elektrischer schwerlastverkehr im urbanen raum - Mobilitäts

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F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R A R B E I T S W I R T S C H A F T U N D O R G A N I S AT I O N I A O
ABSCHLUSSBERICHT
ELEKTRISCHER SCHWERLASTVERKEHR
IM URBANEN RAUM
STEFFEN RAIBER | HELGE SPINDLER | MARTIN FELDWIESER
F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F ÜR A R B E I T SW I R T S C H A F T U ND O R G A N I S A T I O N I A O
ELEKTRISCHER SCHWERLASTVERKEHR
IM URBANEN RAUM
Potenzialanalyse am Fallbeispiel des
Wirtschaftsraums Mannheim
ELEKTRISCHER SCHWERLASTVERKEHR IM
URBANEN RAUM
Potenzialanalyse am Fallbeispiel des
Wirtschaftsraums Mannheim
Dipl.-Ing. Steffen Raiber
Dipl.-Ing Helge Spindler
M.A. Martin Feldwieser
Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO
in Stuttgart.
Projektpartner:
Prof. Dr. Tobias Bernecker
Hochschule Heilbronn – Institut für Nachhaltigkeit in Verkehr und Logistik INVL
Inhalt
Ausgangssituation ............................................................................................ 6
1
1.1
Prämissen ............................................................................................................. 6
1.1.1
Zentrale Hypothesen ............................................................................................ 6
1.1.2
Elektrifizierung von Schwerlastverkehren über ein Hub-Konzept .......................... 7
1.1.3
Untersuchung anhand eines konkreten Fallbeispiels: Wirtschaftsraum
Mannheim .......................................................................................................................... 7
2
Zielsetzung ........................................................................................................ 9
3
Vorgehen ........................................................................................................... 10
3.1
Ursprüngliches Vorgehen auf Basis der Ausgangssituation ................................... 10
3.2
Anpassung des Untersuchungsrahmens und Entwicklung der übergeordneten
Vorgehensweise ................................................................................................................. 12
4
Elektrifizierungspotenzial im urbanen Schwerlastverkehr ........................... 15
4.1
Elektrifizierung des urbanen Wirtschaftsverkehrs als Potenzial für Städte und
Kommunen ........................................................................................................................ 15
4.1.1
Eignung des urbanen Wirtschaftsverkehrs für batterieelektrische Fahrzeuge ........ 15
4.1.2
Potenzial für Städte und Kommunen.................................................................... 16
4.2
Bestehende Ansätze zur Bestimmung des Elektrifizierungspotenzials in
gewerblichen Flotten .......................................................................................................... 17
4.3
Elektrifizierungspotenzial im Kontext des Projekts „Elektrischer
Schwerlastverkehr im urbanen Raum“ ................................................................................ 20
5
5.1
5.2
5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4
5.2.5
5.3
5.3.1
5.3.2
5.4
5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.4.4
5.5
5.5.1
5.5.2
5.5.3
5.6
5.6.1
5.6.2
5.6.3
5.6.4
5.7
Elektromobilität im Schwerlastverkehr .......................................................... 22
Übersicht der Fahrzeugklassen im Nutzfahrzeugbereich ....................................... 22
Übersicht alternativer Antriebskonzepte ............................................................... 24
Biokraftstoffe ....................................................................................................... 24
Komprimiertes Erdgas .......................................................................................... 24
Flüssiggas ............................................................................................................. 25
Wasserstoff- und Brennstoffzelle .......................................................................... 25
Elektromobile Antriebskonzepte........................................................................... 26
Komponenten eines batterieelektrischen Lkw ...................................................... 27
Batterie ................................................................................................................ 28
Motor und Getriebe ............................................................................................. 28
Aktuelle Marktübersicht ....................................................................................... 29
Leichte Lkw bis 7,5 Tonnen .................................................................................. 29
Schwerere Lkw bis 12 Tonnen.............................................................................. 31
Solo-Lkw Gesamtgewicht 12 bis 18 Tonnen ......................................................... 31
Sattelzugmaschinen ............................................................................................. 32
Ökologisches Potenzial ......................................................................................... 33
Well-to-Wheel Analyse ......................................................................................... 33
Fahrzeugherstellung ............................................................................................. 35
Lärmemissionen ................................................................................................... 36
Wirtschaftlichkeit ................................................................................................. 37
Kraftstoffverbrauch .............................................................................................. 37
Wartung und Reparatur ....................................................................................... 40
Investitionskosten................................................................................................. 40
Zusätzliche Einsparpotenziale ............................................................................... 41
Fazit ..................................................................................................................... 42
6
6.1
Ansatz „Umspann-Konzept“ ............................................................................ 43
Transportanalyse im Wirtschaftsraum Mannheim ................................................. 43
Fraunhofer IAO
Elektrischer Schwerlastverkehr
Hochschule Heilbronn
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6.1.1
Analyse der Schwerlastverkehre - Modellbasierte Abschätzung ............................ 44
6.1.1.1
Methodik ......................................................................................................... 44
6.1.1.2
Verkehrsaufkommen ........................................................................................ 46
6.1.1.3
Potenzialrechnung – Verkehrliche und ökologische Effekte .............................. 50
6.1.2
Befragung von Unternehmen ............................................................................... 55
6.1.2.1
Verladende Unternehmen ................................................................................ 55
6.1.2.2
Logistikunternehmen ........................................................................................ 55
6.2
Fazit und Anpassung des Projektrahmens ............................................................ 58
7
Neuer Ansatz „E-Logistik-Anwendungsfälle“................................................. 59
7.1
Beschreibung der E-Logistik-Anwendungsfälle ..................................................... 59
7.2
Analysepfad I: Elektrifizierungspotenzial im Wirtschaftsraum Mannheim auf
Basis der E-Logistik-Anwendungsfälle ................................................................................. 60
7.2.1
Verladende Unternehmen .................................................................................... 61
7.2.2
Logistikunternehmen ........................................................................................... 66
7.2.3
Zwischenfazit ....................................................................................................... 68
7.3
Analysepfad II: Elektrifizierungspotenzial von einzelnen Unternehmen im
Wirtschaftsraum Mannheim ............................................................................................... 69
7.3.1
Nutzungsmodelle – ein Ansatz zur Integration von Elektrifizierungspotenzialen
und Standortentwicklung in Logistikunternehmen .............................................................. 70
7.3.2
Unternehmensindividuelle Analyse der Elektrifizierungspotenziale ........................ 71
7.3.2.1
Fallstudie I: Unternehmen X.............................................................................. 74
7.3.2.2
Fallstudie II: Unternehmen Y ............................................................................. 81
7.3.2.3
Fallstudie III: Unternehmen Z ............................................................................ 89
7.3.2.4
Fazit zu den unternehmensindividuellen Analysen der
Elektrifizierungspotenziale .................................................................................................. 97
7.3.3
Rolle von Neuflächen für Logistikunternehmen im Kontext der Elektrifizierung
von Schwerlastverkehren .................................................................................................... 98
7.3.3.1
Fallstudie I (Unternehmen X)............................................................................. 103
7.3.3.2
Fallstudie II (Unternehmen Y) ............................................................................ 104
7.3.3.3
Fallstudie III (Unternehmen Z) ........................................................................... 106
7.3.4
Analysefazit - Nutzungskategorien zu Fläche und Elektrifizierung ......................... 108
7.3.4.1
Entwicklung und Anwendung einer Bewertungssystematik zu den
Parametern „Elektrifizierungspotenzial“ und „Fläche“ ....................................................... 109
7.3.4.2
Integrierende (Gesamt-)Bewertung von Elektrifizierungs- und
Flächenattraktivität ......................................................................................................... 112
7.3.4.3
Zur Interpretation der zusammengefassten Ergebnisse: .................................... 114
7.4
Übertragbarkeit der Projektvorgehensweise ......................................................... 116
8
Fazit und weiterer Forschungsbedarf ............................................................. 119
9
Anhang .............................................................................................................. 121
9.1
Integration der Erkenntnisse zu Elektrifizierungspotenzialen und
Flächennutzen .................................................................................................................... 121
9.2
Bewertung des unternehmensspezifischen (technisch machbaren)
Elektrifizierungspotenzials................................................................................................... 123
9.3
Bewertung des unternehmensspezifischen Gesamt-Elektrifizierungspotenzials ..... 124
9.4
Bewertung des Nutzenbeitrags und der Attraktivität einer Erweiterungsfläche
(aus Sicht eines Logistikunternehmens) ............................................................................... 125
9.5
Integrierende (Gesamt-)Bewertung von Elektrifizierungs- und
Flächenattraktivität ............................................................................................................. 127
9.6
Abschließende Anmerkungen zur Konzeption einer zukünftigen
Bewertungssystematik ........................................................................................................ 129
Fraunhofer IAO
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1
Ausgangssituation
Ausgangssituation
Die Diskussion über eine Elektrifizierung des urbanen Straßenverkehrs ist bis heute von
einer starken Fokussierung auf den motorisierten Individualverkehr geprägt. Im
Mittelpunkt stehen vor allem kleinere Fahrzeuge von Rollern bis hin zu Kleinwagen.
Inzwischen gibt es aber auch einige Projekte, die sich mit der Eignung vornehmlich
kleinerer elektrischer Nutzfahrzeuge für den innerstädtischen Güterverkehr
auseinandersetzen. Hier ist zum Beispiel das vom Fraunhofer IAO geleitete
Schaufenster-Projekt „Urbaner Logistischer Wirtschaftsverkehr“ zu nennen, bei dem
der Einsatz elektrischer Lieferfahrzeuge in der innerstädtischen Paketzustellung bei drei
großen Kurier-, Express- und Paketdienstleistern – Deutsche Post DHL, DPD und UPS –
erprobt und evaluiert wird.
Bisher beschränken sich im Wirtschaftsverkehr die meisten Projekte allerdings auf
kleinere Nutzfahrzeuge, die sogenannten leichten Nutzfahrzeuge unter 3,5t zGG und
die leichten Lkw bis unter 7,5t zGG (Nutzfahrzeugklasse N1). Vereinzelt finden sich
auch noch Projekte mit schwereren Elektro-Lkw bis unter 12t zGG (Nutzfahrzeugklasse
N2), die häufig im regionalen Verteilerverkehr eingesetzt werden. Im Bereich der
schweren Nutzfahrzeuge N3 (Lkw ab 12t zGG) beschränken sich die Aktivitäten bisher
auf oberleitungsbasierte Systeme oder hybridisierte Lkw. Diese Schwerpunktsetzung
resultiert dabei aus der generellen Annahme, dass schwere Lkw überwiegend auf der
Langstrecke zum Einsatz kommen und dass für dieses Anwendungsfeld kurz- und
mittelfristig keine rein batteriebasierten tragfähigen Elektro-Lkw-Konzepte verfügbar
sind bzw. sein werden.
An dieser Stelle setzt das Projekt „Elektrischer Schwerlastverkehr im urbanen Raum“
an: Auch wenn das Haupteinsatzgebiet schwerer Lkw die Langstrecke ist, findet sich
dieser Nutzfahrzeugtyp auch auf den innerstädtischen Straßenverkehrsnetzen wieder,
so auch in den Großstädten Baden-Württembergs. Die negativen Auswirkungen dieser
Fahrzeuge auf die Lebensqualität der Stadtbewohner sind im Vergleich zu kleineren
Fahrzeugen überproportional groß. Dies gilt vor allem für die lokalen Lärm- und
Schadstoffemissionen.
Aus diesem Grund wurden das Fraunhofer IAO und die Hochschule Heilbronn vom
Ministerium für Finanzen und Wirtschaft Baden Württemberg damit beauftragt, im
Zuge des Projekts „Elektrischer Schwerlastverkehr im urbanen Raum“ diese
innerstädtischen Schwerlastverkehre näher zu untersuchen, um sie hinsichtlich ihres
Elektrifizierungspotenzials bewerten zu können. Das Projekt „Elektrischer
Schwerlastverkehr im urbanen Raum“ wurde durch die Wirtschaftsförderung der Stadt
Mannheim sowie die Industrie- und Handelskammer Rhein-Neckar unterstützt.
1.1
Prämissen
Für die Konzeption und Durchführung des Projekts „Elektrischer Schwerlastverkehr im
urbanen Raum“ wurden in enger Zusammenarbeit mit den Auftraggebern der Studie
zunächst unterschiedliche Annahmen getroffen und Arbeitshypothesen entwickelt, die
den beteiligten Forschungspartnern auftragsgemäß als Ausgangspunkt dienten. Diese
Prämissen werden im Folgenden näher erläutert.
1.1.1
Zentrale Hypothesen
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Die Basis für das zu untersuchende Konzept bilden die folgenden Hypothesen. Sie
dienten dem Projekt als Ausgangspunkt, waren aber gleichzeitig im gesamten
Projektverlauf kritisch zu prüfen und ggf. zu modifizieren:

Beim innerstädtischen Schwerlastverkehr handelt es sich größtenteils um QuelleZiel-Verkehr, d.h. entweder der Herkunfts- oder der Bestimmungsort der Fahrt liegt
außerhalb des Stadtgebiets. Da für die Elektrifizierung von Langstrecken-Lkw
aktuell noch keine tragfähigen Konzepte verfügbar sind, war ein Konzept zu
prüfen, bei dem Trailer, Wechselbrücken oder Container auf einem Logistik-Hub
am Stadtrand von konventionellen auf elektrisch angetriebene Lkw umgeladen
oder umgesattelt werden können bzw. Teilladungspartien von einem
konventionell angetriebenen auf ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug umgeladen
werden, welches dann die Ladung zu ihrem finalen Bestimmungsort im Stadtgebiet
bringt bzw. von einem Versender im Stadtgebiet abholt.

Auch wenn sich rein elektrisch angetriebene batteriegespeiste schwere Lkw aus
heutiger Sicht nicht für die Langstrecke eignen, so gibt es doch genügend weitere
Einsatzmöglichkeiten im Nah- und Regionalbereich („letzte Meile“), die vor allem in
Ballungsräumen interessant erscheinen. Dort machen diese Verkehre, bei denen
die Reichweite der Fahrzeuge eine weitaus geringere Rolle spielt als im Fernverkehr,
einen nicht unwesentlichen Teil an der Gesamtfahrleistung aus.

Der Einsatz von elektrischen Lkw (nur) auf der letzten Meile macht die
Verfügbarkeit und Entwicklung von stadtnahen Logistikflächen erforderlich, an
denen der Umschlag von Gütern bzw. Behältern von konventionellen auf elektrisch
angetriebene Lkw erfolgen kann.

Die Anschaffung und der Betrieb von elektrisch angetriebenen Lkw sind kurz- und
mittelfristig unter rein betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten für die
Frachtführer noch nicht attraktiv. Möglicherweise bietet aber die Kombination mit
dem Konzept eines stadtnahen Logistik-Hubs die Chance, durch Vorteile wie das
Angebot einer zeitlichen Pufferung zur Einhaltung von Lieferfenstern ,
Mehrwertdienstleistungen sowie durch nternehmensübergreifende Synergieeffekte
den beim Einsatz von elektrischen Lkw derzeit noch zu erwartenden
wirtschaftlichen Nachteil kompensieren oder sogar überkompensieren zu können.
1.1.2
Ausgangssituation
Elektrifizierung von Schwerlastverkehren über ein Hub-Konzept
Im Projekt war zunächst ein Hub-Konzept vorgesehen, welches im Wesentlichen auf
den oben aufgeführten Hypothesen beruhen sollte. Das Hub-Konzept sollte dabei zwei
Ziele erfüllen: Der Hub sollte einerseits als Umschlagpunkt die grundsätzliche
Möglichkeit der Entkopplung des Langstrecken-Schwerlastverkehrs vom urbanen
Schwerlastverkehr ermöglichen, mit dem Ziel den urbanen Teil elektrisch zurücklegen
zu können. Andererseits war es das Ziel des Hub-Konzepts, über eine direkte
Autobahnanbindung und eine günstige Lage die zu erwartenden wirtschaftlichen
Nachteile einer Elektrifizierung des innerstädtischen Schwerlastverkehrs (in erster Linie
durch die deutlich höheren Anschaffungskosten der Fahrzeuge) zu kompensieren oder
im Idealfall durch die Logistikfläche sogar einen Vorteil generieren zu können, der als
Anreiz für die Nutzung elektrischer Lkw dienen könnte.
1.1.3 Untersuchung anhand eines konkreten Fallbeispiels: Wirtschaftsraum
Mannheim
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Sowohl dem Auftraggeber als auch den beauftragten Forschungspartnern war es
besonders wichtig, die Studie in engem Austausch mit Unternehmen Xus der Logistikund Transportwirtschaft sowie mit der verladenden Industrie durchzuführen. Durch die
Nähe zur Praxis wurde sichergestellt, dass die erarbeiteten Konzepte nicht an der Praxis
vorbeigehen und dass neben der technischen Machbarkeit auch wirtschaftliche
Rahmenbedingungen in die Betrachtung mit einfließen.
Ausgangssituation
Durchgeführt wurde die Studie am Beispiel des Wirtschaftsraums Mannheim. Mit einer
Vielzahl von vor Ort ansässigen Industrieunternehmen sowie der – daraus resultierend –
am Standort Mannheim ebenfalls stark vertretenen Logistik- und Transportwirtschaft,
und seiner verkehrsgünstigen Lage eignet sich Mannheim besonders gut als
Untersuchungsraum für die Möglichkeit einer (Teil-) Elektrifizierung von
Schwerlastverkehren. Durch den aktuell stattfindenden Rückzug der US-Streitkräfte
werden zudem in den kommenden Jahren in Mannheim große städtische Flächen frei,
welche den Kriterien der im Projekt vorgesehenen Logistik-Fläche entsprechen, so dass
auch die aus einem Hub-Konzept hervorgehenden Potenziale mit einem gewissen
Realitätsbezug evaluiert werden konnten.
Die Untersuchung war dabei so anzulegen, dass die Ergebnisse nicht nur für Mannheim
Gültigkeit haben sollten, sondern dem Grunde nach auch auf andere Großstädte und
Wirtschaftsregionen in Baden-Württemberg übertragbar sein sollten.
Abbildung 1: Ausgangspunkt: Potenziale des Hub-Konzepts für einen wirtschaftlichen
Betrieb elektrisch angetriebener Lkw am Fallbeispiel Mannheim
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2
Zielsetzung
Zielsetzung
Das wesentliche Ziel des Projekts „Elektrischer Schwerlastverkehr im urbanen Raum“ ist
die Identifikation von möglichen Anwendungsfeldern für den Einsatz
batterieelektrischer Lkw sowie das Aufzeigen der dabei notwendigen
Rahmenbedingungen hinsichtlich Fahrzeugentwicklung und Logistikprozessen. Darüber
hinaus soll der Einfluss der Verfügbarkeit von Logistikflächen zur Unterstützung des
Elektrifizierungsprozesses betrachtet werden.
Ausgangspunkt war die Untersuchung der Machbarkeit und die Konzeptentwicklung
für einen innerstädtischen elektrischen Schwerlastverkehr mit Trailern, die in einem
Logistikhub (Green Logistic Park) am Stadtrand auf ein elektrisches Zugfahrzeug
umgesattelt werden. Dabei sollte die Ausgestaltung eines Gesamtsystems aus
Fahrzeugen, Logistikprozessen und einem Logistikhub erarbeitet werden. Im Laufe des
Projekts hat sich jedoch gezeigt, dass das betrachtete Umspann-Konzept nicht
praxistauglich ist. Zudem wurde klar, dass eine Pauschallösung unmöglich den
Interessen einer Vielzahl an Unternehmen gerecht werden kann. In der Folge hat sich
die Zielsetzung im Projekt leicht verschoben, um das Hauptziel, die Identifizierung von
Anwendungsfeldern für batterieelektrische Lkw, nicht aus den Augen zu verlieren.
Die exklusive Fokussierung auf ein Umspann-Konzept wurde durch eine Bewertung von
unterschiedlichen Konzepten zur Elektrifizierung von Schwerlastverkehren in
technischer und wirtschaftlicher Hinsicht ersetzt. Dabei sollte die Formulierung und
Demonstration von konkreten Anwendungsbeispielen in enger Zusammenarbeit mit
der regionalen Wirtschaft erfolgen, um die Tragfähigkeit und Praxisrelevanz der
Konzepte zu gewährleisten.
Einen weiterer Schwerpunkt des Projekts sollte die Schaffung einer fundierten
Grundlage zur Unterstützung eines umsetzungsorientierten Dialogs zwischen
verladenden Unternehmen, Logistikunternehmen sowie den öffentlichen Akteuren
hinsichtlich des Themas Elektromobilität im Schwerlastverkehr sein. Dazu wurden im
Laufe des Projekts die jeweils unterschiedlichen Perspektiven der beteiligten Akteure
auf dieses Thema untersucht und aufbereitet sowie hinsichtlich vorhandener Synergien
überprüft.
Abschließend wurden die am konkreten Beispiel des Wirtschaftsraums Mannheim
definierten Arbeitsschritte zu den Grundzügen einer allgemein anwendbaren Methodik
weiterentwickelt, um das Elektrifizierungspotenzial von Schwerlastverkehren auch in
weiteren Ballungsräumen in Baden-Württemberg bewerten zu können.
Im Gegensatz zu anderen Vorgehensweisen wird dabei nicht nur eine
Betrachtungsebene untersucht (z.B. Fuhrpark). Vielmehr wird das
Elektrifizierungspotenzial auf unterschiedlichen Ebenen von der Stadtebene über die
Unternehmensebene bis hin zu einzelnen Streckenprofilen im Unternehmen betrachtet.
Über die Verknüpfung der unterschiedlichen Ebenen entsteht so ein Zusammenhang
zwischen der strategischen Verkehrsplanung einer Stadt und der operativen
Logistikplanung einzelner Unternehmen.
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3
Zielsetzung
Vorgehen
3.1 Ursprüngliches Vorgehen auf Basis der
Ausgangssituation
Die Aufgabenstellung im Projekt „Elektrischer Schwerlastverkehr im urbanen Raum“
sah zunächst vor, ein Konzept zu prüfen, bei dem Trailer im Rahmen von
langlaufenden Quelle-Ziel-Verkehren mit Herkunfts- oder Bestimmungsort Mannheim
auf einer Fläche im Mannheimer Norden (Coleman-Barracks) von konventionellen auf
elektrische Zugmaschinen umgespannt werden, um von dort elektrisch an ihren
Bestimmungsort im Mannheimer Stadtgebiet transportiert zu werden. Dieses Konzept
wird im Folgenden als Green Logistic Park bezeichnet.
Abbildung 2: Zu prüfender Ansatz, Arbeitsschritte und Vorgehensweise
Für die Erarbeitung eines Gesamtsystems aus elektrisch angetriebenen Lkw, neu
gestalteten Logistikprozessen und den dafür notwendigen Flächen und Infrastrukturen
am Beispiel Mannheim waren wie in Abb. 2 dargestellt drei Arbeitsschritte vorgesehen.
Diese bauen jeweils aufeinander auf.
1. Analyse des Schwerlastverkehrs
In diesem Arbeitspaket war zunächst ein Überblick über die in Mannheim anfallenden
Schwerlastverkehre zu schaffen. Hierfür waren zunächst die für das Projekt relevanten
Schwerlastverkehre mit Fahrzeugen ab einem zulässigen Gesamtgewicht ab 12 Tonnen
zu identifizieren. Im nächsten Schritt waren die Verkehre nach Verkehrsbeziehungen zu
gliedern und wesentliche Versender („Quellen“) und Empfänger („Senken“) im
Stadtgebiet zu identifizieren. Insbesondere sollte in diesem Arbeitspaket das
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Schwerlastverkehrsaufkommen relevanter Industrieunternehmen und
Logistikdienstleister in Mannheim untersucht werden, mit dem Ziel später geeignete
Partner für Pilotanwendungen und das Green Logistic Park-Konzept identifizieren zu
können.
Zielsetzung
2. Potenzialbewertung
In diesem Arbeitspaket waren auf Basis der Ergebnisse der Schwerlastverkehrs-Analyse
die aus dem Green Logistic Park-Konzept hervorgehenden Potenziale näher zu
beleuchten und zu bewerten. Die Potenzialbewertung umfasst dabei sowohl die
(gesamtwirtschaftliche) Perspektive der Stadt Mannheim als auch die (vornehmlich
einzel- bzw. betriebswirtschaftliche) Perspektive der ortsansässigen Logistik-, Handelsund Industrieunternehmen.
Aus städtischer Sicht werden vor allem die aus dem Konzept resultierenden
Auswirkungen auf Gesamtstadtebene betrachtet. Hierzu zählen insbesondere die
Auswirkungen auf das Gesamtverkehrsaufkommen sowie die möglichen Reduktionen
von CO2-Emissionen und Lärm.
Aus Unternehmenssicht sollten vor allem die aus dem Konzept hervorgehenden
Potenziale für den wirtschaftlichen Betrieb elektrischer Lkw betrachtet werden. Dabei
war sowohl auf eine mögliche Reduktion der laufenden Betriebskosten des jeweiligen
Lkw-Fuhrparks als auch auf die wirtschaftlichen Potenziale eines stadtnahen LogistikHubs einzugehen.
3. Umsetzungskonzept
Das dritte Arbeitspaket sah vor, aus den Ergebnissen der Schwerlastverkehrs-Analyse
sowie der Potenzialbewertung ein Konzept für einen Green Logistic Park auf den
Flächen der (ehemaligen) Coleman Barracks im Mannheimer Norden zu entwickeln. In
die Konzeptentwicklung sollten bereits interessierte Partner-Unternehmen integriert
werden.
Das Umsetzungskonzept umfasst dabei die jeweils benötigten Flächen, Infrastrukturen
und Logistikprozesse. Es sollte zudem als Grundlage für die Ermittlung der
unternehmensübergreifenden Synergie- und Einsparpotenziale dienen, die einen
wirtschaftlichen und damit konkurrenzfähigen Betrieb elektrisch angetriebener Lkw
ermöglichen sollten.
Um die Praxisnähe sicherzustellen war es erforderlich, Iterationsschleifen vorzusehen.
Die Zwischenergebnisse der einzelnen Arbeitspakete wurden über den gesamten
Projektverlauf hinweg wiederholt mit den Auftraggebern und mit den beteiligten
Unternehmen diskutiert und hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit bewertet. Auf dieser
Grundlage konnte die Gesamtvorgehensweise bei Bedarf angepasst werden.
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Zielsetzung
Abbildung 3: Iterative Vorgehensweise im Projekt
3.2 Anpassung des Untersuchungsrahmens und
Entwicklung der übergeordneten Vorgehensweise
Das Vorgehen im Projekt „Elektrischer Schwerlastverkehr im urbanen Raum“ sah von
Beginn an die Möglichkeit einer nachträglichen Anpassung des Untersuchungsrahmens
vor. Von dieser Möglichkeit sollte insbesondere dann Gebrauch gemacht werden,
wenn die Zwischenergebnisse Abweichungen von den Ausgangshypothesen aufzeigen
sollten.
Im Verlauf des Projekts haben schließlich sowohl die Verkehrsanalyse mit
anschließender Potenzialrechnung als auch die Experten-Interviews
(Logistikunternehmen) gezeigt, dass das ursprünglich zu prüfende, in Kapitel 1.1
beschriebene, Umspann-Konzept nicht tragfähig ist. Dabei hat die Verkehrsanalyse
ergeben, dass durch das Umspann-Konzept kaum eine Reduzierung des
Gesamtverkehrsaufkommens und der daraus resultierenden Schadstoffemissionen zu
erwarten ist. Gleichzeitig haben die Experteninterviews mit Logistikunternehmen
gezeigt, dass ein solches Umspann-Konzept in der Praxis aus verschiedenen Gründen
nur schwer umsetzbar ist.
Aus diesem Grund wurde im Rahmen des Projektes eine neue, iterative
Vorgehensweise entwickelt, die es erlaubt, unterschiedliche Ansätze zur Elektrifizierung
von Schwerlastverkehren auf unterschiedlichen Betrachtungsebenen hinsichtlich ihrer
Praxistauglichkeit zu prüfen. Die ursprünglich geplanten Arbeitsschritte bis zur
Anpassung des Projektrahmens sind Teil dieser Prüfung. Sie werden in Kapitel 6
ausführlich zusammen mit entsprechenden Zwischenergebnissen erläutert.
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Zielsetzung
Abbildung 4: Darstellung der übergeordneten Projektvorgehensweise bis zur
Anpassung des Projektrahmens
Nachdem sich das Umspannkonzept alleine als nicht tragfähig erwiesen hatte, wurde
die revidierte Grundhypothese formuliert, dass es – zumindest im Wirtschaftsraum
Mannheim – keine Standardlösung zur Elektrifizierung von Schwerlastverkehren geben
kann, die in unterschiedlichsten Unternehmen auf gleiche Art und Weise angewendet
werden kann.
Vielmehr wurden in enger Zusammenarbeit mit einer Reihe an Logistikunternehmen (in
Form eines großen Workshops und durch Einzelinterviews) drei unterschiedliche ELogistik-Anwendungsfälle entwickelt, die für den Einsatz von batterieelektrischen Lkw
vielversprechend erscheinen. Diese drei Anwendungsfälle wurden im weiteren
Projektverlauf in Form von Fallstudien mit interessierten Unternehmen weiter
spezifiziert, bis hin zu konkreten E-Logistik-Anwendungsprofilen für elektrische Lkw in
einem jeweils realen Unternehmenskontext.
In den Fallstudien wurde nicht nur auf das Elektrifizierungspotenzial, sondern weiterhin
auch auf die potenzielle Rolle von Logistikflächen eingegangen. Allerdings wurden die
Themen Elektrifizierung und Fläche nun losgelöst voneinander betrachtet, um die
genaue Funktion beziehungsweise Rolle der Logistikfläche im Gesamtkonzept näher
bestimmen zu können.
Abbildung 5 zeigt das Vorgehen im Projekt „Elektrischer Schwerlastverkehr im urbanen
Raum“ nach der Anpassung des Projektrahmens. Dieses bildet später die Grundlage für
die Entwicklung eines allgemein anwendbaren Vorgehensmodells, um daraus einen
Leitfaden für Städte entwickeln zu können, welche die Elektrifizierung von urbanen
Schwerlastverkehren aktiv vorantreiben wollen.
Die unterschiedlichen Betrachtungsebenen des Vorgehensmodells, in Abbildung 5
dargestellt als Analysepfad I und II, werden in Kapitel 4.3 näher erläutert.
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Zielsetzung
Abbildung 5: Darstellung der übergeordneten Projektvorgehensweise nach Anpassung
des Projektrahmens
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4
Elektrifizierungspotenzial im urbanen
Schwerlastverkehr
Elektrifizierungspotenzial im
urbanen Schwerlastverkehr
Der Begriff Elektrifizierungspotenzial wird im Zusammenhang mit dem
Straßengüterverkehr zum einen im Kontext von gewerblichen Flotten verwendet. Er
beschreibt dort die Eignung einer Flotte für den Einsatz von (batterie-)elektrischen
Fahrzeugen. Zum anderen wird der Begriff aktuell oft auch in Verbindung mit der
These verwendet, dass sich der Wirtschaftsverkehr allgemein gut für den Einsatz
elektrischer Nutzfahrzeuge eignet.
Im ersten Fall bezieht sich das Elektrifizierungspotenzial auf konkrete Fahrzeuge, ist
messbar und kann auf Basis unterschiedlicher Eigenschaften der jeweils untersuchten
Flotte abgeleitet werden. Im zweiten Fall bezieht sich der Begriff auf das
gesamtwirtschaftliche Potenzial, welches sich aus der Elektrifizierung von Fahrzeugen
ergibt, beispielsweise die mögliche Einsparung von Schadstoff- und Lärmemissionen für
Städte und Kommunen.
Nachfolgend wird zunächst die generelle Eignung des Wirtschaftsverkehrs für den
Einsatz von batterieelektrischen Fahrzeugen diskutiert. Anschließend erfolgt ein kurzer
Überblick über bestehende Ansätze zur Erhebung des konkreten
Elektrifizierungspotenzials in gewerblichen Flotten, um den Begriff dann hinsichtlich
seiner Verwendung im Projekt „Elektrischer Schwerlastverkehr im urbanen Raum“
abzugrenzen.
4.1 Elektrifizierung des urbanen Wirtschaftsverkehrs als
Potenzial für Städte und Kommunen
In diesem Unterkapitel wird zunächst auf die generelle Eignung elektrischer Fahrzeuge
für den Einsatz im urbanen Wirtschaftsverkehr eingegangen. Anschließend wird das
damit verbundene Potenzial aus der Perspektive von Städten und Kommunen erläutert.
4.1.1 Eignung des urbanen Wirtschaftsverkehrs für batterieelektrische
Fahrzeuge
Elektrisch angetriebene Lieferfahrzeuge eignen sich auf Grund unterschiedlicher
Faktoren besonders für den Einsatz im innerstädtischen Wirtschaftsverkehr.
Das Potenzial ergibt sich dabei vor allem aus den Wechselwirkungen zwischen den
technischen Eigenschaften elektrischer Antriebe und den Eigenschaften des
innerstädtischen Verkehrs: Zum einen wirken sich die Vorteile elektrischer Antriebe
gegenüber konventionellen Antriebskonzepten im innerstädtischen Wirtschaftsverkehr
noch deutlicher aus als im Individualverkehr, und zwar aufgrund der häufigen Bremsund Anfahrvorgänge und der überproportional hohen Emissionen des
Wirtschaftsverkehrs; zum anderen lassen sich die reichweitebedingten technischen
Nachteile in der innerstädtischen Tourenplanung aufgrund der begrenzten
Tourenlängen entsprechend berücksichtigen und relativ gut kompensieren bzw. sogar
umgehen.
Die Vorteile äußern sich dabei zunächst in der deutlich höheren Effizienz elektrischer
Antriebe. Durch die Möglichkeit zur Rückspeisung und Speicherung von Bremsenergie
wird der ohnehin schon sehr hohe Wirkungsgrad elektrischer Antriebe im dichten
innerstädtischen Verkehr noch weiter erhöht und damit der externe Energiebedarf
weiter reduziert.
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Die technischen Nachteile elektrischer Antriebe – im Wesentlichen noch immer die
begrenzte Reichweite in Kombination mit verhältnismäßig langen Ladezeiten –
schränken allerdings im Nutzfahrzeugbereich die potenziellen Einsatzgebiete noch stark
ein. Im Vergleich zum Individualverkehr können jedoch kommerzielle
Fuhrparkbetreiber, vor allem Transport- und Logistikunternehmen, in der Regel mit
geringem Aufwand ihren Fuhrpark hinsichtlich der potenziellen Nutzbarkeit von
elektrischen Fahrzeugen analysieren und Einsatzbereiche identifizieren, für die keine
betrieblichen Einschränkungen bestehen. Hier ist vor allem der städtische
Wirtschaftsverkehr ein prädestiniertes Einsatzfeld: Tourenlängen zwischen 50km und
100km, zahlreiche und regelmäßige Stopps sowie ein hoher Anteil periodischer
Verkehre begünstigen oftmals sogar die Nutzung von elektrischen Lieferfahrzeugen. 1
Im Rahmen der Studie galt es unter anderem, zu prüfen, ob sich für den im Zuge der
vorliegenden Studie betrachteten Schwerlastverkehr ≥12t zGG die aufgeführten
positiven Effekte noch in stärkerem Maß auswirken als in den leichteren
Nutzfahrzeugklassen (siehe unten sowie Kapitel 5).
4.1.2
Potenzial für Städte und Kommunen
Aus städtischer Perspektive macht vor allem das Potenzial zur Schadstoff- und
Lärmminderung das elektrisch angetriebene Fahrzeug interessant. So sind elektrische
Antriebe im lokalen Kontext hinsichtlich verschiedener Luftschadstoffe wie
Stickstoffdioxid und Feinstaub emissionsfrei und auch die Lärmbelastung ist wesentlich
geringer als bei konventionellen Antrieben.
Im Wirtschaftsverkehr besteht durch den Einsatz von batterieelektrischen Fahrzeugen
ein besonders großes Potenzial zur lokalen Einsparung von Schadstoff- und
Lärmemissionen im Stadtverkehr. So entfallen beispielsweise gemäß LuftschadstoffEmissionskataster Baden-Württemberg auf leichte und schwere Nutzfahrzeuge rund 28
% des CO2-Ausstoßes, 53 % der Stickstoffoxid-Emissionen und 41 % des anfallenden
Feinstaubs im Straßenverkehr. Demgegenüber beträgt der Anteil der Fahrleistung
leichter und schwerer Nutzfahrzeuge am Gesamtverkehrsaufkommen BadenWürttembergs nur 11 %, d.h. diese Fahrzeuge tragen überproportional zum
Schadstoffausstoß bei. 2
Bei der Lärmbelastung ergibt sich ein ähnliches Bild. Laut Messungen der Landesanstalt
für Umwelt, Messungen und Naturschutz des Landes Baden-Württemberg (LUBW) ist
ein Lkw bei 50 km/h im Durchschnitt 20-mal lauter als ein Pkw. 3 Durch den Einsatz
elektrischer Lkw ist vor allem im innerstädtischen Bereich mit Geschwindigkeiten unter
50 km/h von einer deutlich niedrigeren lokalen Lärmbelastung auszugehen. Laut einer
Studie des Laboratory of Environmental Acoustics (LAE) der Universität Lyon aus dem
Jahr 2013 ist ein elektrisch angetriebener Lkw (Hybrid-Lkw im rein elektrisch
angetriebenen Betriebsmodus) mit einem zulässigen Gesamtgewicht von 18 t bei einer
Rollgeschwindigkeit von 20 km/h 8,4 dB(A) leiser als ein vergleichbares Modell mit
1
Vgl. Steffen Raiber (2014). Einschätzung der Potenziale und der Marktentwicklung elektrischer
Lieferfahrzeuge. in: Broschüre Elektromobilität im städtischen Wirtschaftsverkehr. Deutsches Institut für
Urbanistik, Berlin
2
Gebhart-Graf, Claus, u. a. (2012). Luftschadstoff-Emissionskataster Baden-Württemberg 2010. Karlsruhe
3
LUBW – Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (2014). Straßenlärm.
verfügbar unter https://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/347/ (abgerufen im Oktober 2014)
Fraunhofer IAO
16 | 129
konventionellem Antrieb. 1 Dies entspricht annähernd einer Halbierung der
wahrgenommen Lautstärke.
Allerdings ist auf Gesamtstadtniveau zunächst nicht davon auszugehen, dass durch
eine steigende Anzahl elektrischer Fahrzeuge der Straßenverkehrslärm abnimmt. Laut
einem Positionspapier des Umweltbundesamtes von 2013 würde sich selbst bei der von
der Bundesregierung bis 2020 angestrebten Anzahl von einer Million
Elektrofahrzeugen in Deutschland der Lärmpegel an einer auf 30 km/h begrenzten
Stadtstraße nur um 0,1dB(A) reduzieren. 2 Dies liegt noch nicht im wahrnehmbaren
Bereich. Trotzdem kann in Städten bereits heute durch den gezielten Einsatz
elektrischer Fahrzeuge eine situative Verbesserung erzielt werden. Grundsätzlich gilt
das für alle Situationen, in denen das Antriebsgeräusch konventioneller Fahrzeuge
gegenüber den Abrollgeräuschen dominiert, was bei Pkw bis circa 25 km/h der Fall ist.
Im Wirtschaftsverkehr kann der positive Effekt noch deutlich stärker sein, da zumindest
im Schwerlastbereich die Motorengeräusche sogar bis 50km/h überwiegen. So können
elektrische Lieferfahrzeuge vor allem in lärmempfindlichen Stadtteilen und bei relativ
niedrigen Geschwindigkeiten einen erheblichen Beitrag zur Verbesserung der
Lärmsituation leisten.
4.2 Bestehende Ansätze zur Bestimmung des
Elektrifizierungspotenzials in gewerblichen Flotten
Wie bereits eingangs erwähnt beschreibt der Begriff Elektrifizierungspotenzial im
Zusammenhang mit gewerblichen Flotten zunächst die allgemeine Eignung einer Flotte
für den Einsatz von batterieelektrischen Fahrzeugen auf Basis von bestimmten
Eigenschaften der Flotte.
So bietet beispielsweise das Fraunhofer IAO seit 2011 den Service
„elektromobilisiert.de“ an, der Fuhrparkbetreibern die Chance bietet, ihre Flotte
hinsichtlich der Einsatzpotenziale für Elektrofahrzeuge analysieren zu lassen. Dabei
werden die Flottenfahrzeuge über einen definierten Zeitraum beobachtet sowie
Fahrdaten aufgezeichnet, gesammelt und mit Hilfe einer Software ausgewertet. Ziel ist
es, zu prüfen, wie viele Fahrten durch elektrische Fahrzeuge abgedeckt werden
könnten, welche Fuhrparkzusammensetzung sinnvoll ist und welche ökonomischen
und ökologischen Chancen sich daraus eröffnen.
1
M.A. Pallas et al (2013). Noise emission assessment of a hybrid electric mid-size truck. IFSTTAR, Laboratory
of Environmental Acoustics (LAE), University of Lyon. France
2
Umweltbundesamt (2013). Positionspapier Kurzfristig kaum Lärmminderung durch Elektroautos. Abgerufen
im Oktober 2014 unter
http://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/377/dokumente/position_kurzfristig_kaum_laer
mminderung_im_verkehr.pdf
Fraunhofer IAO
17 | 129
Abbildung 6: Vorgehensweise Service-Angebot "elektromobilisiert.de" des Fraunhofer
IAO zur Bestimmung des Elektrifizierungspotenzials von gewerblichen Flotten
Trotz der Verfügbarkeit von ausgereiften Analyse-Werkzeugen wie dem eben
erwähnten ist es in der Praxis sinnvoll, zunächst eine Vorauswahl von
vielversprechenden Flotten zu treffen, bevor eine detaillierte und damit aufwendige
Analyse des Fuhrparks erfolgt. Schulz et al schlagen dazu in ihrem Beitrag
„Elektrifizierung von Fahrzeugflotten“ 1 eine Klassifizierung von Flotten nach
unterschiedlichen Merkmalen vor, die es erlaubt zunächst mit vergleichsweise geringem
Aufwand auf ein zu erwartendes Elektrifizierungspotenzial zu schließen:
Flottengröße
Eine große Flotte erhöht die Chance, dass durch einen ausgewogenen Fuhrparkmix die
eingeschränkte Reichweite der Elektrofahrzeuge durch konventionelle Fahrzeuge
kompensiert werden kann.
Aktionsradius
Zum Aktionsradius zählen sowohl die täglichen und jährlichen Fahrleistungen und die
Nutzungshäufigkeit, als auch die Einsatzhäufigkeit in unterschiedlichen Straßenräumen
(Stadtverkehr, Überlandfahrten, Autobahn). Der Aktionsradius bestimmt somit die
technische Auslegung des elektrischen Fahrzeugs.
Vorhersagbarkeit der Routen
Planbare und periodisch auftretende Fahrten erlauben eine bedarfsgerechte Auslegung
des Antriebstrangs und des Batteriesystems.
Park- und Ladezeit
Im Normalfall sind in gewerblichen Flotten Standzeiten planbar, so dass notwendige
Ladezeiten der Batterie im Flotten-Management berücksichtigt werden können.
Fahrzeuge
In gewerblichen Flotten spielen die erforderliche Nutzlast sowie das benötigte
Ladevolumen eine große Rolle. Es muss daher geprüft werden, ob – auch unter
Berücksichtigung des Batteriegewichts – elektrische Fahrzeuge mit den erforderlichen
Leistungsdaten verfügbar sind.
Nutzungsstrategie
1
Schulz et al (2012). Elektrifizierung von Fahrzeugflotten. In: ATZ – Automobiltechnische Zeitschrift, Januar
2012, Volume 114, Issue 1, pp 86-92
Fraunhofer IAO
18 | 129
Hierzu zählen vor allem die benötigte Nutzungsdauer und die Einsatz-Flexibilität. Die
Nutzungsdauer bezieht sich dabei auf den geplanten Zeitraum, in dem das
entsprechende Fahrzeug im Unternehmen zum Einsatz kommen wird. Sie stellt eine
wesentliche Eingangsgröße für die Bestimmung der Fahrkostenkosten dar.
Remarketing
In die Betrachtung der Total-Cost-of-Ownership eines Fahrzeuges fließt auch der
erwartete Wiederverkaufswert ein, was oft die Entscheidung hinsichtlich eines
bestimmten Fahrzeugtyps und der Fahrzeugausstattung beim Kauf beeinflusst. Bei
elektrischen Fahrzeugen sind Prognosen hinsichtlich des Wiederverkaufswerts aktuell
noch schwierig.
Weitere Unternehmensinteressen
Hier fließen übergeordnete Themen aus der jeweiligen Unternehmensstrategie wie das
Image oder der Stellenwert der „Grünen Logistik“ im Unternehmen ein, aber auch
betriebliche Vorteile durch Elektrofahrzeuge, wie beispielsweise eine Sondererlaubnis
zur Nachtbelieferung oder Ähnliches.
Diese Klassifizierungsmerkmale eignen sich zur Vorauswahl von Flotten, die für den
Einsatz von elektrischen Fahrzeugen als vielversprechend betrachtet werden können.
Zur eigentlichen Bestimmung des Elektrifizierungspotenzials ist hingegen eine
differenzierte Methodik erforderlich, wie sie nachfolgend beispielhaft nach Schulz et al
dargestellt ist:
Abbildung 7: Methodik zur Bestimmung des Elektrifizierungspotenzials in gewerblichen
Flotten nach Schulz et al
Die Vorgehensweise nach Schulz et al. ist ähnlich wie im Projekt
„elektromobilisiert.de“ des Fraunhofer IAO. Während „elektromobilisiert.de“ jedoch
darauf abzielt, bereits verfügbare Elektrofahrzeuge auf Basis ihrer Leistungsdaten je
nach Bedarf in bestehende Flotten zu integrieren, fokussiert sich die Methodik von
Schulz et al auf eine bedarfsgerechte Auslegung der Fahrzeuge und setzt damit bereits
in der Fahrzeugentwicklung an.
Beide Ansätze haben gemeinsam, dass sie die eigentlichen Nutzer von elektrischen
Fahrzeugen – Unternehmen mit eigenem Fuhrpark – adressieren. Im Mittelpunkt
stehen dabei die Interessen des jeweiligen Unternehmens und die Rolle der
Elektromobilität in der Unternehmensstrategie beziehungsweise die daraus
hervorgehenden ökonomischen und ökologischen Potenziale.
Fraunhofer IAO
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4.3 Elektrifizierungspotenzial im Kontext des Projekts
„Elektrischer Schwerlastverkehr im urbanen Raum“
Aus dem erheblichen volkswirtschaftlichen Potenzial der Elektromobilität im urbanen
Wirtschaftsverkehr, insbesondere im Schwerlastverkehr, lässt sich ein gesteigertes
Interesse der Städte ableiten, dass lokale Unternehmen elektrisch angetriebene Lkw im
innerstädtischen Verkehr einsetzen. Trotz dieses Potenzials und des Vorhandenseins
von Werkzeugen zur Bewertung des spezifischen Elektrifizierungspotenzials von
gewerblichen Flotten, sind diese Fahrzeuge in der Praxis aber bisher von geringer
Bedeutung.
Auf der einen Seite ist es aus heutiger Sicht für öffentliche Akteure oft noch schwierig,
das Potenzial auf Stadtebene konkret zu verorten und zu erschließen, da die Logistikund Transportwirtschaft auf einer komplexen Akteurs-Struktur basiert, was die
Identifikation von geeigneten Ansprechpartnern erschwert. Es ist erforderlich, zu
wissen, welche Anforderungen die Logistik- und Transportwirtschaft gegenüber ihren
Kunden erfüllen muss, wie entsprechende Logistikprozesse organisiert sind, welche
Zuständigkeiten jeweils bei den Logistikunternehmen selbst, bei Subunternehmen oder
bei den verladenden Unternehmen liegen und als Folge daraus, wer für das Thema
Elektromobilität im Schwerlastverkehr der richtige Ansprechpartner ist. Konkret stellen
sich folgende Fragen:



