Der schwere Straßengüterverkehr ist in Deutschland und Europa jeweils für rund 7% der energierelevanten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Batterieelektrische Lkw sind eine vielversprechende Option, um die europäischen Klimaziele im schweren Straßengüterverkehr einzuhalten. Eine öffentliche Schnellladeinfrastruktur mit hoher Leistung gilt dabei als Voraussetzung für den Einsatz im Langstreckenverkehr. Diese Arbeit untersucht den Bedarf an öffentlicher Megawatt-Ladeinfrastruktur für schwere Nutzfahrzeuge in Deutschland im europäischen Kontext sowie dessen Auswirkungen auf den Markthochlauf batterieelektrischer Lkw. Zuerst wird der Bedarf an öffentlicher Megawatt-Ladeinfrastruktur anhand des regional aufgelösten Verkehrsaufkommens analysiert. Unter Berücksichtigung von Verkehren zwischen 1.630 Regionen in Europa und der lokalen Parkplatzverfügbarkeit wird mittels gemischt-ganzzahliger Optimierung ein minimales Ladestationsnetzwerk für Deutschland errechnet. Zusätzlich wird mit einem weiteren Ansatz, der Ladeinfrastruktur in regelmäßigen Abständen vorsieht, ein nutzerfreundlicheres Ladenetzwerk in verschiedenen Ausbaustufen entworfen. Im zweiten Schritt wird ein agentenbasiertes Modell entwickelt, das den gemeinsamen Markthochlauf öffentlicher Ladeinfrastruktur und batterieelektrischer Lkw in Deutschland bis 2050 simuliert. Unter Berücksichtigung von 2.410 Tagesfahrprofilen wird mittels zeitlich aufgelöster Fahrsimulation die technische Machbarkeit batterieelektrischer Lkw geprüft. Die ökonomische Bewertung der Einzelfahrzeuge erfolgt auf Basis der Gesamtkosten unter Berücksichtigung der Infrastrukturkosten. Die Simulation zeigt den marktgetriebenen Bedarf an öffentlicher Megawatt-Ladeinfrastruktur bis 2050 und dient als Input für die integrierte Infrastrukturplanung. Die Ergebnisse zeigen, dass für eine vollständige Flottenumstellung circa 5.000 Megawatt-Ladepunkte an wenigen Hundert Standorten in Deutschland nötig sind. Große Standorte mit geringem Abstand sind insbesondere an den Korridoren zwischen den Häfen in Belgien und den Niederlanden sowie Polen und Österreich notwendig. Aufgrund der hohen Energiemenge von circa 5 TWh jährlich an öffentlicher Megawatt-Ladeinfrastruktur in Deutschland bei nahezu vollständiger Flottenumstellung, kostet die Infrastruktur weniger als 0,1 €2020/kWh. Sie hat damit nur geringen Einfluss auf den mittelfristig in dieser Arbeit identifizierten hohen Kostenvorteil batterieelektrischer Lkw gegenüber Diesel-Lkw. Die Analysen zeigen, dass nur etwa 15% der Fahrzeuge, die für 30% der Fahrleistung verantwortlich sind, auf öffentliches Megawatt-Laden angewiesen sind. Mehr als die Hälfte der nach 2035 benötigten knapp 35 TWh elektrischer Energie kann an privater Infrastruktur mit weniger als 44 kW Leistung geladen werden. Zukünftig sollte die private Langsamladeinfrastruktur daher stärker berücksichtigt werden.


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    Titel :

    Electrification of road freight transport – public fast charging infrastructure and the market diffusion of battery electric trucks


    Beteiligte:
    Speth, Daniel Werner (Autor:in) / Wietschel, Martin (Akademische:r Betreuer:in) / Mitusch, Kay (Akademische:r Betreuer:in)

    Erscheinungsdatum :

    2024



    Medientyp :

    Buch


    Format :

    Elektronische Ressource


    Sprache :

    Englisch






    Public fast charging infrastructure for battery electric trucks - a model-based network for Germany

    Speth, Daniel / Plötz, Patrick / Funke, Simon et al. | Fraunhofer Publica | 2022

    Freier Zugriff


    Exploring public charging infrastructure requirements for short-haul electric trucks

    Whitehead, Jake / Whitehead, Jessica / Kane, Michael et al. | Taylor & Francis Verlag | 2022


    A charging infrastructure network for battery electric trucks in Europe

    Sauter, Verena / Speth, Daniel / Plötz, Patrick et al. | TIBKAT | 2021

    Freier Zugriff