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Lkw


Macht eigentlich Mercedes hauptsächlich aus eigenem Antrieb wieder Versuche mit Wasserstoff, oder weil die Bundesregierung entsprechende Subventionen bereitstellt? Wir wollen in diesem Kapitel einmal rechnen, ob ein solches Forschen denn überhaupt lohnt. Und zwar vergleichen wir mit rein elektrischem Antrieb, lassen regenerativ erzeugte Treibstoffe wegen derzeit noch viel zu hoher Kosten außer Acht.

Will man einen Lkw, und wir meinen hier Fernlastzüge und nicht den Verteilerverkehr, rein elektrisch betreiben, dann muss man natürlich von den gewohnten Reichweiten Abschied nehmen. Nein, nicht auf der Tour nach Südspanien nur einmal Tanken. Ist auch gar nicht nötig, denn immerhin gibt es gesetzliche Regelungen, z.B. die Begrenzung der Lenkzeiten.

Unsere Rechnung schließt also jetzt die Besetzung mit zwei Fahrern/innen aus. Das bedeutet, das Fahrzeug ist am Tag sagen wir 8 Stunden unterwegs. Schneller als 80 km/h im Durchschnitt wird es nicht sein können, macht 640 km pro Tag. Warum bitteschön sollten die nicht über Nacht nachladbar sein, natürlich mit dem Nachteil einer entsprechend zu schaffenden Infrastruktur an Raststellen bzw. Autohöfen.

Schauen wir uns zunächst den Lkw selbst an, denn natürlich bleibt hier nichts so, wie es ist. Nehmen wir an, dass 20 kWh Verbrauch bei 80 km/h für einen Pkw auch im Winter reichen und rechnen dem Lkw entsprechend seinem jetzigen Diesel-Verbrauch die fünffache Menge zu, dann können wir das notwendige Batteriegewicht ermitteln, müssen aber betonen, dass wir es nach dem derzeitigen Stand der Batterietechnik tun.

Bis so eine Technik umgesetzt ist, kann sich da noch etwas zum Guten hin ändern. Derzeit wiegen z.B. bei Audi 90 kWh Batteriekapazität ca. 700 kg, was bei 640 kWh dann 5 Tonnen entsprechen würde. Bevor Sie jetzt die Hände über dem Kopf zusammenschlagen, so etwas ist vom Gewicht her durchaus machbar, wenn Sie das Leergewicht einer Zugmaschine mit 11 Tonnen und das des Aufliegers mit 7 Tonnen Pi mal Daumen annehmen. Bleiben in diesem Fall 22 Tonnen Nutzlast.

Jetzt machen wir es uns nicht leicht, indem wir die Gewichtsersparnis von Dieselmotor mit Abgasanlage und komplettem Antriebsstrang zu zwei E-Motoren an der Antriebsachse mit nur einer Tonne annehmen. Bleiben 4 Tonnen, die voll von der Nutzlast zu kompensieren sind. Also nur noch 18 statt 22 Tonnen. Aber wie viele Lastzüge haben bei der Beladung eher ein Volumen- als ein Gewichtsproblem? Und vielleicht kann ja durch zusätzliche Gewichtseinsparung am Auflieger noch etwas Nutzlast hinzugewonnen werden.

Sie sehen schon, so ganz ungeschoren werden wir die Welt mit einer verhinderten Klimakatastrophe nicht betreten können. Die alten Verbrenner mögen vielleicht nicht schneller als mancher E-Pkw besonders in der Beschleunigung sein, fahren ihm aber auf der Langstrecke immer um die Ohren. Ein eher noch größeres Problem wird sein, die Batterien im Zugfahrzeug unterzubringen. Vielleicht hilft hier die Rückkehr zum Gliederzug, an (Ent-) Ladestationen durch automatisiertes Rangieren handlicher gemacht. Möglicherweise geht dann ja trotzdem noch eine durchgehende Ladefläche wie beim Gelenkbus.

