Ladeinfastruktur für Nutzfahrzeuge Projekt HoLa: Aufbau von Hochleistungsladepunkten mit Megawatt Charging System

12 Konsortialpartner und 10 assoziierte Partner arbeiten im Projekt HoLa – Hochleistungsladen Lkw-Fernverkehr unter Projektleitung vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI am Aufbau von Hochleistungsladepunkten mit dem Megawatt Charging System für Lkw. Acht Hochleistungsladepunkte sollen entlang der A2 zwischen Berlin und dem Ruhrgebiet entstehen und im realen Logistikbetrieb genutzt werden.

Die CO₂-Emissionen von Lkw und auch Bussen sollen im Vergleich zu 2019 bis 2040 um 90 Prozent sinken. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen vermehrt Nutzfahrzeuge mit alternativen Antrieben auf deutschen und europäischen Straßen unterwegs sein. Das bedingt eine entsprechende Infrastruktur – und diese muss aufgebaut werden. Dazu zählt insbesondere der Aufbau öffentlicher Schnellladeinfrastruktur für Lkw entlang von Autobahnen. Parallel dazu bieten alle großen Lkw-Hersteller batteriebetriebene Serienmodelle an, was den akuten Bedarf für Ladeinfrastruktur zusätzlich unterstreicht. Das vom Fraunhofer ISI koordinierte Projekt »HoLa – Hochleistungsladen Lkw-Fernverkehr« widmet sich diesem Thema und baut an fünf Standorten insgesamt acht Hochleistungsladepunkte mit dem Megawatt Charging System (MCS) auf. Das Fördervorhaben umfasst drei Projektteile: Planung und Auswahl der Standorte, Aufbau und Planung von Schnellladepunkten sowie begleitende wissenschaftliche Analysen.

Projektpartner

Das Projekt umfasst 12 Konsortialpartner und 10 assoziierte Partner bestehend aus Industrieunternehmen und Forschungsinstituten. Dabei übernimmt das Fraunhofer ISI die Konsortialführung, P3 Automotive die Projektleitung als Konsortialpartner. Weitere Konsortialpartner sind EnBW mobility+ als Betreiber der Ladestandorte sowie die Ladeinfrastrukturanbieter ABB und Heliox, die an den Standorten die Ladeinfrastruktur bereitstellen werden. Die Bereitstellung und den Betrieb der Fahrzeuge verantworten dabei Daimler Truck, Traton, MAN, Scania und Volvo. Die Demonstration wird neben dem Fraunhofer ISI vom Fraunhofer IAO, von der Universität Stuttgart, der Bauhaus-Universität Weimar und den Technischen Universitäten Berlin und Dortmund begleitet, um ausreichend Erkenntnisse gewinnen, verarbeiten und transferieren zu können, so dass die Basis für den deutschlandweiten Rollout und die adäquate Standardisierung gelegt werden kann. Die assoziierten Partner sind e.Dis Netz für den Netzanschluss der Standorte, Ionity für die Einbindung in bestehende Standorte, Meyer & Meyer wird einen Teil der Lkw in der Praxis nutzen, zwei der Standorte werden auf Rastplätzen von Tank & Rast errichtet, die Netze-BW begleitet den Netzanschluss und der Verband der Automobilindustrie VDA wird als Schirmherr fungieren.

Ausbau von Lkw-Ladestandorten bis 2050

Eine EU-Verordnung legt bereits konkrete Mindestziele hinsichtlich einer öffentlichen Lkw-Ladeinfrastruktur für alle EU-Mitgliedsstaaten fest: So müssen etwa mit Blick auf Deutschland bis 2025 insgesamt 32 Lkw-Ladeorte entstehen, bis 2027 sind es bereits 104 und bis 2030 schließlich 314 Lkw-Ladestandorte. Die damit einhergehende Ladeleistung für Lkw steigt von etwa 66 MW im Jahr 2025 auf 918 MW im Jahr 2030 an. In der EU-Verordnung ist ebenfalls geregelt, dass Schnellladeinfrastruktur für batterieelektrische Lkw alle 60 bis 100 Kilometer entlang der wichtigsten deutschen Autobahnen zur Verfügung stehen muss.

Daraus ergibt sich die Frage nach geeigneten Standorten, ihrer Konzeption und nach der Anzahl an Standorten und Ladepunkten über die vorgegebene Mindestmenge hinaus. Die Projektpartner kamen zum Ergebnis, dass ein Startnetzwerk für Deutschland etwa 142 Ladestandorte umfassen sollte. Das zugrundeliegende Szenario sieht dabei vor, dass Lkw 2030 während der gesetzlich vorgeschriebenen Lenkzeitunterbrechung von 45 Minuten nach viereinhalbstündiger Fahrt nachgeladen und etwa 15 Prozent aller schweren Lkw batterieelektrisch betrieben werden, wobei maximal die Hälfte der Ladevorgänge an öffentlicher Ladeinfrastruktur stattfindet.

Unter Berücksichtigung des lokalen Verkehrsaufkommens und dessen Verlaufs sehen die Forschenden bei einer angenommenen Wartezeit von maximal fünf Minuten zur Hauptverkehrszeit einen Bedarf von mindestens 1.000 Ladepunkten für Deutschland im Jahr 2030 und bei schnellerer Marktdurchdringung von E-Lkw im Fernverkehr sowie längeren Standzeiten von eher 2.000 Ladepunkten. Das stellt eine Mindestmenge an Ladeinfrastruktur sicher und umfasst sowohl große Stationen mit mehr als zehn Ladepunkten sowie auch kleinere mit mindestens zwei Ladepunkten.

Informationsbedarf zum zeitlichen und räumlichen Fahrverhalten

Um noch konkretere Aussagen zur benötigten Ladeinfrastruktur und den Bedarfen machen zu können, empfehlen die Projektpartner Befragungen zum zeitlichen und räumlichen Fahrverhalten von Lkw sowie eine Vereinheitlichung von Daten zum Stromnetz und zur verfügbaren Anschlussleistung, um den Aufbau elektrischer Infrastruktur zu beschleunigen. Darüber hinaus sollte auch eine Veröffentlichung von lokalen Kapazitätsdaten auf Mittelspannungsebene entlang der Autobahnen durch die Netzbetreiber angestrebt werden und diese die Bereitstellung von mehr Ladeleistung vorausschauend planen können – gerade nahe der Autobahnen oder anderen zentralen Verkehrsknotenpunkten mit zu erwartendem hohen Ladebedarf, was den Ladeinfrastrukturausbau insgesamt beschleunigen könnte.

Im Projekt wurden außerdem Simulationen einer zukünftigen Batterie-Lkw-Flotte auf Basis vorliegender Fahrprofile von 2.400 Diesel-Fahrzeugen durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass sich bei einer Batteriegröße von maximal 700 kWh im Jahr 2030 und 900 kWh im Jahr 2050 durchgängig deutlich mehr als 90 Prozent dieser fiktiven Lkw-Fahrzeugflotte elektrifizieren ließen. Für die Mehrheit der Ladevorgänge reicht eine Langsam-Ladeinfrastruktur aus, in der Regel auf privatem Gelände mit maximal 44 kW. Laden mit mehr als 350 kW, also voraussichtlich mit dem neuen Megawatt-Ladestandard MCS, wird insbesondere für Langstreckenfahrzeuge zum Zwischenladen genutzt und findet überwiegend an öffentlichen Ladestationen statt. (se)

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