Welche Unternehmen haben Interesse bzw. sind geeignet für eine (Teil-)
Elektrifizierung ihres Schwerlastverkehrs?
Welcher konkrete Mehrwert für die Lebensqualität in den Städten ist durch die
Elektrifizierung von Schwerlastverkehren zu erwarten?
In welcher Form kann eine Stadt die Elektrifizierung von Schwerlastverkehren
unterstützen (z.B. das im Projekt zu prüfende Green Logistic Park-Konzept) oder
sogar vorantreiben?
Auf der anderen Seite bestehen bei den Unternehmen der Logistik- und
Transportwirtschaft oftmals noch Wissensdefizite und Bezug auf das Thema
Elektromobilität. Wie in Kapitel 1 beschrieben werden schwere Lkw (N3) primär im
Zusammenhang mit langlaufenden Verkehren gesehen, für die sich batterieelektrische
Lkw-Konzepte kurz- und mittelfristig nicht eignen werden. In Folge dessen werden
elektrische Lkw hinsichtlich ihrer Leistungsdaten momentan nicht wirklich ernst- und
der technische Fortschritt in diesem Bereich kaum wahrgenommen.
Hinzu kommt der hohe Wettbewerbsdruck in der Logistik- und Transportwirtschaft,
welcher einen weiteren Einflussfaktor auf die kritische Sicht der Unternehmen
gegenüber dem Thema Elektromobilität darstellt. Durch die höheren
Anschaffungskosten der Fahrzeuge besteht die Gefahr, Logistik- und
Transportdienstleistungen nicht mehr konkurrenzfähig anbieten zu können. Aus
Unternehmenssicht stellen sich dabei im Wesentlichen folgende Fragen:



