Elektro-Lkw wie der Tesla Semi sind laut einem Fahrzeugtechniker „sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch sinnlos“
Laut Tesla würde sich die Batterie für den Semi-Elektro-Lkw in nur 30 Minuten aufladen und genug Strom für 640 Kilometer liefern.
Transport & Environment, ein Konsortium europäischer Umweltorganisationen, führte eine Studie durch, in der der Energieverbrauch klassischer Diesel-Lkw mit dem von Elektrofahrzeugen auf Langstreckenfahrten verglichen wurde.
Obwohl Elektrofahrzeuge in der Studie positiv zu sein scheinen, äußerten sich mehrere Experten kritischer zu Teslas Ankündigungen.
Daimler, Renault, Volvo und Tesla arbeiten alle an großen Elektrofahrzeugen.
Während die Modelle traditioneller Hersteller eine maximale Fahrstrecke von 300 Kilometern haben, versucht Tesla, sich von der Konkurrenz abzuheben. Der Tesla Semi sollte ursprünglich in diesem Jahr auf den Markt kommen, und CEO Elon Musk hat kürzlich getwittert , er freue sich darauf, den Lkw in Produktion zu bringen.
Tesla sagte, der Semi hätte eine maximale Entfernung von 800 Kilometern und könnte mit 40 Tonnen in 20 Sekunden von 0 auf 100 Kilometer pro Stunde beschleunigen. Laut Tesla wird der Akku in 30 Minuten mit genügend Strom für 640 Kilometer aufgeladen, und der Lkw kostet etwa 180.000 US-Dollar.
Transport & Environment, ein Konsortium europäischer Umweltorganisationen, nimmt Teslas Pläne für das Semi ernst. Es wurde eine Studie durchgeführt, in der sechs Wissenschaftler den Energieverbrauch mit den Umweltkosten klassischer Diesel-Lkw mit denen von Elektro-Lkw auf Langstreckenfahrten verglichen.
Die Autoren untersuchten zwei Diesel-Lkw-Modelle: einen normalen Lkw mit einem Durchschnittsverbrauch von 33 Litern pro 100 Kilometer und einen aerodynamischeren Lkw mit einem Verbrauch von 22 Litern pro 100 Kilometer.
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Diesel-Lkw verbrauchen 2,2 bis 3,3 Kilowattstunden pro Kilometer, während ein durchschnittlicher Elektro-Lkw 1,44 kWh pro Kilometer benötigt und besonders fortschrittliche Modelle wie der Tesla Semi 1,15 kWh benötigen. Laut den Autoren zeigten die Berechnungen, dass ein batterieelektrischer Antrieb den Energieverbrauch um den Faktor 1,5 bis 2,9 reduzierte.
Mehrere Experten äußerten sich jedoch viel kritischer zu Teslas Ankündigungen.
"Die Batterie für einen Tesla Semi muss eine Kapazität von etwa 1.000 kWh pro 100 Kilometer und etwa 130 kWh haben", sagte Markus Lienkamp, Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik an der Technischen Universität München, gegenüber Business Insider. "Das ist technisch nicht einfach machbar und sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch sinnlos."
Martin Daum, Leiter der Daimler-Lkw-Sparte, ging noch einen Schritt weiter.
"Wenn Tesla dieses Versprechen wirklich einhält, werden wir natürlich zwei Lastwagen kaufen: einen zum Zerlegen und einen zum Testen, denn wenn das passiert, ist uns etwas passiert" , sagte er Anfang letzten Jahres zu Bloomberg . "Aber im Moment gelten in Deutschland und in Kalifornien die gleichen Gesetze der Physik."
Es gibt auch Probleme mit der Effizienz von Elektrofahrzeugen
Lienkamp sagte, er habe auch Probleme mit der Effizienz der elektrischen Antriebe gesehen.
Die Studie ergab, dass ein Diesel-Lkw-Motor auf Langstreckenfahrten einen Wirkungsgrad von 40% bis 45% und im Stadtverkehr mit Stau nur 10% hatte. Mit einem elektrischen Antrieb lag der Wirkungsgrad auf langen Strecken bei 90% und im Stadtverkehr bei 75%.
"Die Effizienz des für die LKW-Batterie verwendeten Strommix ist jedoch wichtig", sagte Lienkamp. "Wenn die Energie beispielsweise aus einem Gaskraftwerk stammt, sinkt der Gesamtwirkungsgrad schnell wieder auf 40%. Wenn andererseits 80% bis 90% des Stroms aus erneuerbaren Quellen stammen, wie in der EU geplant." EU für 2040 wären Fernlastwagen aus ökologischer Sicht attraktiv. "
Dies ist jedoch derzeit nicht der Fall.
Für die Autoren der Studie sind die Anforderungen an die Stromnetze die größte Herausforderung für Elektrofahrzeuge
Der Tesla Semi benötigt 1 Megawattstunde Strom für eine einzelne Ladung, ein Drittel des jährlichen Stromverbrauchs eines durchschnittlichen Haushalts der Europäischen Union.
