Studie: Elektro-Lkw werden auf immer mehr Strecken wettbewerbsfähig

Heutzutage gibt es viele Anwendungsfälle, in denen batterieelektrische Lkw hinsichtlich der Gesamtbetriebskosten ihren Diesel-Äquivalenten überlegen sind. Bis 2030 könnte dies auf 70 bis 90 Prozent des Straßengüterverkehrs in Deutschland zutreffen. Das geht aus einer neuen Studie des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung hervor.

Die Studie – mit dem Titel „Cost competitiveness of alternative heavy-duty truck technologies under real-world utilisation profiles“ – wurde kürzlich von einem Forschungsteam des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung in der wissenschaftlichen Zeitschrift Nature veröffentlicht. Die zentrale Botschaft: Unter den Grundannahmen bezüglich Kosten und technologischer Reife werden batterieelektrische Lkw in Deutschland bis 2030 auf 70 bis 90 Prozent der im schweren Straßengüterverkehr zurückgelegten Kilometer den vergleichbaren Diesel-Lkw hinsichtlich der Gesamtbetriebskosten (TCO) übertreffen.

In der Einleitung betonen die Analysten, dass frühere Studien sich oft auf durchschnittliche Nutzlastbereiche oder Langstreckentransport konzentriert haben. Der Logistiksektor ist jedoch äußerst heterogen und umfasst ein breites Spektrum an Nutzungsmustern von Lastwagen. Daher wurde die neue Studie breiter angelegt. Sie bewertet die wirtschaftliche Rentabilität sowohl batterieelektrischer als auch Brennstoffzellenlastwagen mithilfe von Mikrodaten aus vier Millionen Lastwagen in ganz Europa. Die Forscher kombinieren diese realen Nutzungsmuster mit TCO-Prognosen für Schwerlastlastwagen – innerhalb eines „szenariobasierten“ Rahmens. Mit anderen Worten: Sie erstellten ein optimistisches, ein mittleres und ein pessimistisches Szenario für die Entwicklung der TCO-Werte. Weitere Details zur Methodik finden Sie in den unten stehenden Quellenlinks. Eine wichtige Anmerkung: Die Studie verwendet die Abkürzung BET anstelle von BEV sowie analog dazu FCET und ICET für Brennstoffzellenlastwagen und Lastwagen mit Verbrennungsmotor.

auf Lkw mit Verbrennungsmotor (siehe Grafik unten).

Was die Ergebnisse angeht: Laut der Studie können BEV-Lkw bis 2030 im Vergleich zu Diesel-Lkw Kosteneinsparungen erzielen „für den größten Teil der Straßenkilometer in wichtigen europäischen Märkten“. Die Forscher verglichen BEV-Lkw mit kleinen und großen Batterien, Wasserstofffuelcell-Lkw sowie Diesel-Lkw und simulierten in ihren Berechnungen 160.000 Kilometer pro Jahr.

In dem mittleren Szenario ist die Variante mit kleiner Batterie bis 2030 für 91 Prozent des Straßengüterverkehrs kosteneffizient, während die Variante mit großer Batterie dies für 69 Prozent erreicht. Im optimistischen Szenario werden bis 2030 fast alle Nutzungsszenarien wirtschaftlich rentabel, wobei Einsparungen beim Gesamtbetriebskostenwert von bis zu 0,50 Euro pro Kilometer möglich sind. In den pessimistischen Szenarien erreichen BEV-Lkw jedoch nur bei 14 Prozent (kleine Batterie) bzw. 3 Prozent (große Batterie) der Strecken eine Kostenparität mit Diesel-Lkw.