Wie wirkt sich der Einsatz von elektrischen Lkw auf die Wirtschaftlichkeit des
Unternehmens aus und welche Vorteile ergeben sich daraus?
Wie leistungsfähig sind elektrische Lkw bzw. was ist momentan aus
technologischer Sicht möglich?
Welchen Einfluss hat der Einsatz von elektrischen Lkw auf bestehende Prozesse
und welche betrieblichen Änderungen ergeben sich daraus?
Das Projekt „Elektrischer Schwerlastverkehr im urbanen Raum“ verfolgt den Ansatz die
aus heutiger Sicht voneinander losgelösten Betrachtungsebenen der öffentlichen und
privaten Akteure auf Stadtebene miteinander zu verknüpfen, um bestehende Barrieren
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abzubauen, Wissenslücken zu schließen und die Diskussion um eine Elektrifizierung des
Schwerlastverkehrs auf eine operative und umsetzungsorientierte Ebene zu bringen.
Die dabei entwickelte Methodik ist als Leitfaden zu verstehen.
Die Betrachtung des Elektrifizierungspotenzials erfolgt dabei sowohl aus
unterschiedlichen Perspektiven als auch auf unterschiedlichen Maßstabsebenen, um
unter Berücksichtigung der jeweils verschiedenen Interessenslagen und
Rahmenbedingungen tragfähige Konzepte für den Einsatz batterieelektrischer Lkw zu
entwickeln.
Abbildung 8: Unterschiedliche Betrachtungsebenen im Projekt
Fraunhofer IAO
21 | 129
5
Elektromobilität im Schwerlastverkehr
Elektromobilität im
Schwerlastverkehr
Um bei der Ermittlung von Elektrifizierungspotenzialen auf einer aktuellen Grundlage
aufbauen zu können, soll nachfolgend ein Überblick über aktuelle Entwicklungen im
Bereich elektrisch angetriebener Lkw gegeben werden. Hierzu erfolgt zunächst eine
Unterscheidung von unterschiedlichen Nutzfahrzeug-Typen nach Fahrzeugklassen und
eine Festlegung der für das Projekt „Elektrischer Schwerlastverkehr im urbanen Raum“
relevanten Fahrzeug-Typen. Anschließend erfolgt ein Überblick über alternative
Antriebskonzepte im Lkw-Bereich; sie dient der Abgrenzung der im Projekt
untersuchten batterieelektrischen Lkw von anderen elektromobilen Konzepten. Zudem
werden die wesentlichen technischen Komponenten batterieelektrischer Lkw
aufgezeigt und erläutert.
Einen weiteren Schwerpunkt des Kapitels bildet die ökologische und ökonomische
Bewertung elektrischer Lkw. Dabei wird in erster Linie auf eine aktuell veröffentlichte
Effizienz- und Wirtschaftlichkeitsanalyse der ETH Zürich zu dem bei der Brauerei
Feldschlösschen eingesetzten – und auch im vorliegenden Projekt zu
Demonstrationszwecken vorgestellten – 18t E-Lkw der Firma E-Force Bezug
genommen. 1 So wird sichergestellt, dass die aktuellsten, derzeit verfügbaren
empirischen Daten zum Praxis-Einsatz elektrischer Lkw in der vorliegenden Studie
Berücksichtigung finden.
Dieses Kapitel bildet im weiteren Projektverlauf die Basis für die Beurteilung der
technisch bedingten Praxistauglichkeit elektrischer Lkw, insbesondere im Rahmen der in
Kapitel 7.3 durchgeführten Fallstudien und der daraus entwickelten E-LogistikAnwendungsprofile.
5.1
Übersicht der Fahrzeugklassen im Nutzfahrzeugbereich
Fahrzeuge des Güterkraftverkehrs („Güterkraftfahrzeuge“) werden im allgemeinen
Sprachgebrauch oft als Lastkraftwagen (Lkw) bezeichnet. Technisch und
zulassungsrechtlich lassen sie sich nach unterschiedlichsten Kriterien voneinander
abgrenzen. Besonders häufig wird die Abgrenzung nach der zulässigen Gesamtmasse
des Fahrzeugs (in der StVZO als „zulässiges Gesamtgewicht (zGG)“ bezeichnet)
gewählt. Diese setzt sich aus dem Leergewicht und der maximal zulässigen Zuladung
eines Fahrzeugs oder einer entsprechenden Kombination aus Fahrzeug und Anhänger
bzw. Auflieger zusammen.
Die Unterteilung der verschiedenen Fahrzeugklassen wird darüber hinaus durch
rechtliche Rahmenbedingungen wie Führerscheinklassen, Geltung der Lenk- und
Ruhezeitenverordnung oder Mautpflicht bestimmt. Angelehnt an die bestehenden
Vorschläge zu einer Standardisierung des Nutzfahrzeugsektors durch die Europäische
Union bietet es sich an, drei verschiedene Nutzfahrzeuggruppen mit fünf verschiedenen
Gewichtsklassen zu bilden.
1
Schneider (2014). Effizienz- und Wirtschaftlichkeitsanalyse des elektrischen 18 t Lastwagens E-FORCE von
Feldschlösschen Getränke AG. Bericht des Instituts für Werkzeugmaschinen und Fertigung (IWF) der
Eidgenössischen Technische Hochschule (ETH) Zürich.
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Fahrzeugklasse/Einsatzbereich
Gesamtgewicht
Leichte Nutzfahrzeuge (N1): oftmals
Dienstleistungs- und Lieferfahrzeuge
< 3,5t
Leichte Lkw (N1):
z.B. zur Auslieferung im Nahverkehr
eingesetzt
3,5 t7,5t
Schwerere Lkw (N2): eingesetzt zur
Auslieferung im Regionalverkehr und
zum Transport von Volumengütern
7,5 – 12t
Schwere Lkw N3:
Solo-Lkw im Fernverkehr oder
Motorwagen eines Gliederzuges im
Güterfernverkehr
>12t
Sattelzugmaschinen (in der Regel N3):
Güterfernverkehr
bis
40/44t
Schwerlastverkehr
Abbildung 9: Übersicht der Nutzfahrzeugklassen im Straßengüterverkehr 1
Eine zahlenmäßig besonders wichtige Gruppe bilden die Nutzfahrzeuge unter 3,5 t
zGG. Diese zählen zwar nicht zu den Fahrzeugen des gewerblichen Güterkraftverkehrs
gemäß Güterkraftverkehrsgesetz (GüKG), aber dennoch zu den Nutzfahrzeugen. Dort
machen sie in Deutschland mehr als 75 % des Gesamtbestandes aus. Im
Gewichtsbereich unter 3,5 t zGG werden zudem auch mit Lastkrafträdern,
motorisierten Zweirädern und Pkw gewerbliche Güterbeförderungen durchgeführt.
Neben den leichten Nutzfahrzeugen spielen leichte Lkw mit einem zulässigen
Gesamtgewicht von bis zu 7,5 t zGG und schwerere Lkw mit einem zulässigen
Gesamtgewicht von bis zu 12 t zGG für die innerstädtische Belieferung eine wichtige
Rolle. Sie erlauben den Transport von Volumengütern bei vergleichsweise kompakten
Abmessungen und können somit – anders als größere und schwerere Fahrzeuge – im
oftmals beengten räumlichen Kontext der Innenstädte relativ flexibel agieren.
In der Fahrzeugkategorie über 12 t zGG ist es im Kontext der vorliegenden Studie
sinnvoll, zwischen Solo-Lkw, Gliederzügen (als Kombination aus Motorwagen und
Anhänger) und Sattelzügen zu unterscheiden. Solo-Lkw befördern die Ladung auf einer
eigenen Ladefläche während Sattelzugmaschinen die Ladung bauartbedingt nicht
selber tragen, sondern einen Sattelauflieger ziehen, der die Ladung aufnimmt.
Glieder- und Sattelzüge werden oft im Güterfernverkehr eingesetzt. Dennoch kommt
diesen Fahrzeugklassen auch im Innenstadtbereich über Konsolidierungs-Konzepte, im
1
Shell Deutschland Oil GmbH (2010): Shell Lkw-Studie – Fakten, Trends und Perspektiven im
Straßengüterverkehr bis 2030. Online: http://www.shell.de/content/dam/shellnew/local/country/deu/downloads/pdf/publications-2010truckstudyfull.pdf , abgerufen am 07.11.2014
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Rahmen von Baustellenverkehren oder im Ladungsverkehr von großen Versendern bzw.
Empfängern von Ware eine wichtige Rolle zu. 1
Schwerlastverkehr
Der in der vorliegenden Studie genutzte Begriff des schweren Nutzfahrzeugs wird
weder in der StVZO noch in der amtlichen Güterkraftverkehrsstatistik verwendet. Er
findet sich aber u.a. in Art. 2 der Wegekostenrichtlinie 1999/62/EG und bezeichnet
dort Fahrzeuge des Güterkraftverkehrs ab 3,5 t zGG. Übertragen in die Terminologie
des GüKG sind damit grundsätzlich alle Fahrzeuge des gewerblichen
Güterkraftverkehrs gleichzeitig auch schwere Nutzfahrzeuge. Enger gefasst ist der
Begriff des schweren Nutzfahrzeugs hingegen z.B. in der Nr. 3.1 der Förderrichtlinie für
De-Minimis-Beihilfen im Güterkraftverkehr in Deutschland. Dort werden – in
Anlehnung an die bis 2014 in Deutschland geltende Gewichtsuntergrenze für die LkwMaut – als schwere Nutzfahrzeuge nur Nutzfahrzeuge des Güterkraftverkehrs mit
einem zGG von mindestens 12 t bezeichnet. In diesem Sinne wird der Begriff auch in
der vorliegenden Untersuchung verwendet; der Begriff des Schwerlastverkehrs steht
entsprechend für den Güterkraftverkehr mit Fahrzeugen und Sattelzügen über 12 t
zGG.
5.2
Übersicht alternativer Antriebskonzepte
Jenseits der klassischen Dieseltechnologie werden derzeit verschiedene alternative
Antriebstechnologien auf ihre spezifische Eignung zur Verbesserung der Energiebilanz
und zur Verringerung der Klimawirkung des Straßengüterverkehrs geprüft. Der Fokus
der vorliegenden Untersuchung liegt dabei auf dem Einsatz elektrischer
Antriebssysteme. Um das Potenzial des elektrischen Antriebs aufzeigen zu können, soll
nachfolgend zunächst das Spektrum alternativer Antriebskonzepte im
Nutzfahrzeugbereich überblicksartig aufgezeigt werden.
5.2.1
Biokraftstoffe
Biokraftstoffe wie Biodiesel aus Raps, Soja, Palmöl oder Altöl werden bereits heute
flächendeckend als Beimischungen oder in Reinform im Nutzfahrzeugbereich
angewandt. Mit Biodiesel kann der CO2-Ausstoß deutlich verringert werden.
Biokraftstoffe unterscheiden sich vor allem bei ihrer Herstellung von konventionellen
Kraftstoffen. Die Treibhausgasemissionen schwanken dabei je nach
Herstellungsverfahren stark. Biodiesel ist im Großhandel heute ca. 50 % teurer als
normaler Diesel. Aufgrund der geringeren Energiedichte ist auch der Verbrauch höher.
Zusätzlich zu den reinen Betriebskosten müssen beim Einsatz von Biodiesel und
Pflanzenöl vor allem in Reinform erhöhte Wartungs- und Instandhaltungskosten
beachtet werden. 2 Hinzu kommen z.T. ethische Bedenken bei den sog. Biokraftstoffen
der „ersten Generation“.
5.2.2
Komprimiertes Erdgas
1
vgl. auch Shell Deutschland Oil GmbH (2010): Shell Lkw-Studie – Fakten, Trends und Perspektiven im
2
vgl. Shell Deutschland Oil GmbH (2010): Shell Lkw-Studie – Fakten, Trends und Perspektiven im
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Komprimiertes Erdgas (CNG=Compressed Natural Gas) wird vor allem im städtischen
Bereich, im Nahverkehr oder bei planbaren Strecken eingesetzt. Durch Erdgas kann im
Vergleich zum Euro 6 Dieselfahrzeug bis zu 25 Prozent CO2 eingespart werden. Der
Erdgasantrieb ist allerdings mit stark eingeschränkten Reichweiten verbunden, da der
gasförmige Kraftstoff in Druckbehältern mitgeführt und in modifizierten
Verbrennungsmotoren verbrannt werden muss. Die Anschaffungskosten liegen derzeit
10 % bis 30 % höher als beim Dieselfahrzeug. Aufgrund des – in Relation zu
Dieselkraftstoff – verhältnismäßig günstigen Preises von Erdgas sind die
Kraftstoffkosten pro Kilometer hingegen je nach verwendetem Fahrzeug und der
konkreten Umgebungsfaktoren um ca. 5 % bis 25 % niedriger. CNG-Antriebe gelten
daher zum heutigen Zeitpunkt als ausgereifte alternative Antriebe für Nutzfahrzeuge. 1
5.2.3
Schwerlastverkehr
Flüssiggas
Flüssiggas (LPG= Liquefied Petroleum Gas) bezeichnet ein Gasgemisch aus Butan und
Propan, welches als Nebenprodukt von Raffinerie-Prozessen anfällt. Der Kraftstoff wird
als Reingemisch in modifizierten Ottomotoren eingesetzt. LPG betriebene Fahrzeuge
können CO2-Einsparungen von bis zu 15 % erreichen. Die Kraftstoffkosten sind pro
Kilometer bis zu 15 % bis 25 % niedriger als bei Diesel. LPG besitzt dabei eine höhere
Energiedichte als komprimiertes Erdgas. LPG wird vor allem bei leichten
Nutzfahrzeugen eingesetzt. Die vollständige Umrüstung der Dieselmotoren schwerer
Fahrzeuge wird hingegen bisher kaum angewandt. 2
5.2.4
Wasserstoff- und Brennstoffzelle
Die Nutzung des Energieträgers Wasserstoff gilt als eine Alternative zur Batterietechnik
für einen emissionsfreien Verkehr. Wasserstoff ist ein sog. Sekundärenergieträger, der
erst aus anderen in der Natur vorkommenden Primärenergieträgern erzeugt werden
muss. Wasserstoff kann in zweierlei Antriebskonzepten als Treibstoff genutzt werden:
zum einen durch Verbrennung in einem Verbrennungsmotor mit einem ähnlichen
Wirkungsgrad wie bei Dieselmotoren oder in Form einer Brennstoffzelle.
Brennstoffzellen wandeln die in Wasserstoff gespeicherte chemische Energie mittels
kalter Verbrennung in elektrische Energie um. Diese kann für den Antrieb des
Fahrzeuges mittels Elektromotor genutzt werden (vgl. 5.2.5). Beim Betreiben des
Fahrzeuges selbst entsteht dann kein CO2.
Offene Fragen bestehen beim Wasserstoffbetrieb derzeit noch hinsichtlich der
notwendigen Versorgungsinfrastruktur, des geeigneten Materials für die Herstellung
von Wasserstoff und eines geeigneten Speichers. Als nachteilig gilt einerseits die
Herstellung von Wasserstoff, welche äußerst energieintensiv ist, und anderseits die
technisch schwierige Speicherung. Zudem bestehen teilweise Vorbehalte aufgrund der
Explosivität von Wasserstoff. Im Nutzfahrzeugbereich, abgesehen von Fahrzeugen zur
Personenbeförderung, existieren daher derzeit nur wenige Demonstrationsfahrzeuge. 3
1
vgl. Shell Deutschland Oil GmbH (2010): Shell Lkw-Studie – Fakten, Trends und Perspektiven im
2
Ebenda
3
Deutsches CleanTech Institut GmbH (2010): CleanTech Studienreihe Band4: E-Mobilität. Online:
www.dcti.de/studien/emobilitaet/de/ , abgerufen am 07.11.2014
Fraunhofer IAO
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5.2.5
Schwerlastverkehr
Elektromobile Antriebskonzepte
Der Begriff des elektromobilen Antriebskonzepts (bzw. der Terminus „Elektromobilität“
im Allgemeinen) ist als Sammelbegriff über eine ganze Reihe an Technologien zu
verstehen. Elektromobile Antriebskonzepte umfassen, wie in Abbildung 10 ersichtlich,
Hybridfahrzeuge (parallel, leistungsverzweigt), Plug-in-Hybridfahrzeuge,
Elektrofahrzeuge mit Reichweitenverlängerung (serieller Hybrid) sowie reine
Elektrofahrzeuge und Brennstoffzellenfahrzeuge 1.
Abbildung 10: Die Vielfalt elektromobiler Antriebskonzepte im Vergleich zum
konventionellen Antrieb 2
Im Folgenden werden die unterschiedlichen Antriebskonzepte sowie deren
charakteristische Merkmale kurz zusammengefasst:
1. Hybridfahrzeuge (paralleler Hybrid, leistungsverzweigter Hybrid)
Charakteristische Merkmale: Elektromotor zur Unterstützung des Fahrantriebs;
Batterie durch Rekuperation aufladbar; Kombination eines klassischen
Verbrennungsmotors mit Elektromotor; rein elektrischer Antrieb teilweise möglich
über geringe Reichweite. Je nach Unterstützung durch den Elektromotor wird auch
von Mild- oder Full-Hybrid gesprochen.
2. Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV)
Charakteristische Merkmale: Elektromotor mit am Netz aufladbarer Batterie;
Kombination von klassischem Verbrennungsmotor mit Elektromotor; rein elektrischer
Antrieb möglich, abhängig von Batteriegröße und Nutzung. Der Unterschied zum
klassischen Hybrid liegt in der Möglichkeit der Aufladung der Batterie über das Netz.
3. Elektrofahrzeug mit Reichweitenverlängerung (REEV)
Charakteristische Merkmale: Starker Elektromotor mit am Netz aufladbarer Batterie;
rein elektrischer Antrieb; modifizierter Verbrennungsmotor mit beschränkter
Leistung zur Aufladung der Batterie, auch serieller Hybrid genannt.
1
Bundesregierung (2009): Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität der Bundesregierung. Online:
http://www.bmbf.de/pubRD/nationaler_entwicklungsplan_elektromobilitaet.pdf , abgerufen am
05.11.2014
2
E-mobil BW GmbH, Fraunhofer IAO, Ministerium für Finanzen und Wirtschaft BW, Wirtschaftsförderung
Region Stuttgart (2011): Strukturstudie BWe mobil 2011 – Baden Württemberg auf dem Weg in die
Elektromobilität. Online: http://wiki.iao.fraunhofer.de/images/studien/strukturstudie-bwe-mobil-2011.pdf
Fraunhofer IAO
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4. Batterieelektrisches Fahrzeug (BEV)
Charakteristische Merkmale: Starker Elektromotor mit am Netz aufladbarer Batterie;
kein Verbrennungsmotor, kein Treibstofftank, keine Abgasanlage; für die
Batterieladung werden lediglich das Stromnetz und Rekuperation genutzt.
Schwerlastverkehr
5. Brennstoffzellenfahrzeug (FCEV)
Charakteristische Merkmale: Elektromotor wird über Energieträger Wasserstoff und
Energiewandler Brennstoffzelle mit elektrischer Energie versorgt; verfügt ebenfalls
über Batterie (Rekuperation).
Im Fokus der vorliegenden Untersuchung steht aus diesem Spektrum das
batterieelektrische Fahrzeug, und zwar in Form eines Lkw mit einem zulässigen
Gesamtgewicht ≥ 12t.
5.3
Komponenten eines batterieelektrischen Lkw
Im Folgenden werden der Aufbau und die wichtigsten Komponenten eines
batterieelektrischen Lkw näher erläutert. Als Beispielfahrzeug dient hierbei der auf
einem Iveco Stralis basierende vollelektrische Lkw „E-Force“ mit einem zulässigen
Gesamtgewicht von bis zu 18 t.
Abbildung 11: Antriebskomponenten eines batterieelektrischen Lkws 1
1
Bildquelle: E-Force (2014)
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5.3.1
Schwerlastverkehr
Batterie
Die Batterie gilt als Schlüsselkomponente eines jeden Elektrofahrzeuges. Die
Batterietechnologie bestimmt die Lebensdauer sowie die Energie- und Leistungsdichte
des Energiespeichers. Beim betrachteten Beispielfahrzeug „E-Force“ wird die
Batterietechnologie LiFePo4 eingesetzt. Es handelt sich dabei um einen Lithium-IonenSpeicher mit einer Kapazität von 2 x 120 kWh.
Das Gewicht der Batterie liegt insgesamt bei rund 2.600 kg. Die Batterie beansprucht
also gegenüber einem Dieselfahrzeug mehr Platz und Gewicht als ein Kraftstofftank.
Dies resultiert aus der Tatsache, dass flüssiger Treibstoff eine über 100-fach größere
Energiedichte besitzt als ein moderner Lithium-Ionen-Akkumulator. Hingegen ist ein
moderner Elektromotor in der Regel leichter als ein Verbrennungsmotor mit Getriebe.
Dennoch erhöht sich in der Summe beim batterielektrischen Antrieb das FahrzeugLeergewicht. Damit sinkt die Netto-Nutzlast von batterieelektrischen Lkw gegenüber
demselben Fahrzeug mit Dieselmotor, im Beispiel laut E-Force um circa 1 t.
5.3.2
Motor und Getriebe
Die Antriebseinheit eines elektrischen Lastwagens besteht aus der Batterie, den
Elektromotoren inklusive Umrichter und dem Getriebe. Trotz unterschiedlicher
Bauformen ist das Grundprinzip des Elektromotors stets identisch. Das Prinzip des
elektromagnetischen Wandlers besteht in der Umwandlung von elektrischer in
mechanische Energie. Der Elektromotor ist somit das Gegenstück zum Generator,
welcher aus Bewegungsenergie Strom erzeugt. Dabei wird die Kraft, welche von einem
Magnetfeld auf einen stromdurchflossenen Leiter einer Spule ausgeübt wird, in
Bewegung umgesetzt.
Die maßgeblichen Stärken des Elektromotors liegen im schnelleren Ansprechverhalten,
sehr guten Beschleunigungswerten und dem hohen Wirkungsgrad. Das Verhältnis von
aufgenommener zu abgegebener Leistung reicht bei Elektromotoren an nahezu 100%
heran. Konventionelle Verbrennungsmotoren erreichen als Benzinmotor rund 30 %
und als Dieselmotor rund 40 % Wirkungsgrad. Ein elektrischer Motor hat einen weiten
Drehzahlbereich und erreicht sein maximales Drehmoment im Stillstand. Dieses
vorteilhafte Antriebsverhalten bewirkt, dass der Motor schon bei geringen Drehzahlen
sein höchstes Drehmoment abgibt. 1
Bei vergleichbarer Leistung sind Elektromotoren kleiner und leichter als ein
Verbrennungsmotor. Hohe Drehzahlen und die besondere Drehmomentcharakteristik
ermöglichen bei Elektromotoren das Getriebe mit einer fixen Übersetzung (1-GangAutomatik) zu konfigurieren. Das Getriebe eines Elektro-Lkws ist damit deutlich
wartungsfreier und kompakter als das in einem vergleichbaren Dieselfahrzeug
eingesetzte 12-Gang-Getriebe.
Elektrische Antriebssysteme haben grundsätzlich deutlich weniger bewegliche Teile als
ein Verbrennungsmotor. Sie verursachen damit weniger Reibung und müssen
insgesamt weniger gewartet werden.
Beim Bremsvorgang funktioniert der Elektromotor als Generator, wobei die erzeugte
Bremsenergie in den Speicher zurückgeführt wird. Die sogenannte Nutzbremsung
1
vgl. Deutsches CleanTech Institut GmbH (2010): CleanTech Studienreihe Band4: E-Mobilität. Online:
www.dcti.de/studien/emobilitaet/de/ , abgerufen am 07.11.2014
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(Rekuperation) wirkt sich schonend auf die Bremsanlage aus und erweitert darüber
hinaus die Reichweite und Effizienz des Fahrzeugs.
Schwerlastverkehr
Das hier betrachtete Beispielfahrzeug E-Force ist mit zwei baugleichen Brusa Hybrid
Synchronmotoren ausgestattet und erreicht eine Spitzenleistung von über 400 PS. Die
maximale Drehzahl beträgt 13.000 rpm. Das maximale Drehmoment pro Motor liegt
bei 305 Nm.
Die Reichweite des Fahrzeugs wird vom Hersteller mit 200-300 km angegeben. Dabei
ist auf die Abhängigkeit von der Zuladung, die Topologie und die Fahrtgeschwindigkeit
zu achten. Der Praxiseinsatz bei einer Brauerei und einem Handelsunternehmen hat
bereits gezeigt, dass eine Reichweite von 300km den Regelfall darstellt. Es wurden
sogar schon 400km mit einer Batterieladung erreicht. Im Kontext der vorliegenden
Studie zeigte sich das Fahrzeug mehrfach in der Lage, die Strecke Basel-Mannheim auf
der Autobahn mit einer Batterieladung zurückzulegen.
Abbildung 12: Der 18 t -E-Lkw von E-Force in Mannheim bei einer Veranstaltung im
Zuge des Projekts "Elektrischer Schwerlastverkehr im urbanen Raum"
5.4
Aktuelle Marktübersicht
In einem stark diversifizierten Nutzfahrzeugmarkt lässt sich derzeit teilweise nur schwer
nachvollziehen, welche elektrischen Nutzfahrzeuge aktuell verfügbar sind und ob es
sich dabei um Serienfahrzeuge, Umbauten oder Forschungsfahrzeuge handelt. Aus
diesem Grund soll nachfolgend ein aktueller Überblick über verfügbare, elektrisch
angetriebene Nutzfahrzeuge gegeben werden. Aufgezeigt werden Fahrzeuge vom
leichten Lkw bis zum schweren Nutzfahrzeug und zur Sattelzugmaschine. Die leichten
Lkw wurden an dieser Stelle mit aufgenommen, da sich im Zuge der FallstudienAnalyse in Kapitel 7.3 gezeigt hat, das diese für die untersuchten Unternehmen für
bestimmte Einsatzzwecke ebenfalls interessant sind.
5.4.1
Leichte Lkw bis 7,5 Tonnen
Im Bereich der leichten Lkw wird momentan auf dem Markt eine Reihe von Umbauten
angeboten, welche von prototypischen Einzelfahrzeugen bis hin zu Kleinserien in
Fraunhofer IAO
29 | 129
geringer Stückzahl reichen. Beispiele hierfür sind unter anderem die Edison Modelle des
amerikanischen Unternehmens Smith Vehicles. Mit dem Lithium-IonenBatterieentwickler Sinopoly Battery Limited konnte hier 2014 ein finanzstarker Investor
gewonnen werden.
Schwerlastverkehr
Renault entwickelte 2010 eine elektrische Version des bereits etablierten Modells
Maxity. Inzwischen wurden mehrere Fahrzeuge innerhalb einer prototypischen
Kleinserie an verschiedene Partner übergeben, darunter an den Getränkelieferant
Tafanel. Der Logistikdienstleister UPS ließ mehrere Mercedes Typ P-80 durch das
mittelständische Unternehmen EFA-S (Elektrofahrzeuge Schwaben GmbH)
elektrifizieren. EFA-S bietet darüber hinaus weitere Umbauten an, unter anderem auf
der Basis des Mercedes-Benz Sprinter oder von verschiedenen Iveco-Modellen. Iveco
selbst bietet mit dem Daily Electric als einziger bekannter Erstausrüster ein
Elektrofahrzeug in der Klasse der leichten Lkw in Serie an. Er wird als Kastenwagen,
Fahrgestell, und Kombi einzelbereift mit 3,5 t zGG oder mit 5,2 t zGG (Modell 50C)
angeboten. Die Reichweiten betragen zwischen 100 und 160 km. Die Nutzlasten
variieren bei den Modellen je nach Konfiguration der Batterien.
Hersteller
Modell
Nutzlast
Gesamtgewicht
Reichweite
Leistung
Höchstgeschwindigkeit
Batterie
Hersteller
Modell
Nutzlast
Gesamtgewicht
Reichweite
Leistung
Batterie
Hersteller
Modell
Nutzlast
Gesamtgewicht
Reichweite
Leistung
Batterie
Hersteller
Modell
Nutzlast
Gesamtgewicht
Reichweite
Leistung
Batterie
Fraunhofer IAO
Renault
Maxity Elektro
2,1 Tonnen
4,5 Tonnen
100 km
47 kW
90 km/h
40 kWh Lithium-Ionen
Smith Vehicles
Edison (Kastenwagen)
1,8 t
4,6 t
Bis 160 km
90 kW
80 km/h
EFA-S
Typ P80-E
3,45 t
7,5 t
Bis 130 km
90 kW
80 km/h
Iveco
Daily Electric 50C
Bis zu 2,6 t
5,2 t
Bis 130 km
80 kW
70 km/h
Bis zu vier 32 kWh
Natrium-NickelchloridAkkus
30 | 129
5.4.2
Schwerlastverkehr
Schwerere Lkw bis 12 Tonnen
Im Segment der schwereren Lkw bis 12 t zGG existieren mehrere rein elektrische
Fahrzeuge, welche bisher in Kleinserien mit geringen Stückzahlen gefertigt werden. Bei
den bisher verfügbaren Modellen handelt es sich vorwiegend um Umbauten. Die
amerikanischen Firmen Smith Vehicles und Balqon sind in diesem Segment vertreten.
Das Modell Newton von Smith Vehicles basiert auf einem 12 t Fahrgestell des
tschechischen AVIA. Die niederländische Firma Hytruck stellt ihre Modelle mit dem
niederländischen Fahrzeugentwickler Emoss als Partner her. Bei den Hytruck-Modellen
handelt es sich um Umbauten auf Basis von DAF-Chassis. In diesem Segment sind
aufgrund größerer Batterieoptionen bereits Reichweiten von über 200 km möglich. Es
werden Nutzlasten von bis zu 7,5 t abzüglich des Batteriegewichts erreicht.
Hersteller
Modell
Nutzlast
Gesamtgewicht
Reichweite
Leistung
Batterie
Hersteller
Modell
Nutzlast
Gesamtgewicht
Reichweite
Leistung
Batterie
Hersteller
Modell
Nutzlast
Gesamtgewicht
Reichweite
Leistung
Batterie
5.4.3
Smith Vehicles
Newton
Bis zu 7,5 t
12 t
50 - 160 km
120 kW
80 km/h
80 - 120 kWh LithiumIonen
Hytruck
C12E
Bis zu ca. 7 t
12 t
160 – 280 km
150 kW
90 km/h
120 – 200 kWh
Lithium-Ionen
Balqon
Mule M100
4t
12 t
240 km
166 kW
112 km/h
312 kWh LithiumIonen
Solo-Lkw Gesamtgewicht 12 bis 18 Tonnen
Im Segment zwischen 12 t und 18 t zGG bietet die Schweizer Firma E-Force ein
praxiserprobtes Fahrzeug mit 18 t zGG auf der Basis des Iveco Stralis an. E-Force steht
dabei in informativem Austausch mit dem Chassis-Hersteller Iveco. Von Seiten Iveco
besteht großes Interesse an den Entwicklungen von E-Force; das E-Force-Fahrzeug
wurde anlässlich der IAA Nutzfahrzeuge 2014 auf dem Stand von Iveco Deutschland
ausgestellt. Bei den Umbauten von E-Force bleibt im Gegensatz zu anderen Umbauten
die Garantie des Chassis-Herstellers Iveco vollständig erhalten und es können für
antriebsunabhängige Reparaturen oder Wartungs- und Servicearbeiten die IvecoVertragswerkstätten in Anspruch genommen werden.
Fraunhofer IAO
31 | 129
Neben E-Force bietet auch das niederländische Unternehmen Hytruck mit den
Modellen C16E und C18E zwei Fahrzeuge in dieser Klasse an. Je nach
Batteriekonfiguration ergeben sich Reichweiten von bis zu 300 km und Nutzlasten von
bis zu ca. 10 t.
Schwerlastverkehr
Aktuell sind keine Beispiele für batterieelektrische Solo-Lkw in Kombination mit einem
zusätzlichen Anhänger bekannt (Gliederzug).
Hersteller
Modell
Nutzlast
Gesamtgewicht
Reichweite
Leistung
Batterie
Hersteller
Modell
Nutzlast
Gesamtgewicht
Reichweite
Leistung
Batterie
Hersteller
Modell
Nutzlast
Gesamtgewicht
Reichweite
Leistung
Batterie
5.4.4
Hytruck
C16E
6t
16 t
160 km
235 kW
90 km/h
120 kWh LithiumIonen-Batterie
Hytruck
C18E
9t
19 t
150 km
300 kW
90 km/h
E-Force One
E-Force
6,1 t
18 t
300 km
300 kW
87 km/h
Sattelzugmaschinen
Im Bereich elektrischer Sattelzugmaschinen bis 40 t zGG sind momentan in
Deutschland nur sehr eingeschränkt Fahrzeuge verfügbar. So wird beispielsweise
innerhalb des Forschungsprojekts KV-E-Chain ein vollelektrisches Fahrzeug mit einem
zulässigen Gesamtgewicht von bis 40 t eingesetzt. Das Modell Terberg YT202-EV ist
speziell für den Containerverschub in Container-Umschlagsterminals konzipiert. Derzeit
wird im Zuge des Projekts KV-E-Chain eine Variante der Zugmaschine mit
Straßenzulassung entwickelt. Die Modelle des amerikanischen Herstellers Balqon mit
Konfigurationen von bis zu 36 t sind nach gegenwärtigen Informationen nicht in
Deutschland erhältlich.
E-Force plant für 2015 ebenfalls die Produktion einer Sattelzugmaschine, die technisch
auf bereits verfügbaren Fahrzeugen aufbaut. Die technische Herausforderung im
Sattelzugbetrieb ergibt sich vor allem aus der Dauerbelastung bei Strecken mit langen
Fraunhofer IAO
32 | 129
Steigungen. Diese können bei zu klein dimensionierten Elektromotoren rasch zum
Überhitzen führen. Daher muss die Dauerleistung der Motoren entsprechend gesteigert
werden. Ein entsprechendes Motorenkonzept liegt bei E-Force bereits vor.
Hersteller
Modell
Nutzlast
Gesamtgewicht
Reichweite
Leistung
Batterie
Hersteller
Modell
Nutzlast
Gesamtgewicht
Reichweite
Leistung
Batterie
Hersteller
Modell
Nutzlast
Gesamtgewicht
Reichweite
Leistung
Batterie
5.5
Schwerlastverkehr
Terberg Benschop
YT202-EV
33 t
44 t
240 km
140 kW
40 km/h
Balqon
MX30
25 t
36 t
240 km
240 kW
110 km/h
Transpower
Class 8
25 t
36 t
105 km
300 kW
110 km/h
Ökologisches Potenzial
Hinsichtlich des ökologischen Potenzials von vollelektrischen Lkw im Schwerlastbereich
ließen sich bisher nur wenige an der Praxis orientierte Aussagen treffen. Daher wird
nachfolgend auf die Ergebnisse des umfassenden Feldversuchs zurückgegriffen, der
mit dem 18 t-Fahrzeug von E-Force bezüglich Effizienz, Ökologie und Wirtschaftlichkeit
durchgeführt wurde.
Die Ergebnisse wurden durch das Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigung (IWF)
der Eidgenössischen Technische Hochschule (ETH) Zürich im Auftrag der
Feldschlösschen Getränke AG ausgewertet, bei der das Fahrzeug seit September 2013
im Einsatz steht. Über ein Jahr hinweg wurden zu diesem Zweck
Verbrauchsmessfahrten unter Berücksichtigung verschiedener Streckenprofile
durchgeführt.
5.5.1
Well-to-Wheel Analyse
Die Ökobilanz des Fahrzeugs wurde mit Hilfe der sogenannten Well-to-Wheel
Analysemethode erhoben. Bei dieser Methode wird die Ökobilanz beginnend bei der
Energiegewinnung bis hin zur Umwandlung in kinetische Antriebsenergie im Fahrzeug
betrachtet. Dabei wird zwischen Energiebereitstellung (Well-to-Tank) und
Fahrzeugwirkungsgrad (Tank-to-Wheel) unterschieden.
Fraunhofer IAO
33 | 129
Schwerlastverkehr
600
500
400
300
200
388
100
0
Tank-to-Wheel
559
122
9,3
Zertifizierter
Egal
Strommix Strommix DE
Strommix CH Strommix CH ENTSO-E
270
Well-to-Tank
54
Diesel
Abbildung 13: Well-to-Wheel Co2-Bilanz pro kWh 1
Die Grafik stellt den Ausstoß an Gramm CO2 pro gefahrenem Kilometer dar. Dabei
wird unter Berücksichtigung verschiedener Strommixe ein entsprechendes
Dieselfahrzeug mit dem Elektro-Lkw verglichen.
Der elektrisch betriebene Lkw verursacht keinerlei Emissionen bei der Umwandlung der
Batterieenergie in kinetische Antriebsenergie. Der CO2-Ausstoß, der bei der
Stromproduktion anfällt, hängt stark von dem verwendeten Strommix ab. In Abbildung
13 werden zwei Schweizer Strommixe betrachtet (zertifizierter Strommix CH, Egal
Strommix CH), der europäische Strommix (ENTSO-E) sowie der Deutsche Strommix. Die
Schweiz produziert mit vielen Wasserkraftwerken und Kernkraftwerken im Gegensatz
zu Deutschland einen deutlich CO2-ärmeren Strommix. Der hier betrachtete
zertifizierte Strommix wird von der Feldschlösschen AG zum Betrieb des E-Force
eingesetzt und besteht zu knapp 98% aus Wasserkraft. Dadurch lässt sich die CO2Gesamtbilanz des Fahrzeugs noch einmal deutlich herabsenken. Die anfallenden
Treibhausgasemissionen des zertifizierten Schweizer Stromtarifs betragen 9,3 g
CO2/kWh. Der Schweizer Egal-Strommix verursacht 122 g CO2/kWh. Der europäische
und deutsche Mix liegt dabei mit 388 g CO2/kWh bzw. 559 g CO2/kWh hingegen
deutlich höher.
Beim konventionell angetriebenen Fahrzeug liegen sich die CO2-Emissionen für die
Dieselverbrennung bei etwa 270 g CO2/kWh. Die Kraftstoffproduktion mit
eingerechnet steigt die Gesamtbilanz für das Dieselfahrzeug auf 324 g CO2/kWh.
Die relative Vorteilhaftigkeit des elektrischen Antriebs hängt also stark vom Strommix
ab. Hingegen zeigt die CO2-Bilanz pro gefahrenem Kilometer (Abbildung 14), dass
selbst beim vergleichsweise CO2-intensiven deutschen Strommix ein deutlicher Vorteil
1
Fraunhofer IAO
34 | 129
gegenüber dem Dieselfahrzeug besteht. Die CO2-Emissionen pro Kilometer sind beim
Elektro-Lkw durch den Effizienzunterschied der Antriebstechnologien nur halb so hoch
wie beim Diesel-Lkw.
Schwerlastverkehr
1000
900
800
700
600
730
500
400
Tank-to-Wheel
Well-to-Tank
300
463
200
321
100
0
146
101
7,7
Zertifizierter
Egal
Strommix
Strommix CH Strommix CH ENTSO-E
Strommix DE
Diesel
Abbildung 14: Well-to-Wheel CO2-Bilanz in g CO2/km 1
5.5.2
Fahrzeugherstellung
Bei der Well-to-Wheel Methode ist die CO2-Bilanz der Fahrzeugherstellung und der
verbauten Bauteile nicht inbegriffen. Im Falle des E-Force sind alle
Fahrzeugkomponenten bis auf den Antriebsstrang baugleich mit dem vergleichbaren
Dieselfahrzeug. Als Unterschied fallen beim E-Fahrzeug vor allem die Batterien ins
Gewicht. Die anderen Komponenten sind laut der ETH Zürich mit denen des
Dieselfahrzeuges vergleichbar. Daher fällt auch die CO2-Gesamtbilanz der
Fahrzeugproduktion (exklusive Batterie) nahezu identisch aus.
In diversen Studien zum CO2-Ausstoß bei der Produktion von Lithium-Ionen-Batterien
finden sich Werte für das bei der Produktion emittierte CO2, die zwischen 50 kg
CO2/kWh und 140 kg CO2/kWh liegen. Bei der CO2- Bilanzierung wurde von der ETH
Zürich deshalb mit einem Mittelwert von 100 kg CO2/kWh gerechnet. Bei einer
Kapazität von 240 kWh ergibt sich somit für die Herstellung der im E-Force-Lkw
eingesetzten Batterie ein CO2-Ausstoß von 24.000 kg CO2.
1
Fraunhofer IAO
35 | 129
Die Lebensdauer der Batterien (bis 80% der ursprünglichen Batteriekapazität erreicht
sind) wird vom Hersteller für die Verwendung im Automobilbereich mit 2.000
Ladezyklen angegeben. In der Praxis entspricht dies ca. 400.000km bis 600.000km
Laufleistung. Bei einer Laufleistung von 500.000km beträgt somit der batteriebedingte
CO2-Ausstoß pro Kilometer 48 gCO2/km. Wenn man diesen Wert auf die in Abbildung
14 dargestellte CO2-Bilanz des elektrischen Lkw aufaddiert zeigt sich, dass trotz der
batterieherstellungsbedingten CO2-Emissionen der elektrische Lkw immer noch eine
deutlich bessere CO2-Bilanz als der Diesel-Lkw hat. 1
5.5.3
Schwerlastverkehr
Lärmemissionen
Ein wesentliches Merkmal von Elektrofahrzeugen sind die im Vergleich zu
konventionellen Fahrzeugen geringeren Lärmemissionen. Innerhalb der EU existieren
einheitliche Regelungen der zulässigen Grenzwerte für die Typ-Zulassung. Die höchsten
Lärmemissionen werden dabei von Nutzfahrzeugen im Schwerlastbereich verursacht.
Die Geräuschgrenzwerte für die Typ-Zulassung von Kraftfahrzeugen werden bei
beschleunigter Vorbeifahrt in 7,5 m Entfernung gemessen. Ein Lkw mit mehr als 150
kW verursacht einen Schallpegel von 80 dB(A). Bei langfristiger Einwirkung ergeben
sich bereits bei Werten von 85 dB(A) Gehörschäden. 2
Durch den Einsatz elektrischer Lkw ist vor allem im innerstädtischen Bereich mit
Geschwindigkeiten unter 50 km/h lokal von einer deutlich niedrigeren Lärmbelastung
auszugehen. Laut einer Studie des Laboratory of Environmental Acoustics (LAE) der
Universität Lyon aus dem Jahr 2013 ist ein elektrisch angetriebener Lkw (Hybrid-Lkw im
rein elektrisch angetriebenen Betriebsmodus) mit einem zulässigen Gesamtgewicht
von 18 Tonnen bei einer Rollgeschwindigkeit von 20 km/h 8,4 dB(A) leiser als ein
vergleichbares Modell mit konventionellem Antrieb. 3 Dies entspricht annähernd einer
Halbierung der wahrgenommenen Lautstärke.
Für den batterieelektrischen Lkw „E-Force“ wird vom Hersteller ein maximaler
Schallpegel von 45 dB(A) angegeben. Dies entspräche einer Lärmminderung um fast
die Hälfte verglichen mit den Geräuschgrenzwerten für schwere Diesel-Lkw. Eine
genaue Messung der Lärmemissionen steht hier allerdings noch aus.
Auch im ruhenden Verkehr ist durch elektrische Lkw eine Verbesserung der
Lärmsituation zu erwarten: Wenn der Lkw steht, würde beim Dieselfahrzeug ohne
Start-Stopp-Automatik normalerweise der Motor laufen; beim Elektro-Lkw ist hingegen
im Stand kein Motorengeräusch wahrnehmbar. Darüber hinaus ergeben sich für
elektrische Lkw immer dann Vorteile, wenn das Motorengeräusch gegenüber den
Reifenabrollgeräuschen überwiegt. Dies ist beim Lkw üblicherweise im
Geschwindigkeitsbereich bis ca. 50km/h der Fall. 4
1
2
vgl. Bayerisches Landesamt für Umwelt (2014): Lärm – Straße und Schiene. Online:
http://www.lfu.bayern.de/umweltwissen/doc/uw_36_laerm_strasse_schiene.pdf , Abrufdatum: 12.11.2014
3
M.A. Pallas et al (2013). Noise emission assessment of a hybrid electric mid-size truck. IFSTTAR, Laboratory
of Environmental Acoustics (LAE), University of Lyon. France
4
vgl. Umweltbundesamt (2013): Kurzfristig kaum Lärmminderung durch Elektroautos. Online:
http://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/377/dokumente/position_kurzfristig_kaum_laer
mminderung_im_verkehr.pdf , Abrufdatum: 17.11.2014
Fraunhofer IAO
36 | 129
5.6
Schwerlastverkehr
Wirtschaftlichkeit
Im Folgenden soll die Wirtschaftlichkeit von Elektrofahrzeugen im Schwerlastbereich
näher betrachtet werden. Dazu werden relevante Positionen der Gesamtbetriebskosten
im Hinblick auf das alternative Antriebskonzept untersucht. Wichtige Grundlage ist
hierbei wiederum der Bericht über den Fahrzeugvergleich des „E-Force“ mit einem
entsprechenden Dieselfahrzeug durch das Institut für Werkzeugmaschinen und
Fertigung der ETH Zürich.
Die Zusammensetzung der Gesamtbetriebskosten eines Lkw untergliedert sich
zeitabhängige Kosten (Wertverlust infolge der Entwertung des Fahrzeugs über die Zeit,
Fahrpersonalkosten, Wartung), entfernungsabhängige Kosten (Maut, Kraftstoffkosten,
Wertverlust infolge der Abnutzung des Fahrzeugs, Verschleiß) sowie in die
anzurechnenden Gemeinkosten (Verwaltungskostenanteil usw.). 1 Wie Abbildung 14
zeigt, entfallen – dort am Beispiel der Kostenverhältnisse in der Schweiz dargestellt –
die größten Kostenanteile auf den Kraftstoffverbrauch das Fahrpersonal. Für
Deutschland zeigt die Muster-Fahrzeugkostenrechnung, wie sie beispielsweise durch
den Bundesverband Güterkraftverkehr, Logistik und Entsorgung e.V. (BGL)
durchgeführt wird, in etwa vergleichbare Anteilswerte.
Wartung und Investition
8%
Reparatur
5%
Mautkosten
und Gebühren
18%
Kraftstoff
36%
Fahrer
33%
Abbildung 15: Betriebskosten Diesel-Lkw 2
5.6.1
Kraftstoffverbrauch
1
vgl. auch Schneider (2014). Effizienz- und Wirtschaftlichkeitsanalyse des elektrischen 18 t Lastwagens EFORCE von Feldschlösschen Getränke AG. Bericht des Instituts für Werkzeugmaschinen und Fertigung (IWF)
der Eidgenössischen Technische Hochschule (ETH) Zürich.
2
Fraunhofer IAO
37 | 129
Die Verbrauchswerte zwischen E-Lkw und Dieselfahrzeug unterscheiden sich signifikant
voneinander. Die für E-Force getesteten Streckenprofile liefern dabei eine verlässliche
empirische Grundlage (siehe Abbildung 15). Die gefahrene Distanz betrug im Test rund
100 Kilometer. Die Durchschnittsgeschwindigkeit von Diesel- und Elektrofahrzeug
weicht kaum voneinander ab.
40
Schwerlastverkehr
36,6
35
29,1
30
27,5
Elektro mit Rekuperation
25
19,8
20
15
10
12,1
9,6
8,5 9
Überland
Autobahn
Elektro ohne
Rekuperation
10,6
7,3
10,5
8,4
Diesel
5
0
Stadt
Kombiniert
Abbildung 16: Verbrauch unterteilt nach Streckenprofil in Litern Diesel pro 100 km 1
Um einen Vergleich zu ermöglichen, wurden die Verbrauchswerte für den Elektro-Lkw
in Abbildung 15 in l Diesel umgerechnet. Das Energieäquivalent von 1 l Diesel
entspricht 9,8 kWh. Über alle Streckenprofile hinweg werden die großen Unterschiede
in der Effizienz der Antriebskonzepte deutlich: Der Diesel-Lkw hat in allen Fällen
mindestens einen doppelt so hohen Durchschnittsverbrauch als der Elektro-Lkw.
Berücksichtigt man auch die rekuperierte Energie, so ergibt sich in der Stadt sogar eine
fünfmal höhere Energieeffizienz des E-Fahrzeugs. Damit zeigen die Messwerte auch
den besonderen Vorteil der Rekuperation im Stadtbetrieb, was für das vorliegende, auf
den innerstädtischen Raum konzentrierte Projekt von erheblicher Bedeutung ist. Der
geringste Unterschied zwischen Elektro- und Dieselfahrzeug ist auf der
Autobahnstrecke auszumachen. Aber auch dort ist die Energieeffizienz des
elektrischen Antriebs doppelt so hoch wie beim konventionellen Antrieb. Kombiniert
man die Verbrauchswerte aller Streckenprofile hat das Dieselfahrzeug einen rund
dreifach höheren Energieverbrauch als das Elektrofahrzeug.
Generell ist laut E-Force davon auszugehen, dass elektrische Lkw mit zunehmendem
Gesamtgewicht im Vergleich zum jeweiligen konventionell angetriebenen ReferenzFahrzeug wirtschaftlicher werden. Diese Annahme basiert vor allem auf dem deutlich
besseren Wirkungsgrad des elektrischen Lkw, der sich bei zunehmendem Gewicht noch
deutlicher auf den günstigeren Energieverbrauch im Vergleich zum Diesel-Lkw
auswirkt. Gleichzeitig nimmt die Bedeutung des Batteriegewichts relativ zum FahrzeugGesamtgewicht ab.
1
Fraunhofer IAO
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Der Praxis-Einsatz von aktuell sieben 18 t-Fahrzeugen von E-Force hat ergeben, dass
der größte Einflussfaktor auf den Energieverbrauch der Fahrzeuge der Luftwiderstand
ist. Dieser verändert sich bei einem 40 t-Fahrzeug gegenüber dem 18 t-Lkw jedoch nur
minimal, da es sich um ein vergleichbares Chassis handelt. Folglich ist bei größeren
Fahrzeugen mit keiner signifikanten Zunahme zu rechnen. Demgegenüber hätten die
Fahrzeuge jedoch doppelt bis dreimal so viel Nutzlast wie das 18 t-Fahrzeug. Hier hat
sich bei den 18 t-Fahrzeugen von E-Force gezeigt, dass der Energieverbrauch des voll
ausgelasteten Fahrzeugs im Vergleich zu einem Fahrzeug ohne Zuladung um nur ca.
20% zunimmt.
Schwerlastverkehr
6
5
5
4
3
3,5
3
2,4
3,3
2,6
2,3 2,2
Effizienzfaktor mit
Rekuperation
Effizienzfaktor ohne
Rekuperation
2
1
0
Überland
Autobahn
Stadt
Kombiniert
Abbildung 17: Effizienzfaktor des Elektrofahrzeugs gegenüber des Diesel-Lkw 1
Da die Kraftstoffkosten der wichtigste Kostentreiber für die Gesamtbetriebskosten
eines Lastkraftwagens sind, ergeben sich an dieser Stelle erhebliche Einsparpotenziale
beim Elektro-Lkw.
Rechnet man mit dem aktuellen Dieselpreis von 1,05 Euro pro Liter 2 und einem
Industriestrompreis von 15,5 Cent pro kWh 3 , so ergeben sich bei den errechneten
Durchschnittsverbräuchen der ETH Zürich folgende Werte:
Treibstoffkosten Dieselfahrzeug =
0,29Euro/km
Stromkosten Elektrofahrzeug =
0,2754 l/km * 1,05 Euro =
0,8388 kWh/km *0,155 Euro =0,13 Euro/km
1
2
Aktueller Preis exkl. MwSt., da Unternehmer vorsteuerabzugsberechtigt sind
3
Aktueller Preis (exkl. MwSt.) bei einer jährlichen Abnahme bis 20.000 MWh
Fraunhofer IAO
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Die Energiekosten je km liegen beim Elektro-Lkw unter Zugrundelegung der aktuellen
Energiepreise demnach bei rund 55 % der Energiekosten eines vergleichbaren
Dieselfahrzeugs. Der absolute Kostenvorteil liegt bei rund 16 Cent/km.
5.6.2
Schwerlastverkehr
Wartung und Reparatur
Bei näherer Betrachtung der Gesamtkosten nehmen die Kosten für Wartung und
Reparatur einen vergleichsweise geringen Anteil ein. Dennoch existieren wesentliche
Unterschiede zwischen der Wartung von konventionellen Fahrzeugen und von
Elektrofahrzeugen.
Laut ETH Zürich sinken beim Elektrofahrzeug die Wartungs- und Reparaturkosten um
bis zu 35 %. Dies begründet sich im geringeren Verschleiß der Bremsanlage, dem
einfacheren Aufbau und weniger beweglichen Teilen.
Hinzu kommen allerdings die Kosten für einen eventuellen Batteriewechsel. Je
Batteriewechsel fallen rund 150.000CHF, d.h. rund 125.000 Euro an. Bei einer
Lebensdauer der Batterie von rund 500.000 Kilometern (vgl. Kapitel 5.5.1) sind
demnach zusätzlich rund 2,5 Cent pro Kilometer für die Batterie in der
Fahrzeugkostenrechnung zu berücksichtigen. 1
5.6.3
Investitionskosten
Bei einer direkten Gegenüberstellung der beiden Antriebsarten Diesel- und
Elektroantrieb ist für Unternehmen in der Logistik- und Transportwirtschaft zumeist
entscheidend, ob die niedrigeren Betriebskosten des Elektrofahrzeugs die höheren
Anschaffungskosten für Fahrzeug und Batterie über die jeweils
unternehmensspezifische Nutzungsdauer aufwiegen. Die wichtigsten Einflussfaktoren,
die mit der Antriebsart variieren, sind dabei die Rohöl- und Strompreisentwicklung
sowie die Jahresfahrleistung eines Fahrzeugs.
Zur Entwicklung der Batteriepreise existieren zahlreiche Prognosen diverser
Forschungsinstitute und Beratungsfirmen. Sie unterscheiden sich teils relativ stark
voneinander, prognostizieren aber alle fallende Preise. Das Fraunhofer IAO hat in der
folgenden Grafik die Prognose-Zahlen der aktuell verfügbaren Quellen ausgewertet.
Insgesamt wurden zwölf Prognosen unterschiedlicher Institutionen berücksichtigt. Die
gemittelten Werte ergeben für 2020 einen erwarteten Batteriepreis von 215 Euro pro
verbauter kWh. Dies entspräche rund 38 % der derzeitigen Kosten von rund 520 Euro
je kWh.
1
Ebenda
Fraunhofer IAO
40 | 129
Schwerlastverkehr
Abbildung 18: Gemittelte Werte von zwölf unterschiedlichen Prognosen zur
Batteriepreisentwicklung 1
Ein weiterer Grund für die deutlich höheren Anschaffungskosten elektrischer Lkw sind
die geringen Stückzahlen, mit denen die Fahrzeuge gefertigt werden. Auf dem Markt
existieren momentan fast ausschließlich Umbauten oder Forschungsfahrzeuge, welche
Einzelanfertigungen sind oder nur in geringen Stückzahlen produziert werden. Durch
die Produktion einer Großserie wären entsprechende Skaleneffekte zu erwarten.
Aktuell sind die Anschaffungskosten für einen elektrischen Lkw im Vergleich zu
konventionell angetriebenen Lkw noch doppelt bis dreifach so hoch. So kostet
beispielsweise der 18 t-Lkw von E-Force mit Aufbau, Box und Ladebordwand derzeit
rund 330.000 Euro, während ein vergleichbares Dieselfahrzeug ca. 120.000 Euro inkl.
Aufbau kostet.
5.6.4
Zusätzliche Einsparpotenziale
In der Schweiz werden beim Einsatz von elektrisch betriebenen Lkw Vorteile bei der
leistungsabhängigen Schwerverkehrsabgabe (LSVA) gewährt. So können z.B. im Falle
des 18 t-Elektro-Lkw „E-Force“ 0,37 CHF Straßenbenutzungsgebühr pro gefahrenem
Kilometer eingespart werden. 2
In Deutschland gibt es aktuell keine vergleichbaren Vergünstigungen. Allerdings zeigt
die Entwicklung des Elektromobilitätsgesetzes, dass auch in Deutschland zukünftig
ähnliche Maßnahmen zur Förderung von elektrischen Schwerlastverkehren nicht
ausgeschlossen scheinen.
Weitere Beispiele aus dem europäischen Ausland für Anreizmaßnahmen umfassen
sowohl regulative Ansätze (indirekte wirtschaftliche Begünstigungen) wie
beispielsweise die Aufhebung des Nachtfahrverbots für elektrische Lkw oder die
Schaffung von speziellen Lieferzonen, als auch direkte finanzielle Anreize wie
Steuervergünstigungen oder die Subventionierung des Fahrzeugkaufs.
1
2
Cacilo (2014): Aus einem laufenden Forschungsprojekt am Fraunhofer IAO
vgl. Schneider (2014). Effizienz- und Wirtschaftlichkeitsanalyse des elektrischen 18 t Lastwagens E-FORCE
von Feldschlösschen Getränke AG. Bericht des Instituts für Werkzeugmaschinen und Fertigung (IWF) der
Fraunhofer IAO
41 | 129
5.7
Schwerlastverkehr
Fazit
Die grundsätzlichen Vorteile von elektrischen Lkw sind das lokal emissionsfreie Fahren,
eine höhere Energieeffizienz sowie die geringere Lärmentwicklung der Antriebseinheit.
Gegenüber anderen alternativen Antriebsarten heben sich elektrische Antriebskonzepte
darüber hinaus durch eine bereits vorhandene Versorgungsinfrastruktur (Stromnetz) ab.
Die Verfügbarkeit von praxistauglichen elektrischen Nutzfahrzeugen im
Schwerlastbereich ist im Vergleich zu den leichten Nutzfahrzeugklassen nur bedingt
gegeben. Aktuell sind nur Prototypen oder Kleinserienfahrzeuge verfügbar. Die
aktuellen Entwicklungen z.B. beim Schweizer E-Lkw-Hersteller E-Force sind jedoch
vielversprechend. So wird aktuell ein 18 t-Fahrzeug in Kleinserie gefertigt und der erste
Prototyp einer elektrischen Sattelzugmaschine soll 2015 verfügbar sein.
Die wissenschaftliche Begleitforschung der Eidgenössischen Technischen Hochschule
Zürich des „E-Force“-Projekts zeigt das große Potenzial von Elektroantrieben im
Schwerlastbereich bezüglich der Einsparung von CO2-Emmissionen auf. Darüber hinaus
können Elektro-Lkw einen wesentlichen Anteil zu punktuellen Verbesserungen in
lärmempfindlichen Stadträumen leisten.
Die Wirtschaftlichkeit dieser Fahrzeuge ergibt sich vor allem durch den deutlich
geringeren Energieverbrauch sowie die geringeren Wartungskosten. Demgegenüber
stehen deutlich höhere Anschaffungskosten, bei denen jedoch durch die stetig
sinkenden Batteriepreise mittelfristig mit einer Verbesserung der Situation zu rechnen
ist.
Das zunehmende Interesse auf Seiten der großen Lkw-Hersteller für den E-Lkw lässt
zudem in Zukunft größere Stückzahlen realistisch erscheinen, was entsprechende
Skaleneffekte mit sich bringen wird.
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42 | 129
6
Ansatz „Umspann-Konzept“
Die ursprüngliche Projektdefinition sah vor, ein Konzept zu prüfen, bei dem
langlaufende Quelle-Ziel-Verkehre mit Komplettladungen auf Sattelaufliegern
(„Trailern“) auf einer Logistikfläche – dem Green Logistic Park – von konventionellen
auf elektrische Zugmaschinen umgespannt werden, und von dort aus ihren
Bestimmungsort im Mannheimer Stadtgebiet erreichen. Dabei sollte die Ausgestaltung
eines Gesamtsystems aus Fahrzeugen, Logistikprozessen und einem Logistikhub
erarbeitet werden.
Abbildung 19: Green Logistic Park auf Coleman mit Umspann-Konzept
Auftragsgemäß sollte der Logistikhub im Norden der Stadt Mannheim auf dem
Gelände der ehemaligen Coleman-Barracks angesiedelt werden. Für das Gelände wird
derzeit im Rahmen des Konversionsprozesses eine geeignete nicht-militärische
Nachnutzung entwickelt. Die Idee einer (teilweisen) logistischen Nutzung konkurriert
dabei mit verschiedenen anderen Nutzungsoptionen. In der in diesem Zusammenhang
geführten Diskussion spielen Verkehrsmengen eine besondere Rolle. Insbesondere die
Zahl der täglich nach Mannheim ein- und ausfahrenden Lkw des Güterfernverkehrs
(Sattelzüge und Lastzüge) stellt dabei eine interessante Größe dar. Nach
innerstädtischen Verkehrszellen aufgegliedert ermöglicht sie die Beurteilung
verschiedener E-Lkw-Konzepte hinsichtlich ihrer Wirkungen auf Fahrleistung und
Klimagasemissionen.
6.1
Transportanalyse im Wirtschaftsraum Mannheim
Das erforderliche Verkehrsmengengerüst wurde zunächst modellbasiert auf Basis
vorliegender Verkehrsmengendaten ermittelt. Anschließend wurden die Ergebnisse
über eine Befragung von Logistikdienstleistern und der ortsansässigen Industrie
konkretisiert.
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43 | 129
6.1.1
Analyse der Schwerlastverkehre - Modellbasierte Abschätzung
6.1.1.1 Methodik
Die für eine modellbasierte Analyse des Schwerlastverkehrs in Mannheim im Hinblick
auf ein mögliches Hub-Konzept benötigten Daten liegen in der amtlichen Statistik oder
aus anderen Untersuchungen in der erforderlichen Differenzierung nicht vor. Daher
wurden eigene Berechnungen erforderlich. Als Basis hierfür wurden von den
Auftraggebern des Projekts folgende Ausgangsdaten zur Verfügung gestellt und in der
Folge genutzt:

Quelle-Ziel-Verflechtungen des Güterkraftverkehrs mit Fahrzeugen ab 6 t zul.
GG (Fahrtenzahlen) für das Jahr 2007 aus der „Integrierten
Verkehrsnachfrageanalyse und Prognose der Verkehrsentwicklung in der
Metropolregion Rhein-Neckar“ 1,

Querschnittszählungen aus der bundesweiten Straßenverkehrszählung 2010
für den Schwerverkehr in der Aufbereitung der Straßenverkehrszentrale BadenWürttemberg, d.h. differenziert nach Bussen, Lkw ohne Anhängern sowie
Sattel- und Lastzügen 2,

ergänzende innerstädtische Zähldaten der Stadt Mannheim für den
Schwerverkehr (Fahrtenzahlen) im Jahr 2010. 3
Wichtigste Kennzahlen für die vorliegende Untersuchung sind zum einen die
Fahrtenzahlen (Hin- und Rückfahrten) bzw. die Fahrtenpaare (Kombinationen aus Hinund Rückfahrt unter Berücksichtigung von Leerfahrten) mit Sattelzügen, sowie zum
anderen die dabei innerhalb der Metropolregion Rhein-Neckar bzw. auf Mannheimer
Stadtgebiet zurückgelegten Entfernungen. Zur Ermittlung dieser Kennzahlen wurden
die verfügbaren Daten wie folgt aufbereitet:
1
2
3

Zunächst wurden aus den Verflechtungsmatrizen der „Integrierten
Verkehrsnachfrageanalyse“ diejenigen Fahrten im Straßengüterverkehr
extrahiert, bei denen das Ziel der Fahrt auf dem Gebiet der Stadt Mannheim
und gleichzeitig der Ausgangspunkt der Fahrt außerhalb der Metropolregion
Rhein-Neckar (bzw. umgekehrt) liegt.

