Studie: Batterie-Trucks werden auf immer mehr Strecken konkurrenzfähig
Es gibt schon heute einige Use Cases, bei denen Batterie-elektrische Lkw ihre Diesel-Pendants mit Blick auf die Gesamtbetriebskosten ausstechen. Bis 2030 könnte dies aber schon für 70 bis 90 Prozent des Straßengüterverkehrs in Deutschland gelten. Das zeigt eine neue Studie des Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung.
Die Studie namens „Cost competitiveness of alternative heavy-duty truck technologies under real-world utilisation profiles“ (auf deutsch: Kostenwettbewerbsfähigkeit alternativer Technologien für Schwerlast-Lkw unter realen Einsatzbedingungen) hat das Forscherteam des Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung vor Kurzem in der wissenschaftlichen Publikation „Nature Communications“ veröffentlicht. Kern-Botschaft des Artikels: Unter den vom Team getroffenen Basisannahmen zu Kosten und technischer Reife übertreffen Elektro-Lkw in Deutschland bis 2030 vergleichbare Diesel-Lkw hinsichtlich der Gesamtbetriebskosten auf 70 bis 90 Prozent der im Schwerlast-Straßengüterverkehr zurückgelegten Kilometer.
Zur Einleitung betonen die Analysten, dass sich frühere Studien häufig auf den durchschnittlichen Nutzlastbereich oder den Fernverkehr konzentriert haben, der Logistiksektor jedoch sehr heterogen sei und ein breites Spektrum an Lkw-Nutzungsmustern umfasse. Die neue Studie wurde daher breiter angelegt. Sie bewertet die Wirtschaftlichkeit von Batterie-elektrischen Lkw (BEV) und Brennstoffzellen-Lkw (FCEV) anhand von Mikrodaten von vier Millionen Lkw in ganz Europa. Diese realen Nutzungsprofilen aus der Vergangenheit koppeln die Wissenschaftler mit TCO-Prognosen für schwere Lkw – und zwar in einem „szenariobasierten Rahmen“. Sprich: Sie kreierten ein optimistisches, ein mittleres und ein pessimistisches Szenario für die TCO-Entwicklung. Weitere Einzelheiten zur Methodik finden sich im Quellen-Link unter diesem Text. Noch wichtig: Die Studie nutzt als Abkürzung nicht BEV, sondern BET – und analog dazu auch FCET und ICET für Brennstoffzellen-Trucks und Verbrenner (siehe Grafik).
Zu den Ergebnissen: BEVs können laut der Studie gegenüber Diesel-Lkw bis 2030 „in wichtigen europäischen Märkten für den Großteil der Straßenkilometer Kosteneinsparungen erzielen“. Dabei lassen die Studienmacher BEV-Lkw mit kleiner und mit großer Batterie, Brennstoffzellen-Lkw und Diesel gegeneinander antreten und in ihren Berechnungen 160.000 Kilometer im Jahr abspulen.
Im mittleren Szenario ist demnach die Variante mit kleiner Batterie bis 2030 für 91 Prozent des Straßengüterverkehrs TCO-wettbewerbsfähig, die Variante mit großer Batterie für 69 Prozent. Im optimistischen Szenario werden bis 2030 nahezu alle Nutzungsprofile wirtschaftlich rentabel, mit TCO-Einsparungen von bis zu 0,50 Euro pro Kilometer. In pessimistischen Szenarien erreichen BEV-Lkw gegenüber Dieseln hingegen nur auf 14 % (kleine Batterie) bzw. 3 % (große Batterie) der Strecken Kostenparität.
Die kalkulierten TCO sind dabei das Resultat einer komplexen Balance zwischen Antriebseffizienz, Energiekosten, Batteriegröße und Nutzungsintensität. Dabei hebt das Forscherteam hervor: „Höhere jährliche Fahrleistungen sprechen für BEVs im Hinblick auf die Kostenwettbewerbsfähigkeit, sind aber oft mit höheren maximalen Tageskilometern verbunden, die bei begrenzter Schnellladefähigkeit die Reichweite überschreiten können.“
An dieser Stelle kommt die technische Machbarkeit ins Spiel, in der sich auch der noch lückenhafte Ladenetzaufbau bemerkbar macht: Berücksichtigt man die maximalen Tagesstrecken von BEVs und die begrenzten Lademöglichkeiten sinkt der TCO-Vorteil im mittleren Szenario laut dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung auf eine Untergrenze von 21 bis 25 Prozent für den Anteil der wirtschaftlich realisierbaren Roadsharing-Aktivitäten bis 2030.
Aber: Durch den raschen Ausbau der Schnellladeinfrastruktur und die Verbesserung der direkten Reichweiten kann diese Untergrenze bis 2035 schon wieder deutlich steigen: auf 63 bis 77 Prozent. „Diese Analyse unterstreicht die Bedeutung eines koordinierten, EU-weiten Ausbaus der Schnellladeinfrastruktur für die Akzeptanz von Roadsharing-Technologien. Darüber hinaus reduziert der verstärkte Ausbau der Schnellladeinfrastruktur die erforderliche direkte Reichweite und ermöglicht den Einsatz kleinerer Batterien“, betont das Team des Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung.
Und Brennstoffzellen-Lkw? Diese unterliegen laut den Studienmachern weniger Einschränkungen bei der Reichweite und Betriebstauglichkeit. Ihr Vorteil bei den Betriebskosten gegenüber Verbrennern fällt gegenüber BEVs jedoch aufgrund der geringeren Effizienz kleiner und unsicherer aus, während gleichzeitig on top höhere Investitionskosten erforderlich sind. Heißt: „Im Jahr 2030 sind FCEVs nur unter den günstigsten Bedingungen mit Verbrennern konkurrenzfähig und decken 79 Prozent des Straßengüterverkehrs ab, wobei die Kosteneinsparungen weniger als halb so hoch sind wie die von Batterie-elektrischen Trucks.“
Im direkten Vergleich mit BEVs werden Brennstoffzellen-Trucks nur unter ganz bestimmten Bedingungen konkurrenzfähig, nämlich falls es künftig nur begrenzte Fortschritte bei den Kosten und technischen Parametern von BEVs gibt, falls anhaltend hohen Strompreise herrschen und FCEVs dank außergewöhnlich niedriger Wasserstoffpreise eine günstige Kostenentwicklung nehmen. Allerdings sind laut den Studienmachern solch niedrige Wasserstoffpreise nur zu erwarten, würde es um das Jahr 2030 herum zu umfangreichen Importen über den Seeweg und später über Pipelineverbindungen kommen.
Die Forscher selbst interpretieren ihre Ergebnisse dahingehend, „dass die Bandbreiten für Fahrzeugkosten, technischen Reifegrad und Energieträgerpreise weiterhin groß sind“. Unsicherheiten bei Kunden und Finanzinstituten, etwa zur Lebensdauer von Batterien und Brennstoffzellenstapeln, könnten wichtige wirtschaftliche Annahmen wie Restwerte beeinflussen. Hier sind bestehende politische Instrumente wie die CO2-Emissionnormen oder Mautbefreiungen „entscheidend, um die Verbreitung emissionsfreier Fahrzeuge trotz anfänglicher Markt- und Netzbarrieren voranzutreiben“. Auch die AFIR unterstützt laut den Analysten den raschen Ladenetz-Aufbau, während die CO2-Bepreisung über ETS2 die Marktbedingungen für einen rentablen Betrieb emissionsfreier Fahrzeuge ebenfalls weiter verbessern werden.