Jedenfalls kann man nicht den Radstand jetziger Zugfahrzeuge nur etwas verlängern und die Batterien hinter dem Fahrerhaus hochbauen. Das wäre Gift für Schwerpunkt und Fahrverhalten. Und wie sieht es mit dem Laden aus? Ganz einfach: 640 kWh ergeben auf zehn Stunden gerechnet 64 kW Ladeleistung. Sie merken, wie zunehmend bei E-Auto kommt es auch hier auf die Ladekurve an. Sorgt man dafür, dass diese nicht zu sehr absackt, müsste auch das Problem des Ladens lösbar sein. Klar ist das eine Herausforderung jetziger Stellplätze. Aber ist es die nicht ohnehin seit dem Aufkommen der E-Autos?

Minimaleres Zuladen wäre sogar noch in Pausen möglich.

Kommen wir zu den beiden Alternativen, flüssiger Wasserstoff von ca. -250°C oder sehr hoher Druck von 700 bar im Tank, was bis zu 1.000 bar an der 'Tankstelle' entspricht, ein enormer Verlust an Wirkungsgrad. Schwer einzuschätzen, wie groß die Brennstoffzelle plus Zusatzbatterie sein muss. Gehen wir einmal von Gewichtsgleichheit gegenüber dem Triebwerksstrang und allen Zusatzaggregaten beim jetzigen Lkw aus.

Aus Erfahrung mit dem Hyundai Nexo nehmen wir, auch hier die kalte Jahreszeit berücksichtigend, 500 km Reichweite bei 6 kg Wasserstoff an Bord an. Wenn wir auch diese 6 kg für den Verbrauch im Lkw verfünffachen, kommen wir nur auf 30 kg und, wenn wir wegen dem Equipment verdreifachen, auf vielleicht 90 kg Zusatzgewicht, also im Vergleich zu 4.000 kg beim reinen E-Antrieb eine erhebliche Gewichtsersparnis, auch, wenn Brennstoffzelle und Zusatzakku schwerer sein sollten.

Unter 700 bar ergibt sich eine Dichte von 40 kg/m3. Gehen wir also großzügig von einem Kubikmeter Raum aus, der nötig sein wird, können wir jetzt die Batterie beim reinen E-Antrieb gegenrechnen. Die neusten Tesla-Zellen sind 70 mm lang und 21 mm im Durchmesser, macht 25 cm3 Volumen. 3.000 von ihnen mit einem Volumen von 75 dm3 ergeben etwa 50 kWh. Gebraucht werden im Lkw 640 kWh, was etwa einen Kubikmeter ausmacht.

Wir würden den Betrag gerne verdreifachen, um den Abstand zwischen ihnen und den Zusatzeinrichtungen wie Elektronik und Kühlung zu berücksichtigen. Sie können das halten, wie Sie wollen. Jedenfalls ist auch der Raumbedarf bei reinem E-Antrieb erheblich größer als beim Antrieb mit Wasserstoff. Das macht auch die Verflüssigung beim Wasserstoff auf etwa immerhin -250°C problematisch. Bei früheren Versuchen hat man festgestellt, dass deutlich mehr als die Hälfte eines einstmals vollen Tanks nach 14 Tagen entschwunden war.

Beim Lkw wäre es nicht ganz so schlimm, weil der ja jeden Tag fast leerfahren könnte und nach einem Wochenende erst kurz vor Fahrtantritt betankt würde. Bleibt der Nachteil des hohen Energiebedarfs beim Tanken mit 700 bar. Allerdings birgt das geringe Gewicht der Tanks den Vorteil, sich hinter dem Fahrerhaus hochstapeln zu lassen. Der Raumbedarf ist auch so gering, dass man auf wesentlich weniger Energie verschlingende 350 bar Druck zurückgehen könnte.

Wichtig dabei: Der Raumbedarf steigt dabei nicht auf das Doppelte, sondern bei 24 kg/m3 nur auf das 1,67-fache. Das wäre übrigens auch etwas vorteilhafter, wenn so ein Lkw wegen Treibstoffmangel oder einer Notreparatur an der Anlage nicht abgeschleppt, sondern vor Ort wieder flott gemacht werden soll. Übrigens bei der Verflüssigung von Wasserstoff fast unmöglich, weil der in dem für längere Zeit ungekühlten Tank ankommend sofort erwärmt und gasförmig werden würde.








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