In der Konsequenz bedeutet diese Extrahierung des Quelle-Ziel-Verkehrs, dass
in den bereinigten Verflechtungsmatrizen weder Fahrten des innerstädtischen
Verkehrs mit Quelle und Ziel in Mannheim, noch der Binnenverkehr innerhalb
der Metropolregion Rhein-Neckar, noch Fahrten des Transitverkehrs enthalten
sind. Diese Verkehre sind vielmehr für die Abschätzung der Potenziale eines
Vgl. KIT / INOVAPLAN / STRATA (2009): Integrierte Verkehrsnachfrageanalyse und Prognose der
Verkehrsentwicklung in der Metropolregion Rhein-Neckar im Auftrag des Verbands Region Rhein-Neckar
(Schlussbericht und Verflechtungsmatrizen), Karlsruhe/Ettlingen; Nutzung der Daten mit Genehmigung
des Verbands Region Rhein-Neckar vom 30.10.2013.
Vgl. Straßenverkehrszentrale Baden-Württemberg (2013): Bundesweite Straßenverkehrszählung 2010 –
Aufbereitung der Zählergebnisse für das Land Baden-Württemberg, online unter http://www.svzbw.de/bundesweite_zaehlung.html [23.12.2013]
Bereitstellung der Daten und Erteilung der Nutzungsgenehmigung durch die Stadt Mannheim,
Fachbereich Stadtplanung am 19.12.2013.
Fraunhofer IAO
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Umspannkonzepts nicht relevant, da sie die hierfür definierten Kriterien (s.o.)
nicht erfüllen.

Das Gebiet der Stadt Mannheim wurde anhand der Siedlungs- bzw.
Industriestruktur von ursprünglich 61 Verkehrszellen der „Integrierten
Verkehrsnachfrageanalyse“ in elf Verkehrsbezirke zusammengefasst, wobei
sich die Zelleinteilung an den Grenzen der 17 Stadtbezirke und der 22
Stadtteile sowie an industriellen Ansiedelungen, die ein nennenswertes
Transportaufkommen im Güterfernverkehr erwarten lassen, orientiert
(Verkehrsbezirke 01 bis 11 in Abbildung 20).

Die insgesamt 268 Außen- bzw. Fernzellen aus der „Integrierten
Verkehrsnachfrageanalyse“ wurden nach Himmelsrichtungen bzw. den
genutzten Autobahnkreuzen und Dreiecken zusammengefasst, und in vier
Relationen (Quellen bzw. Ziele der betrachteten Verkehre im Fernbereich)
untergliedert, und zwar in die Relationen Südost (via Kreuz Walldorf), Nordost
(via Kreuz/Dreieck Viernheim), Nordwest (via Kreuz Frankenthal) und Südwest
(via Kreuz Mutterstadt).

Zur Plausibilisierung der ermittelten Verkehrsströme wurden insgesamt zwölf
Zählstellen der Landesstelle für Straßentechnik und der Stadt Mannheim
ausgewertet, welche die auf baden-württembergischen Gebiet um Mannheim
verlaufenden Autobahnen sowie die Ein- und Ausfallstraßen (Autobahnen,
Bundesstraßen, Landesstraßen) des Stadtgebiets Mannheim umfassen
(Zählstellen A bis L in Abbildung 20).

Die Fahrtenzahlen des Schwerverkehrs aus der „Integrierten
Verkehrsnachfrageanalyse“ beziehen sich auf das Jahr 2007 (auf der Basis von
Aufkommenswerten bzw. Ladungsgewichten für das Jahr 2004), die
Querschnittswerte der Straßenverkehrszählung hingegen auf das Jahr 2010.
Aufgrund der krisenbedingten Einbrüche im Lkw-Verkehr 2008/2009
entspricht die Jahresfahrleistung im Jahr 2007 aber relativ genau der
Jahresfahrleistung im Jahr 2010, so dass die Daten trotz der unterschiedlichen
Bezugsjahre parallel verwendbar sind.

Unter Zuhilfenahme von Satelliten- und Luftaufnahmen wurde die gebildete
Zellenstruktur anschließend danach überprüft, ob in den identifizierten
Verkehrszellen erkennbar (z.B. aufgrund der Unternehmensgröße, durch
Rolltore oder Höfe) Anlieferungen und Abholungen mit schweren Lkw
stattfinden. Auf diese Weise erfolgte eine zusätzliche Kontrolle der
Zelleinteilung. Die Abgrenzung der Verkehrsbezirke wurde im Gespräch mit
Vertretern der Industrie- und Handelskammer Rhein-Neckar und der Stadt
Mannheim nochmals auf Plausibilität geprüft und, wo erforderlich, korrigiert.

Das für die Ermittlung der Fahrleistungen und für die Beurteilung der
verkehrlichen Wirkung erforderliche Entfernungsgerüst wurde im Anschluss an
die Bildung der Verkehrszellen durch Umlegung der Fahrten auf allen
betrachteten Relationen mittels Routenplanungssoftware für den Lkw-Verkehr
nach dem Kriterium der kürzesten Fahrzeit ermittelt.
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
Für die Berechnung der Emissionen wurden ausschließlich die direkten CO2Emissionen (d.h. ohne Berücksichtigung der Energieerzeugung) betrachtet. Im
Verkehr mit konventionellen Lkw wurden Zugmaschinen der Schadstoffnorm
EURO V/VI unterstellt; der elektrische Betrieb ist – bei ausschließlicher
Betrachtung der direkten Emissionen – emissionsfrei. 1
Abbildung 20 gibt einen Überblick über die definierten Verkehrsbezirke und die
ausgewerteten Zählstellen.
Abbildung 20: Aufgliederung des Untersuchungsraums
Alle nachfolgenden Ausführungen nehmen auf das in Abbildung 20 abgegrenzte
Untersuchungsgebiet Bezug. Andere Verkehrsbezirke wurden auftragsgemäß nicht in
die Betrachtung mit einbezogen.
6.1.1.2 Verkehrsaufkommen
Die Bestimmung des Verkehrsaufkommens erfolgt durch Ausweisung von
Fahrzeugfahrten. Zunächst wurden hierfür die zur Verfügung gestellten
Aufkommenswerte (Fahrten pro Tag) der „Integrierten Verkehrsnachfrageanalyse“
übernommen und durch Aggregieren auf die im vorliegenden Gutachten gebildeten
Verkehrsbezirke und Verkehrsziehungen angepasst. Hieraus resultiert die in Abbildung
21 dargestellte Quelle-Ziel-Matrix des Schwerverkehrs. Die Matrizen sind asymmetrisch,
so dass die Unpaarigkeit der Verkehre leicht zu erkennen ist.
1
Vgl. PE International (2011): Energiebedarfs- und Emissionsvergleich von Lkw und Bahn im
Güterfernverkehr Aktualisierung 2011, Leinfelden-Echterdingen, S. 20 ff.
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46 | 129
Abbildung 21: Quelle-Ziel-Matrix des Schwerverkehrs (Fahrten pro Tag)
46,8 % der Fahrten verlaufen über das Autobahnkreuz Walldorf in Richtung Karlsruhe
– Basel bzw. Heilbronn – Nürnberg (Südosten), gefolgt von 29,4 % der Fahrten, die
über das Autobahnkreuz bzw. Autobahndreieck Viernheim in Richtung
Mitteldeutschland und Hamburg (Nordosten) führen. 21,8 % der Fahrten des QuelleZiel-Verkehrs führen über das Kreuz Frankenthal in Richtung Nordwesten, insbesondere
in Richtung der ARA-Häfen. Die im Verhältnis zu den Fahrten in Richtung Hamburg
deutlich niedrigere Fahrtenzahl in Richtung Rotterdam und Antwerpen korrespondiert
mit dem entlang des Rheins charakteristischen hohen Modal Split-Anteil der
Binnenschifffahrt und des Schienengüterverkehrs. Von relativ geringer Bedeutung sind
die über das Kreuz Mutterstadt in Richtung Elsass und Südpfalz (Südwesten)
verlaufenden Verkehre. In der Summe sind damit die Verkehrsströme des Quelle-ZielVerkehrs in Richtung Norden (51,2 %) und Süden (48,8 %) etwa gleich stark,
wohingegen die Verkehrsströme in Richtung Osten (76,2 %) deutlich stärker sind wie
der Verkehr in Richtung Westen (23,8 %). 1
Die Verflechtungsmatrizen der „Integrierten Verkehrsnachfrageanalyse“ stützen sich
auf die Güterverkehrsmatrizen der Prognose der deutschlandweiten
Verkehrsverflechtungen und enthalten den gesamten Schwerverkehr mit Fahrzeugen
1
Zu den Verkehrsströmen des Durchgangsverkehrs (Transitverkehrs) vgl. KIT / INOVAPLAN / STRATA
(2009): Integrierte Verkehrsnachfrageanalyse und Prognose der Verkehrsentwicklung in der
Metropolregion Rhein-Neckar im Auftrag des Verbands Region Rhein-Neckar (Schlussbericht),
Karlsruhe/Ettlingen, S. 68.
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ab 3,5 t Nutzlast (rund 6 t zGG). 1 Längst nicht alle Fahrten mit Fahrzeugen ab 6 t zGG
werden allerdings mit Lastzügen bzw. Sattelzügen durchgeführt. Aus der
Verflechtungsmatrix des Schwerverkehrs insgesamt war daher im nächsten Schritt der
Verkehr mit Sattelzügen und Lastzügen zu extrahieren. Dies erfolgte unter
Zuhilfenahme von Zählwerten der Straßenverkehrszählung 2010, welche den
Schwerverkehr in der Region Rhein-Neckar differenziert nach verschiedenen FahrzeugKonfigurationen – darunter Sattelzüge und Lastzüge – ausweist (siehe Abbildung 22).
Abbildung 22: Querschnittszählungen Schwerverkehr (DTV) für das Jahr 2010 2
Auf den Fernverkehrsautobahnen rund um Mannheim werden gemäß Abbildung 22 –
je nach Zählstelle – zwischen 71,0 % und 83,9 % der Fahrten im Schwerverkehr ab 3,5
t zGG mit Sattel- und Lastzügen durchgeführt. Die Fernautobahnen in der
Metropolregion Rhein-Neckar weisen einen sehr hohen Transitverkehrsanteil auf. Im
Transitverkehr (internationaler Durchgangsverkehr) kommen nahezu ausschließlich
Lastzüge bzw. Sattelzüge zum Einsatz. Dementsprechend liegt der mit Sattel- und
Lastzügen gefahrene Anteil am Schwerverkehr auf den Ausfallstraßen im Mannheimer
Stadtgebiet auch niedriger als auf den Autobahnen, und zwar – mit Ausnahme auf der
B44 in Richtung Norden, wo der Anteil bei 66,4 % liegt – zwischen 24,0 % und
maximal 51,9 %. Auf den Ausfallstraßen vermischen sich die Fahrten des Fernverkehrs
nämlich mit Fahrten im Lokal- und Regionalverkehr der Metropolregion Rhein-Neckar,
wofür häufiger kleinere Fahrzeuge zum Einsatz kommen.
Aufgrund der unterschiedlichen Abgrenzung von Schwerverkehrsfahrzeugen in der
Prognose der deutschlandweiten Verkehrsverflechtungen bzw. der „Integrierten
Verkehrsnachfrageanalyse“ (Fahrzeuge ab 3,5 t Nutzlast bzw. rund 6 t zGG) und in der
Straßenverkehrszählung (Fahrzeuge ab 3,5 t zGG), der Ungewissheit, ob ein gezähltes
Fahrzeug im Lokal-, Regional- oder Fernverkehr unterwegs ist sowie der statistischen
1
2
Vgl. BVU/ITP (2007): Prognose der deutschlandweiten Verkehrsverflechtungen 2025, Schlussbericht,
Freiburg/München, S. 178 ff.
Eigene Darstellung; Datenquellen [1] Straßenverkehrszählung 2010; [2] Stadt Mannheim,
Stadtplanungsamt.
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Ungenauigkeit, mit der Stichtagserhebungen behaftet sind, ist eine exakte Berechnung
der mit Sattelzügen und Lastzügen durchgeführten Fahrten im Quelle-Ziel-Verkehr
anhand der vorliegenden Daten nicht möglich. Näherungsweise wird deren Anteil
anhand der vorliegenden Informationen daher mit 65 % der Fahrten im
Güterkraftverkehr angenommen. Dieser Wert wurde im Dialog mit ansässigen
Logistikunternehmen nochmals plausibilisiert. Unter Zugrundelegung des Anteilswerts
von 65 % ergibt sich die in Abbildung 23 dargestellte korrigierte Quelle-Ziel-Matrix für
Fahrten im Quelle-Ziel-Verkehr mit Sattelzügen und Lastzügen.
Abbildung 23: Quelle-Ziel-Matrix im Verkehr mit Sattelzügen und Lastzügen (Fahrten
pro Tag)
Die Fahrtenmatrix ist annähernd symmetrisch. Es sind also nur in geringem Umfang
Leerfahrten zu addieren, um hieraus eine in allen Verkehrsrelationen symmetrische
Matrix zu generieren. Nach Aufaddierung dieser Leerfahrten ist der Übergang auf
Fahrtenpaare möglich. Zusammenfassend stellt sich damit der Quelle-Ziel-Verkehr mit
Sattelzügen und Lastzügen (Fahrtenpaare pro Tag) für den Untersuchungsraum gemäß
Abbildung 24 dar.
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Abbildung 24: Eckwerte des Verkehrs mit Sattelzügen und Lastzügen in Mannheim
(Fahrtenpaare pro Tag)
Abbildung 24 macht insbesondere die große Bedeutung des Hafens Mannheim für die
Straßengüterverkehrslogistik deutlich. 46,3 % der Fahrtenpaare führen in den Handels, Altrhein- oder Industriehafen bzw. in den südlich gelegenen Rheinauhafen. Der
Rheinauhafen ist gleichzeitig im Straßengüterverkehr der aufkommensstärkste
Verkehrsbezirk im gesamten Stadtgebiet.
Das Mengengerüst gemäß Abbildung 23 bzw. Abbildung 24 steht für das
Gesamtpotenzial an täglichen Fahrtenpaaren, die unter den gesetzten
Rahmenbedingungen zu berücksichtigen sind, d.h. Fahrten

die mit einem Sattelzug durchgeführt werden bzw. sinnvoll durchgeführt
werden könnten, und die gleichzeitig

ihren Ausgangspunkt oder ihr Ziel im Stadtgebiet von Mannheim haben.
Sie kommen grundsätzlich für eine Abwicklung über den GLP Mannheim in Frage. Für
welchen Anteil dieser Fahrten bei Versendern und Empfängern bzw. bei den
ausführenden Logistikdienstleistern tatsächlich die Bereitschaft zur Verlagerung
besteht, kann allerdings nur im Dialog mit den Betroffenen geklärt werden. Eine
wichtige Rolle bei der Auswahl möglicherweise geeigneter Fahrten und Unternehmen
spielen dabei die erzielbaren verkehrlichen und ökologischen Effekte.
6.1.1.3 Potenzialrechnung – Verkehrliche und ökologische Effekte
Hub-Verkehre werden in der Regel genutzt, um die Auslastung von Fahrzeugen zu
verbessern bzw. zu verstetigen. Ziel des Hub-Verkehrs ist es, insgesamt weniger
Fahrzeuge einsetzen zu müssen, und so die insgesamt in einem Logistiksystem
erforderlichen Fahrzeugkilometer zu reduzieren. Für den einzelnen Transportvorgang
bedeutet die Einbeziehung eines Hubs aber in der Regel eine Verlängerung des
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Transportwegs, da das Anfahren des Hubs mit einem Umweg einhergeht. Dieser HubUmwegfaktor stellt ein zentrales Beurteilungskriterium für die Effizienz von HubVerkehren dar.
Um die verkehrliche Wirkung des für Mannheim entwickelten Konzepts abschätzen zu
können, sind daher die zurückgelegten Entfernungen und Fahrzeiten im Analysefall
(Direktverkehre) und in verschiedenen Planfällen (Nutzung des Logistikhub und von
elektrischen Zugmaschinen im Innenstadtbereich) sowie die damit einhergehenden
CO2-Emissionen zu ermitteln und miteinander zu vergleichen.
Zur Ermittlung der Fahrleistung mit Sattelzügen und Lastzügen im Analysefall wurden
zunächst für alle durch die Quelle-Ziel-Matrix in Abbildung 23 definierten
Verkehrsbeziehungen (elf Verkehrsbezirke, die jeweils mit vier Außenzellen verknüpft
sind) die optimalen Fahrtrouten für den Schwerverkehr nach dem Kriterium der
zeitkürzesten Route festgelegt. Anschließend wurden für die ermittelten Fahrtrouten
auf Mannheimer Stadtgebiet und in dem durch die vier Knotenpunkte Walldorf,
Viernheim, Frankenthal und Mutterstadt abgegrenzten Gebiet die zurückgelegten
Entfernungen ermittelt.
Die so definierten Entfernungen wurden für jede Verkehrsbeziehung mit der Zahl der
täglichen Fahrten mit Sattelzügen und Lastzügen gemäß Abbildung 23 multipliziert,
und hieraus die Tages-Fahrleistung im Quelle-Ziel-Verkehr mit Lastzügen und
Sattelzügen sowie die korrespondierenden CO2-Emissionen berechnet.
Abbildung 25: Tages-Fahrleistung und CO2-Emissionen je Tag im Analysefall
Gemäß Abbildung 25 entfallen im Analysefall 34,4 % der zurückgelegten LkwKilometer bzw. 37,2 % der dabei verursachten CO2-Emissionen auf die
innerstädtischen Wegeabschnitte in Mannheim. Der Anteil der CO2-Emisisonen liegt
dabei aufgrund des höheren Kraftstoffverbrauchs im innerstädtischen Verkehr höher
als der Fahrleistungsanteil. Die durchschnittliche Fahrtweite (einfache Fahrt) innerorts
beträgt 7,49 km.
Die für einen Sattelzug relativ geringe durchschnittliche Fahrtweite innerorts und die
bestehenden Zweifel, ob ein Umspannen der Zugmaschine für eine derart kurze RestFahrstrecke überhaupt betriebswirtschaftlich sinnvoll sein kann, lassen es erforderlich
erscheinen, die Zahl der für eine Abwicklung über das Hub in Frage kommenden
Fahrtenpaare in mehreren Planfällen (Szenarien) in Abhängigkeit von der innerstädtisch
(d.h. elektrisch) zurückzulegenden Restfahrstrecke zu betrachten. Gemäß Abbildung 26
wurden in 5-km-Schritten insgesamt vier Szenarien betrachtet, für die als
Abgrenzungskriterium die Länge der elektrisch zurückgelegten Strecke (einfache Fahrt)
herangezogen wurde.
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51 | 129
Abbildung 26: Betrachtete Verlagerungsszenarien
Für alle Szenarien wurden anschließend, analog zu Vorgehensweise bei Abbildung 25,
die zurückgelegten Fahrzeugkilometer sowie die korrespondierenden direkten CO2Emissionen ermittelt. Dabei wurde davon ausgegangen, dass die innerstädtischen
Fahrten zwischen dem Hub und den elf Mannheimer Verkehrsbezirken elektrisch, und
die übrigen Fahrten konventionell durchgeführt werden (siehe Abbildung 27).
Abbildung 27: Tages-Fahrleistung und CO2-Emissionen je Tag in den Planfällen
(Szenarien) - erste Abschätzung
Die Ergebnisse der ersten Szenariobetrachtung gemäß der Abbildung 26 und
Abbildung 27 sind wie folgt zu interpretieren:

Die mit der Einbeziehung auch kürzerer Fahrten in das Hub-Konzept stark
ansteigenden Gesamtfahrleistungen zeigen, dass die Nutzung des GLP mit
erheblichen Umwegen einhergeht. Die Hub-Umwegfaktoren der vier Planfälle
liegen zwischen 1,38 und 1,74, d.h. die im Raum Mannheim gefahrenen
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Kilometer nehmen – je nach Planfall – gegenüber dem Direktverkehr zwischen
38 % und 74 % zu. Entscheidend für die hohen Umwegfaktoren ist
insbesondere der hohe Anteil an Fahrten in/aus Richtung Süden (Kreuz
Walldorf) in Verbindung mit der Lage des Hubs am nördlichen Stadtrand.

Aufgrund der hohen Umwegfaktoren werden hinsichtlich der
Klimawirksamkeit des Konzepts die positiven Wirkungen des zunehmenden
Einsatzes von elektrischen Zugmaschinen durch die steigende Kilometerzahl
überkompensiert; besonders ungünstig ist das Ergebnis bei nur teilweiser
Umstellung auf das Logistikhub. Erst bei vollständiger Umstellung aller
innerstädtischen Verkehre auf elektrische Zugmaschinen zeigt sich gegenüber
der teilweisen Umstellung ein leicht positiver Effekt; die CO2-Emissionen liegen
aber in der Summe immer noch um 15,6 % höher als im Analysefall, d.h. als
beim Verzicht auf den Einsatz von Elektrofahrzeugen.

Da CO2 nicht lokal sondern global wirkt, ist damit trotz eines Potenzials von –
je nach betrachtetem Planfall – bis zu 2.172 täglichen Fahrtenpaaren bzw. bis
zu 50.278 km täglich mit elektrischen Zugmaschinen in allen Varianten keine
positive Klimawirkung erzielbar.

Positive Wirkungen sind hingegen hinsichtlich der lokalen Emissionen
(Luftschadstoffe und Verkehrslärm) auf Mannheimer Stadtgebiet zu erwarten,
da die Zahl der konventionell zurückgelegten Kilometer innerstädtisch in allen
Planfällen gegenüber dem Analysefall deutlich sinkt.
Insgesamt ist aber neben dem Fehlen einer positiven Klimawirkung zu erwarten, dass
die hohen Umwegfaktoren die betriebswirtschaftliche Attraktivität des Konzepts stark
einschränken werden, da mit den entsprechenden Mehrkilometern auch
Fahrzeitverluste und damit Kosten einhergehen. 1
Im Folgenden wird daher ein zweiter Ansatz geprüft, bei dem die Verlagerung von
Fahrten auf die Verkehre in Richtung Norden konzentriert wird, um durch niedrigere
Umwegfaktoren den Anstieg der Fahrleistung im Hub-Verkehr zu dämpfen und das
Konzept damit insgesamt wirtschaftlicher und auch ökologischer zu gestalten.
Abbildung 28: Tages-Fahrleistung und CO2-Emissionen je Tag in den Planfällen
(Szenarien)
1
Im Straßengüterfernverkehr verursacht jeder zusätzlich zurückgelegte Kilometer (Kostenstand 2012
gemäß BGL) durchschnittlich 0,82 Euro Zusatzkosten. Hinzu kommen 0,72 Euro je Zusatzminute. Ein
fünfminütiger Umweg über fünf Kilometer bedeutet also z.B. für den Frachtführer bereits Mehrkosten in
Höhe von 7,70 Euro.
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Das Ergebnis dieser zweiten Planfallbetrachtung stellt sich wie folgt dar:

Die Umwegfaktoren sinken durch die ausschließliche Einbeziehung von Fahrten
aus Richtung Norden (die oftmals auch im Direktverkehr in der Nähe der
Coleman-Barracks vorbeiführen) deutlich. Sie liegen jetzt zwischen 1,10 und
1,23, d.h. selbst im „ungünstigsten“ Fall mit einem Umweg von 23 % noch
unter dem „günstigsten“ Fall der ersten Planfallbetrachtung (38 %).

Die gesunkenen Hub-Umwegfaktoren führen in Kombination mit der
Umstellung innerstädtischer Fahrten auf elektrische Zugfahrzeuge in allen
Fällen zu einem Rückgang der absoluten CO2-Emissionen. Allerdings ist die
Minderungswirkung mit 6,5 % relativ gering und entsteht bei Umstellung aller
innerstädtischen Fahrten ab einer Länge von mindestens 15 Kilometer auf
elektrische Traktion. Die Umstellung weiterer Fahrten führt aufgrund der
zunehmenden Umwegfaktoren in der Summe zu keinem weiteren
Minderungspotenzial. Vielmehr steigen die Klimagasemissionen bei
Einbeziehung aller Fahrten sogar wieder leicht an.

Der unter Klimaschutzaspekten sinnvolle Verlagerungsbereich auf den GLP
unter Verwendung von elektrischen Zugmaschinen liegt damit im Bereich einer
Verlagerung ab einer Fahrlänge von 15 km für die einfache Fahrt. Dies
entspricht einer Verlagerung von bis zu 378 Fahrtenpaaren täglich bzw. einer
täglichen Fahrleistung von bis zu 14.342 km. Die in diesem Konzept
gefahrenen Mehrkilometer bei vollständiger Potenzialabschöpfung liegen dabei
10 % über der im Direktverkehr zurückzulegenden Entfernung; die
Klimagasemissionen liegen hingegen 6,5 % unter den Klimagasemissionen im
Analysefall.

Bei Verlagerung weiterer Fahrten sind zwar kaum noch weitere positive
Klimaeffekte, aber zusätzliche positive Wirkungen hinsichtlich der lokalen
Emissionen (Luftschadstoffe und Verkehrslärm) auf Mannheimer Stadtgebiet zu
erwarten, da die Zahl der konventionell zurückgelegten Kilometer weiter
absinkt.
Abschließend soll geprüft werden, ob ein vergleichbar positiver Effekt wie bei
Umstellung längerer Fahrten gemäß Abbildung 28 auf elektrische Traktion auch durch
eine Konzentration der Elektromobilität auf kurze Strecken möglich ist. Hierfür wurden
in Abbildung 29 alle denkbaren Fahrten über den Logistikhub betrachtet, bei denen die
einfache Fahrtweite weniger als 10 km beträgt.
Abbildung 29: Tages-Fahrleistung und CO2-Emissionen je Tag bei Konzentration auf
Kurzstrecken
Der Hub-Umwegfaktor liegt in dieser Kurzstrecken-Variante ebenfalls bei 10 %. Damit
entsprechen die Umwege denjenigen bei Verlagerung aller innerstädtischen Fahrten ab
einer Fahrlänge von 15 km auf elektrische Traktion. Allerdings können in der
Kurzstreckenvariante maximal 7.800 km elektrisch zurückgelegt werden, was nicht nur
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zu einem Ansteigen der absoluten Klimagasemissionen führt, sondern auch zur Folge
hat, dass deutlich geringere lokale Emissionswirkungen erzielbar sind als bei der
Konzentration auf längere Fahrten.
Als Ergebnis lässt sich demnach festhalten, dass der beste volkswirtschaftliche Effekt
von einer partiellen Verlagerung ausgeht, die sich auf Fahrten aus Richtung des Hubs
(d.h. aus Richtung Norden), die in Verkehrsbezirke im südlichen Teil Mannheims
führen, konzentriert. Unterschreiten die innerstädtischen Fahrten eine einfache
Entfernung von 10 km, so lässt sich auch durch Umspannen auf ein elektrisches
Zugfahrzeug beim Aufbau eines Hubverkehrs kein positiver Klimaeffekt erzielen. Grund
hierfür sind die Umweg-Kilometer, die ein Ansteigen der Fahrleistung im Zulauf und
damit vermehrte CO2-Emissionen zur Folge haben. Gleichzeitig gehen diese UmwegKilometer mit Mehrkosten bei den Frachtführern einher, die an anderer Stelle (z.B. bei
den Kilometerkosten des elektrischen Fahrens oder durch verbilligte
Mehrwertdienstleistungen wie ein Zwischenabstellen von Trailern) in einem HubKonzept wieder eingespart werden müssten, um dieses Modell auch
betriebswirtschaftlich attraktiv erscheinen zu lassen.
6.1.2
Befragung von Unternehmen
Zur Ergänzung der Schwerlastverkehrsanalyse und zur Identifizierung zusätzlicher
Potenziale für die Elektromobilität wurden neben der Sekundärdatenanalyse auch
Unternehmen Xus der Transport- und Logistikwirtschaft sowie der verladenden
Wirtschaft befragt.
Hierfür wurde zunächst ein Fragebogen für verladende Unternehmen entwickelt und
verschickt. Sodann wurden Experten-Interviews mit Vertretern von
Logistikunternehmen durchgeführt. Die jeweiligen Erkenntnisse und (Teil-)Ergebnisse
sind im Folgenden näher erläutert.
6.1.2.1 Verladende Unternehmen
Der an die verladenden Unternehmen im Wirtschaftsraum Mannheim gerichtete
Fragebogen adressierte im Wesentlichen folgende Ziele:

Verfeinerung der Ergebnisse aus der Transportanalyse durch Abfrage konkreter,
unternehmensbezogener Transportbedarfe, -mengen und -konzepte

Konkretisierung des Konzepts eines Green Logistic Park durch Ermittlung des von
Verladerseite an einem solchen Konzept gesehenen Bedarfs

Identifizierung von Unternehmen die auf Grund ihres
Schwerlastverkehrsaufkommens und ihrer Logistik-Prozesse als potenzielle Nutzer
eines Green Logistic Parks auf den Coleman-Flächen in Frage kommen
Der Fragebogen wurde an insgesamt 29 verladende Unternehmen im Wirtschaftsraum
Mannheim geschickt. 14 Unternehmen sendeten den ausgefüllten Fragebogen zurück,
überwiegend aus dem Raum Sandhofen/Waldhof/Friesenheimer Insel. Mit 48,3% war
die Rücklaufquote vergleichsweise hoch. Da der Fragebogen nicht nur Informationen
zum ursprünglichen Umspannkonzept enthält, sondern auch alternative
Einsatzbereiche der Elektromobilität thematisiert, werden sowohl der Fragebogen
selbst als auch die Ergebnisse in Kapitel 7.2.1 detailliert erklärt und dargestellt.
6.1.2.2 Logistikunternehmen
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Die Bewertung der aus dem Green Logistic Park-Konzept hervorgehenden Potenziale
sollte nicht nur durch Verlader, sondern auch durch Logistikunternehmen erfolgen. Da
im Gegensatz zu den verladenden Unternehmen das Green Logistic Park-Konzept bei
den Logistikunternehmen direkt ins Kerngeschäft eingreift, wurden hier zunächst
Einzelinterviews geführt, um erste grundlegendes Erkenntnisse hinsichtlich der
möglichen Akzeptanz sowie der Stärken und Schwächen des Konzeptes aus Sicht der
Logistikunternehmen zu erhalten. Diese Gespräche sollten anschließend die Grundlage
für eine breiter angelegte Befragung von Logistikunternehmen im Wirtschaftsraum
Mannheim bilden.
Im Rahmen der Gespräche wurden insbesondere folgende Fragestellungen mit drei
unterschiedlichen Logistikunternehmen diskutiert:

Wie wird generell die Idee eines Green Logistic Park zur Elektrifizierung von
Schwerlastverkehren auf den Flächen der Coleman-Barracks beurteilt?

