Deutschland im Test: Elektromobilität im Güterverkehr.

Scania-Truck mit Stromabnehmer.

Bericht: Fahren und Energiemanagement mit dem Pantographen.

Idee eHighway - Oberleitung Strom für LKWs.

Die Idee hinter dem eHighway-Projekt in Deutschland war es, eine klimafreundliche Alternative für den Schwerlastverkehr zu entwickeln. Der Güterverkehr ist eine der grössten Quellen von CO2-Emissionen, und herkömmliche Diesel-LKWs tragen erheblich dazu bei. Das Konzept des eHighways basiert auf der Nutzung von Oberleitungen, ähnlich wie bei Strassenbahnen, um LKWs während der Fahrt mit Strom zu versorgen. Die Oberleitungen ermöglichen eine direkte Energieversorgung, wodurch die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduziert wird. Gleichzeitig können die Batterien der LKWs während der Fahrt aufgeladen werden, um auch Strecken ohne Oberleitungen zu bewältigen. Ziel ist es, den Güterverkehr effizienter und nachhaltiger zu gestalten, ohne die Flexibilität des Strassenverkehrs zu verlieren.

Ist eHighway Oberleitung mit Strom für LKWs eine sinnvolle Idee?

Die Idee des eHighways, also der Nutzung von Oberleitungen für LKWs, ist eine innovative Lösung, um den Güterverkehr nachhaltiger zu gestalten. Doch wie sinnvoll ist diese Technologie wirklich? Oberleitungs-LKWs können den CO2-Ausstoss erheblich senken, insbesondere wenn der Strom aus erneuerbaren Energien stammt. Während der Fahrt wird nicht nur der Elektromotor betrieben, sondern auch die Batterie geladen, was die Reichweite erhöht. Pilotprojekte auf Autobahnen wie der A5 und A1 zeigen positive Ergebnisse, darunter Kraftstoffeinsparungen und eine gute Integration in den Verkehr. Der Bau und die Wartung von Oberleitungen sind teuer und erfordern erhebliche Investitionen. Nicht alle LKWs sind für diese Technologie geeignet, und die Umrüstung bestehender Flotten ist kostenintensiv. Die Oberleitungen decken nur bestimmte Strecken ab, was die Flexibilität einschränkt.

Die Entwicklung des eHighway-Systems, das Oberleitungen für LKWs nutzt, ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen Siemens Mobility und Continental Engineering Services. Ziel war es, eine nachhaltige Lösung für den Schwerlastverkehr zu schaffen, der einen erheblichen Anteil an den CO2-Emissionen im Verkehrssektor hat. Siemens Mobility brachte seine Expertise aus der Bahnelektrifizierung ein, während Continental Engineering Services die Stromabnehmer für LKWs entwickelte. Die Technologie wurde so konzipiert, dass sie mit verschiedenen Antriebsarten wie Hybrid- oder Wasserstoff-LKWs kompatibel ist. Es wird geschätzt, dass durch die Elektrifizierung von Schlüsselstrecken bis zu 12 Millionen Tonnen CO2 jährlich eingespart werden könnten.

Teststrecken eHighway.

Die ersten Teststrecken für den eHighway in Deutschland wurden eingerichtet, um die Machbarkeit und Effizienz von Oberleitungen für LKWs zu untersuchen.

A5 in Hessen.

Zwischen Langen und Weiterstadt wurde 2019 die erste Teststrecke eröffnet. Sie umfasst etwa 10 Kilometer und wird von mehreren Speditionen genutzt, um die Technologie im Alltag zu testen.

A1 in Schleswig-Holstein.

Eine weitere Teststrecke befindet sich zwischen Reinfeld und Lübeck. Hier wird die Technologie seit 2019 erprobt, wobei LKWs mit Stromabnehmern ausgestattet sind, um während der Fahrt Energie zu beziehen.

Baden-Württemberg.

Ein dritter Abschnitt wurde 2021 in Betrieb genommen, um die Technologie weiter zu evaluieren und die Infrastruktur zu erweitern.

Diese Strecken dienen als Pilotprojekte, um die Integration von Oberleitungs-LKWs in den regulären Verkehr zu testen und Erkenntnisse für eine mögliche grossflächige Einführung zu gewinnen.

