Fünf Wege in die Lkw-Zukunft

Welche alternativen Kraftstoffe und welche alternativen Antriebskonzepte werden künftig welchen Einfluss auf den Straßengüterverkehr haben? Dieser Frage ist die unter dem Dach der Deutschen Energie-Agentur (Dena) angesiedelte Plattform nachhaltiger Schwerlastverkehr nachgegangen. Die Ergebnisse zeigen, dass es mittelfristig durchaus sinnvoll ist, auf alle emissionsarmen oder -freien Energieträger zu setzen.

Grüner Strom

Bekanntermaßen stoßen Elektro-Lkw keinerlei CO₂ oder Stickoxide aus, wenn sie auf den Straßen unterwegs sind. Das sieht in der sogenannten Well-to-Wheel-Betrachtung allerdings anders aus: Nur wenn die Batterien der Fahrzeuge ausschließlich mit grünem Strom aus erneuerbaren Quellen geladen werden, sind sie in der Gesamtbetrachtung weitgehend ohne CO₂-Ausstoß unterwegs. Derzeit liegt der Anteil des Grünstroms am deutschen Energiemix bei 59,4 Prozent.

Der Umstieg auf E-Lkw läuft in Deutschland noch schleppend. Im vergangenen Jahr wurden im Segment der Sattelzugmaschinen gerade einmal 550 Elektro-Einheiten neu zugelassen – und das hat seinen Grund: Obwohl verschiedene Elektro-Modelle der Lkw-Hersteller mittlerweile mit einer Batterieladung rund 500 Kilometer weit kommen, wird die Reichweite nach wie vor als nicht ausreichend für Einsätze im Fernverkehr angesehen.

Zugleich befindet sich die öffentlich zugängliche Ladeinfrastruktur noch in einer frühen Aufbauphase, und Schnellladestationen mit einer Leistung von über 350 bis 1.000 Kilowatt sind bisher in Deutschland nur vereinzelt vorhanden. Allerdings sieht die Alternative Fuels Infrastructure Regulation (AFIR) vor, dass entlang des transeuropäischen Kernnetzes (TEN-V) alle 60 Kilometer ein Ladepark mit mindestens zwei 350-Kilowatt-Ladesäulen und einer Gesamtladeleistung von mindestens 3.600 Kilowatt vorhanden sein soll. Nach Einschätzung der Dena-Experten wären damit die Voraussetzungen für den großflächigen Einsatz von E-Lkw geschaffen. Sofern die Erzeugung von grünem Strom weiter hochskaliert wird, ließe sich so mittel- bis langfristig ein Großteil der deutschen Lkw-Flotte dekarbonisieren.

Potenziale der Wasserstoff-Lkw

Langfristig dürfte sich auch der mit Wasserstoff betriebene Lkw als sinnvolle Alternative etablieren. Werden zum Beispiel Lkw mit Brennstoffzellen-Technik ausschließlich mit grünem Wasserstoff betankt, dann liegen die CO₂- und Stickoxid-Emissionen entlang der Prozesskette ebenfalls bei Null. Im direkten Vergleich zum E-Lkw ist die Technik allerdings um einiges teurer. Zudem fällt die Reichweite der mit gasförmigem Wasserstoff bei einem Druck von 350 Bar betankten Lkw etwas bescheidener aus. Diese kommen mit einer Tankladung rund 400 Kilometer weit. Der einzige konkrete Vorteil liegt bei diesen Varianten in dem vergleichsweise kurzen Tankvorgang.

