Elektro-Nutzfahrzeuge: „Eine ein­heitliche Lösung wird es nicht geben“

Batterie oder Oberleitung, Kabel, Brennstoffzelle oder E-Fuel: Für schwere Nutzfahrzeuge scheinen die Antriebsmöglichkeiten fast endlos. Woran liegt das? 

Der Grund für diese Vielfalt ist vor allem, dass sich die Rahmenbedingungen bei schweren Nutzfahrzeugen je nach Anwendungsfall stark unterscheiden können. Im Berg- und Tagebau beispielsweise transportieren große Muldenkipper Rohstoffe und fahren dafür unzählige Male am Tag über die gleiche Rampe in die Mine. In einem so vorbestimmten Betrieb kann ein batterieelektrischer Antrieb in Verbindung mit einer Oberleitung sinnvoll sein. Im Straßenbau hingegen sind Wanderbaustellen typisch, die sich täglich einige hundert Meter vorwärtsbewegen. Das bedeutet, die Fahrzeuge sind nie zweimal am gleichen Ort. Ein solches Umfeld ist für die elektrische Ladeinfrastruktur eine viel größere Herausforderung. Hier können deshalb andere Technologien Vorteile haben: etwa Wasserstoff, E-Fuels, auch hybrid in Kombination mit Energiespeichern. Aus diesen Gründen müssen wir mit Blick auf die Elektrifizierung von schweren Nutzfahrzeugen technologieoffen bleiben. Denn eine einheitliche Lösung für alle Anwendungen wird es anders als im Automobilsektor vorerst nicht geben. 

Sind die Anwender offen für solche flexiblen Lösungen zur Elektrifizierung? 

Allgemein beobachten wir ein großes Umdenken. In jedem Segment setzen sich besonders die großen Betreiber ambitionierte Klimaziele. Ihnen ist klar, dass früher oder später kein Weg an der Elektromobilität vorbeiführt. Hürden sehe ich in Form von historisch gewachsenen Anforderungen wie die Notwendigkeit, Fahrzeuge in Acht-Stunden-Schichten fahren zu können. Mit der aktuellen Technologie können wir Batterien in nur wenigen Minuten wieder aufladen, aber auch dafür ist etwas Umdenken nötig. In dieser Hinsicht müssen manche Anwender noch sensibilisiert werden. 

Von solchen Ladezyklen ist der Pkw-Bereich noch weit entfernt. Woher kommt dieser Unterschied? 

Die Anforderungen unterscheiden sich: Beim Pkw ist alles auf Reichweite ausgelegt, die Batterie muss also eine hohe Kapazität bieten. Im Nutzbereich ist hingegen eher hohe Leistungsfähigkeit gefragt. Schnelles Laden und Entladen ist unter diesen Umständen einfacher zu bewerkstelligen. Deshalb setzen wir bei ABB auf eine besondere Art von Batterien auf Basis von Lithiumtitanat. Im Pkw-Segment wäre diese Bauart keine Option, aber überall, wo regelmäßig schnell geladen werden muss, ist die Technologie ideal, denn sie bietet hohe Leistungsfähigkeit und schnelle Ladung bei langer Lebensdauer. 

Im Pkw-Markt sind die Stückzahlen viel größer. Lohnt sich die Elektrifizierung im Bereich schwerer Nutzfahrzeuge überhaupt, wenn die Lösungen so spezialisiert sein müssen? 

Der Markt ist vielfältiger und die Aufmerksamkeit für elektrische Lösungen geringer. Allerdings spart die Elektrifizierung eines einzigen Minenfahrzeugs potenziell so viele CO2-Emissionen wie hunderte von Pkw mit Elektromotor. Auch deshalb verdient das Thema mehr Aufmerksamkeit. 

 

Wie bewerten Sie die Bedeutung von Brennstoffzellen für die Elektrifizierung? 

Auch für Brennstoffzellen sehen wir über alle Branchen hinweg mobile Anwendungsfälle, ebenso wie in stationären Kraftwerken. Besonders wenn konstante Leistungen gefragt sind, eignen sich Brennstoffzellen sehr gut, um den Bedarf zu decken. Um auch auf schnelle Lastschwankungen reagieren zu können, werden Brennstoffzellen mit einem leistungsfähigen Energiespeicher kombiniert. In sämtlichen Branchen entdecken viele Akteure aktuell all diese Möglichkeiten. Welche Technologie sich als die dominierende durchsetzen wird, ist in vielen Bereichen noch nicht entschieden. 

