Umwelt 
Lkw: Was den Dieselantrieb ersetzen könnte
Nach Angaben des Umweltbundesamtes gehen auf das Konto des gesamten Verkehrs in Deutschland 146 Millionen Tonnen Kohlendioxid – etwa ein Fünftel der Emissionen.
Zwar wurde durch technische Verbesserungen etwa an den Motoren der Ausstoß pro Kilometer gesenkt. Das aber wird durch die Fahrleistung zunichte gemacht: Sie hat bei den Lkw zwischen 1995 und 2022 von 48 Milliarden auf 63 Milliarden Kilometer zugelegt. Das erhöhte die Treibhausgaslast um 21 Prozent.
Was Tempolimits bringen
Um etwas dagegen zu unternehmen, gibt es verschiedene Ansätze. Eine Online-Petition fordert, die Tempolimits für Lkw konsequenter zu kontrollieren. Laut Gesetz dürfen Fahrzeuge ab 7,5 Tonnen auf Autobahnen höchstens 80 Kilometer pro Stunde, auf Landstraßen nur 60 fahren. In Wirklichkeit sind sie oft schneller. Die Limits durchzusetzen, würde zum Klimaschutz beitragen, argumentieren die Unterstützer.
Doch wie viel genau, ist schwer zu kalkulieren. Denn der Verbrauch hängt von vielen Dingen ab, vom Tempolimit und den realen Geschwindigkeiten, von der Verkehrsdichte, vom Bremsen und Beschleunigen. Das Umweltbundesamt hat einige Daten zusammengestellt.
Bei einem Tempolimit von 100, zeigen Fahrsimulationen für flüssigen Verkehr, fahren Brummis auf der Autobahn im Schnitt 86,3 Kilometer pro Stunde. Schreibt man 80 vor, sinkt die Durchschnittsgeschwindigkeit laut den Modellen auf 81,3. Das bedeutet, die Laster wären im Mittel mit fünf Kilometer pro Stunde weniger unterwegs, was den Verbrauch um 3,5 Prozent nach unten drücken würde.
Auf Landstraßen nimmt die mittlere Geschwindigkeit bei strengerer Beschränkung demnach deutlicher ab, es wird deswegen aber kaum mehr Diesel eingespart, wenn der Verkehr fließt. Stockt es, jagen die Motoren sogar mehr Brennstoff durch, weil ständig gebremst und beschleunigt wird.
Die strikte Einhaltung der Tempolimits würde laut Umweltbundesamt auf Autobahnen eine überschaubare Diesel-Einsparung bringen. Auf Landstraßen dürfte der Effekt größer sein, doch würden die schweren Lkw durch Tempo 60 den übrigen Verkehr stärker behindern.
Auch an der Aerodynamik wird getüftelt
Der Spritverbrauch lässt sich auch mit technischen Maßnahmen senken. „Die Branche ist massiv kostengetrieben“, sagt Markus Lienkamp, Professor für Fahrzeugtechnik an der TU München. „Wo es bei Pkw oft um Fahrspaß und solche Dinge geht, ist für den Spediteur entscheidend, was der Transport kostet. Die Lkw-Hersteller versuchen daher ständig, die Effizienz weiter zu steigern.“ Motoren, Radlager und Bremsen werden optimiert, ebenso Reifen, um den Rollwiderstand zu verringern. „Auf diesem evolutionären Weg gelingen etwa ein Prozent Kraftstoffeinsparung pro Jahr“, erklärt Lienkamp.
Eine weitere Stellschraube ist die Aerodynamik. Laster ähneln nämlich einem „Backstein im Wind“, wie Hubertus Ulmer spottet, Manager eMobility Commercial Vehicles beim Engineering-Unternehmen IAV. Das liegt daran, dass die Fahrzeuge eine bestimmte gesetzliche Höchstlänge nicht überschreiten dürfen: Um möglichst viel Laderaum zu schaffen, werden sie daher kompakt gebaut.
