Oberleitungs-Lkw Doppelt so effizient

Die Oberleitung muss nicht dem Omnibus in der Innenstadt vorbehalten sein. Sie eignet sich auch für den schweren Lkw auf der Autobahn. Das hat Siemens im Rahmen des Projekts Enuba nachgewiesen. Das Folgeprojekt Enuba 2 ist die logische Weiterentwicklung und untersucht die Praxistauglichkeit für die Logistik. Martin Birkner, Leiter der Geschäftsentwicklung, und Holger Sommer, Verantwortlicher für die Technologieentwicklung und Leiter der Forschungsprojekte Enuba und Enuba 2, erklären gegenüber trans aktuell-Redakteur Matthias Rathmann, welches Potenzial ein Lkw unter Strom hat.

trans aktuell: Herr Birkner, Herr Sommer, Siemens wird nächstes Jahr in Kalifornien einen Abschnitt einer viel befahrenen Straße elektrifizieren und bis zu vier Oberleitungs-Lkw dort auf die Reise schicken. Die entsprechende Technik erproben Sie seit einigen Jahren auf einem Versuchsgelände in Groß Dölln. Nach dem Erstprojekt Enuba läuft dort bis Jahresende das Nachfolgeprojekt Enuba 2. Worum geht es genau?

Sommer: Beim Projekt Enuba ging es grundsätzlich darum, den Straßengüterverkehr umweltfreundlicher und effizienter zu gestalten, unser Elektro-Konzept zu erproben und die technische Machbarkeit nachzuweisen. Diesen Beweis haben wir geliefert. Beim Nachfolgeprojekt Enuba 2, das seit Mai 2012 läuft, steht die Optimierung und Erprobung der Alltagstauglichkeit im Vordergrund. Eine wesentliche Aufgabe war es, die neuen Teilsysteme so in das Zugfahrzeug zu integrieren, dass ein ganz normaler Sattelauflieger gezogen werden kann. Bei Enuba hatten wir eine elektrifizierte Strecke von 1,5 Kilometern, nun sind es 2,1 Kilometer inklusive der eingebauten Kurven. Wir nutzen weiterhin das Gelände eines ehemaligen Militärflughafens in Groß Dölln nördlich von Berlin.

Ihr neuer Projektpartner heißt Scania. Zuvor hatten Sie mit Daimler kooperiert und zwei Mercedes-Gliederzüge mit Oberleitungstechnik ausgerüstet. Sind die Actros-Lkw weiterhin in Groß Dölln unterwegs?

Birkner: Ja, die beiden Mercedes-Fahrzeuge betreiben wir nach wie vor. Mit ihnen fahren wir weitergehende Untersuchungen, etwa mit Blick auf Wirkungsgrad-Optimierungen oder auf mögliche weitere Adaptionen am Stromabnehmer. Zusammen mit dem umgebauten Scania-Zugfahrzeug haben wir damit eine Flotte von drei Lkw in Groß Dölln laufen.

Wie ergab sich die Zusammenarbeit mit Scania?

Birkner: Die ergab sich unter anderem durch gemeinsame Aktivitäten in Schweden. Das dortige Infrastrukturminist­erium unternimmt große Anstrengungen für einen nachhaltigen Gütertransport. Wir sind derzeit dabei, eine Ausführungsplanung für den Aufbau eines zwei Kilo-meter langen eHighway zwischen Borlänge und dem Hafen Gävle in Mittelschweden zu erstellen. Über diese Kontakte entstand auch bei Scania ein Interesse, mit uns zu kooperieren und ein Fahrzeug aufzubauen.

Wie untersuchen Sie die Praxistauglichkeit bei Enuba 2 konkret?

Sommer: Indem wir ein Fahrzeug erproben, das den Anforderungen von modernen Logistikunternehmen gerecht wird. Wir kommen ohne Einschränkungen im Laderaum aus. Die Teilsysteme, die wir in das Scania-Fahrzeug einbringen, nehmen deutlich weniger Platz in Anspruch und beschränken sich auf die Zugmaschine. Bei Enuba 2 setzen wir im Gegensatz zu Enuba nicht auf Gliederzüge, sondern auf einen Sattelzug. Beim Vorgängerprojekt Enuba hatten wir den Laderaum noch beschnitten. Es handelte sich um zwei Gliederzüge, bei denen ein Teil der Technik im vorderen Kofferaufbau verbaut war. Es stand die technische Machbarkeit und weniger die Integration in logistische Prozesse und Anforderungen im Vordergrund.

Enuba 2 läuft bis Jahresende, weshalb es auch noch keine Projektauswertung gibt. Für das Vorgängerprojekt liegen abschließende Ergebnisse vor. Welches ist die Haupterkenntnis?

Sommer: Wir haben die technische Machbarkeit des neuartigen Systems eindrucksvoll nachgewiesen, übrigens schon nach wenigen Wochen. Die Tests erfolgten unter realistischen Bedingungen, zum Beispiel bei voller Beladung und bei Geschwindigkeiten von 80 km/h. Die Projektlaufzeit betrug insgesamt nur 16 Monate, davon blieben zweieinhalb Monate für die Erprobung. Wir mussten damals erst einmal ein geeignetes Testgelände finden und die Fahrzeuge aufbauen. Ein kompakter Ergebnisbericht zu Enuba ist auf der Förderprogramm-Seite des Bundesumweltministeriums öffentlich zugänglich.

