Ad-hoc-Task-Force zum dynamischen und stationären Laden mithilfe der Oberleitungstechnologie

Hintergrund der Ad-hoc-Task-Force

Die Begriffe eHighway oder auch Electric Road System (ERS) beschreiben die Elektrifizierung von Straßen im nationalen und internationalen Kontext. Sie umfassen verschiedene Ladetechnologien: Oberleitung, Stromschiene und Induktion. In Deutschland wird die Oberleistungstechnologie als die favorisierte ERS-Option verfolgt. Die in Deutschland existierenden Pilotprojekte haben gezeigt, dass die Elektrifizierung des Straßengüterverkehrs per Oberleitung auf Fernstraßen möglich ist. Auf den Hauptverkehrsachsen sind die Autobahnen in Deutschland dreispurig, wobei die rechte Fahrspur hauptsächlich von schweren Nutzfahrzeugen benutzt wird. Daher bietet die Kombination aus rechter Fahrspur und hochfrequentiertem Schwerlastverkehr eine optimale Möglichkeit für deren Elektrifizierung mittels Oberleitung. Die Komponenten des Oberleitungssystems können, anders als bei der Stromschiene oder der Induktion, während des laufenden Autobahnbetriebs installiert werden.

Das dynamische und stationäre Laden mithilfe der Oberleitungstechnologie soll als verknüpfendes Element verstanden werden. Bereits im „Werkstattbericht Antriebswechsel Nutzfahrzeuge“ der Nationalen Plattform Zukunft der Mobilität (NPM) wurde diese Technologie thematisiert und als volks- und betriebswirtschaftlich besonders günstig bezeichnet. Entsprechend der Ergebnisse einer durch das Öko-Institut Berlin geleiteten Studie können mit einem Oberleitungs-Kernnetz von 4.000 km Länge in Deutschland die Treibhausgasemissionen im schweren Straßengüterverkehr um ein Drittel gesenkt werden. Die über das Oberleitungs-Kernnetz hinausgehenden Strecken sollen durch die im Fahrzeug integrierten Batterie- oder Brennstoffzellenantriebe (übergangsweise auch Verbrenner-Hybrid-Antriebe) mit entsprechender stationärer Lade- und Tankinfrastruktur emissionsfrei zurückgelegt werden. Dazu werden mit einem Pantographen ausgestattete Lkw kombiniert dynamisch (über die Oberleitung) während der Fahrt und stationär (über Ladesäulen oder Ladebrücken) während Pausen- und Standzeiten geladen. Vorteil bei der Kombination aus stationärem und dynamischem Laden ist die Möglichkeit, deutlich kleinere Batterien im Antriebsstrang zu verwenden, was zu einer Verbesserung der Ressourceneffizienz führt.

Im Rahmen des Gesamtkonzeptes klimafreundliche Nutzfahrzeuge des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV) ist das dynamische und stationäre Laden von (hybriden) Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeugen mithilfe der Oberleitungstechnologie eine betrachtete alternative Antriebsoption für den Schwerlastverkehr. Im Rahmen der Task-Force „Dynamisches und stationäres Laden mithilfe der Oberleitungstechnologie“ wurde zusammen mit den Teilnehmenden ein Zielbild entwickelt, das einen technisch-, umwelt- und kostenseitig optimalen Einsatz der Oberleitungstechnologie darstellt und für alle zukünftig geplanten Aktivitäten als Leitbild dienen kann. Auf dieser Basis wurden in einem zweiten Schritt Handlungsbedarfe identifiziert, die für eine Erreichung dieses Zielbilds notwendig sind und als Orientierung für weitere Schritte in diesem Arbeitsprozess dienen können.

Die Task-Force zum dynamischen und stationären Laden mithilfe der Oberleitungstechnologie ist Teil der Umsetzung des Gesamtkonzeptes klimafreundliche Nutzfahrzeuge des BMDV.