Wie wird allgemein das Potenzial der Elektromobilität im Schwerlastverkehr
bewertet beziehungsweise eingeschätzt?

Ist ein Umspannen von Trailern auf den Flächen des Green Logistic Parks im
jeweiligen Unternehmenskontext wirtschaftlich in den Betriebsablauf zu
integrieren? Wie könnte/müsste die Organisation aussehen?

Unter welchen Voraussetzungen wäre das Logistikunternehmen bereit, an dem
Green Logistic Park-Konzept mitzuwirken? Worin liegen die wesentlichen
Potenziale oder Anreize aus Unternehmenssicht?

Wie sehen die Entwicklungspläne am Logistikstandort Mannheim in den
kommenden Jahren aus und werden hierfür zusätzliche Flächen benötigt? Wie
wird die generelle Nachfrage nach Logistikflächen im Wirtschaftsraum Mannheim
eingeschätzt?
Die Erkenntnisse der Experteninterviews lassen sich in Anlehnung an die diskutierten
Fragestellungen in thematisch in die Schwerpunkte GLP und Elektromobilität
unterteilen:
Green Logistic Park-Konzept
Das Green Logistics Park-Konzept wurde insgesamt von den interviewten Unternehmen
Xus unterschiedlichen Gründen eher skeptisch gesehen. Dabei spielten sowohl
wirtschaftliche als auch prozessbedingte Gründe eine Rolle für diese Einschätzung.
Aus wirtschaftlicher Sicht wird vor allem der für das Umspannkonzept notwendige
zusätzliche Aufenthalt kritisch gesehen. Sowohl durch den Aufenthalt selbst, als auch
durch die erforderlichen Umwege zum Erreichen des Logistik-Hubs entstehen
Mehrkosten. Die bestehenden Logistikprozesse der Unternehmen ließen sich weder in
ökonomischer noch in ökologischer Hinsicht problemlos in das GLP-Konzept
integrieren.
In der Folge konnte keines der Unternehmen einen direkten wirtschaftlichen Anreiz
identifizieren, der aus dem Konzept resultiert und der die prozessbedingten
Mehrkosten kompensieren könnte. Ein möglicher wirtschaftlicher Mehrwert des
Konzeptes wurde hingegen bei Kombination des Umspannkonzepts mit weiteren
Logistikdienstleistungen auf dem Gelände des Green Logistic Park gesehen. Ein Green
Logistic Park, auf dem lediglich Trailer umgesattelt werden, ermöglicht hingegen keine
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zusätzliche Wertschöpfung und kann somit auch kaum wirtschaftlich betrieben
werden.
Abgesehen von den ökonomischen Faktoren wurde auch die Praxistauglichkeit des
Umspann-Konzepts in Frage gestellt, insbesondere was den Trailer-Tausch betrifft. Hier
herrschten große Bedenken hinsichtlich der Haftung, sowohl für die transportierten
Güter als auch für Beschädigungen am Trailer selbst. Kritisches Moment ist der
Haftungsübergang beim Trailer-Wechsel sowie die Zeit, in der ein Spediteur mit dem
Trailer eines anderen Unternehmens unterwegs ist.
Hinsichtlich der Frage nach einem möglichen Betreiber für den Green Logistic Park
gaben alle Unternehmen Xn, dass sie sich nur an einem Green Logistic Park-Konzept
beteiligen würden, wenn sie dort selbst ihre eigenen Flächen betreiben können, und
diese nicht durch einen externen Dienstleister bewirtschaftet werden. Die Ansiedlung
von weiteren Unternehmen Xm selben Standort wurde nicht als kritisch betrachtet, so
lange es dabei nicht zu Prozessüberschneidungen mit Wettbewerbern im jeweiligen
Kerngeschäft kommt.
Ein entscheidendes Kriterium ist die Größe der verfügbaren Fläche. Alle Unternehmen
gaben eine Größe von mindestens 20.000 m2 an, ab der eine Standortentwicklung als
sinnvoll eingestuft werden kann.
Elektromobilität
Generell haben alle Interviewpartner ein großes Interesse an dem Thema
Elektromobilität gezeigt, hatten aber kaum Kenntnis über die aktuellen technischen
Möglichkeiten für Elektromobilität im Schwerlastverkehr. Ein Interviewpartner hat auf
gewisse Vorbehalte gegenüber dem Thema auf Seiten der Frachtführer hingewiesen,
da diese besonders von dem in der Logistik- und Transportwirtschaft vorherrschenden
Wettbewerbsdruck betroffen sind, und entsprechende Mehrkosten befürchten, die von
den Verladern nicht erstattet werden.
In diesem Zusammenhang wurde mit den Experten über die aktuelle Zweiteilung des
Logistikmarktes diskutiert. Ein Teil der Unternehmen sichert nahezu ausschließlich über
den günstigsten Preis seinen Marktanteil; andere Unternehmen haben zunehmend
Interesse an dem Thema „Grüne Logistik“, um sich auch darüber von entsprechenden
Wettbewerbern abzugrenzen. Dies wiederum setzt jedoch auch eine entsprechende
Nachfrage von Seiten der verladenden Unternehmen voraus, sowie die Bereitschaft der
Verlader, die aus dem Einsatz von E-Lkw resultierenden Mehrkosten anteilig
mitzutragen. Alle Interviewpartner sehen hier grundsätzlich ein gewisses Potenzial bei
unterschiedlichen verladenden Unternehmen im Wirtschaftsraum Mannheim.
Ein wichtiges Kriterium für eine Elektrifizierung von Schwerlastverkehren bei den
befragten Unternehmen wäre eine entsprechende Berücksichtigung des Themas in den
Ausschreibungen durch die Verlader. Aktuell werden in Ausschreibungen zwar
teilweise bereits grüne Logistikthemen berücksichtigt, allerdings entscheidet laut der
interviewten Unternehmen schlussendlich doch meist der günstigste Preis über den
Zuschlag.
Mittelfristig konnten sich alle Interview-Partner vorstellen, elektrische Lkw einzusetzen.
Als Hauptgrund dafür wurde neben der Abgrenzung von den Wettbewerbern auch das
im Unternehmen bereits vorhandene Problembewusstsein für Umweltthemen genannt,
sowie die positive Wirkung auf die Außendarstellung des Unternehmens.
Von der Politik wird vor allem ein seriöser Rahmen und Planungssicherheit erwartet. Es
müssen teure E-Lkw vorgehalten werden, um bei passenden Ausschreibungen von
Transportaufträgen schnell reagieren zu können.
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Erfolg versprechende Ansätze für den Einsatz von E-Lkw
Obwohl das Umspann-Konzept von den Unternehmen in dieser Form als nicht
praxistauglich eingestuft wurde, war bei allen interviewten Logistikunternehmen das
Interesse an dem Thema Elektromobilität im Schwerlastverkehr groß. So wurde im
Dialog mit den Unternehmen im Zuge der Experteninterviews über weitere
grundsätzliche Möglichkeiten für den Einsatz elektrisch angetriebener Lkw diskutiert.
Dabei haben sich im Wesentlichen drei Anwendungsfälle herauskristallisiert, die von
allen Logistikunternehmen für vielversprechend gehalten wurden:

Elektrischer Lieferverkehr mit einem 12 t-Lkw - attraktiv (auch) für mittelständische
Unternehmen im Stückgutverkehr

Das ursprüngliche Konzept der Trailer-Umsattelung – (nur) attraktiv für große
Verlader und große Logistikdienstleister im (Teil-)Ladungsverkehr

Abwicklung des Vor- und Nachlaufs im Kombinierten Verkehr mit elektrischen
Zugmaschinen
6.2
Fazit und Anpassung des Projektrahmens
Das Umspannkonzept auf einem Green Logistic Park hat sich als nicht praxistauglich
erwiesen. Wie in den Kapiteln 6.1.1und 6.1.2 aufgezeigt wurde, gilt das sowohl für die
aus dem Konzept resultierenden verkehrlichen Auswirkungen, als auch für die damit
verbundenen Logistikprozesse. Nichtsdestotrotz hat sich sowohl bei der Befragung der
verladenden Unternehmen, als auch im Zuge der Experteninterviews mit
Logistikunternehmen gezeigt, dass generell sowohl die Bereitschaft, als auch das
Potenzial zum Einsatz elektrischer Lkw vorhanden ist, wenn auch nicht in der
ursprünglich zu untersuchenden Form.
Die wesentlichen Erkenntnisse der Betrachtung des „Umspann-Konzepts“ sind damit:

Sowohl auf Seite der verladenden Unternehmen als auch auf Seite der LogistikUnternehmen herrscht großes Interesse am Thema Elektromobilität im
Schwerlastverkehr

Das denkbare Einsatzspektrum von E-Lkw variiert von Unternehmen zu
Unternehmen und kann nicht durch ein allgemein anwendbares Konzept
abgedeckt werden

Trotzdem konnten unternehmensübergreifend verschiedene, jeweils ähnlich
gelagerte Anwendungsfelder identifiziert werden, für die der Einsatz von E-Lkw als
vielversprechend zu erachten ist.

Darüber hinaus müssen jeweils im Einzelfall im jeweiligen spezifischen
Unternehmenskontext „maßgeschneiderte“ Ansätze zur Elektrifizierung von
Schwerlastverkehren entwickelt werden
Diese vier Punkte bilden die Grundlage für die Anpassung des Projektrahmens und die
Entwicklung neuer Ansätze zur Elektrifizierung von Schwerlastverkehren im urbanen
Raum, wie sie in Kapitel 7 dargestellt werden.
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58 | 129
7
Neuer Ansatz „E-Logistik-Anwendungsfälle“
7.1
Beschreibung der E-Logistik-Anwendungsfälle
Neuer Ansatz „E-LogistikAnwendungsfälle“
Kapitel 6 hat gezeigt, dass das ursprünglich angedachte Green Logistic Park-Konzept in
Form einer Logistikfläche, auf der Trailer von konventionell auf elektrisch angetriebene
Zugmaschinen umgesattelt werden, um von dort weiter ins Stadtgebiet transportiert zu
werden, in der Praxis nur mit erheblichen ökonomischen und betrieblichen
Einschränkungen umsetzbar ist (siehe Experteninterviews Kapitel 6.1.2.2). Zudem
ergeben sich aufgrund der aus dem Konzept resultierenden Umwege keine oder kaum
positive verkehrliche oder ökologische Effekte (siehe Potenzialrechnung Kapitel
6.1.1.3).
Es hat sich aber auch gezeigt, dass das Interesse der Unternehmen an dem Thema
Elektromobilität im Schwerlastverkehr generell groß ist, und es war zudem Interesse zu
erkennen, entsprechende Fahrzeuge in der Praxis einzusetzen und zu testen. Rasch
wurde jedoch auch deutlich, dass es keine Standardlösung für den Einsatz von E-Lkw
geben kann. Vielmehr definiert jedes Unternehmen individuelle Anforderungen,
Möglichkeiten und Einschränkungen, was den Einsatz von E-Lkw betrifft.
Daher wurde ein neuer zweistufiger Ansatz entwickelt, der es erlaubt, zunächst auf
Stadtebene eine Potenzialabschätzung hinsichtlich der Elektrifizierbarkeit von
Schwerlastverkehren durchzuführen und geeignete Unternehmen zu identifizieren, um
anschließend in Zusammenarbeit mit den Unternehmen individuelle, auf den jeweiligen
Einzelfall abgestimmte Lösungen zu erarbeiten.
Die Basis für diese Lösungen bilden drei E-Logistik-Anwendungsfälle. Diese stellen
zunächst generelle, unternehmensübergreifende Einsatzfelder für E-Lkw dar, ohne die
exakte Umsetzung bei jedem Unternehmen vorwegzunehmen. Sie ermöglichen eine
Vorauswahl von vielversprechenden Unternehmen und erleichtern den Dialog sowie die
unternehmensinterne Abgrenzung von geeigneten Schwerlastverkehren.
ANWENDUNGSFALL A: Lokale Verteilerverkehre mit elektrischen Lkw im
Teilladungs- und Stückgutverkehr
Anwendungsfall A beschreibt den lokalen Verteilerverkehr eines
Logistikunternehmens. Dabei wird Sammel- und Stückgut – oftmals in einem
sogenannten Milkrun – von einem regionalen Verteiler-Hub an unterschiedliche
Kunden in der Region geliefert oder von dort zum Hub geholt. Zwischen den Hubs
werden die Güter gebündelt und als Komplettladungen transportiert.
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ANWENDUNGSFALL B: Langlaufende Quelle-Ziel-Verkehre mit
Komplettladungen (Trailer) und Wechsel auf eine elektrische Zugmaschine für
die letzte Meile
Anwendungsfall B beschreibt das ursprüngliche Umspannkonzept, bei dem Trailer an
der Stadtgrenze von konventionellen auf elektrisch angetriebene Zugmaschinen
umgesattelt werden. Die im Rahmen des Projekts gewonnenen Erkenntnisse zeigen
dabei, dass dies nur innerhalb eines großen (Logistik-)Unternehmens realistisch ist, das
eigene Trailer rotieren lässt. Dies erfordert ein relativ hohes Transportaufkommen.
ANWENDUNGSFALL C: Einsatz elektrischer Lkw bzw. Zugmaschinen im Vorund Nachlauf des Kombinierten Verkehrs
Anwendungsfall C beschreibt den Vor- und Nachlauf im Kombinierten Verkehr. Die
Güter werden dabei in standardisierten Behältern (z.B. Seecontainer oder
Wechselbrücken) per Schiff oder Zug im Hauptlauf zwischen Häfen bzw.
Umschlagbahnhöfen transportiert und von dort per Lkw an den entsprechenden
Empfänger weitertransportiert bzw. von dort abgeholt, um nach dem Umschlag im
Terminal per Bahn oder Schiff weitertransportiert zu werden.
Diese drei E-Logistik-Anwendungsfälle erfüllen im weiteren Projektverlauf im
Wesentlichen zwei Funktionen:

Zum einen wird das Elektrifizierungspotenzial von Schwerlastverkehren bezogen
auf die gesamte Stadt und die dort ansässigen Unternehmen untersucht. Die ELogistik-Anwendungsfälle dienen hier sowohl als Grundlage für eine erste
Einschätzung bezüglich des Anteils der Schwerlastverkehre in Mannheim mit
Elektrifizierungspotenzial, als auch für die Identifikation von relevanten
Unternehmen. Dieser Weg wird als Analysepfad I bezeichnet.

Zum anderen wird das Elektrifizierungspotenzial auf Unternehmensebene
konkretisiert. Hier dienen die E-Logistik-Anwendungsfälle zunächst als Filter, um
relevante Schwerlastverkehre zu identifizieren. Die E-Logistik-Anwendungsfälle sind
dabei als Blaupausen zu verstehen, die anschließend im Dialog mit den
Unternehmen zu konkreten E-Logistik-Anwendungsprofilen weiter entwickelt
werden. Es erfolgt also eine Anpassung der E-Logistik-Anwendungsfälle auf die
jeweils spezifischen Rahmenbedingungen einzelner Unternehmen. Dieser Weg
wird als Analysepfad II bezeichnet.
7.2 Analysepfad I:
Elektrifizierungspotenzial im Wirtschaftsraum Mannheim auf
Basis der E-Logistik-Anwendungsfälle
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Analysepfad I betrachtet dabei das Elektrifizierungspotenzial auf Stadtebene unter
Berücksichtigung der dort ansässigen Unternehmen. Er ermöglicht eine erste
Einschätzung des Elektrifizierungspotenzials von Schwerlastverkehren in der jeweils
betrachteten Stadt. Im Projekt wurde dabei bezogen auf den Wirtschaftsraum
Mannheim wie folgt vorgegangen:

Zunächst wurde der Schwerlastverkehr in Mannheim mit Fahrzeugen ab einem
zulässigen Gesamtgewicht von 12 t analysiert. Anschließend wurden die Verkehre
nach Verkehrsbeziehungen gegliedert und wesentliche Versender („Quellen“) und
Empfänger („Senken“) im Stadtgebiet identifiziert (vgl. Kapitel 6.1.1.3).

Auf dieser Grundlage wurden im nächsten Schritt einzelne Unternehmen
hinsichtlich ihres spezifischen Schwerlastverkehrsaufkommens befragt. Damit
konnte der grundsätzlich elektrifizierbare Anteil des Schwerlastverkehrs in
Mannheim abgeschätzt werden.
Im Zuge des zweiten Schrittes wurden sowohl verladende Unternehmen als auch
Logistikunternehmen befragt. Die entsprechenden Ergebnisse sind in den folgenden
Kapiteln (7.2.1 und 7.2.2) dargestellt. Ein Zwischenfazit hinsichtlich des zu erwartenden
Elektrifizierungspotenzials des Wirtschaftsraums Mannheim nach Analysepfad I wird in
Kapitel 7.2.3 gegeben.
7.2.1
Verladende Unternehmen
Die Befragung verladender Unternehmen im Wirtschaftsraum Mannheim baut auf dem
ursprünglich zu prüfenden Umspannkonzept auf. Aus diesem Grund wurde ein
Fragebogen entwickelt und an die Unternehmen verschickt, der primär darauf abzielt,
grundlegende Informationen für das Konzept eines Green Logistic Parks zu erheben.
Der Fragebogen umfasste speziell folgende Themen:

Organisatorische Zuständigkeiten für Transport und Logistik im Unternehmen

Zahl der Lkw-Fahrten im Ladungsverkehr (Unterscheidung nach Herkunfts-bzw.
Bestimmungsrichtung, Entfernungsbereich und Containerisierungsgrad)

Anlieferungsrhythmen (zeitpunktgenau/tagesgenau/auf Lager)

Warenausgang (periodisch/auf Abruf)

Umsetzung von Elementen „Grüner Logistik“ im Unternehmen
Neben diesen Aspekten finden sich auch verschiedene Elemente der unterschiedlichen
E-Logistik-Anwendungsfälle in den Fragestellungen wieder. Eine Auswertung der
Fragebögen konnte daher auch nach der Anpassung des Projektrahmens erfolgen.
Die Ergebnisse der Verlader-Befragung stellen eine gute Grundlage dar, um das
Elektrifizierungspotenzial der im Wirtschaftsraum Mannheim anfallenden
Schwerlastverkehre aus Unternehmenssicht einzuschätzen. Darüber hinaus ermöglicht
die Auswertung der Fragebögen auch einen guten Überblick über das
Schwerlastverkehrsaufkommen einzelner Unternehmen (Verlader) und ermöglicht die
Identifizierung potenzieller Ansprechpartner.
Der Fragebogen wurde an 29 verladende Unternehmen im Wirtschaftsraum Mannheim
verschickt, die laut Einschätzung der Wirtschaftsförderung der Stadt Mannheim und
der IHK Rhein-Neckar durch besonders hohe Lkw-Verkehrsaufkommen charakterisiert
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sind. Der Schwerpunkt lag dabei auf Unternehmen im nördlichen Stadtgebiet, um
einen Bezug zu dem möglichen Standort eines Green Logistic Park herzustellen. Es
handelt sich größtenteils um Unternehmen aus den Bereichen Fahrzeug- und
Maschinenbau, Elektrotechnik, Chemie sowie Pharma- und Medizintechnik.
Der Rücklauf war mit 14 von 29 Unternehmen (48,3 %) vergleichsweise hoch;
allerdings unterscheiden sich die antwortenden Unternehmen relativ stark voneinander.
Dies wird unter anderem bei näherer Betrachtung der Fahrtenzahl deutlich: Die Anzahl
der Fahrten pro Woche variiert von lediglich zwei Fahrten bis hin zu 1.930 Fahrten
(Komplettladungen) pro Woche. Abbildung 30 zeigt zudem, dass ein erheblicher Teil
der betrachteten Lkw-Fahrten auf nur zwei große Unternehmen entfällt.
2500
2000
1500
1000
500
0
Abbildung 30: Anzahl der Komplettladungen pro Woche
Die Zuständigkeit für die Organisation von Transport und Logistik liegt größtenteils bei
den befragten Unternehmen selbst. Das vollständige Outsourcing aller Logistikprozesse
stellt den Ausnahmefall dar. Ein Großteil der befragten Unternehmen führt
beispielsweise die Fakturierung, Verpackung, Konfektionierung und die
Kommissionierung der produzierten Waren selbst durch. Dies spielt für die E-LogistikAnwendungsfälle jedoch nur eine untergeordnete Rolle. Entscheidend ist vielmehr die
Organisation der Transportlogistik.
Die Beauftragung von Frachtführern und die Planung der Transportlogistik werden in
den befragten Unternehmen vorwiegend selbst durchgeführt. Hingegen erfolgt die
Disposition der Fahrzeuge zum Großteil extern. Die beauftragten Logistikdienstleister
müssten im Falle einer potenziellen Elektrifizierung also auf jeden Fall in den Prozess
eingebunden werden.
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Fakturierung
Verpackung
Konfektionierung
Eigenerstellung
Kommissionierung
Fremdbezug
Disposition der Fahrzeuge
Beauftragung der Frachtführer
Planung der Transportlogistik
0%
20% 40% 60% 80% 100%
Abbildung 31: Zuständigkeiten für Transport und Logistik innerhalb der Unternehmen
Für die antwortenden Unternehmen spielt das Thema „Grüne Logistik“ eine relativ
große Rolle. Drei der vier abgefragten Maßnahmen werden in mindestens einem
Unternehmen bereits umgesetzt, allen voran Umweltmanagement-Zertifizierungen (in
11 von 14 Unternehmen) sowie Nachhaltigkeits- und Umweltberichte (in 8 von 14
Unternehmen). Das Carbon Footprinting wird bisher nur kaum bzw. gar nicht von den
Unternehmen genutzt. Allerdings gab rund ein Drittel der befragten Unternehmen an,
dass entsprechende Maßnahmen in Planung sind.
Product Carbon Footprinting
Corporate Carbon Footprinting
nicht geplant
geplant
UmweltmanagementZertifizierung
vorhanden
Nachhaltigkeits- /Umweltbericht
0
2
4
6
8
10
12
Abbildung 32: Elemente der „Grünen Logistik“ bei den befragten Unternehmen
Bei der Elektrifizierung von Schwerlastverkehren ist die Reichweite des elektrischen Lkw
der wesentliche Engpass. Aus diesem Grund wurde bei der Erhebung des
Schwerlastverkehrsaufkommens der Unternehmen insbesondere nach dem Anteil
regionaler Fahrten mit einer Tourenlänge von weniger als 100km gefragt.
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Nah- und Regionalbereich
98,5
1417
1216,5
in Richtung/aus
Süddeutschland,
Südeuropa, Osteuropa
in Richtung/aus
Norddeutschland,
Nordeuropa, Westeuropa
(ohne Seehäfen)
in Richtung/aus der
Nordseehäfen
(Hamburg,Bremen/Bremer
haven, Rotterdam,
Antwerpen, usw.)
1355
Abbildung 33: Aufgliederung der anfallenden Fahrten verladender Unternehmen im
Raum Mannheim nach Entfernungsbereichen
Abbildung 33 zeigt das Gesamtfahrtenvolumen der befragten Unternehmen. Es liegt
bei 4.087 Fahrtenpaaren pro Woche. Der Anteil der Fahrten bis 150 km Tourenlänge ist
mit 1.417 Fahrtenpaaren pro Woche (35%) relativ hoch. Dies lässt auf ein durchaus
erhebliches Elektrifizierungspotenzial schließen. Einzelne Unternehmen führen sogar
mehr als 90 % ihrer Fahrten im Regionalbereich durch. Diese Unternehmen weisen
folgerichtig unter den gesetzten Rahmenbedingungen ein weit überdurchschnittliches
Elektrifizierungspotenzial auf.
Sammelgüter werden bei den 14 verladenden Unternehmen täglich in 264
Einzelfahrten abgeholt oder zugestellt, was auf ein grundsätzliches Potenzial für den ELogistik-Anwendungsfall A schließen lässt. Die Anzahl der täglich zugestellten und
abgeholten Packstücke beträgt dabei 16.450 Einheiten, die in 264 Fahrten abgeholt
und zugestellt werden. Dies entspricht im Schnitt rund 19 Fahrten pro Unternehmen.
Die Verteilung weicht jedoch stark vom Mittelwert ab; das Maximum liegt bei 90
Fahrten pro Tag.
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Unternehmen 1
Unternehmen 2
Unternehmen 3
Unternehmen 4
Unternehmen ..
0
20
40
60
80
100
Abbildung 34: Unternehmen mit hohem Aufkommen an Sammel-/StückgutFahrten in Fahrten pro Tag
Der E-Logistik-Anwendungsfall B umfasst langlaufende Quelle-Ziel-Verkehre mit
Komplettladungen in Trailern. Ein Umspannen dieser Trailer von einer konventionellen
auf eine elektrische Zugmaschine bedeutet zunächst eine in aller Regel wenig
attraktive Unterbrechung der Fahrt. Aus dem Umspannen kann sich aber auch
Potenzial ergeben, beispielsweise als Zeitpuffer, um genau definierte Lieferfenster bei
Just-in-Sequence oder Just-in-Time Lieferungen einhalten zu können. Die Anlieferung
der zu verarbeitenden Waren erfolgt bei den betrachteten Unternehmen im Schnitt zu
17 % zeitpunktgenau, zu 26 % tagesgenau und zu 57 % auf Lager. Folglich könnte
ein entsprechender zeitlicher Puffer für rund 43% der Schwerlastverkehre sinnvoll sein.
Just in Sequence
(zeitpunktgenau)
16,7%
56,6%
26,2%
Just in Time (tagesgenau)
Auf Lager
Abbildung 35: Organisation der Anlieferung von zu verarbeitenden Waren
Der Warenausgang der betrachteten Unternehmen erfolgt zu 67 Prozent auf
individuelle Kundenbestellung und zu 33 Prozent periodisch. Ein Drittel der Verkehre ist
also regelmäßig und damit durch eine hohe Planungssicherheit geprägt. Im Extremfall
sind bei unternehmensspezifischer Betrachtung bis zu 95% periodisch organisiert und
bieten sich damit für den Einsatz elektrischer Fahrzeuge, deren Touren aufgrund der
begrenzten Reichweite besonders gut geplant werden müssen, in besonderer Weise
an.
Für den Einsatz elektrischer Lkw bzw. Zugmaschinen im Vor- und Nachlauf des
Kombinierten Verkehrs (Anwendungsfall C) sind für die Einschätzung des Potenzials die
anfallenden Fahrten zur Abholung oder Zustellung von Containern oder
Wechselbehältern maßgeblich. Alleine bei den 14 befragten verladenden Unternehmen
fallen 283 Fahrten wöchentlich zur Abholung oder Zustellung von Containern oder
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Wechselbehältern an. Davon liegt wiederum bei 49 Prozent der Fahrten das Ziel im
Nah- und Regionalbereich. Pro Unternehmen existieren somit
Elektrifizierungspotenziale von bis zu 45 wöchentlichen Fahrten zur Abholung oder
Zustellung von Containern oder Wechselbehältern.
Abholung/Zustellung von Containern/ Wechselbehältern pro Woche
46
im Nah und Regionalbereich
6
140
91
in Richtung/aus Süddeutschland, Südeuropa,
Osteuropa
in Richtung/aus Norddeutschland,
Nordeuropa, Westeuropa (ohne Seehäfen)
in Richtung/aus der Nordseehäfen
(Hamburg,Bremen/Bremerhaven, Rotterdam,
Antwerpen, usw.)
Abbildung 36: Anfallende Fahrten zur Abholung oder Zustellung von Containern und
Wechselbehältern pro Woche
7.2.2
Logistikunternehmen
Neben den verladenden Unternehmen sollten auch Logistikunternehmen im
Wirtschaftsraum Mannheim hinsichtlich der möglichen Elektrifizierbarkeit von
Schwerlastverkehren befragt werden. Dies geschah zum einen in Form von
Experteninterviews (vgl. Kapitel 6.1.2.2), zum anderen über eine breit angelegte
Befragung von Logistikunternehmen. Das Ziel der Befragung war einerseits die
Identifizierung weiterer E-Logistik-Anwendungsfälle und andererseits die Identifizierung
von interessierten Unternehmen, mit denen die Anwendungsfälle im jeweiligen
individuellen Kontext im Detail weiterentwickelt werden sollten.
Auch für diese Befragung wurde ein spezieller Fragebogen entwickelt und an die
Logistikunternehmen verschickt. Dieser ist in zwei Teile gegliedert. Im ersten Teil des
Fragebogens wurden sowohl allgemeine als auch für die Elektrifizierung von
Schwerlastverkehren relevante Angaben zum Unternehmen erfasst:

Unternehmensgröße (Anzahl eingesetzte Fahrzeuge/ Fahrer/Fahrtenzahl)

Tätigkeitsbereiche (Stückgut/Teilladungsverkehr (LTL ) / Komplettladungsverkehr
(FTL))

Fuhrparkzusammensetzung (Solo-Lkw/Gliederzüge/Sattelzüge)

Geschäftsschwerpunkt (Spotmarkt/Kontraktlogistik)

Entfernungsbereiche (lokal/regional/Fernverkehr)
Der zweite Teil des Fragebogens bezieht sich konkret auf die E-LogistikAnwendungsfälle. Die Logistikunternehmen sollten die Anwendungsfälle A bis C nach
unterschiedlichen Kriterien bewerten:
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
Wie Attraktivität der drei Anwendungsfälle

Grundsätzliche Einsatzmöglichkeiten der drei Anwendungsfälle

Weitere potenzielle Einsatzbereiche für die Elektromobilität im Schwerlastverkehr

Organisatorisch-betriebliche Voraussetzungen für die erfolgreiche Einbindung
elektrischer Lkw in die Logistikkette

Anreize für das Thema Elektromobilität im Schwerlastverkehr
Insgesamt wurde der Fragebogen durch die Stadt Mannheim an insgesamt 75
Logistikunternehmen versendet. Im Gegensatz zur Verlader-Befragung ergab sich bei
den Logistikern ein vergleichsweise geringer Rücklauf von lediglich 11 Fragebögen. Dies
entspricht einer Rücklaufquote von 14,7 Prozent.
Die Ergebnisse des Fragebogens wurden im Mai 2014 in Form eines ExpertenWorkshops diskutiert und auf Plausibilität geprüft. An dem Workshop nahmen 49
Experten teil, darunter 21 Vertreter von Logistikunternehmen und Verladern.
Aufgrund der geringen Rücklaufquote der Fragebögen wird nachfolgend auf eine
quantitative Auswertung verzichtet. Dennoch konnten aus der qualitativen Auswertung
wertvolle Informationen gewonnen werden, was die verschiedenen E-LogistikAnwendungsfälle sowie deren Praxistauglichkeit betrifft.
E-Logistik-Anwendungsfälle
Bei der Frage welches der drei Elektrifizierungsprofile für die Logistiker am
interessantesten klingt wurde überwiegend Anwendungsfall A genannt. Die
Anwendungsfälle B und C wurden nur vereinzelt genannt. 20 Prozent der befragten
Unternehmen zeigten keinerlei Interesse an den drei skizzierten Anwendungsfällen.
Als Hauptgrund für die überwiegende Präferenz des Anwendungsfalls A wurde die
meist geringe Tourenlänge beim Sammeln und Verteilen genannt, wobei vor allem auf
die aktuellen Batteriekapazitäten der Fahrzeuge verwiesen wurde. Auch bei
Anwendungsfall C wurde die geringe erforderliche Reichweite (ein Großteil des Vorund Nachlaufs im Kombinierten Verkehr findet in einem Radius von 100km rund um
das Terminal statt) als wichtiges Argument für eine rasche Elektrifizierungsmöglichkeit
genannt.
Grundsätzliche Einschätzung der E-Logistik-Anwendungsfälle
Laut den befragten Unternehmen kommen für die Anwendungsfälle in besonderer
Weise folgende Unternehmenstypen oder Branchen in Betracht:

Bei Anwendungsfall A wird viel Potenzial in der Konsumgüterindustrie, sowie
generell bei Industrie- und Handelsunternehmen gesehen. Auf Seiten der
Logistikunternehmen werden Dienstleister mit regionalem Verteiler- bzw. Sammel/Stückgutverkehr sowie Kurier-, Express- und Paketdienstleister als Zielgruppe
genannt.

Bei Anwendungsfall B werden vor allem Komplettladungsverkehre größerer
Unternehmen und Hub-Verkehre großer Logistikunternehmen sowie im nichtgewerblichen Bereich der von den Unternehmen selbst betriebene Werkverkehr
genannt.
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
Hinsichtlich des Anwendungsfalls C wurden von den befragten Unternehmen die
Terminal-Betreiber und Operateure im Kombinierten Verkehr sowie große
produzierende Unternehmen mit entsprechendem Containeraufkommen genannt.

