Stand der Elektrifizierung von Autobahnen: Markttreiber

Die meisten Nutzfahrzeughersteller und ihre Zulieferer setzen bei der Elektrifizierung auf langfristiges Wachstum. (Foto: Danfoss Editron)

(Anmerkung des Herausgebers: In diesem ersten Teil einer Serie zum Stand der Elektrifizierung von Autobahnen werfen wir einen Blick auf den Markt für kommerzielle Elektrofahrzeuge und seine zukünftige Entwicklung.)

In den letzten Jahren sind weltweit Hunderte Modelle kommerzieller Elektrofahrzeuge (EVs) auf den Markt gekommen. Die Anbieter wollen von der steigenden Nachfrage nach emissionsarmen und emissionsfreien Lösungen für den Straßenverkehr profitieren. Die Nachfrage nach diesen Fahrzeugen spiegelt diesen Anstieg jedoch noch nicht wider.

Eric Azeroual, Vizepräsident von On Highway, Danfoss Editron

Im Jahr 2022 verzeichnete die Internationale Energieagentur (IEA) weltweit fast 66.000 verkaufte Elektrobusse und 60.000 mittelschwere und schwere Elektro-Lkw. Dies entspricht 4,5 % des gesamten Busabsatzes und 1,2 % des gesamten Lkw-Absatzes weltweit. Von den verkauften Fahrzeugen blieben 80 % der Lkw und 85 % der Busse in China, wo sie produziert wurden.

„Die Elektrifizierung verläuft weltweit unterschiedlich schnell. China ist dabei führend, da das Land schon vor langer Zeit damit begonnen hat und die Lieferketten fest im Griff hat“, sagte Eric Azeroual, Vice President On Highway bei Danfoss Editron. „Die Elektrifizierungsrate wird dann von Europa – stark durch die Regierungspolitik in verschiedenen Städten vorangetrieben – und schließlich von den USA bestimmt, angeführt von einem großen Teil Kaliforniens, um dort die Emissionen zu reduzieren.“

In Nordamerika spiegeln die Zahlen kaum einen wachsenden Markt wider. „Wenn man sich die Produktionsdaten für die Klassen 3 bis 8 für 2023 ansieht, ist die Nachfrage nach wie vor sehr, sehr gering“, sagte Thomas Heck, Key Account Manager für Schwerlastkunden in der Region Amerika bei Schaeffler. „Insgesamt wurden in Nordamerika in dieser Klasse rund 630.000 Fahrzeuge produziert, von denen weniger als 6.000 batterieelektrisch sind. Zählt man noch ein paar hundert Brennstoffzellenfahrzeuge hinzu, liegt man immer noch bei weniger als 1 % des Gesamtmarktes.“

Das lange Spiel

Die meisten Nutzfahrzeughersteller und ihre Zulieferer planen die Elektrifizierung langfristig. Shaun Twomey, Global Market & Sales Lead der ZF-Division Commercial Vehicle Solutions, schätzt, dass derzeit weniger als 5 % der jährlich in Nordamerika gebauten mittelschweren und weniger als 2 % der schweren Nutzfahrzeuge Elektrofahrzeuge sind. Er geht jedoch davon aus, dass sich dies in den nächsten Jahren drastisch ändern wird.

„Wenn wir uns das Jahr 2030 genauer ansehen und dort eine Prognose abgeben würden, würden wir sagen, dass die Elektrifizierungsrate für mittelschwere Fahrzeuge auf fast 30 % und für schwere Fahrzeuge auf knapp 20 % steigt“, prognostizierte er. „Von den heute relativ niedrigen Elektrifizierungsraten zu nennenswerten Raten in sechs Jahren zu gelangen, halte ich für eine ziemlich interessante Entwicklung.“

Selbst wenn die Baurate von Elektrofahrzeugen im Jahr 2030 eher bei 15 % bzw. 5 % liegen sollte, wie Danfoss laut Azeroual erwartet, handelt es sich dennoch um ein deutliches Wachstum gegenüber dem aktuellen Niveau, das er bei etwa 2 % für mittelschwere und weniger als 1 % für schwere Nutzfahrzeuge bezifferte. Er fügte hinzu, dass der Anteil schwerer Nutzfahrzeuge bis 2030 bis zu 10 % erreichen könnte, abhängig von der entsprechenden Ladeinfrastruktur.