Das Vorgehen der Ad-hoc-Task-Force

In einem ersten Schritt hat ein Interessenbekundungsverfahren stattgefunden. Unternehmen und Institutionen, die hierbei ihr Interesse bekundet haben, konnten anschließend an einer Online-Umfrage teilnehmen. Ziel der Umfrage war es, von den Teilnehmenden mehr über Erwartungen, Erfahrungen und offene Fragen im Zusammenhang mit dem innovativen Themenkomplex des dynamischen und stationären Ladens mithilfe der Oberleitungstechnologie zu erfahren. Nach der Auswertung der eingereichten Antworten wurden die Akteure im November 2021 zu einem Auftaktworkshop eingeladen. Im Rahmen des Auftaktworkshops wurde das Zielbild diskutiert und die weitere Vorgehensweise der Task-Force abgestimmt. Ziel der daran anschließenden ersten Arbeitsphase war die Überarbeitung des Zielbilds. Hierfür wurde eine weitere Online-Umfrage durchgeführt, um zum einen Details zu erfolgten und laufenden Aktivitäten zu erfahren. Zum anderen wurden noch notwendige Schritte und offene Fragestellungen erhoben. Dadurch konnte das mit Hintergrundinformationen und Verlinkungen ergänzte Zielbild finalisiert werden. Der Task-Force-Prozess wurde durch ein Team seitens BMDV, NOW und ifok begleitet.

Ein umfassender Blick auf alle Aspekte der Oberleitungstechnologie: Das Zielbild

Bei der Entwicklung des Zielbilds wurden vier Themenblöcke „Streckennetz“, „Ladeoptionen“, „Energienetz“ sowie „Betrieb und weitere Potenziale“ identifiziert, welche zur Charakterisierung des Gesamtsystems Oberleitungsinfrastruktur für schwere Nutzfahrzeuge notwendig sind. Im Zielbild finden sich pro Themenblock vertiefende Einzelelemente, die einen Einblick in die – im Zusammenhang mit der Oberleitungstechnologie auftauchenden Herausforderungen – geben. Insgesamt existieren 18 Einzelelemente. Zu jedem Einzelelement stehen umfangreiche Hintergrundinformationen und weiterführende Links zur Verfügung, die sich durch einen Klick öffnen lassen.

Das interaktive Zielbild ist ein sogenanntes „lebendes Dokument“. Sollten Sie über weitere Informationen zu Projekten und/oder Studien verfügen oder sollten Sie Anmerkungen haben, wenden Sie sich gerne an nutzfahrzeuge@ifok.de.

Durch Klicken auf eins der vier Zahlen 1, 2, 3 oder 4, öffnet sich dieses in einer Detailansicht. In dieser können dann, die jeweiligen Einzelelemente angeklickt werden.

Identifizierte Herausforderungen und Handlungsbedarfe

Ausgehend vom erarbeiteten Status Quo des Zielbilds konnte ermittelt werden, welche Herausforderungen derzeit noch bestehen und was getan werden muss für einen nächsten Schritt mit Blick auf Aufbau und den optimalen Betrieb der Infrastruktur. Die Handlungsbedarfe wurden mit dem BMDV konsolidiert und daraus weitere Aufgabenbereiche abgeleitet:

Themenblock Streckennetz

Themenblock Ladeoptionen

Themenblock Energienetz

Themenblock Betrieb und weitere Potenziale

Für diesen Themenblock ergeben sich im Rahmen der Task-Force keine weiteren Handlungsbedarfe. Die mit diesem Aspekt einhergehenden Fragestellungen wurden in die zuvor genannten Bereiche integriert. Des weiterhin wird das Thema Betriebs- und Abrechnungsmodelle umfangreich im Projekt AMELIE II des IKEM beleuchtet und bearbeitet.

Ausblick – So gelingt der Hochlauf der Oberleitungstechnologie

Die Ad-hoc-Task-Force „Dynamisches und stationäres Laden mithilfe der Oberleitungstechnologie“ hat die bisher verstreut verfügbaren Informationen und Erkenntnisse zusammengeführt. Aus diesem Zielbild ergeben sich viele weitere Anknüpfungspunkte. Die identifizierten Aufgabenbereiche bilden Ausgangspunkte zur Konkretisierung und Bearbeitung in einer nächsten Phase. Formate und zukünftige Beteiligung von Stakeholdern sind dabei abhängig vom jeweiligen Themenblock und vom konkreten Handlungsfeld.

Bei Fragen und für weitere Informationen zum Task-Force-Prozess wenden Sie sich bitte an: nutzfahrzeuge@now-gmbh.de