Als weitere interessante Einsatzbereiche für die Elektromobilität im
Schwerlastverkehr über die geschilderten Varianten hinaus wurden
Rangierverkehre in Frachtzentren und in Containerterminals angegeben, die bereits
heute teilweise mit elektrisch angetriebenen Fahrzeugen abgewickelt werden.
Einbindung elektrischer Lkw in die innerbetrieblichen Prozesse
Als kritischster Faktor für die Elektromobilität wird die Batterieleistung und die damit
verbundene Reichweite, und damit die Wirtschaftlichkeit des Fahrzeugs gesehen.
Um elektrische Lkw erfolgreich in die eigene Logistikkette einbinden zu können, halten
die befragten Unternehmen als flankierende betriebliche Maßnahmen das Errichten
einer ausreichenden Zahl an Ladestationen – auch bei den Kunden – für zwingend
erforderlich. Dieses muss durch eine zuverlässige Planung der Ladezyklen ergänzt
werden. Als weitere wichtige Bedingung gelten zudem ein fachkundiger Service und
Wartung der elektrischen Lkw.
Aus den Antworten der befragten Unternehmen wurde aber auch deutlich, dass es den
Unternehmen – wie auch den Verladern – an konkreten Erfahrungswerten fehlt, um
z.B. detaillierte Kostenvergleichsrechnungen durchführen zu können. Ein Unternehmen
fasste dies wie folgt zusammen:
„Notwendig ist die Abstimmung bzw. der Informationsfluss zwischen allen beteiligten
Akteuren, eine ausreichende Reichweite der E-Lkw, eine Amortisation des Fahrzeugs in
einer interessanten Zeitspanne sowie der Willen zur Umsetzung über alle beteiligten
Akteure hinweg.“
Mögliche Anreizmaßnahmen für den Einsatz von E-Lkw
Bei der Frage, welche Anreize für die Elektromobilität im Schwerlastverkehr gesetzt
werden sollten, gaben die Unternehmen vor allem eine öffentliche Förderung durch
eine entsprechende Subventionierung der Fahrzeuganschaffung an. Weiterhin werden
reduzierte Straßenbenutzungsgebühren sowie steuerliche Ermäßigungen für sinnvoll
gehalten. Kundenseitig wird eine entsprechende Mehrpreisbereitschaft für das
Angebot umweltfreundlicher und zukunftsweisender Transportformen und technologien gewünscht, beziehungsweise eine anderweitige finanzielle „Belohnung“
der Logistikdienstleister, wenn diese E-Lkw einsetzen.
Grüne Logistik in der Unternehmensstrategie
Grundsätzlich sieht die überwiegende Mehrheit der Befragten den hohen Stellenwert
einer nachhaltigen bzw. Grünen Logistik und der damit verbundenen Maßnahmen. Aus
der Befragung ging hervor, dass die Logistikunternehmen durchaus diesbezüglich
Handlungsbedarf auf ihrer Seite erkennen. Sie gaben zum Großteil an, das Thema
„Grüne Logistik“ in der eigenen Unternehmensstrategie in unterschiedlichen Formen
verankert zu haben. Beispielsweise wird es für besonders wichtig gehalten, dass der
Strom für den Betrieb elektrischer Lkw aus erneuerbaren Energien gewonnen wird, um
durch die Elektrifizierung auch einen spürbaren Effekt im Sinne einer Grünen Logistik
erzielen zu können.
7.2.3
Zwischenfazit
Fraunhofer IAO
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Im Zuge von Analysepfad I hat sich zunächst die Grundannahme bestätigt, dass
schwere Lkw in Mannheim neben dem Einsatz auf der Langstrecke auch im regionalen
Bereich in beträchtlichem Maß zum Einsatz kommen (vgl. Kapitel 1). Dies lässt
grundsätzlich auf ein hohes Elektrifizierungspotenzial schließen.
Die Befragungen haben weiterhin gezeigt, dass generell ein großes Interesse an dem
Thema Elektromobilität im Schwerlastverkehr vorhanden ist. Viele Unternehmen
wussten aber bisher nicht einmal, dass aktuell schon rein elektrisch angetriebene Lkw
für den Einsatz im Schwerlastverkehr verfügbar sind und diese in der Praxis auch schon
zum Einsatz kommen.
Gleichzeitig wird jedoch auf Seiten der Unternehmen momentan nicht damit
gerechnet, dass ein wirtschaftlicher Betrieb von elektrischen Lkw derzeit schon möglich
ist. Dies stützt die Ausgangshypothese, dass für eine Elektrifizierung von
Schwerlastverkehren Maßnahmen notwendig sind, um die daraus resultierenden
Mehrkosten zu kompensieren (vgl. 1.1.1). Welche Maßnahmen dabei als
vielversprechend zu betrachten sind und welche Rolle die Verfügbarkeit von Flächen
dabei spielt, bedarf nachfolgend nochmals einer detaillierten Betrachtung (Kapitel
7.3.3).
Die drei identifizierten E-Logistik-Anwendungsfälle werden – im Gegensatz zu dem
ursprünglichen Ansatz des „Umspann-Konzepts“ vor Anpassung des Projektrahmens –
von Seiten der Logistikunternehmen als weitestgehend praxistauglich eingestuft. Für
alle drei Anwendungsfälle konnten potenzielle Interessenten identifiziert werden.
Dabei überwiegt das Interesse an Anwendungsfall A. Gleichzeitig hat die Befragung
der verladenden Unternehmen auch ergeben, dass es Unternehmen gibt, die ein
deutlich erhöhtes Schwerlastverkehrsaufkommen haben. In solchen Unternehmen sind
vor allem die Anwendungsfälle B und C vielversprechend, da dort oftmals erhebliche
Mengen an Komplettladungen/Containern transportiert werden, teilweise auch im
Regionalbereich.
Über alle E-Logistik-Anwendungsfälle hinweg wurde noch einmal deutlich, dass die
Logistikunternehmen für die Elektrifizierung von Schwerlastverkehren aktuell auf
umfassende (auch finanzielle) Unterstützung sowohl von Seiten der Verlader als auch
von der öffentlichen Seite angewiesen sind, um sich näher mit der Elektromobilität
beschäftigen zu können.
7.3 Analysepfad II:
Elektrifizierungspotenzial von einzelnen Unternehmen im
Wirtschaftsraum Mannheim
Im Zuge von Analysepfad II sollten die drei E-Logistik-Anwendungsfälle hinsichtlich ihrer
Praxistauglichkeit weiter konkretisiert werden. Die Konkretisierung erfolgt in Form von
Fallstudien. Gegenstand der Fallstudien sind drei Mannheimer Logistikunternehmen.
Die drei Fallstudien-Unternehmen haben gemeinsam, dass sie einerseits ein
grundsätzliches Interesse an dem Thema Elektromobilität im Schwerlastverkehr haben
und andererseits mit ihren Geschäftsbereichen alle drei der im Projekt „Elektrischer
Schwerlastverkehr im urbanen Raum“ entwickelten E-Logistik-Anwendungsfälle
abdecken (Profil C nicht in Verbindung mit dem Kombinierten Verkehr, aber in Form
einer multimodalen Logistikkette beim Transport von Luftfracht).
Die Fallstudien verfolgen zum einen das Ziel, das Elektrifizierungspotenzial weiter zu
konkretisieren. Zum anderen sollten sie auch die Rolle bzw. den potenziellen Nutzen
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von Logistikflächen zur Unterstützung der Elektrifizierung von Schwerlastverkehren
aufzeigen.
Im Zuge der Fallstudien wurden die Themen Elektrifizierung und Logistikflächen
zunächst unabhängig voneinander untersucht, um abschließend eine integrierte
Betrachtung durchzuführen. Zu diesem Zweck wurde ein Nutzungsmodell entwickelt,
welches die Wechselwirkungen zwischen der Elektrifizierung von Schwerlastverkehren,
den dazugehörigen Logistikprozessen sowie der dafür notwendigen Logistikflächen
betrachtet.
Nachfolgend wird zunächst die Entwicklung des Nutzungsmodells dargestellt.
Anschließend werden die drei Fallstudien-Unternehmen zuerst hinsichtlich der
Elektrifizierung von Schwerlastverkehren untersucht und anschließend hinsichtlich des
Themas Flächen- bzw. Standortentwicklung. Abschließend erfolgt die integrierte
Betrachtung der beiden Themen und es werden entsprechende Ableitungen gezogen.
Diese ermöglichen eine Bewertung sowohl des Elektrifizierungspotenzials, als auch des
jeweiligen Einflusses der Verfügbarkeit von Logistikflächen bei den untersuchten
Fallstudien-Unternehmen.
7.3.1 Nutzungsmodelle – ein Ansatz zur Integration von
Elektrifizierungspotenzialen und Standortentwicklung in Logistikunternehmen
Im Projektverlauf hat sich gezeigt, dass das ursprüngliche Umspann-Konzept zumindest
alleine nicht praxistauglich ist. Das gilt sowohl für die mit dem Konzept erzielbaren
verkehrlichen Effekte, als auch für die damit verbundenen Logistikprozesse. In der Folge
entfiel auch die ursprünglich im Projekt vorgesehene Entwicklung eines
Umsetzungskonzeptes für den Green Logistic Park sowie eines entsprechenden
Betreibermodells im Sinne einer auch durch mehrere Unternehmen gemeinschaftlich
genutzten Logistikinfrastruktur.
Dennoch sollte weiterhin geprüft werden, inwiefern die Elektrifizierung von
Schwerlastverkehren durch das zur Verfügung stellen einer Logistikfläche unterstützt
werden kann. Um in diesem Zusammenhang den möglichen Nutzen einer
Logistikfläche genauer bestimmen zu können, wurden die beiden Themen
Elektrifizierung (Potenziale und Hürden) und Logistikfläche (funktionale und
anreizbezogene Beiträge) im Zuge der Fallstudien aus Sicht der Unternehmen zunächst
losgelöst voneinander betrachtet, und später wieder zusammengeführt (siehe
Abbildung 37).
Elektrifizierungsoptionen für Schwerlastverkehrsflotten
Prozesse u.
Anforderungen v.
Logistikunternehmen
Funktion bzw. Beitrag v.
Erweiterungsflächen
Abbildung 37: Elemente eines Nutzungsmodells in Bezug auf die
Schwerlastverkehrselektrifizierung
Die Erhebung und Analyse der konkreten Ausprägung der drei Modellbestandteile (und
ihrer Wechselwirkungen untereinander) bildet den Schwerpunkt der im Zuge von
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Analysepfad II durchgeführten Fallstudien mit den folgenden Kernfragestellungen:
6. Ist die Elektrifizierung von Schwerlastverkehren im jeweils spezifischen
Unternehmenskontext technisch und organisatorisch machbar und welche
Auswirkungen ergeben sich daraus auf bestehende Logistikprozesse?
7. Gibt es (unter der Annahme das Neuflächen zur Verfügung gestellt werden
könnten) bei den Fallstudien-Unternehmen einen Bedarf für Erweiterungsflächen
und entsprechende Nutzungsprofile und welche Rolle spielt dieses Thema in der
jeweiligen Unternehmensstrategie?
8. Gibt es Synergien zwischen der Elektrifizierung von Schwerlastverkehren und der
Nutzung von neu geschaffenen Logistikflächen bei den einzelnen Fallstudien?
Technische und
organisatorische
Realisierbarkeit?
1
Elektrifizierung v.
Schwerlastverkehrsflotten
Eignung elektrifizierter Lösungen?
Beitrag der Bereitstellung
bzw. Nutzung einer neuen
3 bzw. weiteren Logistikfläche
zur Elektrifizierung?
Kombination von
Nutzenbeitrag Fläche u.
Realisierungsansätzen
für Elektrifizierung
Prozesse u.
Anforderungen v.
Logistikunternehmen
Prozesse in direkten
Zusammenhang mit
einer neuen bzw.
weiteren Logistikfläche?
Funktion bzw. Rolle v.
2
Bedarf und
Nutzenbeitrag?
Abbildung 38: Hauptaspekte und -fragestellungen der Fallstudien
Bezüglich der Vorgehensweise ergeben sich somit zunächst zwei voneinander
unabhängige Untersuchungsstränge (Elektrifizierung und Fläche) für die Fallstudien.
Entsprechend wurden auch beide Themen losgelöst voneinander diskutiert. Die
differenzierte Betrachtung verfolgt dabei in erster Linie das Ziel, den Antrieb und die
unterschiedlichen Beweggründe hinsichtlich der Elektrifizierung von
Schwerlastverkehren sowie des jeweiligen Flächenbedarfs aufzuzeigen (Schritt 1 und 2).
Die Zusammenführung der beiden Themen (Schritt 3) dient der Schaffung einer
Entscheidungsgrundlage für kommunale und regionale Institutionen hinsichtlich der
Sinnhaftigkeit von Logistikflächen als Anreizinstrument für die Elektrifizierung von
Schwerlastverkehren bei den dort ansässigen Unternehmen.
7.3.2
Unternehmensindividuelle Analyse der Elektrifizierungspotenziale
Die für die Fallstudien ausgewählten Logistikunternehmen hatten alle im Laufe des
Projektes ein grundsätzliches Interesse an dem Thema Elektromobilität im
Schwerlastverkehr gezeigt. Darüber hinaus decken die untersuchten Unternehmen mit
ihren Geschäftsbereichen weitestgehend die entwickelten E-Logistik-Anwendungsfälle
ab.
Die Fallstudien verfolgen dabei im Wesentlichen zwei Ziele. Zunächst sollen die ELogistik-Anwendungsfälle noch einmal auf der Detail-Ebene, d.h. im jeweiligen
spezifischen Unternehmenskontext, auf Praxistauglichkeit geprüft und zu konkreten ELogistik-Anwendungsprofilen weiterentwickelt werden. Sodann sollten sie dazu dienen,
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um die Machbarkeit der einzelnen Anwendungsprofile zu bewerten und um daraus
Rückschlüsse zu ziehen, wo aktuell zur Unterstützung der Elektrifizierung von
Schwerlastverkehren der größte Handlungsbedarf herrscht und welche Akteure
entsprechenden Einfluss darauf nehmen könnten.
Vorgehen
Konkret wurden im Zuge der Fallstudienerhebung bei jedem Unternehmen folgende
Arbeitsschritte durchgeführt:

Erstellung einer Übersicht über die bei dem jeweiligen Unternehmen anfallenden
Transporte pro Woche sowie des dafür eingesetzten Fuhrparks

Filtern der Transporte durch Überlagerung mit den E-Logistik-Anwendungsprofilen
sowie anhand der technischen Machbarkeit in der jeweils eingesetzten Lkw-Klasse

Definition der genauen E-Logistik-Anwendungsprofile

Erhebung der für eine potenzielle Elektrifizierung der definierten
Anwendungsprofile relevanten Daten

Qualitative Bewertung des Elektrifizierungspotenzials der einzelnen E-LogistikAnwendungsprofile sowie von deren Machbarkeit
Bewertung des Elektrifizierungspotenzials und der Machbarkeit
Für die qualitative Bewertung des Elektrifizierungspotenzials der unterschiedlichen ELogistik-Anwendungsfälle wurden Informationen zu folgenden Punkten erhoben:

Eingesetzte Fahrzeuge und transportierte Güter
Prüfung der Verfügbarkeit einer batterieelektrischen Variante des erforderlichen
Lkw-Typs mit den erforderlichen Leistungsdaten (Nutzlast, Laderaumvolumen etc.)

Strecke
Einfluss der Strecke auf die technische Auslegung des E-Lkw bzw. des
Batteriesystems (vor allem Distanz und Topographie); der Routentyp (Milk-Run,
Rundlauf etc.) gibt Aufschluss über die Anzahl der Stopps (Möglichkeiten zum
Nachladen der Batterie) und den Tourenverlauf

Einsatzplanung und Betriebszeiten
Während die Strecke sich auf eine Tour des Lkw bezieht, wird hier die Gesamtzahl
der gefahrenen Touren pro Tag betrachtet. Darüber hinaus wird erhoben, ob das
Fahrzeug ausschließlich für das betrachtete Anwendungsprofil eingesetzt wird oder
auch für andere Zwecke. Beides muss ggf. in der technischen Auslegung des E-Lkw
berücksichtigt werden.

Standzeiten
Die Erhebung der Standzeiten gibt Aufschluss darüber, wann und wie oft (wenn
nötig) ein Nachladen der Batterie oder ein Batteriewechsel erfolgen kann. Die
Standzeiten können sich dabei sowohl aus dem Tourenverlauf ergeben (Stopps,
Be-/Entladevorgänge), als auch aus der Einsatzplanung (zwischen den Schichten
bzw. außerhalb der Betriebszeit) sowie dem Fahrpersonalrecht (Einhaltung von
Ruhepausen und Ruhezeiten des Fahrpersonals).
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Abschließend erfolgt eine Bewertung der Machbarkeit jedes E-LogistikAnwendungsprofils unter Berücksichtigung des aktuellen Standes der Technik (E-Lkw)
und der heute im jeweiligen Unternehmen vorherrschenden Logistikprozesse.
Die Bewertung wird dabei auf Basis von fünf unterschiedlichen
Einflussfaktoren/Dimensionen vorgenommen, die sich aus den zuvor in den
Anwendungsprofilen erhobenen Informationen ableiten lassen. Diese werden über ein
Netzdiagramm visualisiert (siehe Abbildung 39):
Abbildung 39: Beitrag einzelner Einflussfaktoren zur Machbarkeit der Elektrifizierung
des E-Logistik-Anwendungsprofils
Für die Bewertungen der einzelnen Einflussfaktoren wurden folgende Abgrenzungen
herangezogen:
Abbildung 40: Beschreibung der Machbarkeit der einzelnen Einflussfaktoren
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Im weiteren Projektverlauf bilden die E-Logistik-Anwendungsprofile zudem die
Grundlage für die Bewertung des potenziellen Nutzens, der sich aus neuen
Logistikflächen zur Unterstützung des Elektrifizierungs-Prozess bei den Unternehmen
ergeben könnte (vgl. Kapitel 7.3.3).
7.3.2.1 Fallstudie I: Unternehmen X
Unternehmen X ist großer Logistikdienstleister mit zahlreichen Standorten. Das
Unternehmen ist weltweit tätig und gliedert sich in verschiedene Geschäftsbereiche,
u.a. Kontraktlogistik, Frachtlogistik und Hafenlogistik.
Die Fallstudie bezieht sich auf einen Mannheimer Standort des Geschäftsbereiches
Kontraktlogistik. Unternehmen X ist am Standort Mannheim vor allem für die Ver- und
Entsorgung der Produktion unterschiedlicher Mannheimer Unternehmen verantwortlich
und betreibt für sie entsprechende Lagerflächen. Dabei übernimmt Unternehmen X
unter anderem logistische Dienstleistungen wie die Kommissionierung,
Konfektionierung und Distribution von Waren.
Fuhrpark und Schwerlastverkehrsaufkommen
Der von Unternehmen X am untersuchten Standort eingesetzte Fuhrpark besteht
ausschließlich aus Sattelzugmaschinen, die von Subunternehmern betrieben werden.
Im Normalfall werden die anfallenden Schwerlastverkehre mit 3-4 Sattelzugmaschinen
abgewickelt. Saisonal bedingt können aber auch bis zu 5 Sattelzugmaschinen im
Einsatz sein.
Fahrzeugtyp
eingesetzte Fahrzeuge
Solo-Lkw
Gliederzug
Sattelzug (40t)
4-5
davon eigene /
Subunternehmer
0 / 4-5
Tabelle 1: Fuhrpark-Übersicht

Durchschnittlich fallen bei Unternehmen X ca. 30 Lkw-Touren (Rundläufe) pro
Tag an.

Daraus ergibt sich ein Lkw-Tourenaufkommen von ca. 150 Rundläufen pro
Woche.
Unternehmen X ist ausschließlich für die Planung der Pendel-Schwerlastverkehre
zwischen den Produktionsstätten der Kunden und den von Unternehmen X
betriebenen Lagerflächen zuständig. Die Verantwortung für die Transporte im
Fernverkehr von und nach Mannheim liegt bei den jeweiligen Lieferanten bzw. bei
deren Spediteuren und Frachtführern und entzieht sich damit dem Einfluss von
Unternehmen X.
Vorauswahl von relevanten Schwerlastverkehren
Ausgehend von den in Kapitel 7.1 dargestellten E-Logistik-Anwendungsfällen und den
Geschäftsschwerpunkten von Unternehmen X am Standort Mannheim muss vor allem
Anwendungsfall B hinsichtlich seiner Relevanz für diese Fallstudie überprüft werden.
Die Schwerlastverkehre von Unternehmen X bilden dabei den zweiten Teil des Profils
ab, also quasi die „letzte Meile“:
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E-Logistik-Anwendungsfall B
Langlaufende Quelle-Ziel-Verkehre mit Komplettladungen und Wechsel auf eine
elektrische Zugmaschine für die letzte Meile
Zunächst wurde auf Basis der in Kapitel 5 aufgezeigten technologischen Machbarkeit
eine Vorauswahl von Schwerlastverkehren getroffen, die im Fall von Unternehmen X
hinsichtlich der erforderlichen Reichweite für eine Elektrifizierung in Frage kommen:
Fahrzeugtyp
Solo-Lkw bis 18t
Fahrten mit einer Distanz < 300km
-
Fahrzeugtyp
Sattelzug
Gliederzug
30 / Tag
-
Alle Fahrten führen über eine Distanz von weniger als 150 km und kommen damit
grundsätzlich für eine Elektrifizierung in Betracht. Über Experten-Interviews wurden auf
Basis dieser Vorauswahl zwei potenzielle E-Logistik-Anwendungsprofile bei
Unternehmen X herausgegriffen, die im Folgenden genauer betrachtet und
hinsichtlich ihres konkreten Elektrifizierungspotenzials bewertet werden.
Unternehmen X - E-Logistik-Anwendungsprofil 1
Bei E-Logistik-Anwendungsprofil 1 handelt es sich um Pendelverkehre zwischen dem
Produktionsstandort eines Mannheimer Unternehmens im Stadtgebiet und dem von
Unternehmen X für diesen Kunden betriebenen Lager. Dabei wird Rohmaterial vom
Lager zur Produktionsstätte gefahren und von dort fertige Konsumgüter zurück in das
Lager.
Hierfür kommen eine Sattelzugmaschine und drei Trailer zum Einsatz. Die
Sattelzugmaschine ist abgesehen vom Umspannvorgang (ca. 5 min) permanent mit
einem Trailer auf der Straße, während die anderen beiden Trailer zum Be- und Entladen
jeweils bei Unternehmen X und beim Kunden stehen.
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Abbildung 41: Unternehmen X - E-Logistik-Anwendungsprofil 1
Eingesetztes Fahrzeug und transportierte Güter
Es kommen Sattelzugmaschinen mit Trailer und einem zulässigen Gesamtgewicht von
40 t zum Einsatz. Der so konfigurierte Sattelzug hat eine Nutzlast von rund 25 t und
ein Volumen von bis zu 102 m3.
Bei den transportierten Mengen handelt es sich um Konsumgüter. Im Normalfall wird
das komplette Volumen des Trailers ausgeschöpft (34 Europaletten-Stellplätze) und es
werden circa 20 t Nutzlast benötigt.
Strecke
Bei Profil 1 handelt es sich um einen Rundlauf innerhalb des Mannheimer Stadtgebiets.
Die Distanz zum Kunden beträgt ca. 3,5km, das heißt für einen Rundlauf muss der Lkw
ca. 7km zurücklegen.
Hinsichtlich der Topographie ist die Strecke als unproblematisch zu betrachten, die
größte Steigung überwindet lediglich 7 Höhenmeter bei einer Längsneigung von ca.
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2,8%. Das Ziel liegt dabei in etwa auf gleicher Höhe wie das Lager von Unternehmen
X.
An einem Tag absolviert die Zugmaschine ca. 16-18 Rundläufe im Zweischichtbetrieb
von 6-22Uhr. Das Profil ist dabei sowohl über den Tag als auch über die Woche (von
Montag bis Freitag) zuverlässig planbar. Wenn es saisonal zu Überhängen kommt,
werden 1-2 Sattelzugmaschinen zusätzlich eingesetzt.
Da die Zugmaschinen von einem Subunternehmen betrieben werden, ist davon
auszugehen, dass sie zusätzlich im Nachtsprung eingesetzt werden, und zwar
überwiegend im Fernverkehr.
Standzeiten
Der Lkw steht sowohl beim Kunden als auch bei Unternehmen X nur ca. 5 Minuten, da
nicht Be- und Entladen werden muss, sondern lediglich der Trailer umgespannt wird.
Pro Fahrer-Schicht steht der Lkw allerdings 45 min, wenn der Fahrer die nach der Lenkund Ruhezeitenverordnung vorgeschriebene Ruhepause macht. Bei einer maximalen
Lenkzeit von 10 Stunden und einer Fahrzeug-Einsatzzeit von 16 Stunden sind zwei
Fahrer erforderlich, so dass pro Tag zwei Pausen von je 45 min Dauer zu
berücksichtigen sind.
Elektrifizierungspotenzial Anwendungsprofil 1
Aktuell sind in Europa keine batterieelektrischen Sattelzugmaschinen mit den in Profil
1 benötigten Leistungsdaten verfügbar. Allerdings wird momentan beispielsweise in
der Schweiz von e-Force ein entsprechendes Fahrzeug entwickelt, von dem ein erster
Prototyp bereits 2015 auf die Straße kommen soll (siehe Kapitel 5) und damit für ein
Pilotprojekt zur Verfügung stünde.
Die im Zuge des Logistikprofils gefahrene Strecke beträgt bei maximal 18 Rundläufen
pro Tag 126 Kilometer. Die Topographie ist vernachlässigbar. E-Force schätzt auf
Grund des aktuellen technischen Entwicklungsstandes der oben erwähnten
Sattelzugmaschine eine Reichweite von 150km als realistisch ein, so dass für Profil 1
ein durchgängiger Betrieb der Sattelzugmaschine über zwei Schichten ohne Wechsel
oder Nachladen der Batterie möglich ist.
Es ist zudem denkbar das Fahrzeug während der gesetzlich vorgeschriebenen 45minütigen Ruhepausen der Fahrer nachzuladen oder die Batterien zu tauschen. Dies
nimmt lediglich 5-10 Minuten in Anspruch (darf aber gemäß Lenk- und
Ruhezeitenverordnung nicht durch oder mit Hilfe des Fahrers durchgeführt werden).
Was aus heutiger Sicht neben der Verfügbarkeit eines geeigneten Fahrzeuges eine
Elektrifizierung dieses Profils ausschließt, ist der Rückgriff auf einen Subunternehmer,
der die Zugmaschine zusätzlich für langlaufende Transporte im Nachtsprung einsetzt.
Hier wurde allerdings im Zuge der Fallstudieninterviews bereits über einen möglichen
betriebswirtschaftlichen Vorteil einer eigenen elektrischen Sattelzugmaschine
diskutiert, wenn diese im Gegensatz zu den Dieselfahrzeugen im 3-Schicht-Betrieb
eingesetzt werden könnte.
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Unternehmen X - E-Logistik-Anwendungsprofil 2
Wie bei E-Logistik-Profil 1 handelt es sich auch bei Profil 2 um Pendelverkehre zwischen
dem Produktionsstandort eines Mannheimer Unternehmens im Stadtgebiet und dem
von Unternehmen X für diesen Kunden betriebenen Lager. Dabei wird ebenfalls
Rohmaterial vom Lager zur Produktionsstätte gefahren und von dort fertige
Konsumgüter zurück in das Lager.
Es kommen zwei Sattelzugmaschinen parallel zum Einsatz, wobei in einem Rundlauf 2
Trailer eingesetzt werden und i zweiten Rundlauf nur 1 Trailer.
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Abbildung 42: Unternehmen X - E-Logistik-Anwendungsprofil 2
Bei Profil 2 kommen dieselben Kombinationen aus Sattelzugmaschine und Trailer zum
Einsatz wie bei Profil 1 (40t zul. GG, Nutzlast 25t, Volumen 102m3), mit dem einzigen
Unterschied, dass hier zwei Zugmaschinen parallel im Einsatz sind.
Die aus den transportierten Gütern resultierenden Anforderungen an das Fahrzeug sind
vergleichbar wie in Profil 1 (Konsumgüter, 20t Nutzlast bei voller Ausnutzung des
Laderaums).
Strecke
Bei Profil 2 handelt es sich ebenfalls um einen Rundlauf innerhalb des Mannheimer
Stadtgebiets. Die Distanz zum Kunden beträgt ca. 6,5km, das heißt für einen Rundlauf
muss der Lkw ca. 13km zurücklegen.
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Hinsichtlich der Topographie ist die Strecke als unproblematisch zu betrachten, die
größte Steigung überwindet lediglich 9 Höhenmeter bei einer Steigung von ca. 1,6%.
Das Ziel liegt dabei in etwa auf gleicher Höhe wie das Lager von Unternehmen X.
Insgesamt werden auf Profil 2 am Tag 12-14 Rundläufe von zwei Sattelzugmaschinen
gefahren. Die eine Sattelzugmaschine zieht dabei im Wechsel zwei Trailer und
absolviert 8 Rundläufe, während die zweite Sattelzugmaschine immer den gleichen
Trailer zieht und nur auf rund 4-6 Rundläufe kommt.
Beide Sattelzüge werden von Unternehmen X im Einschichtbetrieb von ca. 7-16Uhr
eingesetzt.
Das Profil ist dabei sowohl über den Tag als auch über die Woche (von Montag bis
Freitag) periodisch und damit zuverlässig planbar.
Da die Fahrzeuge von Subunternehmen betrieben werden, ist davon auszugehen, dass
sie zusätzlich im Nachtsprung im Fernverkehr eingesetzt werden.
Standzeiten
Die Sattelzugmaschine mit zwei Trailern steht pro Rundlauf einmal ca. 20-30min für die
Be- und Entladung, entweder beim Kunden oder bei Unternehmen X. Die
Sattelzugmaschine mit einem Trailer wird bei jedem Stopp ca. 20-30min be- und
entladen.
Im Zuge der Fahrerpause stehen beide Lkw pro Schicht 45 Minuten, das heißt es gibt
pro Sattelzug auf jeden Fall einen planbaren Stopp von 45 Minuten Dauer am Tag.
Elektrifizierungspotenzial Anwendungsprofil 2
Hinsichtlich der eingesetzten Fahrzeuge verhält es sich hier wie bei Profil 1. So erfolgt
die Bewertung des Elektrifizierungspotenzials auf Basis einer voraussichtlich ab dem
Jahr 2015 verfügbaren elektrisch angetriebenen Sattelzugmaschine mit einer
Reichweite von 150km.
Die im Zuge des Logistikprofils gefahrene Strecke beträgt bei der Sattelzugmaschine
mit wechselnden Trailern (8 Rundläufe pro Tag) 104 Kilometer und bei der festen
Zugmaschine-Trailer-Kombination (4-6 Rundläufe) maximal 78 Kilometer. Die
Topographie ist vernachlässigbar. Folglich wäre bei beiden Sattelzügen ein
durchgängiger Betrieb des Sattelzugs über die komplette Schicht ohne Wechsel oder
Nachladen der Batterie realisierbar.
Es ist zudem denkbar, das Fahrzeug während den zwei jeweils 45-minütigen
Fahrerpausen nachzuladen oder die Batterien auszutauschen, was lediglich 5-10
Minuten in Anspruch nehmen würde.
Wie bei Profil 1 spricht auch hier der Einsatz der Sattelzüge im Nachtsprung auf der
Langstrecke durch den Subunternehmer gegen eine Elektrifizierung. Es müsste also
auch hier die Disposition so angepasst werden, dass die Fahrzeuge im 3-SchichtBetrieb auf Profil 2 oder anderen Kurzstreckenprofilen eingesetzt werden können.
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7.3.2.2 Fallstudie II: Unternehmen Y
Unternehmen Y ist ein mittelständisches Logistikunternehmen mit Hauptniederlassung
in Mannheim. Neben Mannheim hat das Unternehmen zwei weitere Standorte in
Norddeutschland. Unternehmen Y versteht sich selbst als Nischenanbieter und zählt
Agilität zu seinen wichtigsten Eigenschaften. Dabei konzentrieren sich die
Kompetenzen des Unternehmens im Wesentlichen auf vier Geschäftsbereiche:
Luftfrachtlogistik, Kontraktlogistik, Webshop-Logistik und Werbemittellogistik.
Die im Zuge der Fallstudie betrachteten E-Logistik-Profile beziehen sich auf die
Geschäftsbereiche Luftfracht- und Kontraktlogistik.
Bei Unternehmen Y kommen sowohl eigene Fahrzeuge als auch Fahrzeuge von
Subunternehmern zum Einsatz. Bei den eigenen Fahrzeugen handelt es sich um
Leasing-Fahrzeuge und es werden tageweise nach Bedarf weitere Fahrzeuge hinzu
gemietet. Eine Übersicht des Fuhrparks ist in Tabelle 2 dargestellt.
Fahrzeugtyp
Solo-Lkw (7,5t)
Gliederzug (40t)
Sattelzug (40t)
3–6
1
-
davon Eigene / Subuntern.
2-4 / 1-2
2-5
2

Durchschnittlich fallen bei Unternehmen Y ca. 13 Lkw-Fahrten (9 Rundläufe/ 4
Milkruns) pro Tag an.