Die Installation der Teststrecken für den eHighway in Deutschland brachte mehrere Herausforderungen mit sich. Die Integration der Oberleitungen in das bestehende Autobahnsystem erforderte präzise Planung und Anpassungen, insbesondere bei der Justierung der Stromabnehmer und der störungsfreien Energieübertragung. Zu Beginn des Projekts traten Schwierigkeiten mit den Isolatoren auf, die für die Oberleitungen verwendet wurden. Diese mussten angepasst werden, um den Anforderungen des Autobahnumfelds gerecht zu werden. Der Bau der Oberleitungen und die Anpassung der Teststrecken waren kostenintensiv. Dies führte zu Diskussionen über die Wirtschaftlichkeit der Technologie. Die Einführung der Technologie verlief schrittweise, da zunächst nur wenige Fahrzeuge verfügbar waren. Dies verzögerte die umfassende Nutzung der Teststrecken. Einige Spediteure äusserten Bedenken hinsichtlich der Reichweite der Hybrid-LKWs und der praktischen Vorteile gegenüber Diesel- oder rein elektrischen LKWs.

Technische Herausforderungen erfolgreich gemeistert.

Anfangs gab es Schwierigkeiten mit der Stabilität und Effizienz der Stromabnehmer (Pantographen). Diese wurden verbessert, um eine zuverlässige Verbindung zu den Oberleitungen auch bei höheren Geschwindigkeiten zu gewährleisten. Die Oberleitungen mussten an die Belastungen durch Wetterbedingungen und den Verkehr angepasst werden. Verbesserte Isolatoren und robustere Materialien wurden eingesetzt. Die Integration der Energieversorgung in das bestehende Stromnetz wurde optimiert, um eine gleichmässige Stromzufuhr zu gewährleisten, selbst wenn mehrere LKWs gleichzeitig die Oberleitung nutzen. Die Batterien der LKWs wurden so konzipiert, dass sie während der Fahrt effizient geladen werden können, wodurch die Reichweite der Fahrzeuge erhöht wurde.

Die Oberleitungsinfrastruktur wird basierend auf den Anforderungen der Autobahn und des Verkehrs entworfen. Dies umfasst die Höhe der Fahrdrähte (in der Regel 5,10 m) und die Positionierung der Masten. Die Oberleitungen bestehen aus robusten Materialien, die extremen Wetterbedingungen und mechanischen Belastungen standhalten können. Dazu gehören Tragseile, Fahrdrähte und Isolatoren. Die Masten werden im Böschungsbereich der Autobahn verankert. Sie tragen die Quertrageeinrichtungen, an denen die Oberleitungen befestigt werden. Die Fahrdrähte werden als zweipolige Gleichstromleitungen (Plus- und Minuspol) über der rechten Fahrspur installiert. Dies erfolgt in sogenannten Kettenwerken, die etwa 1,5 km lang sind. Unterwerke, die Gleichrichter enthalten, werden entlang der Strecke installiert. Sie transformieren und liefern die benötigte Spannung für die Oberleitungen. Nach der Montage wird die gesamte Infrastruktur getestet, um sicherzustellen, dass sie den Anforderungen entspricht und sicher betrieben werden kann. 

Technischen Daten.

Die eHighway-Technologie für Oberleitungen von LKWs bietet beeindruckende technische Daten, die ihre Effizienz und Nachhaltigkeit unterstreichen:

• Energieverbrauch: Oberleitungs-LKWs verbrauchen etwa 2,9 kWh pro Kilometer, wobei ein Kilometer Oberleitung etwa 2,5 Kilometer elektrische Fahrt ermöglicht.
• Leistungsfähigkeit: Die durchschnittliche Bezugsleistung liegt bei 250 kW, was eine effiziente Energieübertragung während der Fahrt gewährleistet.
• Reichweite: Prototypenfahrzeuge können bei einem Oberleitungsanteil von nur 20 % etwa 51 % der Strecke elektrisch zurücklegen.
• Infrastruktur: Die Oberleitungen bestehen aus zweipoligen Gleichstromleitungen, die sowohl Traktionsenergie als auch Ladestrom bereitstellen.
• Integration: Die Technologie ist mit hybriden Antriebslösungen kombinierbar, einschliesslich Power-to-Gas (PtG) und Power-to-Liquid (PtL).

Vorteile von eHighway.

