Der Straßengüterverkehr in Europa steht vor einem großen Evolutionssprung. In den kommenden Jahren sollen konventionelle Diesel-Lkw nach und nach durch Lkw mit alternativen Antriebsformen ersetzt werden, um den CO₂-Ausstoß entlang der logistischen Kette nachhaltig zu verringern. Ein Hoffnungsträger ist der E-Lkw. Doch um den technisch bereits weit ausgereiften Null-Emissions-Fahrzeugen den Weg zu ebnen, müssen verschiedene Voraussetzungen geschaffen werden. Welche das sind und wo die Knackpunkte liegen, haben der Lkw- und Bushersteller MAN und die Infrastruktursparte von Siemens in einem Whitepaper zusammengefasst.
Der Rahmen steht
Ausgangslage für das Papier ist die Regulierung für den Aufbau von Ladeinfrastruktur (AFIR), die von der EU auf den Weg gebracht wurde. Dabei geht es zentral um den Aufbau eines Kernladenetzes in der EU entlang der Hauptverkehrsrouten. Der Beschluss sieht den stufenweisen Ausbau hinsichtlich Ladeleistung vor. Zusätzlich wird der Abstand Ladesäulen in den EU-Mitgliedsstaaten geregelt. Bis 2030 sollen demnach alle 60 Kilometer Ladeparks mit einer Gesamtleistung von 3,6 Megawatt je Standort installiert werden.
Allerdings monieren die Autoren des Whitepapers, dass hier Sanktionsmechanismen fehlen, die greifen, wenn ein EU-Mitgliedsland die Vorgaben nicht einhält. Zudem bedürfe es beschleunigter und standardisierter Genehmigungsverfahren hinsichtlich der Flächenverfügbarkeit und -nutzung und es müssten Netzanschlüsse für die Anbindung an das Mittel- und Hochspannungsnetz geschaffen werden. Die Netzanschlüsse selber wären derzeit die größte Herausforderung für künftige Ladeparkbetreiber (Charge Point Operator CPO), da diese bei großen Lkw-Lade-Hubs auf Leistungen von 25 bis 35 Megawatt angewiesen wären.
Die Platzfrage
Erschwerend kommt hinzu, dass solche Anlagen laut den Autoren des Konzepts am ehesten komplett neu geplant werden müssen, da an bestehenden Flächen Erweiterungen oft nicht möglich seine. Die Einrichtung mehrerer Ladeplätze für E-Lkw ginge zulasten des schon ohnehin knappen Parkraums.
Damit Transportunternehmen den Umstieg vom Diesel- auf den E-Lkw wagen, muss er sich auf der einen Seite rechnen und auf der anderen Seite müssen die Transportaufträge verlässlich erledigt werden können. Um Letzteres zu erreichen, muss es einheitliche Standards für das Megawatt-Charging geben und damit die Planungssicherheit gewährleistet ist, muss es ein Reservierungssystem für Ladeplätze geben.
Drei Lade-Möglichkeiten
Darüber hinaus empfiehlt das Whitepaper, eine Ladeinfrastruktur aufzubauen, die auf drei Säulen steht. Die Basis ist dabei das Depot Charging. Hierbei kann zum Beispiel eine größere Anzahl an Fahrzeugen über Nacht mit einer vergleichsweise niedrigen Ladeleistung, die zwischen 22 und 150 Kilowatt liegt, wieder einsatzbereit gemacht werden. Darüber hinaus könnte die Infrastruktur auch tagsüber genutzt werden, wenn es der Betrieb erlaubt. Sollten die Ladeplätze außerdem auch zum Teil Dritten zur Verfügung gestellt werden, müsste ein Abrechnungssystem eingebunden werden.
Eine ebenso wichtige Bedeutung kommt dem Aufbau einer Ladeinfrastruktur an den Logistikzentren von Industrie und Handel zu. Für dieses Destination Charging sind höhere Ladeleistungen, die zwischen 150 und 400 Kilowatt liegen, erforderlich, da die Standzeiten in den Ladebuchten deutlich kürzer sind als in den Depots und die Batterien daher schneller geladen werden müssten.
Drittes und wichtigstes Element ist laut dem Whitepaper das sogenannten En-Route-Charging, also die öffentliche Ladeinfrastruktur entlang der Autobahnen. Hier müssen Ladeleistungen von 400 Kilowatt bis 1 Megawatt oder sogar mehr zur Verfügung stehen, damit die Batterien der E-Lkw innerhalb der gesetzlich vorgeschriebenen Pause von 45 Minuten geladen werden können.
Ziel: 50.000 Ladepunkte bis 2030
Die Autoren sind davon überzeugt, dass sich die Elektromobilität im Güterverkehr sich zum größten Teil entlang dieser Szenarien entwickeln. Der Branchenverband ACEA schätzt, dass zur Erfüllung der CO₂-Vorgaben bis 2030 etwa 50.000 Ladepunkte für Lkw allein in Europa notwendig sein werden, wovon etwa 35.000 im Megawatt-Bereich liegen müssten. Ob dieses Ziel angesichts der aktuellen Ausbaugeschwindigkeit erreicht werden kann, wird als kritisch eingeschätzt.
Doch wie sollen die Ladeparks an sich konzipiert werden? Auf der einen Seite müssen sich die Kosten für die Anlagen in Grenzen halten, auf der anderen Seite geht es darum die Fläche möglichst effizient zu nutzen. Dazu könnten entweder sehr schlanke Ladesäulen installiert oder eine Dach- beziehungsweise Brückenkonstruktion eingerichtet werden. Darüber hinaus muss die technische Infrastruktur (Mittelspannungstransformator, Gleichrichter, Leistungselektronik) in einer platzsparenden Container-Lösung untergebracht werden.
Herausforderung Ladestabilität
Eine große Herausforderung ist, dass die Ladeparks selbst bei voller Auslastung und gleichzeitiger Nutzung verschiedener Energielevel die volle Ladeleistung erbringen. Abhängig von der Antriebstechnologie, Batteriekapazität und Steckertechnologie eines Lkw werden unterschiedliche Energiemengen benötigt. Das dynamische Lastmanagement eines Ladeparks muss in der Lage sein, dieser Anforderung gerecht zu werden. Die entnommene Energie muss zuverlässig und exakt gemessen sowie verrechnet werden. Spitzenlasten könnten durch die Nutzung intelligenter Technologien wie Batteriespeicher, Photovoltaik oder Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen temporär reduziert werden.
Zugang zum Lade-Hub
Ein wichtiges Element der Ladeparks muss gemäß dem Whitepaper sein, dass die Fahrer ihre Pause komfortabel und sicher verbringen können. Die Empfehlung lautet, die Anlagen zu umzäunen, mit Aufenthaltsräumen und Sanitäranlagen auszustatten sowie eine Zufahrtskontrolle einzurichten. Hat ein Fahrer für seinen E-Lkw einen Platz reserviert, muss ihn ein Leitsystem zur richtigen Ladesäule lotsen. Zudem muss auch die Möglichkeit gegeben sein, dass für Fahrer, die sich kurzfristig entschließen ihr Fahrzeug zu laden, einige Adhoc-Säulen zur Verfügung stehen. Diese können mit einem Bezahlterminal oder einer Vor-Ort-Anmeldung gekoppelt werden. Dabei sollte allerdings immer die Praktikabilität und einfache Bedienbarkeit im Vordergrund stehen.