Die berechneten TCO-Werte resultieren aus einem komplexen Gleichgewicht zwischen Effizienz des Antriebsstrangs, Energiekosten, Batteriegröße und Nutzungsinтensität. Das Forschungsteam betont: „Höhere jährliche Fahrleistungen begünstigen Elektro-Lkw hinsichtlich ihrer Kostenwettbewerbsfähigkeit, sind jedoch oft mit höheren maximalen täglichen Fahrleistungen verbunden, die bei begrenzter Verfügbarkeit von Schnellladefunktionen die Reichweite überschreiten können.“

Hier kommt die technische Machbarkeit ins Spiel, und das noch unvollständige Lade Netzwerk wird deutlich: Wenn man die maximalen täglichen Reichweiten von Elektrofahrzeugen sowie die begrenzten Lademöglichkeiten berücksichtigt, sinkt dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung zufolge der TCO-Vorteil im mittleren Szenario bis 2030 auf einen unteren Wert von 21 bis 25 Prozent für den Anteil wirtschaftlich machbarer Straßengütertransporte.

Doch durch die rasche Ausweitung der Schnellladestrukturen sowie Verbesserungen bei der Reichweite könnten dieser untere Wert bis 2035 erheblich ansteigen – auf 63 bis 77 Prozent. „Diese Analyse unterstreicht die Bedeutung einer koordinierten Einführung von Schnellladestrukturen in der gesamten EU für die Verbreitung von Elektrofahrzeugen. Zudem verringert eine gesteigerte Schnellladetechnologie die erforderliche Reichweite und ermöglicht es kleineren Batterien, mit herkömmlichen Fahrzeugen mithalten zu können“, betont das Team vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung.

Und was ist mit Lastwagen mit Brennstoffzellen? Laut den Forschern sind diese hinsichtlich Reichweite und Betriebsgeeignetheit weniger eingeschränkt. Allerdings ist ihr Kostenvorteil gegenüber Lastwagen mit Verbrennungsmotoren aufgrund geringerer Effizienz kleiner und unsicherer im Vergleich zu Batterieelektrofahrzeugen, während gleichzeitig höhere Investitionskosten anfallen. Mit anderen Worten: „Im Jahr 2030 sind Brennstoffzellen-Lastwagen nur unter den günstigsten Bedingungen kosteneffizient gegenüber Lastwagen mit Verbrennungsmotoren – sie decken dann 79 Prozent des Straßengüterverkehrs ab, wobei die Einsparungen durch DCO weniger als die Hälfte derjenigen bei Batterieelektrolastwagen ausmachen.“

Verglichen direkt mit BEVs werden Wasserstoff-Busse nur unter sehr spezifischen Bedingungen wettbewerbsfähig: wenn es in Zukunft nur begrenzte Fortschritte bei den Kosten und technischen Parametern der BEVs gibt, wenn weiterhin hohe Strompreise bestehen und wenn die FCEVs von außergewöhnlich niedrigen Wasserstoffpreisen profitieren, was zu einer günstigen Kostenentwicklung führt. Laut den Forschern können jedoch solch niedrige Wasserstoffpreise nur erwartet werden, wenn um das Jahr 2030 großangelegte Importe über Seerouten und später über Pipelines Realität werden.

Die Forscher interpretieren ihre Erkenntnisse so, dass „die plausiblen Bereiche für die Kosten von Fahrzeugen, den technischen Reifegrad sowie die Preise für Energieträger weiterhin weit gefasst sind“. Unsicherheiten bei Kunden und Finanzinstituten, beispielsweise hinsichtlich der Lebensdauer von Batterien und Brennstoffzellenanlagen, könnten wichtige wirtschaftliche Annahmen wie Restwerte beeinflussen. Hier sind bestehende Politikinstrumente wie CO₂-Emissionsstandards oder Mautbefreiungen „trotz früher Markt- und Netzbarrieren“ vorhanden. Die Analysten weisen außerdem darauf hin, dass das AFIR eine rasche Ausweitung des LadeNetzes unterstützt, während die CO₂-Preisgestaltung über das ETS2 die Marktbedingungen für den rentablen Betrieb von emissionsfreien Fahrzeugen weiter verbessern wird.