Anders sähe es bei Fahrzeugen aus, die verflüssigten und damit energiedichteren Wasserstoff tanken. So gibt der Lkw-Hersteller Daimler Trucks für diese Variante eine Reichweite von gut 1.000 Kilometern pro Tankfüllung an. Dennoch bleibt ein Problem: Weder gasförmiger noch verflüssigter grüner Wasserstoff steht derzeit in ausreichender Menge zur Verfügung. Entsprechende Produktionsanlagen in anderen Weltregionen sowie eine geeignete Tankstelleninfrastruktur in Europa müssen erst noch errichtet werden. Zumindest bei letzterer Aufgabe gibt die AFIR einen Anhaltspunkt. Diese sieht vor, dass es bis 2030 entlang des Autobahnkernnetzes etwa alle 200 Kilometer eine geeignete Tankmöglichkeit geben soll.

Dieses Tankstellennetz könnten dann auch Lkw nutzen, deren Verbrennungsmotor auf den Betrieb mit Wasserstoff umgerüstet ist. Die Technik wird seit einigen Jahren von Lkw-Herstellern wie MAN und Daf Trucks erforscht, gilt aber noch aufgrund des hohen Kraftstoffverbrauchs als wenig praxisgerecht und nur für Einzelanwendungen als sinnvoll.

Bewährte biogene Gase

Werden Gas-Lkw mit LNG oder CNG aus biogenen Rohstoffen betrieben, sinken die CO₂-Emissionen der Fahrzeuge sofort auf nahezu Null. Werden die beiden Bio-Kraftstoffe ausschließlich unter Verwendung von Gülle als Biomethan-Quelle produziert, sind sogar negative Emissionen möglich. Das ist dann der Fall, wenn die sogenannten Gärreste, die bei der bakteriellen Vergärung von organischem Material wie Stroh oder eben auch Gülle über ein Pyrolyse-Verfahren stabil in Pflanzenkohle gebunden werden.

Zu den großen Vorteilen der Gas-Motoren zählen zum einen die Reichweite, die der eines Diesel-Lkw entspricht, sowie die Verfügbarkeit eines ausreichend dichten Tankstellennetzes. Ein Nachteil hingegen ist, dass der Kraftstoff sich nur in einem gewissen Umfang herstellen lässt, da die Rohstoffe begrenzt sind. Dennoch sehen die Dena-Experten bei Bio-CNG und -LNG das Potenzial, einen nennenswerten Beitrag zur klimafreundlichen Antriebswende leisten zu können.

HVO100 für den Übergang

Auch Hydrotreated Vegetable Oil (HVO) hat ein hohes Potenzial, die CO₂-Emissionen erheblich und rasch zu senken. Die biogene Alternative zum fossilen Diesel ist seit Ende Mai 2024 auch als HVO100 an Tankstellen frei verfügbar und ist derzeit zwischen 5 und 15 Cent pro Liter teurer als der konventionelle Kraftstoff. Im Großhandel beläuft sich die Preisdifferenz sogar auf nur noch 2 bis 3,5 Cent. Die weltweite HVO-Produktion wird von heute knapp 30 Millionen Tonnen bis zum Jahr 2030 auf rund 80 Millionen Tonnen steigen.

Da andere Carrier wie die Seeschifffahrt oder die Luftfahrt erst ab 2030 mit ernsthaften CO₂-Reduktionsvorgaben konfrontiert sein werden, werden sie vorerst nicht um den Bio-Sprit konkurrieren. Die produzierten HVO-Mengen stünden somit für eine Übergangszeit von mindestens einem Lkw-Investitionszyklus für den Straßengüterverkehr zur Verfügung.

Sonderfall eFuels

In der aktuellen Untersuchung der Dena werden eFuels, die aus CO₂ und per Elektrolyse erzeugtem Wasserstoff produziert werden können, nicht berücksichtigt. Allerdings hat Finnland bereits angekündigt, die Produktion von eFuels zu forcieren. Hintergrund ist, dass es in dem skandinavischen Land sehr günstigen Strom aus erneuerbaren Quellen sowie biogenes CO2 aus der Forstwirtschaft gibt. Derzeit werden weltweit rund 1,1 Millionen Tonnen eFuels hergestellt, doch bis zum Jahr 2030 soll die Produktion allein in Europa auf knapp 38 Millionen Tonnen steigen.