Thomas Heck, Key Account Manager für Schwerlastkunden in der Region Amerika, Schaeffler

„Wir stehen wirklich noch ganz am Anfang“, sagte er, „und es ist interessant zu sehen, wie sich das entwickeln wird.“

Mittelschwere Aufgaben führend

Laut Heck gibt es bestimmte Fahrzeuge, bei denen sich eine Null-Emissions-Strategie deutlich einfacher umsetzen lässt als bei anderen. „Das hängt mit dem Fahrzeugtyp, der Größe, dem zu transportierenden Gewicht und der zurückzulegenden Entfernung zusammen“, sagte er. „Und dann kommt es darauf an, wie gut das Fahrzeug Zugang zu Lademöglichkeiten hat.“

„Angesichts dessen, was wir heute über die Leistungsfähigkeit von Elektrofahrzeugen und ihre Grenzen wissen, würden wir sagen, dass Fahrzeuge mittlerer Nutzlast und/oder solche, die regelmäßig zu ihrem Heimatstandort zurückkehren, sich von Natur aus sehr gut für die Elektrifizierung eignen“, sagte Twomey.

Heck stimmte dem zu und fügte hinzu: „Es handelt sich um einen Lkw, der ein- oder mehrmals täglich zu seinem Heimatstandort, dem Depot, zurückkehrt und dort aufgeladen werden kann. Bei solchen Anwendungen ist es wirklich sinnvoll, sie zuerst zu elektrifizieren.“

AxTrax 2 LF (Low Floor) wurde für Linienbusse entwickelt. Die Niederflurkonstruktion ermöglicht es den Fahrgästen, durch den niedrigen Gang zu gehen, ohne dass eine Achse in der Mitte des Gangs einen Hügel bildet oder sie aufsteigen müssen, so ZF. (Foto: ZF Group)

Schulbusse und Lieferwagen werden voraussichtlich den nordamerikanischen Markt für kommerzielle Elektrofahrzeuge anführen. „Schulbusse fahren typischerweise immer die gleiche Route und sind vorhersehbar. Dasselbe gilt für mittelschwere Lieferwagen oder Stadt-Lkw. Sie fahren typischerweise vorhersehbare Routen und legen nicht mehr als 320 Kilometer pro Tag zurück“, bemerkte Azeroual. „Diese Fahrzeuge lassen sich aufgrund ihrer Reichweite am einfachsten elektrifizieren.“

Dieser 200-Meilen-„Sweet Spot“ gilt für eine Vielzahl von Fahrzeugen, wie zum Beispiel Lieferwagen der Klassen 4 und 5, Lieferfahrzeuge, Yard Spotter und mehr. „Basierend auf den Gesamtbetriebskosten (TCO) und den verfügbaren Rabatten und Anreizen können viele dieser Fahrzeugtypen in einem solchen Szenario heute auf Elektroantrieb umsteigen und sich lohnen“, sagte Twomey.

Selbst Schwerlastfahrzeuge wie Müllwagen mit ihren begrenzten und vorhersehbaren Routen erweisen sich als vielversprechende Kandidaten für die Elektrifizierung. „Wenn man bedenkt, wo diese Fahrzeuge eingesetzt werden (in Wohngebieten), Schulbussen, Müllwagen – ist es absolut sinnvoll, auf eine emissionsfreie Technologie umzusteigen“, sagte Heck.

„Die Ladeinfrastruktur ist heute die größte Hürde für die Elektromobilität bei Nutzfahrzeugen“, sagte Azeroual. „Ein Lkw mit einer Reichweite von 320 Kilometern benötigt eine Batterie mit etwa 250 kWh. Das bedeutet, dass man das Fahrzeug mit einem 22-kW-Ladegerät über Nacht zu einem vernünftigen Preis und mit angemessener Leistung laden kann. Die Herausforderung bei höheren Ladekapazitäten besteht darin, wie diese Fahrzeuge geladen werden, wie viel die Ladeinfrastruktur kostet und wer dafür aufkommt.“

Solche Fragen erschweren die Rechtfertigung einer Investition in Elektrofahrzeuge der Klassen 7 und 8. „Die gute Nachricht ist jedoch: Auch wenn diese Einschränkungen für Schwerlastfahrzeuge heute in gewisser Hinsicht bestehen, werden sie auch 2030 noch eine Rolle spielen“, sagte Twomey. „Allerdings deutlich weniger.“

Shaun Twomey, Leiter Global Market & Sales, ZF Commercial Vehicle Solutions

Gesamtbetriebskosten im Vergleich zum Verbrennungsmotor

Derzeit fallen die TCO-Berechnungen für gewerbliche Elektrofahrzeuge gemischt aus, was größtenteils auf den im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugen wesentlich höheren Anschaffungspreis zurückzuführen ist.