Daraus ergibt sich ein Lkw-Aufkommen von ca. 68 Fahrten pro Woche (48
Rundläufe/ 20 Milkruns).
Bei den Fahrten handelt es sich überwiegend um das Einsammeln von Luftfracht, die im
Regional-Hub Mannheim gesammelt und luftsicher gemacht sowie anschließend zum
Frankfurter Flughafen transportiert wird. Da gewisse Schwankungen hinsichtlich der zu
transportierenden Mengen über die Woche existieren (luftfrachtspezifisches Merkmal),
werden bei hohem Transportaufkommen tageweise noch Fahrzeuge hinzu gemietet.
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Ausgehend von den in Kapitel 7.1 dargestellten E-Logistik-Profilen und den
Geschäftsschwerpunkten von Unternehmen Y am Standort Mannheim müssen vor
allem die Profile A und C hinsichtlich ihrer Relevanz für diese Fallstudie geprüft werden.
Profil A im Zuge des Sammelns von Luftfracht (Sammelgut) von verschiedenen
Versendern in der Region Mannheim und Profil C im Zuge des Transports von
Luftfracht für ein produzierendes Unternehmen aus der Nähe von Mannheim.
PROFIL A
Lokale Verteilerverkehre mit elektrischen Lkw im Teilladungs- und Stückgutverkehr
PROFIL C
Einsatz elektrischer Lkw bzw. Zugmaschinen im Vor- und Nachlauf des Kombinierten
Verkehrs
eine Vorauswahl von Schwerlastverkehren getroffen, die im Fall von Unternehmen Y
hinsichtlich der erforderlichen Reichweite für eine Elektrifizierung in Frage kommen:
Fahrzeugtyp
Solo-Lkw 7,5t
20 / Woche
Fahrzeugtyp
Sattelzug/Gliederzug
48 / Woche
Aus einer maximalen Fahrtdistanz mit Solo-Lkw von 300km ergibt sich, dass
grundsätzlich alle von Unternehmen Y verantworteten Schwerlastverkehre für eine
Elektrifizierung in Betracht kommen.
Über Experten-Interviews wurden auf Basis dieser Vorauswahl zwei potenzielle ELogistik-Profile bei Unternehmen Y herausgegriffen, die im Folgenden genauer
betrachtet und hinsichtlich ihres konkreten Elektrifizierungspotenzials bewertet
werden.
Unternehmen Y - E-Logistik-Anwendungsprofil 3
Im Zuge von E-Logistik-Profil 3 fährt ein Lkw (Gliederzug) Rundläufe auf zwei
unterschiedlichen Strecken im Zweischicht-Betrieb. Die eine Strecke wird dabei
ausschließlich in der Tagschicht gefahren und die andere ausschließlich in der Abendbzw. Nachtschicht.
Während der Tagschicht holt der Gliederzug Luftfracht aus einem Produktionslager in
der Nähe von Mannheim und fährt sie zum Regional-Hub von Unternehmen Y ins
Mannheimer Stadtgebiet. In der Abend-/Nachtschicht wird derselbe Gliederzug für
Shuttle-Verkehre zum Frankfurter Flughafen eingesetzt. Im Folgenden wird das ELogistikprofil 3 deshalb unterteilt in E-Logistik-Profil 3 Tag (Abbildung 43) und ELogistik-Profil 3 Abend/Nacht (Abbildung 44).
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Abbildung 43: Unternehmen Y - E-Logistikprofil 3 Tag
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Abbildung 44: Unternehmen Y - E-Logistik-Profil 3 Abend/Nacht
Es kommt ein Gliederzug mit einem zulässigen Gesamtgewicht von 40 t zum Einsatz.
Das Fahrzeuggespann hat eine Nutzlast von bis zu 25 t und ein Volumen von ca. 90m3.
Bei den transportierten Gütern handelt es sich um Luftfracht. Für den Transport der
Luftfracht ist bei diesem E-Logistik-Profil mit 15 t vergleichsweise wenig Nutzlast
erforderlich. Vom Ladevolumen werden ca. 70m3 ausgeschöpft.
Strecke
Während der Tagschicht fährt der Gliederzug Rundläufe zwischen dem
Produktionslager eines Kunden und dem Regional-Hub von Unternehmen Y in
Mannheim. Die Distanz zum Kunden beträgt ca. 30km, das heißt für einen Rundlauf
während der Tagschicht muss der Gliederzug ca. 60km zurücklegen. Die Topographie
dieser Strecke ist hinsichtlich einer möglichen Elektrifizierung als unkritisch zu sehen.
In der zweiten Schicht abends/nachts fährt der Lkw Rundläufe zwischen dem RegionalHub im Mannheimer Stadtgebiet und der Cargo City Süd am Frankfurter Flughafen. In
der Cargo City Süd fährt der Lkw in der Regel zwischen 1 und 3 Abladestellen an. Die
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einfache Distanz der Strecke beträgt hier 73km, das heißt der Lkw muss im Zuge eines
Rundlaufs 146km zurücklegen. Auch auf dieser Strecke ist die Topographie kein
kritischer Faktor.
An einem Tag absolviert der Gliederzug ca. 1-3 Rundläufe während der Tagschicht und
1-2 Rundläufe während der Nachtschicht. Das Profil ist dabei sowohl über den Tag als
auch über die Woche (von Montag bis Freitag) periodisch und damit zuverlässig
planbar. Der Lkw wird ausschließlich für dieses Profil eingesetzt.
Standzeiten
Die Be- und Entladung des Gliederzugs nimmt sowohl am Regional-Hub von
Unternehmen Y als auch beim Produktionslager des Kunden jeweils ca. 30-60 Minuten
in Anspruch. Dasselbe gilt für die Abend-/Nachtschicht an der Cargo City Süd.
Normalerweise endet die Tagschicht gegen 16 Uhr und die Abend-/Nachtschicht
beginnt um 18 Uhr. Die Standzeit von zwei Stunden ist so jedoch nicht planbar, da je
nach Tour und Güteraufkommen die Tagschicht in Einzelfällen auch bis kurz vor 18 Uhr
gehen kann.
Elektrifizierungspotenzial Unternehmen Y Profil 3
Aktuell sind in Europa keine batterieelektrischen Gliederzüge mit den in Profil 3
benötigten Leistungsdaten verfügbar. Wie bereits erwähnt ist in Europa frühestens
2015 mit ersten Prototypen zu rechnen, die sich für ein Pilotprojekt mit diesem ELogistik-Profil eignen würden.
Während der Tagschicht beträgt die im Zuge eines Rundlaufes gefahrene Strecke ca.
60km, das heißt bei bis zu 3 Rundläufen pro Tag legt das Fahrzeug pro Tagschicht
bis zu 180km zurück. Während der Nachtschicht werden für einen Rundlauf ca.
150km Reichweite benötigt, bei zwei Rundläufen pro Nachtschicht also weitere
300km.
Wie bereits erwähnt sind laut E-Force derzeit für den hier benötigten Fahrzeugtyp ca.
150km Reichweite als realistisch zu betrachten, ein entsprechendes Fahrzeug ist in
der Entwicklung. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass sowohl während der Tag- als
auch während der Abend-/Nachtschicht die Batterie zumindest bei jedem Stopp
nachgeladen werden muss, wahrscheinlicher sogar ein Batteriewechsel erfolgen
muss. Während der Tagschicht könnte ein Batteriewechsel auf jeden Fall am
Regionalhub von Unternehmen Y in Mannheim erfolgen. Während der Abend/Nachtschicht ist dies ebenfalls denkbar, wobei die Reichweite hier kaum Puffer
zulässt. Insofern sollte unter dem Aspekt der Betriebssicherheit auch über die
Möglichkeit zum Nachladen der Batterie oder über einen (ggf. fallweise
durchzuführenden) Batteriewechsel in der Cargo City Süd nachgedacht werden.
Das Nachladen der Batterie oder der Batteriewechsel könnte ohne weiteren
Zeitverlust während der jeweils 30-60minütigen Be- und Entladung der Luftfracht an
den 1-3 Abladestellen stattfinden. In der Praxis sind die Wartezeiten jedoch nicht
vorhersehbar und können in Einzelfällen auch bis zu 2 h betragen. Unternehmen Y
gab jedoch an zum Beispiel für ein erstes Pilotprojekt die Anzahl der Abladestellen
für diesen Lkw im Zuge der Gesamtdisposition minimieren zu können.
Welche Lösung hier die Wirtschaftlichste ist, muss gemeinsam durch den
Fahrzeughersteller und Unternehmen Y geprüft werden. Generell könnte Profil 3,
bei entsprechender Verfügbarkeit des Fahrzeugs, aber elektrifiziert werden.
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Im Zuge von E-Logistik-Profil 4 wird Luftfracht in der Region Mannheim eingesammelt
und an den Regional-Hub von Unternehmen Y geliefert. Hierfür werden täglich, je
nach Bedarf, ca. 3-6 Fahrzeuge eingesetzt, von denen jedes im Normalfall eine Tour
pro Tag fährt.
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Abbildung 45: Unternehmen Y - E-Logistik-Anwendungsprofil 4
Das Einsammeln der Luftfracht erfolgt bei Unternehmen Y heute mit Solo-Lkw mit
einem zulässigen Gesamtgewicht von 7,5 t. Hierfür werden Fahrzeuge angemietet, die
erforderliche Nutzlast gibt Unternehmen Y dabei mit 3 t an und das benötigte
Volumen mit 30m3. Bei den transportierten Gütern handelt es sich um LuftfrachtSammelgut.
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Im Zuge der Fallstudien-Interviews gab Unternehmen Y an, in Zukunft auf diesem
potenziellen E-Logistik-Profil eventuell Fahrzeuge mit einem zulässigen Gesamtgewicht
von 12 t einsetzen zu wollen, um mehr Flexibilität bei der Tourenplanung zu haben.
Außerdem denkt das Unternehmen momentan über die Anschaffung von eigenen
Fahrzeugen nach, statt diese zu mieten.
Strecke
Bei Profil 4 handelt es sich um mehrere Touren, die als Milkrun gefahren werden. Die
Anzahl der Touren (und damit der eingesetzten Fahrzeuge) variiert von Tag zu Tag.
Auch die zurückgelegten Distanzen pro Tour variieren, wobei die Strecke bei ca. 75%
der Touren nicht länger als 300km ist und bei den restlichen 25% sogar im Bereich von
nur 100 bis 130km liegt.
Die dargestellten Höhenprofile zeigen jeweils eine beispielhafte Tour, wobei die
tagesgenaue Disposition nicht aus den vorliegenden Daten hervorging. Bekannt waren
lediglich die Postleitzahlen der einzelnen Stopps, auf deren Basis ein exemplarisches
Höhenprofil der Strecke erstellt wurde.
Im Zuge der Nahverkehrstour sind die auftretenden Höhenunterschiede relativ gering.
Die Regionalverkehrstour weist hingegen beträchtliche Höhenunterschiede auf. Das
dargestellte Beispiel bezieht sich auf eine Tour mit Stopps in der Pfalz. Im Pfälzer Wald
muss das Fahrzeug insgesamt 450 Höhenmeter bewältigen.
Die Fahrzeuge werden im Einschichtbetrieb eingesetzt. Die Touren starten morgens um
8 Uhr. Je nach Güteraufkommen endet die Tour zwischen 16 und 18 Uhr. Die Anzahl
der täglich anfallenden Touren variiert.
Die Touren werden teilweise periodisch und teilweise auf Abruf gefahren. Die
Fahrzeuge werden ausschließlich auf diesem Profil eingesetzt.
Standzeiten
Normalerweise fahren die Fahrzeuge ohne längere Standzeiten alle Stopps einer Tour
ab. Der Be- und Entladevorgang nimmt nicht viel Zeit in Anspruch, da es sich um
Sammel- und Stückgut handelt. Teilweise kommen die Fahrzeuge während der Schicht
kurz an den Regional-Hub von Unternehmen Y um zu Entladen. Diese Stopps sind
jedoch nicht planbar und erfolgen nur nach Bedarf.
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Elektrifizierungspotenzial Profil 4
Hinsichtlich des eingesetzten Fahrzeugs (Solo-Lkw mit 7,5t zGG) sind aktuell bereits
batterieelektrische Kleinserien-Fahrzeuge verfügbar, die den aus Profil 2
resultierenden Anforderungen hinsichtlich Nutzlast und Volumen entsprechen.
Auch die im Zuge von Profil 2 zurückgelegten Strecken sind mit den aktuell
verfügbaren Fahrzeugen ohne zwischenzeitliches Nachladen batterieelektrisch
machbar. Das gilt sowohl für die „Nahfahrzeuge“ mit Touren bis zu 130km als auch
für die „Regionalfahrzeuge“ mit Touren bis zu 300km. Dasselbe gilt für den
möglichen Fall, dass Unternehmen Y auf Solo-Lkw mit 12t zGG umsteigt, da auch
in dieser Nutzfahrzeugklasse bereits elektrische Fahrzeuge verfügbar sind, die die aus
Profil 2 resultierenden Anforderungen erfüllen.
Im Zuge der Nahverkehrstour sind die Höhenunterschiede moderat und in
Kombination mit einer durchschnittlichen Tourenlänge von 100 bis 130 km dürften
sich daraus keine Einschränkungen für elektrische Lkw ergeben.
Die beispielhafte Regionalverkehrstour zeigt jedoch, dass hier erhebliche Steigungen
bewältigt werden müssen. Das Einzugsgebiet der Touren erstreckt sich laut
Unternehmen Y teilweise bis Karlsruhe, Baden-Baden, den Odenwald und das
Saarland. Dabei sind teilweise erhebliche Steigungen zu bewältigen, was auf Basis
der technischen Spezifikation der aktuell verfügbaren Fahrzeuge jedoch realistisch
erscheint. Darüber hinaus wäre es auch denkbar, einen elektrischen Fuhrpark für
diese Touren um ein oder mehrere konventionell angetriebene Fahrzeuge zu
ergänzen, die ggf. bedarfsweise hinzugemietet werden.
Da die Fahrzeuge ausschließlich auf diesem Profil und im Einschichtbetrieb eingesetzt
werden, gibt es keine Einschränkungen hinsichtlich der Nutzungsflexibilität. Die
Reichweiten der verfügbaren elektrischen Fahrzeuge sind ausreichend, so dass die
Batterie während der Schicht nicht nachgeladen werden muss.
7.3.2.3 Fallstudie III: Unternehmen Z
Unternehmen Z ist eine unternehmergeführte Spedition mit Sitz in Mannheim, die über
75 Jahre kontinuierlich gewachsen ist. Heute gliedert sich Unternehmen Z in die
Geschäftsbereiche nationale und internationale Transporte, Systemlogistik,
Lagerlogistik und Outsourcing. Zudem ist Unternehmen Z Mitglied einer Systemlogistik-
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Kooperation. Über einen Verbund von ca. 70 Speditionen wird ganz Deutschland und
das angrenzende Ausland über ein Hub & Spoke-System bedient.
Der größte Geschäftsbereich von Unternehmen Z ist mit einem Anteil von ca. 50-60%
am Umsatz der Transport von Sammel- und Stückgut, überwiegend im
Regionalbereich. Auf dieses Geschäftsfeld beziehen sich auch die E-LogistikAnwendungsprofile, die im Zuge der Fallstudie untersucht werden.
Bei Unternehmen Z kommen sowohl eigene Fahrzeuge als auch die Fahrzeuge von
Subunternehmern zum Einsatz. Der Fuhrpark setzt sich zusammen aus Fahrzeugen für
den Transport von Sammel-/Stückgut im Nahverkehr, Fahrzeugen für den nationalen
und internationalen Fernverkehr sowie Fahrzeugen, die im Zuge des Lieferservices einer
Baumarktkette eingesetzt werden. Eine Übersicht des gesamten Fuhrparks ist in Tabelle
3 dargestellt
Fahrzeugtyp
Solo-Lkw (7,5t)
Solo-Lkw (12t)
Glieder-/Sattelzug (40t)
11
16
10
davon Eigene / Subuntern.
3/8
8/8
5/5

Durchschnittlich fallen bei Unternehmen Z ca. 78 Lkw-Touren pro Tag an. Dabei
handelt es sich um internationale und nationale Pendelverkehre sowie regionale
und städtische Verteilertouren, auf denen jeweils unterschiedliche Lkw-Typen zum
Einsatz kommen.

Daraus ergibt sich ein Lkw-Aufkommen von ca. 402 Touren pro Woche (Alle
Fahrzeuge haben in der Regel 5 Einsatztage, werden z.T. aber auch samstags
eingesetzt).
Ausgehend von den in Kapitel 7.1 dargestellten E-Logistik-Anwendungsfällen und den
Geschäftsschwerpunkten von Unternehmen Z muss vor allem Fall A hinsichtlich seiner
Relevanz für diese Fallstudie überprüft werden, also der regionale Sammel- und
Stückgutverkehr.
PROFIL A
Lokale Verteilerverkehre mit elektrischen Lkw im Teilladungs- und Stückgutverkehr
eine Vorauswahl von Schwerlastverkehren getroffen, die hinsichtlich der erforderlichen
Reichweite für eine Elektrifizierung in Frage kommen:
Fahrzeugtyp
Solo-Lkw 7,5t & 12t
ca. 312 / Woche
Fahrzeugtyp
Sattelzug/Gliederzug
ca. 40 / Woche
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Daraus ergibt sich, dass ein Großteil der von Unternehmen Z verantworteten
Schwerlastverkehre für eine Elektrifizierung in Betracht kommt. Diese gilt für alle LkwFahrten mit Solo-Lkw 7,5 t/12t und für knapp die Hälfte der Fahrten mit 40 tFahrzeugen.
In Form von Experten-Interviews wurden auf Basis dieser Vorauswahl zwei potenzielle
E-Logistik-Profile bei Unternehmen Z herausgegriffen, die im Folgenden genauer
betrachtet und hinsichtlich ihres konkreten Elektrifizierungspotenzials bewertet
werden.
Unternehmen Z - E-Logistik-Anwendungsprofil 5
Im Zuge von E-Logistik-Profil 5 fährt ein Gliederzug (40t) im Nahverkehr von Mannheim
Sammel- und Stückgut für unterschiedliche Kunden. Die Tagestour umfasst dabei
sowohl regelmäßige Stopps als auch solche auf Abruf. Dabei entfallen rund 60-70%
der anfallenden Sammel- und Stückgutmengen auf drei Kunden, die täglich
angefahren werden. Die restlichen Mengen ergeben sich jeweils täglich auf Abruf.
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Abbildung 46: Unternehmen Z - E-Logistikprofil 5
Wie bereits erwähnt kommt für Profil 5 bei Unternehmen Z ein Gliederzug mit einem
zulässigen Gesamtgewicht von 40 t zum Einsatz. Das Fahrzeuggespann hat eine
Nutzlast von bis zu 25 t und ein Volumen von ca. 90m3.
Bei den transportierten Gütern handelt es sich Sammel-/Stückgut, hauptsächlich
Chemikalien, Natursteine, Baustoffe und Mineralöle. Es werden sowohl die maximale
Nutzlast als auch das Laderaumvolumen regelmäßig ausgeschöpft.
Strecke
Die täglich von dem Gliederzug zurückgelegte Strecke sowie deren Verlauf variiert von
Tag zu Tag, wird aber zu einem wesentlichen Anteil von den Fahrten zu drei
unterschiedlichen Kunden bestimmt, die immer angefahren werden.
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Je nach Güteraufkommen pendelt der Lkw dabei zwischen Unternehmen Z und diesen
drei Kunden hin und her oder er fährt im Zuge einer Tour nacheinander mehrere
Kunden an. Dazu kommen noch weitere Kunden auf Abruf, die jedoch alle in der
Rhein-Neckar-Region angesiedelt sind. Teilweise werden auch Güter vom Kunden
direkt zum entsprechenden Empfänger gefahren. Dies kommt aber eher selten vor.
Für die Betrachtung von Profil 5 standen die kumulierten Fahrdaten eines
Durchschnittsmonats zur Verfügung. Diese ergaben für den Gliederzug eine
durchschnittlich gefahrene Strecke von 147km am Tag. Dieser Wert ist laut
Unternehmen Z auch über einen längeren Zeitraum relativ nah an der alltäglichen
Praxis.
Hinsichtlich der Topographie der Strecke lassen sich auf Grund der nicht planbaren
Teile keine genauen Angaben machen. Das abgebildete Höhenprofil zeigt die StreckenTopographie von Unternehmen Z zu den drei Hauptkunden und zurück. Sie wird als
charakteristisch für Profil 5 betrachtet. Der Lkw muss demnach keine größeren
Höhenunterschiede bewältigen.
Der Gliederzug wird auf diesem Profil im Einschicht-Betrieb eingesetzt und transportiert
täglich von 7 Uhr bis 16 Uhr Sammel- und Stückgut. Die Anzahl und Art der Fahrten
und Touren variiert dabei von Tag zu Tag. In dem betrachteten Monat hatte der
Gliederzug im Durchschnitt 5,6 Stopps pro Tag. Das Fahrzeug wird aktuell
ausschließlich auf diesem Profil eingesetzt.
Standzeiten
Die Tour ist teilweise planbar und erfolgt teilweise auf Abruf. Es werden jeden Tag
mindestens drei große Kunden angefahren. Dort steht das Fahrzeug in der Regel
mindestens eine halbe Stunde für die Be- und Entladung. Alle weiteren Stopps sind
nicht planbar.
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Elektrifizierungspotenzial Unternehmen Z Profil 5
Aktuell sind in Europa keine batterieelektrischen Gliederzüge mit den in Profil 5
benötigten Leistungsdaten verfügbar. Es ist aber 2015 mit ersten Prototypen zu
rechnen, die sich für ein Pilotprojekt mit diesem E-Logistik-Profil eignen würden.
Die durchschnittlich im Zuge des Profils pro Tag zurückgelegte Strecke beträgt ca.
150km. Wie bereits erwähnt sind laut E-Force derzeit für den hier benötigten
Fahrzeugtyp ca. 150km Reichweite als realistisch zu betrachten, ein entsprechendes
Fahrzeug ist in der Entwicklung, das heißt das Profil liegt hinsichtlich der
erforderlichen Reichweite im machbaren Bereich.
Da der Gliederzug ausschließlich für dieses Profil und im Einschichtbetrieb eingesetzt
wird, bestehen im Falle einer Elektrifizierung keine Einschränkungen hinsichtlich der
Nutzungsflexibilität. Die Batterie könnte über Nacht aufgeladen werden.
Mit einer durchschnittlich zurückgelegten Strecke von ca. 150km pro Tag ist es
theoretisch denkbar, die komplette Schicht ohne zwischenzeitliches Nachladen zu
fahren. In der Praxis ist allerdings ein gewisser Puffer notwendig um die nicht
planbaren Reichweiten-Schwankungen des Profils abdecken zu können.
Da drei Großkunden täglich angefahren werden und das Fahrzeug dort jeweils
mindestens 30min steht, wäre es denkbar dort jeweils die Batterie zwischenzuladen,
so dass ein Nachladen der Batterie ohne Zeitverlust geplant werden kann.
Ein Batteriewechsel-System wäre ebenfalls denkbar, ist aber vermutlich
unwirtschaftlicher. Welche Lösung hier die Wirtschaftlichste ist muss gemeinsam
durch den Fahrzeughersteller und Unternehmen Z geprüft werden.
Das E-Logistik-Profil 6 bei Unternehmen Z umfasst drei unterschiedliche Einsatzfelder.
Es handelt sich zunächst bei allen drei Einsatzfeldern um den Transport von Sammel/Stückgut in Mannheim und Region, der weitestgehend nach dem Milk-Run-Prinzip
durchgeführt wird.
Dabei wird sowohl mit 7,5 t und 12 t-Lkw Sammel- und Stückgut für unterschiedliche
Kunden eingesammelt und verteilt als auch mit 12 t-Lkw im Zuge des HeimLieferservice einer großen Baumarktkette Konsumgüter an die Kunden der
Mannheimer Filiale im Mannheimer Stadtgebiet und der Region ausgeliefert.
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Abbildung 47: Unternehmen Z - E-Logistik-Anwendungsprofil 6
Wie bereits eingangs erwähnt werden auf diesem Profil unterschiedliche Lkw-Typen
eingesetzt. Für den klassischen Sammel- und Stückguttransport setzt Unternehmen Z
im Stadtgebiet überwiegend 7,5 t-Lkw (Einsatzfeld 1) ein. In der Region werden vor
allem 12 t-Lkw genutzt (Einsatzfeld 2). Transportiert werden hauptsächlich
Chemikalien, Natursteine, Baustoffe, Mineralöle und Diverses.
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Für die Belieferung der Baumarkt-Kunden werden von Unternehmen Z ebenfalls 12 tLkw eingesetzt (Einsatzfeld 3). Ausgeliefert werden Konsumgüter aus dem BaumarktSortiment. Alle Fahrzeuge sind mit einer Hebebühne ausgestattet.
Strecke
Die zurückgelegte Strecke variiert bei allen drei Einsatzfeldern von Tag zu Tag,
abhängig von der Tagesdisposition. Um trotzdem einen Eindruck von den täglich
zurückgelegten Strecken zu bekommen, wurden für jedes Einsatzfeld die monatlichen
Durchschnittswerte von je zwei dort eingesetzten Lkw herangezogen.
Einsatzfeld 1 (7,5 t-Lkw): Der eine Lkw legte an 18 Einsatztagen 3.451 km zurück.
Daraus ergibt sich eine durchschnittlich gefahrene Strecke von 192 km am Tag. Der
andere Lkw wurde an 14 Tagen eingesetzt und fuhr dabei insgesamt 2.539 km. Das
ergibt eine durchschnittliche Tagestour von 181 km.
Einsatzfeld 2 (12 t-Lkw): Ein Lkw fuhr hier 3.379 km an 18 Einsatztagen und der
andere Lkw 4.026 km an 19 Tagen. Das ergibt eine durchschnittliche Tagestrecke von
188 km im ersten und 212 km im zweiten Fall.
Einsatzfeld 3 (12 t -Lkw): Der betrachtete Lkw lieferte 23 Tagen Konsumgüter aus und
legte dabei 3.296 km zurück. Das ergibt eine durchschnittliche Strecke von 143 km pro
Tag.
Alle Durchschnittswerte wurde von Unternehmen Z als plausibel bewertet, wobei vor
allem im Regionalbereich die Touren teilweise bis zu 300 km lang sind.
Wie bereits erwähnt erfolgt die Disposition für alle drei Einsatzfelder täglich auf Abruf,
das heißt eine genaue Tourenplanung ist vorher nicht möglich. Allerdings sind die
meisten Fahrzeuge bestimmten Einsatzgebieten zugewiesen, so dass bezüglich der
jeweiligen Touren trotzdem eine gewisse Regelmäßigkeit herrscht.
Alle Lkw werden ausschließlich im Einschichtbetrieb von 7 bis 16 Uhr eingesetzt. Die
Lkw der Einsatzfelder 1 und 2 sind von Montag bis Freitag und die von Einsatzfeld 3
auch an Samstagen im Einsatz.
Standzeiten
Normalerweise fahren die Lkw in den Einsatzfeldern 1 und 2 ohne längere Standzeiten
alle Stopps einer Tagestour ab.
In Einsatzfeld 3 kommen die Lkw pro Tag ca. 2 bis 3 Mal zurück zum Baumarkt, um
Güter nachzuladen, was in etwa 20 min in Anspruch nimmt. Diese Standzeiten sind
jedoch nicht planbar und variieren von Tag zu Tag.
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Elektrifizierungspotenzial Profil 6
Hinsichtlich des eingesetzten Fahrzeugs (Solo-Lkw 7,5t und 12t zGG) sind aktuell
bereits batterieelektrische Kleinserien-Fahrzeuge verfügbar, die den aus Profil 2
resultierenden Anforderungen hinsichtlich Nutzlast und Volumen entsprechen.
Die durchschnittlich im Zuge von Profil 2 zurückgelegten Strecken sind mit den
aktuell verfügbaren Fahrzeugen ohne zwischenzeitliches Nachladen grundsätzlich
batterieelektrisch möglich, wobei elektrische Lkw teilweise bei den Regionaltouren
(Einsatzfeld 2) hinsichtlich der erforderlichen Reichweite von bis zu 300km an ihre
Grenzen stoßen können. Sowohl die Stadttouren (Einsatzfeld 1) als auch die
Auslieferverkehre für die Baumarktkette (Einsatzfeld 3) sind diesbezüglich als
unkritisch zu betrachten.
Wenn die Fahrzeuge ausschließlich auf diesen beiden Profilen und im EinschichtBetrieb eingesetzt werden, gibt es keine Einschränkungen hinsichtlich der
Nutzungsflexibilität. Die Reichweiten der verfügbaren elektrischen Fahrzeuge sind
ausreichend, so dass während der Schicht im Normalfall nicht nachgeladen werden
muss.
Die Fahrzeuge stehen über Nacht, so dass die Batterien in dieser Zeit ohne
betriebliche Einschränkungen wieder vollständig aufgeladen werden können.
7.3.2.4 Fazit zu den unternehmensindividuellen Analysen der
Elektrifizierungspotenziale
Insgesamt wurden im Zuge der Fallstudien in Zusammenarbeit mit den drei
Unternehmen (X bis Z) sechs konkrete E-Logistik-Anwendungsprofile entwickelt. Das zu
erwartende Elektrifizierungspotenzial ist dabei über alle Profile hinweg beträchtlich, vor
allem mittelfristig. Bei dieser Einschätzung wird jedoch die Frage der Wirtschaftlichkeit
ausgeklammert, da aktuell diesbezüglich keine belastbaren Daten verfügbar sind.
Im Folgenden wird ein zusammenfassender Überblick über die
Elektrifizierungspotenziale bei den im Zuge der Fallstudien untersuchten Unternehmen
gegeben:
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
Aktuell ist bei Unternehmen X aufgrund der nicht vorhandenen Verfügbarkeit
eines passenden E-Lkw (Sattelzug) eine Elektrifizierung nicht möglich. Allerdings
ist ein passendes Fahrzeug momentan in der Entwicklung und soll als Prototyp
nächstes Jahr auf die Straße kommen. Mittel- bis langfristig sind damit
theoretisch bis zu 100 % der betrachteten Verkehre elektrifizierbar (ca. 150
Lkw-Fahrten/Woche).

Bei Unternehmen Y könnten bereits heute ca. 25% der anfallenden Transporte
elektrifiziert werden (ca. 20 Lkw-Fahrten/Woche). Bei der bereits erwähnten
Verfügbarkeit einer batterieelektrischen Sattelzugmaschine wären hier mittel- bis
langfristig ebenfalls 100% denkbar (ca. 78 Lkw-Fahrten/Woche).

Aus heutiger Sicht besteht das größte Elektrifizierungspotenzial bei Unternehmen
Z. So könnten heute bereits ca. 75% der anfallenden Schwerlastverkehre
elektrifiziert werden (ca. 312 Lkw-Fahrten/Woche), mittel- bis langfristig sogar
85% (ca. 352 Lkw-Fahrten/Woche)
Dabei sind bei einem Großteil der E-Logistik-Anwendungsprofile mit Einführung der ELkw keine oder nur geringe Anpassungen der bestehenden Logistikprozesse
notwendig, da das Nachladen der Batterien im Zuge von bereits heute erforderlichen
und damit planbaren Standzeiten am Unternehmensstandort geschehen kann. Extern
müssen allerdings für die Möglichkeit zum Zwischenladen bei Kundenunternehmen
teilweise noch die Voraussetzungen geschaffen werden. Vereinzelt müsste auch die
tägliche Tourenplanung etwas angepasst werden, um ein optimales Nachladen bzw.
einen Batteriewechsel zu integrieren.
Die Fallstudien haben damit die grundsätzliche Praxistauglichkeit der E-LogistikAnwendungsfälle bestätigt. Die Fallstudien-Unternehmen decken alle drei E-LogistikAnwendungsfälle ab und können als exemplarisch für eine Vielzahl von weiteren
Unternehmen mit ähnlichen Geschäftsschwerpunkten und Lkw-Flotten betrachtet
werden.
Daraus lässt sich auf eine Übertragbarkeit der Ergebnisse aus den Fallstudien schließen
und es ist davon auszugehen, dass auch in anderen Regionen mit einer ausgeprägten
Logistik- und Transportwirtschaft von einem erheblichen Elektrifizierungspotenzial des
urbanen und regionalen Schwerlastverkehrs auszugehen ist.
7.3.3 Rolle von Neuflächen für Logistikunternehmen im Kontext der
Elektrifizierung von Schwerlastverkehren
Das ursprünglich zu prüfende Green Logistic Park-Konzept entstand unter direkter
Bezugnahme auf die Flächen der (ehemaligen) Coleman-Barracks im Mannheimer
Norden. Die verkehrsgünstige Lage der Fläche gilt als großer Vorteil für eine
stadtverträgliche Logistikansiedelung. Ein Teil des Coleman-Areals sollte daher zentraler
Bestandteil eines Hub-(Umspann-)Konzepts zur Elektrifizierung von urbanen
Schwerlastverkehren werden.
Nachdem sich im Zuge des Projektverlaufs jedoch herausgestellt hatte, dass mit dem
ursprünglichen Konzept keine oder nur sehr geringe verkehrliche Effekte zu erwarten
sind und zudem wirtschaftliche Nachteile zu erwarten waren, wurde parallel zum
Umspannkonzept weitere E-Logistik-Anwendungsfälle entwickelt.
Dabei ist die Verfügbarkeit einer Logistikfläche zunächst keine funktionale
Grundvoraussetzung für das Gesamtkonzept mehr. Vielmehr wird impliziert, dass es
keine optimale Elektrifizierungslösung gibt, die für alle Unternehmen gilt. Daher
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können auch die Anforderungen an eine möglicherweise verfügbare Logistikfläche
nicht allgemein definiert werden.
Dennoch ist unverändert davon auszugehen, dass sich auch für den erweiterten Ansatz
aus der Verfügbarkeit von Logistikflächen Möglichkeiten für eine Unterstützung des
Elektrifizierungsprozesses bei Unternehmen ergeben. Damit werden verfügbare
Logistikflächen zu einer wirkungsvollen Handlungsoption für Städte und Kommunen,
um positiven Einfluss auf die Einführung und Verbreitung von emissionsarmen E-Lkw
zu nehmen.
Daher wurde im Zuge der drei Fallstudien neben dem Elektrifizierungspotenzial auch
der potenzielle Nutzen einer Erweiterungs- bzw. Logistikfläche im jeweils spezifischen
Unternehmenskontext analysiert. Mittelbar sollte so zusätzliches Potenzial erschlossen
werden, um die Unternehmen beim Einstieg in die Elektrifizierung von
Schwerlastverkehren zu unterstützen.
Um den unternehmensseitigen Bedarfs an Erweiterungsflächen und
entsprechende Flächennutzungsprofile identifizieren zu können, wurden mit den
Unternehmen im Rahmen der Fallstudienerhebung zusätzlich folgende Aspekte
diskutiert (siehe auch Abbildung 48):

Für welche logistischen Funktionsbereiche bzw. Funktionen wäre die
Verfügbarkeit bzw. die Nutzung einer neuen Logistikfläche auf dem Coleman-Areal
im Mannheimer Norden für die Unternehmen erstrebenswert?

Welche grundlegende Motivation(en) wäre für die Logistikunternehmen dabei
ausschlaggebend?

Welche direkt flächenbezogenen Kriterien wären für die Unternehmen relevant
in Bezug auf eine Nutzung des Coleman-Areals?

Welche „Nutzenfunktionen“ hätte eine Fläche auf dem Coleman-Areal für das
jeweilige Unternehmen?