Mittlerweile ist es erlaubt, für eine windschlüpfige Ausstattung zusätzlichen Platz zu beanspruchen. Das ist in einer Designstudie der IAV zu sehen, die Ulmer auf den Bildschirm holt. Die Zugmaschinen haben eine Nase, die an US-Trucks erinnert. Große Rückspiegel gibt es keine mehr, stattdessen kleine Kameras mit wenig Luftwiderstand, die Livebilder auf Monitore in der Kabine schicken. Außerdem zeigt die Animation Verplankungen, die den Fahrtwind möglichst wirbelfrei nach hinten lenken.
Der Hänger mit stromlinienförmigen Anbauten kommt einem bekannt vor. In den vergangenen Jahren gab es diverse Projekte, um Verwirbelungen am Heck zu verringern. Die Forschungsteams versuchten sich an Boots- oder Tropfenformen, teils wurden Klappen angeschraubt, die sich je nach Tempo in verschiedenen Winkeln anstellen. Sogar ein Höhenregler für das Dach wurde entwickelt, um es der Lademenge anzupassen.
Die Branche ist konservativ, der Kostendruck immens
Mit solchen Maßnahmen lässt sich der Spritverbrauch um mehrere Prozentpunkte senken, wie Wissenschaftler um David Cebon von der Universität Oxford im Journal „Transportation Research Part D: Transport and Environment“ belegen. Auf den Straßen sieht man derartige Brummis aber kaum. „Die meisten Spediteure wollen das nicht“, erzählt Ulmer. Sie hätten Angst, dass die Anbauten kaputtgehen oder aufwendig gewartet werden müssen. Auch seien viele nicht überzeugt, dass sich der Aufwand wirklich rechnet.
Die Branche gilt als konservativ und begrenzt innovationsfreudig. Sie wird sich aber bewegen müssen, denn die EU will den Kohlendioxidausstoß von Lastern deutlich senken. Ab 2030 müssen Hersteller für neue schwere Nutzfahrzeuge im Flottendurchschnitt die Emissionen gegenüber 2019 um 45 Prozent reduzieren.
Fünf bis zehn Prozentpunkte sind nach Einschätzung des IAV-Managers mit Verbesserungen bei Aerodynamik, Rollwiderstand und automatisierten Kolonnenfahrten, dem sogenannten Platooning, zu schaffen. Für den großen Rest braucht es eine Wende im Antrieb.
Ob sich die Batterie durchsetzt oder Wasserstoff, lässt sich im Moment nicht sicher sagen. Wegen der hohen Kosten sind nach Ansicht des Münchner Forschers Lienkamp die E-Fuels und die Oberleitungs-Lkw schon einmal aus dem Rennen.
Die Anschaffungskosten für E-Trucks sind hoch
Er sieht in Europa den Akku-Truck vorn: „Wir haben gute Stromnetze, um viele Lkw zu laden, und die Fahrtstrecken sind nicht allzu lang“, sagt er. „In den USA ist das anders, da könnte Wasserstoff die Lösung sein.“ Vorausgesetzt, es gebe genug klimafreundlichen Strom, um das Gas herzustellen.
Die Anschaffungskosten seien allerdings hoch, gibt Ulmer zu bedenken. Eine Diesel-Zugmaschine liege bei gut 100.000 Euro, ein E-Truck sei zwei- bis dreimal so teuer, ein Brennstoffzellenfahrzeug vier- bis fünfmal. „Die Hersteller entwickeln all diese Optionen weiter, weil sie nicht wissen, was am Ende das Rennen macht“, erklärt der Experte. Selbst einen wasserstoffbetriebenen Verbrenner hält er für möglich, da die dort vorhandene Technik preiswert weitergenutzt werden könnte.
Abgesehen von technologischen Entwicklungen gibt es eine weitere Möglichkeit, den Verbrauch im Schwerlastverkehr zu verringern: Die Leerfahrten vermeiden. Nach Angaben des Kraftfahrtbundesamtes sind 38 Prozent der Transporteure ohne Ladung unterwegs, also nicht einmal Paletten oder ähnliche Behälter haben sie hinten drauf.