„Die Investition in ein batterieelektrisches Fahrzeug ist derzeit schwer zu rechtfertigen. Die Anschaffungskosten sind hoch“, sagte Heck. „Fuhrparkbetreiber wollen Geld verdienen und ihre Gewinne maximieren. Daher müssen sie überlegen, wie sie die höheren Anschaffungskosten für ein batterieelektrisches Fahrzeug kompensieren können.“

Die Kosten wurden durch die Inflation und die daraus resultierenden hohen Zinsen noch weiter in die Höhe getrieben. Auch Lieferengpässe spielen eine Rolle, da Batterien und ihre Hauptkomponenten größtenteils aus China kommen.

„Diese Fahrzeuge sind in der Anschaffung ohnehin teurer, daher ist es aufgrund der hohen Zinsen schwieriger geworden, Kunden davon zu überzeugen, das nötige Kapital für den Kauf dieser Lkw zu investieren“, sagte Azeroual. „Darüber hinaus benötigen sie auch noch die Ladeinfrastruktur, was ebenfalls kapitalintensiv ist.“

„Die gute Nachricht ist, dass für viele Nutzfahrzeuge – normalerweise in den unteren Klassen und für bestimmte Anwendungen, die häufig zu einem Heimatstandort zurückkehren – die Gesamtbetriebskosten im Vergleich zu ICE (Verbrennungsmotoren) bereits attraktiv sind“, behauptete Twomey.

„Die Rentabilität dieser Fahrzeuge, einschließlich der Wartungskosten, ist ein gutes Geschäftsmodell“, sagte Azeroual. „Elektrofahrzeuge haben im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugen sehr niedrige Wartungskosten. Und natürlich sind die Benzinpreise historisch gesehen volatiler und geopolitischen Ereignissen unterworfen. Die jährlichen Stromkosten sind tendenziell stabiler als die Benzinpreise.“

„Strom ist generell günstiger als Kraftstoff, das bietet einen gewissen Vorteil“, stimmte Heck zu. „Auch die Wartungskosten werden sich verringern. Eine einfachere Architektur und weniger bewegliche Teile erfordern weniger Wartung.“

„Am anderen Ende der Skala, wenn man beispielsweise einen schweren Langstrecken- oder Regionalzug der Klasse 8 betrachtet, ist die Elektrifizierung heute etwas schwieriger, und die Berechnung ist aufgegangen“, bemerkte Twomey. „Die Gesamtbetriebskosten für einen solchen Einsatz sind heute etwas anspruchsvoll.“

„Sobald die Gesamtbetriebskosten von batterieelektrischen und Diesel-Lkw ausgeglichen sind, werden wir in eine Situation kommen, in der sich alles selbst trägt“, sagte Thomas Heck von Schaeffler. Abgebildet ist die starre 3-in-1-E-Achse des Unternehmens. (Foto: KHL-Mitarbeiter)

Dennoch bleibt das TCO-Argument bestehen. „Wer heute einen klassischen Fernverkehrs-Lkw betreibt, muss über die gesamte Lebensdauer dieses Traktors mit Wartungskosten von über 200.000 Dollar rechnen“, schätzte Twomey. „Wir haben allen Grund zu der Annahme, dass Ihre Wartungskosten mit einem elektrifizierten Antriebsstrang um 20 %, 30 % oder sogar 40 % niedriger ausfallen werden … Das ist nicht zu verachten.“

Er prognostiziert einen Wendepunkt, an dem größere Elektrofahrzeuge gegenüber Dieselfahrzeugen sinnvoller werden. „Wenn wir uns beispielsweise eine regionale Anwendung der Klasse 8 ansehen, würden wir den Wendepunkt für die Gesamtbetriebskostenverschiebung vom heutigen Verbrennungsmotor zur Elektrifizierung wahrscheinlich in den späten 2020er Jahren sehen – also 2027/28, irgendwo dazwischen. Für eine lokale Klasse 8 wären es einige Jahre früher“, sagte Twomey.

