München / Bayern / Deutschland – Elektro-Lkw können nicht nur Waren transportieren, sondern auch als Stromspeicher dienen. Ihre Batterien nehmen Energie auf und geben sie später wieder ab – etwa an den Betriebshof oder das öffentliche Stromnetz. Das kann Speditionen helfen, Energiekosten zu senken. Wie sich das technisch umsetzen lässt und wann es sich wirtschaftlich rechnet, hat ein Forschungsteam unter Leitung der Technischen Universität München (TUM) im Projekt SPIRIT-E untersucht.

Strom speichern und später wieder abgeben

Die Idee: Elektro-Lkw laden ihre Batterien, wenn Strom günstig ist. Zu einem späteren Zeitpunkt können sie einen Teil der gespeicherten Energie wieder abgeben, beispielsweise wenn der Strompreis höher liegt oder am Betriebshof zusätzlicher Strom benötigt wird. Unter bestimmten Voraussetzungen könnten Speditionen damit auch Einnahmen erzielen.
Im Forschungsprojekt erprobten die Beteiligten, wie Fahrzeug, Ladestation, Energiemanagement, Stromvermarkter und Netzbetreiber dafür technisch zusammenarbeiten müssen. Dazu entwickelten und testeten sie die notwendigen Schnittstellen. Auch ein System zur Reservierung von Ladestationen wurde untersucht.

Test bei einer Spedition in Regensburg

Die technische Umsetzung wurde bei einer Spedition in Regensburg erprobt. Zum Einsatz kam ein Elektro-Lkw mit einer nutzbaren Batteriekapazität von 480 Kilowattstunden. Über eine spezielle Ladestation konnte das Fahrzeug Strom mit einer Leistung von bis zu 350 Kilowatt zurückspeisen.
Die Forscher untersuchten drei Möglichkeiten: Der Lkw gab Strom an andere Fahrzeuge ab, unterstützte die Energieversorgung des eigenen Betriebsgeländes oder speiste Strom in das öffentliche Netz ein. Diese Formen werden als Vehicle-to-Vehicle, Vehicle-to-Site und Vehicle-to-Grid bezeichnet. Voraussetzung dafür ist bidirektionales Laden. Dabei kann Strom nicht nur in die Fahrzeugbatterie fließen, sondern auch wieder heraus.

Was die Untersuchung zu Kosten und Ladezeiten zeigt

Neben der technischen Umsetzung untersuchte die TUM, unter welchen Bedingungen sich größere Elektro-Lkw-Flotten zuverlässig betreiben lassen und wie sich der Einsatz wirtschaftlich gestalten könnte. Grundlage waren unter anderem reale Fahrdaten von sechs deutschen Schwerlastflotten mit insgesamt 2,15 Millionen aufgezeichneten Kilometern.
Die Auswertung zeigt: Können Lkw auf längeren Strecken öffentliche Ladestationen vorab reservieren, lässt sich die Tourenplanung besser auf die Ladezeiten abstimmen. Der zusätzliche Zeitaufwand gegenüber Diesel-Lkw sank in den untersuchten Szenarien im Median auf etwa ein bis vier Prozent.
Auch die Ausstattung des Betriebshofs spielt eine Rolle. Nach Berechnungen der Forscher können Speditionen, die neben einer eigenen Ladeinfrastruktur auch Photovoltaik und Batteriespeicher einplanen, 25 bis 44 Prozent mehr einsparen als bei einer reinen Umstellung auf Elektro-Lkw. Die Höhe der möglichen Einsparung hängt dabei von den jeweiligen betrieblichen Voraussetzungen ab.
Eine weitere Möglichkeit ist, die Tourenplanung an den Strompreisen auszurichten. Wenn Fahrzeuge flexibel geladen werden können, lassen sich Ladevorgänge in Zeiten mit günstigeren Strompreisen verschieben.

Für die untersuchten Flotten errechnete das Forschungsteam durch eine intelligente Einbindung des Betriebshofs in Stromnetz und Strommarkt eine durchschnittliche Senkung der Gesamtkosten um 1,7 Cent je Kilometer. Bei zusätzlichem bidirektionalem Laden waren es nach den Berechnungen 6,1 Cent je Kilometer.

TUM sieht Einsparpotenzial bei den Energiekosten

Auch am eigenen Standort könnten die Fahrzeugbatterien genutzt werden. So könnten Elektro-Lkw tagsüber überschüssigen Solarstrom aufnehmen und ihn später wieder an den Betriebshof abgeben. Außerdem ließe sich gespeicherte Energie nutzen, um kurzfristig einen hohen Strombedarf abzudecken und dadurch teure Lastspitzen zu vermeiden.
Das Projektteam beziffert das mögliche Einsparpotenzial bei den Energiekosten auf rund zehn Prozent. Bei einer jährlichen Fahrleistung von 100.000 Kilometern entspräche das rechnerisch den Energiekosten für 10.000 Kilometer Fahrt. Dabei handelt es sich um eine Modellrechnung. Wie hoch die tatsächliche Ersparnis ausfällt, hängt laut TUM unter anderem von der Fahrleistung, den Standzeiten der Fahrzeuge und den Strompreisen ab. Als besonders geeignet nennt das Forschungsteam Fahrzeuge im Regionalverkehr, die regelmäßig zum Betriebshof zurückkehren.

Netzanschlüsse und Standards als offene Fragen

Einer breiteren Umsetzung stehen nach Einschätzung der Projektbeteiligten noch einige Hindernisse entgegen. So reicht die vorhandene Netzanschlussleistung vieler Betriebshöfe nicht aus, um größere Elektro-Lkw-Flotten zu laden. Flexible Netzanschlussverträge, zusätzliche Batteriespeicher oder gemeinsam genutzte Ladeinfrastruktur könnten nach Angaben der Forscher helfen, diese Einschränkungen zu überwinden.
Auch für die Vermarktung des gespeicherten Stroms fehlen bislang einheitliche Standards. Viele Anbieter verwenden unterschiedliche technische Lösungen, die nicht miteinander kompatibel sind. Außerdem ist noch zu klären, wie Aufgaben und mögliche Erlöse zwischen Speditionen, Fahrzeugherstellern und Stromvermarktern verteilt werden.

„SPIRIT-E hat gezeigt, dass schwere Elektro-Lkw weit mehr sein können als nur neue Stromverbraucher. Sie lassen sich technisch als flexible Speicher in das Energiesystem integrieren. Jetzt gilt es, die erprobten Lösungen zu standardisieren, zu skalieren und in tragfähige Geschäftsmodelle zu überführen – dafür braucht es Forschung, Netzbetreiber, Industrie, Logistik und Politik gemeinsam“, sagt Professor Markus Lienkamp, Inhaber des Lehrstuhls für Fahrzeugtechnik an der TUM School of Engineering and Design.
(Quelle: Pressemitteilung TUM München / Beitragsbild: Symbolfoto re)