internationalen Güterverkehr nicht nur Versand- und Empfangsland, sondern insbesondere auch ein Transitland. 40,2 Prozent des mautpflichtigen Verkehrs werden durch ausländische Fahrzeuge erzeugt. Daher ist eine europäische Systemkompatibilität erstrebenswert. Nach Abschluss aktuell laufender Pilotprojekte in Deutschland und Schweden soll diesbezüglich eine europaweite Festlegung empfohlen werden [ifeu20]. Um das Einsparungspotenzial beim Energiebedarf und bei Emissionen der O-Lkw realisieren zu können, muss der verwendete Strom aus erneuerbaren Energiequellen bereitgestellt werden. Die ökologisch sinnvolle Entwicklung der Oberleitungs-Technologie ist somit eng mit dem gleichzeitigen Ausbau der erneuerbaren Energie verbunden [HeMo20a; ACEA22].
Ansprechpartner
Technische Universität Hamburg, Institut für Verkehrsplanung und Logistik, Prof. Dr.-Ing. H. Flämig
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Oberleitungsfahrzeuge als Alternative zu Dieselfahrzeugen (Stand des Wissens: 12.12.2023)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?578538
Literatur
[ACEA22] Association des Constructeurs Européens d'Automobiles (ACEA) (Hrsg.) Fuel types of new trucks, 2022/03/08
[BBG21] Barnimer Busgesellschaft (Hrsg.) OBusse: Seit mehr als 80 Jahren in Eberswalde für Sie unterwegs, 2021
[Ben22] Bensmann, Dr.-Ing. Boris , Benz, Dr. Thomas Benz, Brandt, Dipl.-Ing. Torsten, Grube, Dr.-Ing. Thomas , Kleimaier, Dr. Martin , Konstantinidou, Dr.-Ing. Eleni , Meyer, Dipl.-Ing. Stefan , Pokojski, Dipl.-Ing. Martin , Samsun, Dr.-Ing. Remzi Can , Schlosser, Dipl.-Ing. Gerhard, Cremers, Dr. Carsten Klimafreundliche Nutzfahrzeuge, 2022/01, ISBN/ISSN 978-3-931384-98-2
[FuE23] Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH (Hrsg.) e.Highway.SH, 2023
[HeMo20a] Hessen Mobil Straßen- und Verkehrsmanagement, (Hrsg.) ELISA eHighway Ein Pilotprojekt für nachhaltigen Schwerverkehr, 2020
[ifeu20] Jöhrens, Julius, Helms, Hinrich, Beckers, Prof. Dr. Thorsten , Frischmuth, Felix, Gerhardt, Norman Roadmap für die Einführung eines Oberleitungs-Lkw-Systems in Deutschland, 2020/07
[Jöh22] Jöhrens, Julius, Allekotte, Michel, Heining, Florian, Helms, Hinrich, Räder, Dominik, Köllermeier, Nadine, Waßmuth, Volker Vergleichende Analyse der Potentiale von Antriebstechnologien für Lkw im Zeithorizont 2030
, 2022/01
[Moh09] Mohl, Annette Zukunft gehört dem O-Bus, 2009/06/18
Glossar
O2
= Sauerstoff. Im Normzustand ist Sauerstoff ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas. Es ist sehr reaktiv, fast jedes chemische Element, abgesehen von Edelgasen, reagiert mit Sauerstoff, um Verbindungen zu bilden.
Sauerstoff ist von großer Bedeutung, weil er wesentlich an den Atmungsprozessen der meisten lebenden Zellen und an Verbrennungsprozessen beteiligt ist. Es ist das am häufigsten vorkommende Element der Erdkruste. Die Luft besteht zu fast einem Fünftel (Volumen) aus Sauerstoff. Ungebundener gasförmiger Sauerstoff besteht normalerweise aus einem zweiatomigen Molekül (O2), es gibt ihn aber auch in dreiatomiger Form (O3,) besser bekannt unter dem Begriff Ozon.
Hybrid
Der Ausdruck Hybrid bedeutet "etwas Gebündeltes, Gekreuztes oder Gemischtes". Es stammt ab von dem lateinischen Fremdwort griechischen Ursprunges Hybrida. In der Technik wird ein hybrides System, aus zwei unterschiedlichen Technologien miteinander kombiniert.
Lkw Lastkraftwagen (Lkw) sind Kraftfahrzeuge, die laut Richtlinie 1997/27/EG überwiegend oder sogar ausschließlich für die Beförderung von Gütern und Waren bestimmt sind. Oftmals handelt es sich dabei um Fahrzeuge mit einer zulässigen Gesamtmasse zwischen 3,5 und 12 Tonnen. In Einzelfällen kann die zulässige Gesamtmasse diese Werte jedoch auch unter- beziehungsweise überschreiten, sofern das Kriterium der Güterbeförderung gegeben ist. Lastkraftwagen können auch einen Anhänger ziehen.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?576577

Gedruckt am Dienstag, 28. Mai 2024 19:08:05