Heck ist überzeugt: „Sobald die Gesamtbetriebskosten zwischen batterieelektrischen und Diesel-Lkw ausgeglichen sind, werden wir eine Situation erreichen, in der sich alles selbst trägt. Dieser Übergang wird so schnell voranschreiten, dass genügend Schwung vorhanden ist, um ihn wirklich voranzutreiben.“

Für mittelschwere Fahrzeuge wie Lieferwagen der Klassen 4–5 oder Kastenwagen verbessern sich die Bedingungen bereits heute. „Das heißt nicht, dass man einfach einen Elektro-Kastenwagen kaufen und fertig“, räumte Twomey ein. „Aber ich finde es ermutigend, dass die Elektrifizierung für viele dieser Fahrzeuge und Anwendungen, die bereits in der Branche im Einsatz sind, sinnvoll ist.“

Anreize sind wichtig

In manchen Fällen können staatliche Anreize dazu beitragen, die Anschaffungskosten stärker an die herkömmlicher Fahrzeuge anzugleichen.

„Wir sollten nicht außer Acht lassen, wie wichtig diese Maßnahmen zum jetzigen Zeitpunkt sind, sei es die Steuergutschrift des IRA (Infrastructure Reduction Act) für Nutzfahrzeuge oder die Förderung des Aufbaus einer Ladeinfrastruktur“, sagte Heck. „Das wird dazu beitragen, die langfristigen Kosten zu senken.“

Für Flotten sei es wichtig, sich an andere Akteure in der Wertschöpfungskette zu wenden, um staatliche Anreize für die Elektrifizierung zu nutzen, sagte Shaun Twomey von ZF. (Foto: ZF Group)

Während die IRA eine Kaufsteuergutschrift von bis zu 40.000 US-Dollar für die größten Fahrzeuge und eine Steuergutschrift von bis zu 100.000 US-Dollar pro Ladestation bietet, bietet das kalifornische Hybrid and Zero-Emission Truck and Bus Voucher Incentive Project (HVIP) Gutscheine im Wert von bis zu 150.000 US-Dollar für den Kauf qualifizierter emissionsfreier Fahrzeuge.

„Das ist ein wichtiger Aspekt bei einem elektrischen Schulbus“, sagte Azeroual. Mit einem Verkaufspreis von rund 350.000 US-Dollar sind E-Busse jedoch immer noch deutlich teurer als herkömmliche Schulbusse mit Verbrennungsmotor. „Der Grund, warum es in der Schulbusbranche funktioniert, ist die fast vollständige Subventionierung. Auf Bundesebene bietet das Clean School Bus Program Anreize für den Ersatz von Dieselbussen durch Elektrobusse. Es bietet bis zu 375.000 US-Dollar pro Bus für den Ersatz und zusätzlich 20.000 US-Dollar für die Ladeinfrastruktur. Für Schulen und Busbetreiber ist dies also ein Kinderspiel.“

„Wenn man sich einen schweren Elektro-Lkw ansieht, sind 150.000 Dollar immer noch viel Geld, aber wird das wirklich den Preisaufschlag wettmachen, den die Kunden dafür zahlen müssen?“, fragte er und verwies auf eine unveröffentlichte Preisschätzung von 500.000 bis 600.000 Dollar, wobei die Preise voraussichtlich je nach Hersteller variieren werden.

„Die Elektrifizierung ist für uns alle ein komplexes und neues Gebiet. Als Flottenbesitzer ist es schwierig, die Vielfalt der Anreize und Rabatte zu überblicken“, so Twomey. „Ich kann mir durchaus vorstellen, dass viele Flotten das als so herausfordernd, komplex und mysteriös empfinden, dass sie einfach die Hände über dem Kopf zusammenschlagen und sagen: ‚Weißt du was, ich bleibe beim Diesel.‘ Und ich verstehe die Motivation dafür.“

Er ermutigte Flottenbesitzer und deren Lieferanten jedoch, das Gespräch zu suchen. „Es ist wirklich wichtig, dass Flotten dabei andere Akteure in der Wertschöpfungskette um Hilfe bitten“, betonte Twomey. „Ob es sich um den lokalen Energieversorger, den OEM-Partner oder letztlich um den Partner des OEMs – einen Tier-1-Anbieter wie ZF – handelt, all diese Akteure spielen eine wichtige Rolle und möchten den Flotten helfen, zu verstehen: ‚Hier ist die Struktur der Anreize, die Sie auf Bundes- und Landesebene nutzen können. Hier erfahren Sie, was in Bezug auf den Infrastrukturbedarf Ihres lokalen Energieversorgers auf Sie zukommt. Und hier erfahren Sie, worüber Sie mit ihnen sprechen müssen, um Ihren Standort für Ladestationen optimal auszurüsten.‘“

„Ich denke, dass Gespräche dieser Art wirklich dazu beitragen können, die Bedenken einer Flotte etwas zu zerstreuen, wenn sie beginnt, erste Schritte in Richtung Elektrifizierung zu unternehmen.“