Unter der Annahme der Semi-Ladungen an einer 1-Megawatt-Schnellladestation ergab die Studie, dass sie so viel Energie pro Jahr verbrauchen würde wie 2.500 EU-Haushalte.
Unter Verwendung der aktuellen Anzahl von Lkw in der EU und einer durchschnittlichen Entfernung von 50.000 Kilometern pro Jahr schätzten die Autoren den Energiebedarf für eine rein elektrische Lkw-Flotte in der EU auf 324 Terawattstunden, was ungefähr 10% der Energie entspricht in der EU im Jahr 2015 generiert.
Die Autoren schlugen verschiedene Lösungen vor, um zu verhindern, dass die Netzwerke unter diesem enormen Stromverbrauch zusammenbrechen.
Einerseits könnten LKWs meist nachts aufgeladen werden, wenn der Strombedarf geringer ist. Wenn ein Spediteur jedoch nachts Strom verbrauchen würde, müsste das Gebäude an ein Mittelspannungsnetz angeschlossen werden. Für lange Strecken, auf denen ein Fahrer die Nacht im LKW oder in einem Hotel verbringen könnte, müsste das Netz der Ladestationen ebenfalls massiv erweitert werden.
Laut der Studie ist auch ein vorrangiges Laden an Schnellladestationen möglich, wie Tesla es vor Augen hat. Dafür müsste das Stromnetz nicht nur erweitert, sondern auch wieder aufgebaut werden, da das schnelle Laden einer Flotte von fünf bis 50 Lkw mit der heutigen Technologie zwischen 1,5 und 20 Megawatt erfordern würde.
Um dies zu ermöglichen, schlugen die Autoren stationäre Stromspeicher, intelligente Stromnetze und Hochspannungsinfrastruktur in der Nähe von Schnellladestationen vor.
"Ich sehe das vielversprechendste Konzept für das Ladeproblem von Elektrofahrzeugen in austauschbaren Batterien", sagte er. "Ein LKW würde an einer bestimmten Station einfach eine leere Batterie durch eine volle ersetzen. Eine solche Änderung würde nur zwei bis drei Minuten dauern."
Wenn die Batterien nicht verwendet werden, könnten sie auch als Speicher für das Stromnetz verwendet werden, sagte der Fahrzeugtechniker. "In Zukunft könnte dieser Strom durch nicht genutzte LKW-Batterien geliefert werden, ohne dass ein wesentlicher Teil der Energie verloren geht."
Um die Gesamtkosten eines elektrischen Fernlastwagens mit denen eines Diesel-Lastwagens zu vergleichen, untersuchte Transport & Environment verschiedene Kostentypen.
Nach Angaben der Autoren der Studie sind Reparatur und Wartung für Elektro-Lkw halb so teuer wie für Diesel-Lkw, da das Antriebssystem viel einfacher ist und kein Getriebe vorhanden ist. Es gibt auch weniger Verschleiß beim Bremsen, da ein Teil der Bremsleistung zurück zum Motor geleitet werden kann.
Elektrofahrzeuge sind vorerst nur für kurze Strecken sinnvoll
Die Studie basiert auf dem aktuellen EU-Durchschnitt von 0,14 Euro pro kWh, den aktuellen Kosten einer Tesla-Schnellladung von 0,27 Euro / kWh und dem Versprechen von Tesla, diesen Preis in den USA langfristig auf 0,07 Euro / kWh zu senken.
Martin Wittmer vom Labor für Nutzfahrzeugtechnik der Fachhochschule Dresden stand Elektrofahrzeugen und Langstreckenfahrten viel skeptischer gegenüber.
"Batteriebetriebene Lastwagen sind realistisch für den Vertrieb, die Post oder die Müllabfuhr", sagte Wittmer. "Die heutigen Lithium-Ionen-Batterien sind jedoch zu schwer und zu teuer für den Transport von Waren über große Entfernungen und nach nur zwei bis drei Jahren." Ihre Speicherkapazität wird bereits deutlich zurückgehen.
"Ich sehe Motoren, die mit Erdgas betrieben werden, als Brücke für Fernlastwagen", fügte Wittmer hinzu. "Sie stellen keine Probleme mit Stickoxiden dar, sie stoßen deutlich weniger Kohlendioxid und Ruß aus als Dieselmotoren und sie geben die Hälfte des Geräusches ab. Langfristig sehe ich die Brennstoffzelle als besonders vielversprechende Option."
Lienkamp sagte: "Für Entfernungen von 500 Kilometern und mehr machen batteriebetriebene Lastwagen bis 2030 einfach keinen wirtschaftlichen Sinn. Bei Elektrofahrzeugen sind die Kosten für den Versuch, den CO2-Gehalt zu senken, einfach zu hoch."
Bei kurzen und mittleren Entfernungen wie 100 bis 200 Kilometern pro Tag ist die Situation anders. Je kürzer die Entfernung, die ein LKW pro Tag zurücklegt, desto sinnvoller ist ein vollständig elektrisches Fahrzeug.
"Bei einem Gewicht zwischen 3,5 und 7,5 Kilogramm in der Stadt oder für Fahrten zwischen den Städten werden Elektrofahrzeuge bald zur Selbstverständlichkeit", sagte der Experte.
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