Trotzdem können Sie vielleicht ein paar Aussagen in Richtung Wirtschaftlichkeit oder Umwelteffekte treffen?

Birkner: Das System gibt Nutzern die Möglichkeit, treibhausgasneutral zu fahren. Was die wirtschaftliche Seite angeht, können wir festhalten, dass sich die Effizienz bei einer Elektrifizierung gegenüber einem Verbrennungs-betriebenem System nahezu verdoppelt. Die Verbindung von Stromabnehmer zum Fahrdraht hat eine Effizienz von mehr als 99 Prozent. Beim Dieselmotor muss man Wirkungsgradverluste akzeptieren, die immer mit der Verbrennung von fossilen Brennstoffen verbunden sind. Das ist ein enormer Vorteil, der sich in Litern beziehungsweise in Kilowattstunden pro Kilometer ausdrücken lässt. Stellt man hier Vergleiche an, stellt man fest, dass der Energiebedarf bei einem elektrifizierten System nur bei 50 Prozent des Energiebedarfs von einem Verbrennungssystem liegt.

Wenn nur die hohen Anschaffungskosten nicht wären.

Birkner: Stimmt. Wir erwarten aber, dass bei einer entsprechenden Nachfrage auch die Anschaffungskosten aufgrund von Skaleneffekten in der Produktion sinken werden. Ein weiteres Argument in Richtung Wirtschaftlichkeit ist die lange Lebensdauer des Gesamtsystems, das wir ebenfalls bewertet haben. Bahn-Elektrifizierungssysteme haben eine Lebensdauer von mehr als 30 Jahren. Das sollte dann sicherlich auch für Straßen-Elektrifizierungssysteme gelten. Das umgerüstete Fahrzeug hat ebenfalls keine kürzere Lebensdauer als ein konventioneller Lkw. Das Hauptargument für die Wirtschaftlichkeit ist für uns jedoch der höhere Energie-Wirkungsgrad.

Die Technik war für den Lkw bis dahin neu, im Bus oder bei der Bahn jedoch bekannt. Inwieweit war es von Vorteil, dass Siemens auch in diesen Bereichen aktiv ist?

Sommer: Wir haben von diesem Know-how stark profitiert. Die Antriebskomponenten stammen von Siemens. Der Generator und das Elektroaggregat sind Siemens-Lösungen, die heute schon in Hybrid-Stadtbussen im Einsatz sind. Der Stromabnehmer ist komplett neu entstanden, aber in starker Anlehnung an die Komponenten in unserer Bahnsparte. Doch weil das System anders als auf der Schiene nicht spurgeführt ist, gab es schon noch die eine oder andere Entwicklungsaufgabe.

Wie eng ist die Verwandtschaft mit Oberleitungsbussen?

Sommer: Es gibt eine gewisse Verwandtschaft zu den Stromabnehmern bei Oberleitungsbussen. Doch bei den sogenannten O-Bussen kann das sogenannte Eindrahten praktisch nur im Stillstand stattfinden. Wir haben es uns beim Lkw dagegen zum Ziel gesetzt, ein An- und Abbügeln des Stromabnehmers in möglichst allen Fahrsituationen, auch bei Geschwindigkeiten von bis zu 80 km/h, zu gewährleisten. Es gibt dadurch auch keine Einschränkungen für die anderen Verkehrsteilnehmer. Wir entwickeln die Ideen in Richtung Kompatibilität mit O-Bus-Systemen aber weiter.

Mit welcher Zielsetzung?

Sommer: Mit dem Ziel, Synergien zu suchen und zu nutzen. Das Thema O-Bus wird wieder populärer und erlebt teilweise eine regelrechte Renaissance. Es gibt in Deutschland nur noch wenige O-Bus-Systeme, weltweit sind es jedoch rund 300. Zum Beispiel kann man darüber nachdenken, die innerstädtischen Oberleitungen für unsere E-Trucks nutzbar zu machen, wenn diese im Verteilerverkehr tätig sind. Der Oberleitungs-Lkw müsste dann zwar noch die Strecke zwischen der Fernverbindung und der städtischen Distribution mit einer anderen Antriebsart überbrücken. Doch auch das ließe sich emissionsfrei oder -arm darstellen, etwa per Hybrid oder vollelektrisch, gespeist von ­einer Traktionsbatterie.

Die Personen

2010 Gesamtprojektleiter für die Projekte Enuba und Enuba 2 und leitet seit 2012 die Technologieentwicklung für das System eHighway. Der 45-Jährige studierte Elektrische Energietechnik an der Fachhochschule Südwestfalen in Soest und ist seit 1993 bei Siemens beschäftigt.

Martin Birkner ist seit 2012 für das eHighway-Geschäft zuständig. Zu seinen Aufgaben gehört es, globale Marktentwicklungen und Verkaufsaktivitäten zu beobachten. Der 31-Jährige studierte Mathematik in München und ist seit 2008 bei Siemens.