Das E-Lkw Energiesystem

E-Lkw sind gekommen, um zu bleiben. Auch wenn noch vor einigen Jahren Wasserstoff als Energieträger der Zukunft für die Transportwirtschaft galt, so haben sich rein elektrische Lkw mittlerweile durchgesetzt. Die Zulassungszahlen steigen auch in Österreich und der Bestand entwickelt sich (zwar auf geringem Niveau) exponentiell!

E-Lkw Bestandsentwicklung. Bildquelle: BEÖ

Das E-Lkw Energiesystem

Moderne Transportunternehmen setzen heute vermehrt auf E-Lkw und beginnen rund um die E-Flotte ein autarkes und resilientes Energiesystem aufzubauen.

Ein solches Energiesystem haben wir für einen E-Lkw, der täglich im Depot laden kann, modelliert und die Wirtschaftlichkeit mit einem Verbrenner Lkw verglichen.

Dafür wurden folgende allgemeine Annahmen getroffen:

• Fahrleistung 125.000 km/Jahr, davon 70% mautpflichtig

• Verbrauch Verbrenner Lkw: 30 l/100 km, Dieselpreis 2 EUR/l

• Kosten für den Netzbezug werden mit 20 Cent/kWh angesetzt

• Der CO2 Preis steigt über die nächsten 20 Jahre moderat auf bis zu 200 EUR/t CO2e an.

• Nach jeweils 7 Jahren erfolgt eine Reinvestition in ein neues Fahrzeug

• Die Mehrinvestitionen des E-Lkws sind zum Start +230 TEUR und 2035 +100 TEUR. 2043 sind E-Lkw Standard.

• 3% Inflation, 5% Zinsen, Laufzeit 20 Jahre

• Förderungen für den E-Lkw und das elektrische System wurden in der Berechnung nicht berücksichtigt

Das E-Lkw Energiesystem besteht aus dem E-Lkw, einer PV-Anlage und einem Energiespeicher. Geladen wird in der Nacht im Depot. Aus der Batteriekapazität des E-Lkw von 600 kWh ergibt sich eine erforderliche Speichergröße von rund 650 kWh, damit Lade- und Entladeverluste und die Alterung abgedeckt werden können.

Der jährliche Stromverbrauch des E-Lkw liegt bei rund 160 MWh. Die Simulation ergibt eine dafür optimale PV-Installation von 100 kWp.

Simulation einer 100 kWp PV Anlage im Raum Wien zur optimalen Abdeckung des monatlichen Energiebedarfs von rund 13 MWh.

Aus der Modellierung eines gesamten Jahres auf Basis von 1-Stundenwerten ergibt sich ein PV-Eigenverbrauch von 115 MWh (Eigenverbrauchsquote von 91%) und ein darüber hinaus erforderlicher Netzbezug von 45 MWh. Das Energiesystem erreicht damit einen Autarkiegrade von rund 72%.

Detailsimulation von PV, Speicher und Ladeinfrastruktur

Wirtschaftlichkeit

Der wirtschaftliche Vergleich basiert auf den Kosten, die sich aus Tilgung und Zinsen für die Mehrinvestitionen, aus zugekaufter Energie (Diesel bzw. Netzbezug), Maut und Instandhaltung für das Energiesystem ergeben.

Im Vergleich zum Verbrenner ist das E-Lkw Energiesystem von Beginn an wirtschaftlicher, insbesondere durch die Mauterleichterung. Wir gehen jedoch davon aus, dass diese schrittweise zurückgenommen wird (Annahme in diesem Beispiel: keine Mautvorteil für E-Lkw ab 2031).

Entwicklung der Kosten für verschiedene Systeme in EUR/km

In den ersten Jahren ergibt sich ein jährlicher Vorteil von rund 20.000 EUR. Nach der Rücknahme der Mauterleichterung braucht es wieder drei Jahre, um auf einen ähnlich großen Vorteil zu kommen. Ab 2035 ist der jährliche Vorteil auf über 30.000 EUR angewachsen. Ab 2040 steigt dieser auf weit über 60.000 EUR und erreicht am Ende der zwanzigjährigen Laufzeit über 100.000 EUR pro Jahr.

In diesem Beispiel ist beim Start mit Mehrinvestitionen für das E-Lkw Energiesystem von über 680.000 EUR zu rechnen (E-Lkw, PV, Speicher, Trafo und Ladeinfrastruktur). Alternativ wurde auch ein E-Lkw alleine modelliert (ohne PV und Speicher, jedoch inklusive Ladeinfrastruktur). Bei geringeren Mehrinvestitionen am Beginn von rund 410.000 EUR ist auch dieser wirtschaftlicher als ein Verbrenner Lkw und in den ersten Jahren auch günstiger als ein gesamtes Energiesystem mit PV und Speicher. Über die gesamte Laufzeit ist das gesamte Energiesystem jedoch um rund 15% wirtschaftlicher als der reine E-Lkw mit eigener Ladeinfrastruktur.

Darüber hinaus könnte der CO2-Preise wesentlich rascher und stärker ansteigen als angenommen, was den Verbrenner Lkw mit der Zeit noch unwirtschaftlicher macht.

Auch ohne diese Effekte erhöht sich der wirtschaftliche Vorteil des elektrischen Systems über die Jahre signifikant! Der Barwert der Einsparungen über die gesamte Laufzeit beläuft sich beim E-Lkw Energiesystem auf rund 460.000 EUR.

Fazit

Bei geeigneten Touren (d.h. bei einem hohen Anteil an Laden im Depot) ist auch heute schon der Einsatz eines E-Lkw signifikant wirtschaftlicher als der eines Verbrenner Lkw.

Die aktuelle Schwierigkeit besteht vor allem in der hohen Anfangsinvestition für das elektrische System. Ist diese jedoch einmal getätigt, amortisiert sich das elektrische System jedenfalls innerhalb von 10 Jahren.