Heißt das, für die Elektrifizierung müssen Betreiber in neue Anlagen investieren? 

Auf keinen Fall! In den meisten Branchen ist ein Retrofit die erste Option. Minenfahrzeuge sind dafür ein sehr gutes Beispiel: Ihr Chassis ist sehr robust und auf viele Jahre Lebensdauer ausgelegt. In diesem Bereich haben wir schon einige Projekte durchgeführt, bei denen im Rahmen einer Generalüberholung der Dieselmotor durch einen elektrischen Antrieb ersetzt wurde. Gemeinsam mit unseren Kunden prüfen wir immer genau, wie die Komponenten von der Batterie über den Elektromotor bis hin zum Frequenzumrichter in den gegebenen Stauraum passen, der vorher von Dieselmotor und Tank ausgefüllt wurde. Das ist eine Herausforderung, der wir uns jedes Mal gerne annehmen. Denn so werden weniger CO2-Emissionen verursacht und Ressourcen gespart. 

Sehen Sie andererseits die Gefahr, dass der Verbrauch durch den Gedanken aus dem Blick gerät, dass die nötige Energie durch die Elektrifizierung ja ohnehin „grün“ wird? 

Der Verbrauch bekommt zumindest oft immer noch nicht die Aufmerksamkeit, die er verdient. Ich sehe zwei Aspekte. Erstens: Wer weniger Energie verbraucht, kommt mit derselben Batteriekapazität weiter. Zweitens: Um die Dekarbonisierung der Industrie zu erreichen, ist höchste Energieeffizienz unverzichtbar. Wir müssen deshalb alle Bereiche auf Möglichkeiten überprüfen, den Verbrauch zu senken. Um darauf aufmerksam zu machen, hat ABB die Energieeffizienz-Initiative ins Leben gerufen. 

Bei der Elektrifizierung schwerer Nutzfahrzeuge zeigt sich diese Ambition in allen Bereichen. Die eingangs erwähnten Lithiumtitanat-Batterien erzeugen durch einen geringen Innenwiderstand beispielsweise weniger Verluste in der Batterie selbst. Auch die eingesetzten Frequenzumrichter entwickeln wir kontinuierlich weiter. Unser neu entwickelter Drei-Level-Umrichter für Baufahrzeuge, Elektrobusse und weitere Anwendungen reduziert die Verluste durch harmonische Oberschwingungen im Elektromotor sehr effektiv, nämlich um bis zu 75 Prozent. Das erhöht die Effizienz des Motors erheblich und führt außerdem dazu, dass der gleiche Motor mit einer höheren Leistung betrieben werden kann. 

Lassen Sie uns zum Abschluss in die Zukunft blicken: Wird die Elektrifizierung der Industrie 2050 erledigt sein? 

Ich glaube, wir werden in diesem Zeitraum in allen Bereichen der Industrie noch sehr viele Fortschritte machen. In der Zukunft werden sich immer neue Projekte ergeben, die wir heute noch gar nicht absehen können: bei der Energieeffizienz, aber auch bei der Ressourcenschonung in Fertigung und Betrieb. 

Um den Umfang der Möglichkeiten zu erkennen, lohnt sich der Blick in die andere Richtung: Viele Entwicklungen, die wir heute als selbstverständlich sehen, waren vor 30 Jahren noch gar nicht vorhersehbar. Deshalb ist es uns wichtig, dass wir Entwicklungen nicht nur vorantreiben, sondern auch frühzeitig erkennen und bewerten können. Was Batterien angeht, überprüfen wir daher in unserem Forschungszentrum in der Schweiz neue Zellchemien auf ihre Eigenschaften. So können wir schnell die Technologien identifizieren, die uns beim Einsatz in Fahrzeugen wirklich weiterbringen. In diesem Sinne bin ich für Technologieoffenheit – mit dem gebotenen kritischen Blick und einer eigenständigen Bewertung.