Zwischenbilanz des praktischen Einsatzes von Elektro LKW:

Im Rahmen des Projekts MEGAWATT sind fünf E-LKW auf der Straße, weitere drei E-LKW werden zusätzlich von CNL-Mitgliedsfirmen betrieben, welche aber nicht Teil des Projektkonsortiums sind.

Insgesamt konnten somit bereits knapp 450 Tonnen Treibhausgasemissionen, im Vergleich zum Betrieb dieser Fahrzeuge als Diesel-LKW, eingespart werden.

Die nachfolgend dargestellte Grafik zeigt die gesamten Einsparungen an Treibhausgasemissionen durch den Betrieb aller CNL Elektro-LKWs seit Projektstart im Oktober 2018 bis Februar 2021.

Im Zuge des praktischen Einsatzes der Elektro-LKWs wird neben den technischen Parametern auch die Eignung für die jeweiligen logistischen Anwendungsfälle erfasst. Dabei sind die Rückmeldungen der Disponenten und Logistikplaner sowie der LKW-Fahrer von essentieller Bedeutung. Die wichtigsten Aussagen und Erkenntnisse sind im Folgenden dargestellt:

 

 

Wirtschaftliche Aussichten und Möglichkeiten für E-LKWs:

Für die Etablierung von Elektro-LKWs in der Transportlogistik spielt selbstverständlich die Kostensituation der erforderlichen Komponenten eine entscheidende Rolle. Im Rahmen des Projekts wird die Kostenentwicklung der wesentlichsten technischen Komponenten für eine künftige E-Logistik:

  • Batteriesysteme
  • Elektro LKWs
  • Ladeinfrastruktur

laufend evaluiert und Prognosen angepasst und verfeinert.

Die folgende Graphik zeigt eine Prognose der Kostenentwicklung von Ladeinfrastruktur unterschiedlicher Ladeleistungen im Zeitraum 2020-2030.

Außerdem spielt die Kostenentwicklung für stationäre Batteriesysteme eine entscheidende Rolle, um E-LKW Flotten in das Stromnetz zu integrieren. Eine Kostenprognose inklusive Schwankungsbreiten bis 2050 ist in der nachfolgenden Abbildung ersichtlich.

Im Rahmen des Projektes wurden auch die Kosten für Fahrzeugbatterien erhoben und bis 2050 extrapoliert. Hier zeigt sich eine deutliches Kostensenkungspotenzial von etwa 20 Prozent je Verdopplung der globalen Batterieproduktion, was den wirtschaftlichen Betrieb von E-LKW in Zukunft erlauben könnte. Die Grafik präsentiert die Entwicklung von PKW-Batteriepreisen:

Allerdings wurde im Rahmen des Forschungsprojekts erfasst, dass E-LKW Batterien aufgrund ihres unterschiedlichen Anforderungsprofils deutlich teurer sind und Mehrkosten von etwa 274 Prozent gegenüber PKW aufweisen. Der Verlauf der Kostenreduktion liegt dabei etwa 3-5 Jahre hinter den PKW-Batterien:

Den wichtigsten und größten Kostenfaktor stellen natürlich die Elektro LKW selbst dar. Die folgende Grafik zeigt zwei Szenarien für die Kostenentwicklung für Elektro LKW mit einer Reichweite von 400 km und 800 km bis 2030.

 

Optimierung der Umstellung auf E-LKW Flotten

Zwei wesentliche Parameter beeinflussen die Umsetzung bzw. Umstellung auf Elektro-LKW-Fuhrparks:

  • die erforderliche Energie und Leistungsaufnahme an den Ladestandorten und die hierfür erforderlichen technischen Rahmenbedingungen
  • die Gesamtkosten (TCO – Total Cost of Ownership) möglicher Elektro-LKW-Fuhrparks

Die folgende Abbildung zeigt hierzu ein exemplarisches Lastprofil eines untersuchten Logistik-HUBs. Dabei ist in grün die aktuelle Leistungs- und Energieaufnahme dargestellt. Die gelben Linien zeigen die Leistungs und Energieaufnahme durch eine 100%ige Umstellung des Bestandsfuhrparks auf Elektro-LKWs. Dabei zeigte sich hier, dass über 98% der Ladeenergie am HUB geladen werden könnte.

In Grau ist schließlich die resultierende Leistungs- und Energieaufnahme dargestellt.

 

 Basierend auf ersten Simulationsergebnissen wurde ein vorläufiger TCO-Vergleich zwischen Diesel-LKWs und Elektro-LKWs bestimmt. In der folgenden Abbildung ist die TCO Parität zwischen Diesel- und Elektro-LKWs in Abhängigkeit vom Anschaffungsjahr dargestellt. Jeder Punkt steht dabei für einen LKW – die unterschiedlichen Farben für die jeweiligen Anschaffungsjahre. Für Punkte, die unterhalb der blauen Kosten-Paritätslinie liegen, gilt, dass eine Neuanschaffung als Elektro-LKW billiger käme als ein Diesel-LKW.

 

Im Berichtsjahr 03.2020 – 02.2021 wurde ein Umstellungstool erarbeitet, dass die Investitionsplanung für E-LKW Flotten in Bezug auf Batteriegrößen, Infrastrukturauslegung und Ladestrategie erleichtern soll. Ziel ist es durch Optimierung der Infrastruktur und Fahrzeugauslegung, die Investitionskosten in einem ersten Schritt deutlich zu senken. Die folgende Tabelle zeigt ein beispielhaftes Ergebnis für die Umstellung eines Logistik-Hubs unter zwei Ladeszenarien: 

 

Nominal Power Charging Station [kW]

150

350

Battery Capacity [kWh]

mixed

mixed

Degree of disposition [-]

1

1

Scenario

min

med

max

min

med

max

Number of e-trucks 182 kWh[-]

21.00

23.00

27.00

21.00

23.00

27.00

Number of e-trucks 700 kWh [-]

4.00

4.00

5.00

4.00

4.00

4.00

Number of e-trailers 182 kWh [-]

9.00

9.00

15.00

8.00

12.00

13.00

Number or e-trailers 364 kWh [-]

16.00

15.00

21.00

12.00

13.00

17.00

Number of total trailers [-]

26.00

26.00

30.00

25.00

27.00

28.00

Number of charging points gates [-]

18.00

18.00

17.00

18.00

16.00

15.00

Number of charging points parking [-]

25.00

23.00

22.00

20.00

18.00

19.00

Number of charging points TOTAL [-]

35.00

32.00

33.00

29.00

26.00

24.00

max. electrical power HUB [kW]

1860.25

1860.25

1860.25

1860.25

1860.25

1860.25

max. electrical power FLEET [kW]

2699.10

2633.73

2919.95

3482.99

3866.11

4264.85

max.electrical power TOTAL [kW]

3954.20

3954.20

3954.20

4190.00

4190.00

4190.00

Simultaneity FLEET [-]

0.42

0.43

0.50

0.26

0.32

0.36

 

Mit diesem Tool können die wichtigsten Kennzahlen, zum Beispiel Anzahl benötigter E-LKW, Anzahl der Ladepunkte und benötigte Netzanschlussleistung bereitgestellt werden. 

Weitere Optimierungen im Rahmen des Projekts MEGAWATT sollen helfen, die planbaren Kosten weiter zu senken, um den Einsatz von Elektro-LKWs bereits in wenigen Jahren großflächig auch wirtschaftlich interessant zu gestalten.