Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen hat eine umfassende techno-ökonomische Bewertung von Lkw mit battrieelektrischem und brennstoffzellen-elektrischem Antrieb veröffentlicht. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal „Transportation Research Interdisciplinary Perspectives“ publiziert. Die Studie vergleicht die Einsatzflexibilität, Infrastrukturzugang und Betriebskosten von Brennstoffzellen-Lkw mit batterieelektrischen Trucks in realistischen Anwendungsszenarien. Die Vergleiche sind sehr spezifisch für konkrete Modelle und Szenarien.
Laut PEM-Leiter Professor Achim Kampker gibt es keine Universallösung für den emissionsfreien Schwerlastverkehr: „Die jeweilige Wirtschaftlichkeit ist stark vom Einsatzprofil, von der vorhandenen Infrastruktur und vom technologischem Reifegrad abhängig.“ Die Untersuchung zeigt, dass Brennstoffzellen-Lkw eine sehr hohe Reichweite bieten. Studienautor Maximilian Bayerlein betont jedoch: „Dieses Alleinstellungsmerkmal können sie aber derzeit wegen der beträchtlichen Wasserstoffpreise und der dünnen Infrastruktur leider nicht ausspielen.“ Anhand von Karten zeigt die Studie auch, auf welchen Strecken es Lücken in der Tankstellen-Infrastruktur gibt.
Brennstoffzellen-Lkw behalten Vorteile bei Langstrecken und Betankungszeit
Die Studie hebt hervor, dass Brennstoffzellen-Trucks insbesondere im Fernverkehr mit hohen täglichen Fahrleistungen Vorteile bei der Betankungszeit bieten. In Bezug auf die Reichweiten von batterielektrischen Trucks heben die Autoren hervor, dass diese oft nicht ausgeschöpft werden, um im schnellen Ladebereich der Batterie zwischen 20 und 80 % zu bleiben.
Für Langstreckenanwendungen seien Brennstoffzellenantriebe damit besonders vorteilhaft. Bei größeren Distanzen nähern sich die Betriebskosten von Brennstoffzellen-Lkw denen von batterieelektrischen Trucks an, bleiben aber wegen der hohen Wasserstoffpreise noch darüber. Summiert sich eine große Jahresdistanz aus vielen kurzen Strecken, verschiebt sich die Rechnung zugunsten der Batterie.
Professor Kampker erklärt: „Die Energiekosten beim Strom und beim Wasserstoff üben den größten Einfluss auf die Kosten beider Technologien aus. Sinken die Wasserstoffpreise, könnten Brennstoffzellen-Lkw aber wirtschaftlich konkurrenzfähig werden.“ Die Studie kommt zu dem Schluss, dass der Betrieb von Wasserstoff-Trucks in Mitteleuropa grundsätzlich möglich ist. Die Autoren sehen eine neue Generation von Brennstoffzellen-Lkw mit größerer Reichweite und verbesserter Effizienz kurz vor der Markteinführung.
Vergleich aktueller und angekündigter Modelle
Für die Untersuchung wurden alle zum Jahresbeginn 2024 verfügbaren und angekündigten Brennstoffzellen-Lkw hinsichtlich Operabilität und Betriebskosten analysiert und mit ausgewählten batterieelektrischen Trucks verglichen. Dabei wurden verschiedene Einsatzszenarien simuliert und die notwendige Reichweite im europäischen Infrastruktur- und Kostenrahmen berücksichtigt. In die Berechnungen flossen Energiekosten, Fahrzeugnutzung und Infrastruktur-Verfügbarkeit ein.
Der Lehrstuhl PEM der RWTH Aachen wurde 2014 von Professor Achim Kampker gegründet. Das Team beschäftigt sich mit der Entwicklung, Herstellung und dem Test von Batteriesystemen, Elektromotoren und Wasserstoff.