Die eHighway-Technologie bietet zahlreiche Vorteile, die sie zu einer vielversprechenden Lösung für den nachhaltigen Güterverkehr machen. Oberleitungs-LKWs können den CO2-Ausstoss erheblich reduzieren, insbesondere wenn der Strom aus erneuerbaren Energien stammt. Im Vergleich zu Diesel-LKWs ist die Technologie doppelt so effizient und benötigt weniger Energie für die gleiche Strecke. Trotz höherer Anschaffungskosten für die Fahrzeuge können die Betriebskosten durch geringere Energie- und Wartungskosten über die Nutzungsdauer ausgeglichen werden. Die lokale Luftverschmutzung wird durch den emissionsfreien Betrieb der LKWs deutlich verringert. Hybrid-LKWs können auch Strecken ohne Oberleitungen bewältigen, indem sie auf Batterien oder andere Antriebsarten zurückgreifen. 

Welche Patente gibt es zu eHighway?

Die eHighway-Technologie für Oberleitungen von LKWs basiert auf mehreren innovativen Patenten, die von Siemens Mobility und anderen Partnern entwickelt wurden. Diese Patente decken verschiedene Aspekte der Technologie ab.

Stromabnehmer-Systeme.

Patente für die Pantographen-Technologie, die eine stabile Verbindung zwischen LKW und Oberleitung gewährleistet, auch bei hohen Geschwindigkeiten.

Energieübertragung.

Patente für die zweipoligen Gleichstromleitungen, die sowohl Traktionsenergie als auch Ladestrom bereitstellen.

Hybrid-Antriebssysteme.

Patente für die Integration von Oberleitungs-LKWs mit hybriden Antriebsarten, einschliesslich Batterien und Verbrennungsmotoren.

Infrastrukturdesign.

Patente für die Konstruktion und Installation der Oberleitungen, einschliesslich der Masten und Tragseile.

Investoren von eHighway.

Die eHighway-Technologie wird von verschiedenen Akteuren unterstützt, die sowohl technologische als auch finanzielle Beiträge leisten.

Siemens Mobility.

Als Hauptentwickler der eHighway-Technologie ist Siemens Mobility ein zentraler Akteur. Das Unternehmen bringt seine Expertise in der Bahnelektrifizierung ein und entwickelt die Oberleitungsinfrastruktur.

Continental Engineering Services (CES).

CES arbeitet mit Siemens Mobility zusammen, um Stromabnehmer für LKWs zu entwickeln und zu fertigen. Diese Partnerschaft vereint Know-how aus der Automobil- und Bahntechnologie.

Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI).

Die deutsche Regierung finanziert die Pilotprojekte und unterstützt die Forschung und Entwicklung, um die Technologie auf den Strassen zu testen.

Private Speditionen.

Unternehmen aus der Logistikbranche beteiligen sich an den Tests, indem sie ihre LKW-Flotten mit der eHighway-Technologie ausstatten und die Infrastruktur nutzen.

Kann eHighway, Oberleitungen für LKWs in ganz Deutschland ausgebaut werden?

Der Ausbau des eHighway-Systems für ganz Deutschland ist eine ambitionierte Idee, die jedoch mit einigen Herausforderungen verbunden ist. Ein flächendeckender Ausbau könnte erheblich zur Reduktion von CO2-Emissionen im Güterverkehr beitragen, insbesondere wenn der Strom aus erneuerbaren Energien stammt. Die bisherigen Teststrecken haben gezeigt, dass die Technologie unter realen Bedingungen funktioniert und eine effiziente Energieübertragung ermöglicht. Langfristig könnten die Betriebskosten für Speditionen durch den Einsatz von Oberleitungs-LKWs gesenkt werden. Der Bau der Infrastruktur, einschliesslich Oberleitungen und Unterwerke, erfordert erhebliche finanzielle Mittel. Die Installation von Oberleitungen auf allen wichtigen Autobahnen ist logistisch anspruchsvoll und zeitaufwendig. Die Technologie muss von Speditionen und der Öffentlichkeit akzeptiert werden, was zusätzliche Anreize und Aufklärung erfordert.

Disclaimer / Abgrenzung

Stromzeit.ch übernimmt keine Garantie und Haftung für die Richtigkeit und Vollständigkeit der in diesem Bericht enthaltenen Texte, Massangaben und Aussagen.

Mit bestem Dank für die Videos und Screeshots daraus.
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