Ein weiteres Ziel: weniger Leerfahrten
„Mehr als jeder dritte Lkw, den man auf der Autobahn sieht, dürfte leer sein“, bestätigt Ursula Neumann von der Arbeitsgruppe für Supply Chain Services des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS in Nürnberg. Das habe unterschiedliche Gründe: Die Verträge sind mitunter sehr streng, fordern tages- oder gar stundengenaue Lieferungen. „Dadurch gibt es weniger Flexibilität bei der Tourenplanung“, betont die Wissenschaftlerin.
Teilweise spiele auch die Geografie eine Rolle, etwa wenn die Hersteller in abgelegeneren Landkreisen viele Lieferungen brauchen, aber sonst in der Gegend der Bedarf an Gütertransporten eher gering ist. Hinzu kommt Neumann zufolge der geringe Grad an Digitalisierung: „Vor allem bei kleineren Speditionen wird die Tourenplanung oft von Hand ausgeführt, anstatt datenbasierte Optimierungen zu nutzen“, sagt sie.
In einem Forschungsprojekt namens Kite haben Neumann und ihr Team ermittelt, wie die Logistik besser organisiert werden könnte, um den Kraftstoffverbrauch und damit die Treibhausgase herunterzufahren. Eine Möglichkeit sind demnach Frachtbörsen, die Spediteure und Kunden zusammenbringen, um statt einer Leerfahrt eine zusätzliche Tour zu übernehmen.
Frachtbörsen: Daran hakt es noch
Doch der Teufel steckt im Detail. Neumann: „Manchmal sind die Ortsangaben zu ungenau, manche geben beispielsweise nur die Postleitzahl an statt der exakten geografischen Koordinaten, das erschwert die Optimierung.“ Auch die Zeitfenster sind teils zu klein und zu unflexibel.
Dabei könnte es anders gehen. „In unseren Gesprächen mit Transportkunden zeigte sich, dass diese durchaus bereit wären, bei den Service-Agreements nachzubessern, wenn so der Kohlendioxidausstoß reduziert werden kann.“ Das bedeutet: Etwas länger warten auf die Lieferung, dafür eine sauberere Transportkette.
„Das Thema ist noch nicht wirklich bei allen angekommen“, meint Neumann. Um das zu ändern, sieht sie genauso die Verbände in der Pflicht. „Wenn diese beispielsweise als neutrale Instanz nachweisen könnten, wie mit etwas mehr Flexibilität die Emissionen, aber auch die Frachtpreise reduziert werden können, hätte das eine andere Wirkung, als wenn das nur eine Spedition tut.“
Im Kite-Projekt wurden die Daten abgewickelter Aufträge einer mathematischen Optimierung unterzogen. Die Zahl der Leer-Kilometer konnten dadurch um zwei bis 14 Prozent verringert werden, erzählt Neumann. Sie warnt jedoch vor zu großer Euphorie. „Es gibt Akteure, die möchten möglichst wenig über ihre Transportkette preisgeben.“ Sie für eine Frachtbörse zu gewinnen, werde schwer.
Jede Neuerung muss sich rechnen
Auch das Projekt selbst sei mit Speditionen durchgeführt worden, die keine Scheu vor dem Computer haben, sagt Neumann. Und die sind eher die Ausnahme, wie ihr Kollege Maximilian Zähringer beobachtet hat. Der forscht an der TU München zu Ladestrategien für E-Trucks. „Die Unternehmer schauen sehr genau, ob sich eine Neuerung wirklich rechnet.“ Doch digitale Systeme werden unausweichlich sein, meint Zähringer.
„Für die Routenplanung kommt es nicht nur auf die beste Strecke an, sondern zusätzlich darauf, wo freie Ladeplätze sind“, erläutert er. Die Ladepreise sind nicht länger fix, sondern dynamisch, sie hängen zunehmend von der Nachfrage ab. Das geht nur mit intelligenter Software. Zähringer: „Den Weg der Digitalisierung werden die Spediteure mitgehen müssen, um überhaupt im Geschäft zu bleiben.“
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