Kann die Nutzung der potenziellen Neufläche zu (wirtschaftlichen,
organisatorischen oder technischen) Vorteilen führen, welche die aus einer
Elektrifizierung eventuell resultierenden Wettbewerbsnachteile in Form
steigender Fahrzeugkosten kompensieren?
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Abbildung 48: Nutzenbeitrag einer Neufläche - Hauptfragenkategorien aus
Unternehmenssicht
Beispiele zu logistischen Funktionsbereichen:
 Beschaffungslogistik
 Entsorgungslogistik
 Distributionslogistik
 Werkverkehre
 Lagerung
 Kommissionierung
 Konfektionierung
 Verpackung
 Fahrzeugwartung
 Fahrzeugstellplätze
 Fahrzeugwechsel während Routenabwicklung
 Intralogistik
 Umschlag-/Umladevorgänge
 Versand
 Umspannvorgänge
Beispiele zur grundlegenden Motivation:
 Wirtschaftliches Wachstum
 Prozessseitige Effizienzsteigerung
 Synergieeffekte durch Bündelung logistischer Prozesse
 Synergieeffekte durch räumliche Nähe zu anderen Unternehmen oder
Unternehmenssstandorten
Beispiele zu flächenbezogenen Kriterien:
 Größe der verfügbaren Fläche
 Lage nahe an wichtigen Verkehrswegen oder -knotenpunkten
 Räumliche Nähe der Neufläche zu bisherigen Unternehmensstandorten
 Lage der Neufläche an stark frequentierten Transportrouten des Unternehmens
Beispiele zu flächenbezogenen „Nutzenfunktionen“
 erforderliche Erweiterungsfläche für Auslagerung logistischer Prozesse
 für Transporte in das Stadtgebiet hinein
 für Transporte aus dem Stadtgebiet heraus
 für Transporte innerhalb des Stadtgebiets
 Schaffung von Lagerflächen
 Schaffung von Umschlagsflächen
 Überbrückung zwischen Standorten im Stadtgebiet und Verkehrswegen/knotenpunkten
 Gemeinsame Flächennutzung mit anderen (Logistik-)Unternehmen
 "Bebauung" der Neufläche
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Die aufgeführten Kriterien bzw. Indikatoren beziehen sich dabei ausschließlich auf die
Attraktivität bzw. den Nutzenbeitrag einer zusätzlichen Fläche vor dem
Hintergrund der aktuellen Geschäftsprozesse und Rahmenbedingungen der
analysierten Logistikunternehmen, unabhängig von einer möglichen Elektrifizierung
von Schwerlastverkehren.
Als strukturelle Informationsgrundlage dienen dafür die unterschiedlichen
allgemeinen Logistikprofile der Unternehmen, auf die am Anfang jeder Fallstudie
zu den unternehmensindividuellen Elektrifizierungspotenzialen kurz eingegangen
wurde (vgl. 7.3.2). Diese Profile umfassen die hauptsächlich auftretenden
Streckenprofile in der aktuellen Auftragsabwicklung der Unternehmen inklusive der
bereits beschriebenen E-Logistik-Anwendungsprofile.
Das allgemeine Logistikprofil jedes Unternehmens bezieht sich dabei zunächst auf die
heutige Standortsituation. Im Zuge der Analyse wurden die aus der Nutzung einer
neuen bzw. weiteren Logistikfläche resultierenden Auswirkungen auf dieses allgemeine
Logistikprofil untersucht (vgl. Abbildung 49).
Abbildung 49: Beispiel (hier Unternehmen X) zu allgemeinem Logistikprofil aktuell (li)
und unter Berücksichtigung der Neufläche (re)
Eine weitere Zielsetzung der Untersuchung der Flächennutzung in den durchgeführten
Fallstudien war die Entwicklung und Nutzung eines einzelfallbezogenes Rasters, das
zukünftig zur Beurteilung herangezogen werden kann. Dieser Systematisierungsansatz
(siehe Abbildung 50) umfasst zwei Komponenten:
9. Die prinzipiell möglichen sowie die konkret von den Logistikunternehmen
genannten Teilziele und Zweckbezüge, die mit der Nutzung einer zusätzlichen
(Logistik-) Fläche im Rahmen der unternehmerischen Aktivitäten verfolgt werden.
10. Eine Gegenüberstellung dieser Zielsetzungen mit verschiedenen
Flächenparametern (Lage, Größe und Kosten der Fläche).
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Abbildung 50: Wechselwirkungen zwischen Flächenparametern und flächenbezogenen
Nutzen- bzw. Attraktivitätsfaktoren aus Sicht von Logistikunternehmen als strukturelle
Befragungsgrundlage
Dabei beeinflusst die Ausprägung der einzelnen Parameter einer möglichen
Erweiterungsfläche den Nutzenbeitrag im jeweiligen unternehmensindividuellen
Kontext in hohem Maße. Da abgesehen von der Lage im Fall der Coleman-Flächen
aktuell keine Informationen zu den Flächen-Parametern vorliegen, wurde auf eine
dezidierte Erhebung, Gewichtung und Analyse der Flächenparameter sowie
entsprechender Wechselwirkungen aus Sicht der Unternehmen verzichtet.
In den Fallstudien wurde vielmehr unter der Annahme einer konkret verfügbaren Fläche
(Coleman-Areal in Mannheim) gemeinsam mit dem jeweils befragten Unternehmen
geprüft, inwieweit eine solche Fläche (mit dem fixen Parameter Lage) die
unternehmensindividuellen Zielsetzungen unterstützen könnte.
Als Informationsgrundlage diente hierzu das bereits beschriebene allgemeine
Logistikprofil des jeweiligen Unternehmens. Die Ergebnisse dieses Befragungs- und
Analyseschritts wurden je Fallstudie in vergleichbare Darstellungen übertragen (vgl.
Abbildung 51).
Abbildung 51: Bewertung von Flächenattraktivität und Nutzenbeitrag der
Flächenparameter bzgl. (flächenbezogener) Unternehmensziele
Basierend auf den unternehmensseitigen Einschätzungen konnten somit je Fallstudie
Nutzenbeitragsprofile für eine logistische Erweiterungsfläche im
Wirtschaftsraum Mannheim erstellt werden.
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7.3.3.1 Fallstudie I (Unternehmen X)
Das allgemeine Logistikprofil in der Fallstudie I (Unternehmen X) umfasst langlaufende
Quelle-Ziel-Verkehre sowie Shuttleverkehre zwischen dem Produktionsstandort
mehrerer Kundenunternehmen im Mannheimer Stadtgebiet und den von Unternehmen
X für diese Kunden betriebenen Lagern. Zu prüfen sind demnach die Wirkungen einer
Verlagerung des Lagers auf die Neufläche (siehe Abbildung 52).
Abbildung 52: Logistische Situation Fallstudie I (Unternehmen X) – aktuell (li) / mit
Neufläche (re)
Flächennutzungsprofil Unternehmen X
Funktionsbereiche:
• Auf einer Neufläche sollen Beschaffungs- und Distributionslogistik (zugekauft) mit
entsprechenden Shuttle-Verkehren zum Kunden durchgeführt werden. Weitere
Logistikfunktionen auf der Neufläche sind: Lagerlogistik, Kommissionierung,
Konfektionierung, Verpackung, Versand.
Basismotivation:
• Spiegelung der logistischen Prozesse am aktuellen Standort auf das ColemanAreal vor allem zum Erzielen von Synergieeffekten durch die Bündelung von
Logistikprozessen und Kapazitätserweiterungen (für konkrete Kundenverträge,
nur unter dieser Voraussetzung ist die Neufläche interessant).
• Erhöhung der Lieferflexibilität durch flächenbedingte Kapazitätserhöhung und
Erhöhung des Kundennutzens (bspw. noch schnellere Lieferungen) durch
räumliche Lage/Nähe der Fläche bzgl. (Neu-)Kunden).
• Kundenbindung mit Mannheimer Unternehmen festigen (durch weiteren
Standort).
Flächenparameter, -kriterien:
• Lage der Fläche mit direkter Autobahn-Anbindung ist ein Wettbewerbsvorteil, da
viel Beschaffungs- und Entsorgungslogistik für Kunden im Stadtgebiet Mannheim
(Shuttle-Verkehre zwischen Kundenstandorten und Lagern des
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•
Logistikdienstleisters) durchgeführt wird.
Erforderliche (Mindest-)Größe der Fläche: 40.000 m2 Lagerfläche und 20.000 m2
für zusätzliche Infrastruktur.
Nutzenfunktionen Fläche:
• Schaffung von Lager- und Umschlagsflächen.
• Hub-Funktion: Langlaufende Transporte bis zur Coleman-Fläche und von dort aus
Weiterverteilung ins Mannheimer Stadtgebiet.
• Bebauung der Neufläche (ggf. gemeinsam mit Investoren oder
Immobilienentwicklern).
• Eine Gemeinschaftliche Flächen- und Infrastrukturnutzung ist nur mit eigenen
Industriekunden oder Wertschöpfungspartnern für Value-Added-Services denkbar
(z. B. industrielle Produktion) bzw. zur Verknüpfung unterschiedlicher
Wertschöpfungsabschnitte. Keine synergetischen Kooperationen mit (direkten)
Wettbewerbern denkbar (Ausnahme: E-Spedition (vgl. Kapitel 8), würde als klare
Trennung von der internen Wertschöpfungskette betrachtet).
Kompensation Wettbewerbsnachteile Elektrifizierung:
• Es wird keine direkte wirtschaftliche Kompensation von Nachteilen durch eine
Flottenelektrifizierung über die Fläche im Sinne einer eineindeutigen
Wirkungsbeziehung erwartet. Die Bereitstellung der Fläche könnte jedoch die
Bereitschaft bzw. generelle Motivation des Logistikdienstleisters erhöhen, das
Thema Elektromobilität anzugehen. Dies allerdings nur, wenn die Fläche
anderweitig nicht zur Verfügung steht und in Zusammenarbeit mit interessierten
Kunden (wie bspw. Chemie- und Pharmaunternehmen mit Interesse an
Elektromobilität wegen PR-und Image-Relevanz) und der Stadt Mannheim, so
dass sich ein integrierter Gesamtvorteil für alle Beteiligten ergibt.
Abbildung 53: Nutzenbeiträge der Neufläche in Fallstudie I (Unternehmen X)
7.3.3.2 Fallstudie II (Unternehmen Y)
Bei dem allgemeinen Logistikprofil in der Fallstudie II (Unternehmen Y) handelt es sich
um Luftfracht- und Kontraktlogistik. Die anfallenden Schwerlastverkehre sind
Shuttleverkehre zwischen einem Kundenunternehmen und dem Regional-Hub von
Unternehmen Y (tags) sowie zwischen dem Regional-Hub und der Cargo City Süd am
Frankfurter Flughafen (nachts).
Darüber hinaus umfasst das Logistikprofil von Unternehmen Y regionale und urbane
Verteilerverkehre. Dabei werden vom Regional-Hub des Unternehmens Teilladungen
und Sammel-/Stückgut im Wirtschaftsraum Mannheim verteilt und eingesammelt. Zu
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prüfen sind demnach die Wirkungen einer Verlagerung des Regional-Hubs auf die
Neufläche (siehe Abbildung 54).
Abbildung 54: Logistische Situation Fallstudie II (Unternehmen Y) – aktuell (li) / mit
Neufläche (re)
Flächennutzungsprofil Unternehmen Y
Funktionsbereiche:
• Auf einer Neufläche sollten die Anwendungsfelder Beschaffungslogistik,
Distributionslogistik, Kommissionierung, Konfektionierung, Versand, Umschlagbzw. Umladevorgänge und Fahrzeugwartung abgewickelt werden.
Basismotivation:
• Skalierung der bisherigen Geschäftstätigkeit im Sinne von Wachstum über eine
Nutzung des Coleman-Areals; allerdings besteht kein unmittelbarer Bedarf, da
das Unternehmen aktuell in Mannheim erweitert hat.
• Ein langfristiger Kundenvertrag, der im Fall eines erforderlichen Flächenerwerbs
Investitionssicherheit für das Unternehmen bietet, wäre Voraussetzung für eine
Nutzung der Neufläche. Alternativ dazu wäre die entgeltliche Nutzung der
Fläche, die durch einen Flächenbetreiber betreut wird über einen kündbaren
Mietvertrag.
• Die Attraktivität einer Nutzung der Coleman-Fläche würde deutlich erhöht durch
entsprechende Vorteile bzw. Vergünstigungen, die durch eine Ansiedlung am
Standort geboten werden wie z. B. vergünstigte Flächenpreise für ortsansässige
Unternehmen oder für Maßnahmen der Grünen Logistik, welche getroffen
werden (z.B. auch in Richtung Elektrifizierung). Ohne konkurrenzfähige
Grundstücks- oder Mietpreise ist die Fläche für das Unternehmen nicht
interessant.
• Lage des Coleman-Areals ist nicht unbedingt von Vorteil verglichen mit dem
aktuellen Unternehmensstandort, es sei denn, ein Kundenstandort würde sich in
räumlicher Nähe zum Coleman-Areal befinden. Die Flächenlage (und damit ggf.
verbundene Transportwegeeinsparungen) ist allerdings sekundär. Die
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Zweckmäßigkeit bzw. die Kostenersparnis bzgl. der Flächeninfrastruktur
(Investition oder Miete) ist deutlich höher zu bewerten.
• Eine alleinige Flächennutzung hätte Priorität für das Unternehmen. Denkbar wäre
auch die Anmietung von Teilflächen oder Infrastrukturen auf dem Areal zur
Durchführung von Einzelaufträgen oder zusammen mit anderen
Logistikunternehmen.
• Für das Unternehmen gibt es in seiner aktuellen Lage keinen zwingenden
Zusammenhang zwischen Flächenverfügbarkeit und Flottenelektrifizierung.
Selbstverständlich würden Nutzung oder Erwerb einer kostengünstigen Fläche die
Einstiegshürden in die Elektrifizierung senken bzw. einen Kostenvorteil für den
laufenden Betrieb von E-Lkw bieten.
Abbildung 55: Nutzenbeiträge der Neufläche in Fallstudie II (Unternehmen Y)
7.3.3.3 Fallstudie III (Unternehmen Z)
Das allgemeine Logistikprofil in der Fallstudie III (Unternehmen Z) beinhaltet zu einem
großen Teil den Transport von Sammel- und Stückgut mit einem hohen Anteil an
regionalen und urbanen Fahrten für unterschiedliche Kunden. Diese Verteilerverkehre
erfolgen weitestgehend nach dem Milkrun-Prinzip.
Darüber hinaus ist Unternehmen Z Mitglied einer Systemlogistik-Kooperation. Über
einen Verbund von ca. 70 Speditionen wird ganz Deutschland und das angrenzende
Ausland über ein Hub & Spoke - System bedient. In diesem Kontext führt das
Unternehmen auch nationale und internationale Langstrecken-Transporte durch. Zu
prüfen war demnach die Abwicklung dieser verschiedenen Profile über eine Neufläche
auf dem Coleman-Areal (siehe Abbildung 56).
Fraunhofer IAO
106 | 129
Abbildung 56: Logistische Situation Fallstudie III (Unternehmen Z) – aktuell (li) / mit
Neufläche (re)
Flächennutzungsprofil Unternehmen Z
Funktionsbereiche:
• Die Coleman-Neufläche würde für die Funktionen Distributionslogistik,
Intralogistik, Lagerungsvorgänge, Kommissionierung, Umschlag- bzw.
Umladevorgänge, Konfektionierung, Verpackung, Versand und
Fahrzeugunterbringung genutzt.
Basismotivation:
• Wachstum durch Skalierung bzw. Ausweitung und Bündelung bisheriger
Geschäftstätigkeiten auf einer (Neu-)Fläche, statt wie bislang eine Vielzahl von
Satellitenlagern zu betreiben. Strukturkonsolidierung innerhalb des
Unternehmens (Reduktion und Zusammenführung von Standorten), u.a. mit dem
Ziel einer Optimierung der internen Kostenstrukturen (ganz unabhängig von den
Flächenparametern der Neufläche). Die Bündelung von Anlagen und
Infrastrukturen wäre ein wichtiges Unternehmensziel auf dem Coleman-Areal.
• Die Flächenlage ist aus Unternehmenssicht hervorragend geeignet („einzigartig
innerhalb Mannheims“), nicht zuletzt auch weil aufgrund der Entfernung zu
Wohngebieten, weshalb eine relativ geringe Emissionsbelastung Dritter zu
erwarten ist. Die Nähe zu wichtigen Verkehrsknotenpunkten und
Verkehrswegen, v.a. der Autobahn, ist vorteilhaft für das Unternehmen. Durch
die Stadtrandlage der Fläche ist die zu erwartende Stauvermeidung für ca. 95%
der eingesetzten Unternehmensfahrzeuge ein wichtiges Argument für die
Nutzung des Coleman-Areals. 23.000-40.000 m2 Gesamtfläche wäre
wünschenswert aus Unternehmenssicht; zusätzlich wären ca. 25.000 m2 Fläche
für Lager und Bürogebäude erforderlich.
• Die Fläche sollte für die Errichtung einer eigenen Infrastruktur (Lager, Büros etc.)
genutzt werden. Eine gemeinschaftliche Nutzung von Fläche und Infrastruktur
mit Wettbewerbern kommt nicht in Frage. Kooperationen mit „VeredelungsPartnern“ bzw. Wertschöpfungspartnern wären hingegen denkbar, wenn dies
Fraunhofer IAO
107 | 129
eine Kostendegression ermöglichen würde (insbesondere, wenn bauliche
Eigeninvestitionen auf der Neufläche getätigt werden würden).
• Das Unternehmen geht aktuell davon aus, dass es im Falle einer
Neuflächennutzung zu erheblichen Mehrkosten kommen wird durch
Neubauinvestitionen, aber auch durch bauliche Auflagen bzgl. des ColemanAreals. Die Kosten für den Einsatz von Elektrofahrzeugen werden im Vergleich
mit konventionellen Fahrzeugen ebenfalls als höher eingeschätzt. Somit kann sich
für das Unternehmen eine Kompensation dieser Mehrkosten nur über den
Kaufpreis der Coleman-Fläche ergeben, der hierfür deutlich unter dem Marktpreis
liegen müsste.
Abbildung 57: Nutzenbeiträge der Neufläche in Fallstudie III (Unternehmen Z)
7.3.4
Analysefazit - Nutzungskategorien zu Fläche und Elektrifizierung
In diesem Kapitel erfolgt – der Logik des entwickelten Nutzungsmodells folgend – die
Zusammenführung der Teilergebnisse aus den Fallstudien. Während in Kapitel 7.3.2
das unternehmensindividuelle Elektrifizierungspotenzial analysiert und bewertet wurde,
lag in Kapitel 7.3.3 der Betrachtungsfokus auf der potenziellen Rolle von neuen
Logistikflächen im jeweiligen Kontext der drei Unternehmen aus den Fallstudien. In
einem abschließenden Schritt sollen nun die beiden Analyse- und Bewertungsstränge
integriert betrachtet werden (vgl. Abbildung 58).
1
Elektrifizierung v.
Schwerlastverkehrsflotten
Eignung elektrifizierter Lösungen?
Beitrag der Bereitstellung
bzw. Nutzung einer neuen
3 bzw. weiteren Logistikfläche
zur Elektrifizierung?
Kombination von
Nutzenbeitrag Fläche u.
Realisierungsansätzen
für Elektrifizierung
Prozesse u.
Anforderungen v.
Logistikunternehmen
Prozesse in direkten
Zusammenhang mit
einer neuen bzw.
weiteren Logistikfläche?
2
Funktion bzw. Rolle v.
Abbildung 58: Zusammenführung E-Logistik-Profile und Flächennutzungsprofile
Fraunhofer IAO
108 | 129
7.3.4.1 Entwicklung und Anwendung einer Bewertungssystematik zu den
Parametern „Elektrifizierungspotenzial“ und „Fläche“
Das Ziel der Anwendung des Nutzungsmodells (vgl. Abbildung 58) ist eine Betrachtung
und Bewertung von Realisierungsoptionen für die Elektrifizierung unter
Berücksichtigung direkter bzw. indirekter Nutzenbeiträge, die eine Entwicklungsfläche
zu einer Schwerlastverkehrselektrifizierung leisten könnte.
Abbildung 59: Vorgehens- und Inhaltsstruktur von Analysepfad II der Projektmethodik
(angewandt auf die Stadt Mannheim)
Fraunhofer IAO
109 | 129
Einen Überblick über die zu Grunde liegende Vorgehensweise für eine
Zusammenführung und Bewertung der elektrifizierungsrelevanten Aspekte im Falle der
Stadt Mannheim liefert Abbildung 59. Diese (zunächst fallspezifische) Vorgehensweise
wurde so angelegt, dass sie sowohl in ihren Grundzügen als auch in den methodischen
Details auf andere, ähnlich gelagerte Anwendungsfälle übertragen und angepasst
werden kann.
Neben den beiden Beurteilungskriterien (Elektrifizierungspotenziale und
Flächennutzenbeiträge) beinhaltet die Vorgehensweise des Nutzungsmodells
(entspricht Analysepfad II) abschließende Bewertungsschritte (vgl. Abbildung 60).
Abbildung 60: Bewertungsschritte im schematischen Überblick
Die konkrete Ausgestaltung einer Bewertungssystematik, die in der Lage ist, so
unterschiedliche Aspekte wie ein technisch machbares Elektrifizierungspotenzial auf
Unternehmensebene und ein stadtplanerischer Element wie die Gestaltung einer
Konversionsfläche allgemeingültig miteinander verknüpfen kann, war nicht
Gegenstand der vorliegenden Studie.
Dennoch haben sich die Projektpartner dazu entschieden – in Anbetracht des
spezifischen Fallbeispiels der Stadt Mannheim – die grundlegenden Bewertungsschritte
in die Studie mit aufzunehmen. Diese Bewertungsschritte können und sollen als ein
Anstoß für eine – dieser Studie möglicherweise nachfolgenden – Entwicklung einer
integrierenden Bewertungssystematik sein.
Hierfür gilt es allerdings noch eine Anzahl methodischer Fragestellungen zu erforschen
und zu beantworten. Stellvertretend seien hier nur einige wenige Aspekte genannt:

Erarbeitung eines detaillierteren, allgemeingültig anwendbaren Rasters zu den
beiden Hauptbewertungsaspekten Elektrifizierungsattraktivität
(Elektrifizierungspotenzial) und Flächenattraktivität (Nutzenbeitrag),

Übertragung (überwiegend qualitativer) unternehmensspezifischer und
standortspezifischer Annahmen und Rahmenbedingung in (quantifizierende),
miteinander in Bezug setzbare Bewertungsdimensionen (Skalierungen) zu den
jeweiligen Bewertungskriterien,

Vermeidung von Scheingenauigkeiten in den quantifizierenden Bewertungsteilen
einer solchen Vorgehensweise, durch eine hohe Kongruenz zwischen inhaltlich gut
nachvollziehbaren qualitativen Aussagen (bspw. in Fallstudien) und deren
Einordnung in ein quantifizierendes Raster.
Fraunhofer IAO
110 | 129
Diese in Abbildung 61 illustrierte Vorgehensweise stellt eine Verknüpfung der
generellen Bewertungsaspekte „Elektrifizierungspotenzial“ und „Fläche“ zu einer
Gesamtaussage bzw. Gesamtbewertung dar. Mittels entsprechend definierter
Indikatoren bzw. Kriterien kann damit eine Kombination (Wechselwirkungen und
kombinatorische Wirkungen) der folgenden Aspekte erfolgen (im Kontext dieser
Studie definiert als elektrifizierungsrelevante Planungsvariablen):

Logistische Situation eines Unternehmens

Geeignete E-Logistik-Anwendungsprofile

(Theoretisch) verfügbare Fläche (mit den Parametern Lage, Größe und Kosten)

Strategische bzw. operative Unternehmenssituation (im Sinne von Ist-/Soll-Zustand,
Plangrößen, Zielsystemen etc.)
Ein Beispiel für die Anwendung einer solchen Bewertungssystematik, das allerdings
auch klar die noch erforderliche Methodenforschung im Detail aufzeigt, findet sich im
Anhang dieser Studie. Die dort beispielhaft erarbeiteten Bewertungsergebnisse lasen
aber noch keine Schlussfolgerungen auf generelle Folgeentscheidungen zu, sondern
zeigen vielmehr die prinzipielle Funktionsweise und Anwendbarkeit des dargelegten
Bewertungsvorgehens auf.
Elektrifizierungspotenzial
EP1
EP2
Techn. GesamtElektrifizierungspotenzial
EPtechn
Flächennutzenbeitrag
x (Fläche)
Funktionaler
Nutzenbeitrag zu EP
Flächenbedarf
y (Bedarf)
(einer Fläche)
FNB EP
Bewertung des GesamtElektrifizierungspotenzial
EP ges
Gesamtbewertung der
Flächenattraktivität
FA ges
Gesamtbewertung zu
Flächenattraktivität und
FAEP ges
Abbildung 61: Integration der Bewertungen zu Elektrifizierungsattraktivität
(Elektrifizierungspotenzial) und Flächenattraktivität (Nutzenbeitrag) pro Fallstudie
Die Kriterien, die sich im Verlauf der Studie (insbesondere im Kontext der Fallstudien)
als relevant im Sinne eines Nutzungsmodells erwiesen haben, sind im Folgenden
zusammengefasst:
Elektrifizierungspotenziale EPx
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Elektrifizierungspotenziale auf Basis der in der Analyse jeweils zu Grunde
gelegten E-Logistikprofile; beziehen sich nur auf die technische
Machbarkeit,
111 | 129
Elektrifizierungspotenzial (technisch
machbar) EPtechn
Attraktivität der Elektrifizierung für Logistikunternehmen ohne
Berücksichtigung des Nutzenbeitrags einer Erweiterungsfläche zum
Elektrifizierungspotenzial (bzgl. technischer Machbarkeit),
Funktionaler Nutzenbeitrag einer Fläche
(zum
Elektrifizierungspotenzi
al) FNBEP
Nutzen einer konkreten Fläche zu denkbaren Elektrifizierungsoptionen
eines Unternehmens,
x(Fläche)
Nutzenbeitrag einer definierten Erweiterungsfläche zu
unternehmensspezifischen Teilzielen
Flächenbedarf y(Bedarf)
"Bedarf an einer Fläche" aus betriebswirtschaftlicher Gesamtsicht des
jeweiligen Fallstudienunternehmens. Die Bewertung dieses Kriteriums dient
zur Beantwortung der wichtigen Fragen: Wird eine Fläche überhaupt in
einem unternehmensinternen (operativen oder strategischen) Kontext
benötigt? Wie wichtig bzw. dringend ist dieser Bedarf?
FAges = x(Fläche) * y(Bedarf)
Attraktivität und Nutzenbeitrag einer Erweiterungsfläche für
Logistikunternehmen unabhängig vom technischen
Gesamtelektrifizierungs
potenzial EPges
Zusätzliche Attraktivität der Elektrifizierung für Logistikunternehmen mit
al FAEPges
Attraktivität einer mögl. Gesamtlösung für Logistikunternehmen (technisch
realisierbares Elektrifizierungspotenzial und Nutzenbeitrag einer
Erweiterungsfläche zu Unternehmensentwicklung und
Flottenelektrifizierung; gewichteter Mittelwert)
7.3.4.2 Integrierende (Gesamt-)Bewertung von Elektrifizierungs- und
Nach Ermittlung aller Eingangsgrößen wurde anhand der bereits beschriebenen
Gesamtvorgehensweise als auch der abschließenden Bewertungsschritte die Frage
beantwortet, wie sich aus dem Zusammenspiel elektrifizierungsrelevanter
Planungsvariablen (s. o.) in einem zu definierenden (urbanen) Bereich das
Potenzial für eine Flottenelektrifizierung ergibt. Dabei ermöglicht es die
Vorgehensweise, dass sowohl unternehmensspezifische Gegebenheiten als auch
flächenplanerische Aspekte in das Gesamtergebnis mitintegriert werden (können).
Bez.:
Die Ergebnisse der unternehmensspezifischen Fallstudien (die gemäß Systematik des
Nutzungsmodells durchgeführt wurden) sind als Gesamtbewertung in der folgenden
Tabelle (Abbildung 62) zusammengefasst. Die Bewertungsparameter sind in den
Spaltenüberschriften aufgeführt.
(technisch machbar)
EP techn
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Elektrifizierungspotenzial und
funktionaler
Flächenbeitrag zum
elektrifizierungspoten
zial
EP techn * FNB EP
und Elektrifizierungspotenzial
FA ges = x (Fläche) * y (Bedarf)
(gewichteter MIttelwert)
112 | 129
Bez.:
(technisch machbar)
Attraktivität der
Elektrifizierung für
Logistikunternehmen
ohne Berücksichtigung
des Nutzenbeitrags einer
Erweiterungsfläche zum
(technische Machbarkeit)
Zusätzliche Attraktivität
der Elektrifizierung für
Logistikunternehmen
mit Berücksichtigung
Attraktivität und
Nutzenbeitrag einer
Erweiterungsfläche für
Logistikunternehmen
unabhängig vom
technisch machbaren
Attraktivität einer mögl.
Gesamtlösung für
Logistikunternehmen
(technisch realisierbares
u. Nutzenbeitrag einer
Erweiterungsfläche zu
Unterehmensentwicklun
g und
Flottenelektrifizierung)
Legende:
Fallstudie Z
Fallstudie Y
Fallstudie X
Erläuterung:
EP techn
funktionaler
Flächenbeitrag zum
zial
EP techn * FNB EP
bis
bis
: sehr gering
/
: mittel bis hoch /
bis
bis
: niedrig bis mittel
: sehr hoch
Abbildung 62: Zusammenfassende Übersicht der Nutzungskategorien in Abhängigkeit
von Flächen- und Elektrifizierungsattraktivität (aus Unternehmenssicht)
Fraunhofer IAO
113 | 129
7.3.4.3 Zur Interpretation der zusammengefassten Ergebnisse:
Die Grundlage der unternehmensseitigen Bewertung sind die allgemeinen
Logistikprofile. Dies gilt sowohl für den Flächennutzen als auch für die
Elektrifizierungsattraktivität Die linke Spalte zeigt das theoretisch mögliche technische
Elektrifizierungspotenzial. Die Attraktivität und der Nutzen einer möglichen
Elektrifizierung von Schwerlastverkehren sowie verfügbarer Logistikflächen aus Sicht
der Fallstudienunternehmen werden in den restlichen drei Spalten bewertet und
dargestellt.
Im Falle der Elektrifizierungsattraktivität kommen als weitere Bewertungsgrundlagen
noch die erarbeiteten unternehmensspezifischen E-Logistikprofile sowie sonstige
(„nichttechnische“) unternehmensseitige Zielsetzungen und Einflussfaktoren hinzu. Sie
werden ergänzt durch „nichttechnische“ Unternehmensgrößen (als Teil der weiteren
Bewertungsgrundlagen). Darunter werden im vorliegenden Fall z. B. Fragestellungen
der generellen Strategie, der Wettbewerbspositionierung, des Marketings und der
Imagepflege, aber auch der Standortplanung und -entwicklung verstanden.
Die grundlegende Fragestellung, auf die diese Gesamtbewertung eine Antwort gibt,
bezieht sich auf die Attraktivität bzw. den Nutzwert einer Entwicklungsfläche
(aus Unternehmenssicht). Der Flächenbeitrag besteht dabei aus zwei
Komponenten:

Ein funktionaler Flächenbeitrag, d. h. ein direkter , eher „technischorganisatorischer“ Einfluss, der sich im Wesentlichen aus den Ausprägungen der
Flächenparameter „Lage“ und „Größe“ definiert.

Ein anreizorientierter Flächenbeitrag, d. h. ein indirekter Einfluss, der sich aus
der Eignung einer Entwicklungsfläche ergibt. In diesem Kontext stellt die
Flächenverfügbarkeit eine Handlungsoption bzw. ein Anreizinstrument für Städte
dar, indem neben der prinzipiellen Flächenverfügbarkeit der Flächenparameter
„Kosten“ entsprechend instrumentalisiert wird.
Zur Bestimmung des funktionalen Flächenbeitrags zur Elektrifizierung sind drei
Betrachtungs- und Analyseebenen übereinanderzulegen:



Verfügbare Fläche(n) und ihre Parameter (Lage, Größe, Kosten)
Elektrifizierungsoptionen im jeweiligen Unternehmen
Technologische Realisierbarkeit von Elektrifizierungslösungen (direkt abhängig
vom anbieterseitigen technologischen Reifegrad).
Die gedankliche Schnittmenge aller drei Betrachtungsebenen ergibt die Möglichkeiten
eines rein funktionalen Beitrags einer Entwicklungsfläche zur
unternehmensseitigen Elektrifizierung von Schwerlastverkehr. Dies bedeutet, dass
eine verfügbare Logistikfläche durch ihre Lage und Größe einen direkten „technischfunktionalen“ Beitrag zur Elektrifizierung von Schwerlastverkehren bei den
Unternehmen leisten kann, wenn sie gezielt dahingehend ausgewählt und
gestaltet wird.
Im vorliegenden Anwendungsfall der Stadt Mannheim haben die Fallstudien
gezeigt, dass Entwicklungsflächen vor allem bei Unternehmen X und bei Unternehmen
Z einen direkten positiven Beitrag zur Schwerlastverkehrselektrifizierung leisten können.
Durch eine Flächenlage im peripheren Bereich einer Stadt bzw. Kommune kann
eine Fläche direkt dazu beitragen, an den Stadtgrenzen ein- und ausgehende
Nah- und Fernverkehre zu entkoppeln. Diese Entkopplung wird dann durch die
„Kombination“ von unternehmensseitigen Strecken- und Transportprofile und
technologischen Realisierungsmöglichkeiten (bspw. die Reichweite elektrifizierter
Fraunhofer IAO
114 | 129
Fahrzeuge) über den „Entkopplungspunkt“ (also die betrachtete logistisch nutzbare
Fläche) hinweg ermöglicht. Im Idealfall können Nahverkehre (vor allem ins
Stadtgebiet) elektrifiziert werden und Fernverkehre müssen auf Grund der
Lage einer verfügbaren (Logistik-) Fläche nicht mehr ins Stadtgebiet fahren.
Fraunhofer IAO
115 | 129
7.4
Übertragbarkeit der Projektvorgehensweise
Stadt
• Potenzielle Unternehmen?
• Welche Art von
Schwerlastverkehren?
• Mögliche Unterstützung?
Analysepfad I
Stadt
Stadt
Unternehmen/ Flotte
• Flottenpotenzial?
1
• technische/wirtschaftliche
Machbarkeit?
2
3
• Potenzieller Nutzen?
Einsatzprofile
• Welche Fahrten/
Fahrzeuge?
• Prozessanpassungen?
Analysepfad II
Betrachtungsebenen Elektrifizierungspotential
Die gewählte Projektvorgehensweise war zweistufig angelegt. Dieses Vorgehen wurde
gewählt, um eine strukturierte sequentielle Informationserhebung, -analyse, bewertung und -konsolidierung zu ermöglichen. Darüber hinaus wurde damit auch den
Rahmenbedingungen des Projekts Rechnung getragen, in dem mehrere Ebenen von
Beteiligten, Interessenlagen und Einflussbereichen bezüglich des Themas
„Elektrischer Schwerlastverkehr im urbanen Raum“ zu berücksichtigen und
miteinander zu verknüpfen waren (siehe Abbildung 63).
A
B
C
D
E
F
• Notwendige Infrastruktur?
Abbildung 63: Betrachtungsebenen des Studienprojekts
Ein wichtiges Ziel des Projekts war nicht nur die Erarbeitung von Inhalten, sondern auch
eine Beschäftigung mit den Abläufen und Prozessen bei der Bestimmung des
Elektrifizierungspotenzials von Schwerlastverkehren in urbanen Räumen. Dabei war die
Vorgehensweise so zu dokumentieren, dass eine Übertragbarkeit der gewählten
(wissenschaftlichen) Methodik in Verbindung mit der entwickelten (pragmatischen)
Projektvorgehensweise auf andere kommunale bzw. regionale Anwendungsfälle
möglich sein sollte.
Die im Projektverlauf hierfür entwickelte Vorgehensweise ist darauf angelegt, in
weiteren Ballungsräumen Baden-Württembergs Elektrifizierungspotenziale
identifizieren zu können, um auch dort zusammen mit den ansässigen Unternehmen
entsprechende Umsetzungskonzepte in Form von weiteren E-LogistikAnwendungsprofilen zu entwickeln. Die entwickelte Methodik kann so die notwendige
Grundlage schaffen, um die politische Diskussion zur Elektrifizierung von
Schwerlastverkehren vor Ort auf eine umsetzungsorientierte Ebene zu heben (siehe
Abbildung 64 und Abbildung 65).
Fraunhofer IAO
116 | 129
Abbildung 64: Grundlagenanalyse zum Elektrifizierungspotenzial (Analysepfad I)
Fraunhofer IAO
117 | 129
Abbildung 65: Elektrifizierungspotenzial und Nutzen von Erweiterungsflächen
(Analysepfad II)
Fraunhofer IAO
118 | 129
8
Fazit und weiterer Forschungsbedarf
Fazit und weiterer
Forschungsbedarf
Die Studie „Elektrischer Schwerlastverkehr im urbanen Raum“ hat am Fallbeispiel des
Wirtschaftsraums Mannheim verdeutlicht, dass schwere Lkw nicht nur auf der
Langstrecke, sondern in beträchtlichem Umfang auch im Nah- und Regionalverkehr
zum Einsatz kommen. Darüber hinaus haben die Fallstudien mit unterschiedlichen
Logistikunternehmen gezeigt, dass bei den untersuchten Logistikunternehmen schon
heute zwischen 25 % und 75 % des Schwerlastverkehrs mit bereits verfügbarer
Technik elektrifiziert werden könnten. Zudem ist bei einem Großteil der Unternehmen
weiteres, teilweise sogar erhebliches Elektrifizierungspotenzial zu erkennen.
Um dieses Potenzial baldmöglichst nutzen zu können, werden regionale
Elektrifizierungsstrategien für den Schwerlastverkehr mit dem Ziel vorgeschlagen, in
weiteren Ballungsräumen des Landes das Elektrifizierungspotenzial im urbanen
Schwerlastverkehr zu evaluieren und den regionalen Bedarf zu erfassen. Gleichzeitig
wird es für sinnvoll gehalten, das Nutzenpotenzial vorhandener und potenzieller
Logistikflächen hinsichtlich des möglichen Beitrags zur Unterstützung von
Elektrifizierungsprozessen zu bewerten.
Hierzu sind weitere interessierte Kommunen und Regionen in Baden-Württemberg zu
identifizieren, die Interesse daran haben, die Implementierung von E-Lkw in bestehende
Logistikketten voranzutreiben. Als übergeordnetes Ziel einer solchen
Elektrifizierungsstrategie wird angestrebt, dass die baden-württembergische Wirtschaft
langfristig eine Vorreiterrolle bei der Elektrifizierung von urbanen und regionalen
Schwerlastverkehren einnehmen und so gleichzeitig neue Märkte für die hiesigen
Unternehmen erschließen kann.
Die Studie hat allerdings auch gezeigt, dass aktuell auf Unternehmensseite die
Wirtschaftlichkeit des Einsatzes von E-Lkw noch kritisch hinterfragt wird. Es gibt jedoch
bereits heute Referenzprojekte, die zeigen, dass es möglich ist, die Verbrauchswerte
elektrischer Lkw auf ein Drittel der Verbrauchswerte von konventionell angetriebenen
Referenzfahrzeugen zu senken. Diese Senkung der Fahrzeugeinsatzkosten birgt großes
Einsparpotenzial.
Allerdings sind die Anschaffungskosten von elektrischen Lkw – insbesondere aufgrund
der geringen Stückzahlen sowie der Kosten für die Batterien – heute noch
vergleichsweise hoch. Wenn die Batteriekosten weiterhin wie prognostiziert fallen, ist
in absehbarer Zeit aber von einem wirtschaftlichen Betrieb von E-Lkw auszugehen.
Neben der Rentabilität spielt die Planungsunsicherheit bezüglich der Finanzierbarkeit
elektrischer Lkw vor allem bei mittelständischen Logistikunternehmen eine wesentliche
Rolle. Um diese Barriere abzubauen und die Praxistauglichkeit von E-Lkw aufzuzeigen
wäre es denkbar, im Rahmen einer Unternehmenskooperation pilothaft eine „ESpedition“ aufzubauen, welche von Logistikunternehmen zu gängigen Marktpreisen
beauftragt werden kann. Auf diese Art könnten sich E-Lkw in der Praxis bewähren und
gleichzeitig potenzielle Nutzer von der Technologie überzeugen. Zudem würde das
Risiko hoher Anschaffungs- und Betriebskosten sowie Planungsunsicherheiten für die
beteiligten Unternehmen besser kalkulierbar. Im Rahmen dieser
Unternehmenskooperation kann auch die Technologieentwicklung weiter
vorangetrieben werden. So hat die Studie beispielsweise ein sehr großes Potenzial für
elektrische Sattelzugmaschinen aufgezeigt, welche in dieser Form noch nicht verfügbar
sind.
Letztendlich hängt die Wirtschaftlichkeit von E-Lkw von den produzierten Stückzahlen
und entsprechenden Skaleneffekten, die Auswirkung auf die Produktionskosten haben,
Fraunhofer IAO
119 | 129
ab. Daher wird vorgeschlagen, auf Basis der im Projekt gewählten Vorgehensweise eine
digitale „Nachfrage-Datenbank“ aufzubauen. Diese verfolgt den Zweck, den LkwHerstellern das Marktpotenzial von batterieelektrischen Lkw aufzuzeigen.
Vorgeschlagen wird, landes- oder bundesweit auf Basis der in diesem Projekt
definierten E-Logistik-Anwendungsfälle Unternehmen zu befragen, zu welchen
Konditionen sie E-Lkw anschaffen würden. Die Transportwirtschaft ist im Normalfall mit
vergleichsweise geringem Aufwand in der Lage, aufzuzeigen, was ein E-Lkw einerseits
leisten muss und andererseits, was er kosten darf, um wirtschaftlich interessant zu sein.
Fazit und weiterer
Forschungsbedarf
Diese Informationen lassen sich dann mit den wirtschaftlichen Rahmenbedingungen
der Lkw-Hersteller überlagern. Ein Ergebnis kann sein, dass ab einer gewissen
Nachfrage eine Großserienentwicklung in Erwägung gezogen wird, und so die
Entwicklung von E-Lkw auf die nächste Stufe gehoben wird.
Fraunhofer IAO
120 | 129
9
Anhang
Anhang
9.1 Integration der Erkenntnisse zu
Elektrifizierungspotenzialen und Flächennutzen
Die konkrete Ausgestaltung einer Bewertungssystematik, um das Zusammenwirken von
technischen Elektrifizierungspotenzialen und eher stadtplanerische Elemente wie
Konversionsflächen allgemeingültig zu integrieren, war nicht Gegenstand dieser Studie.
Dennoch sollen an dieser Stelle Anstöße gegeben werden für eine – dieser Studie
möglicherweise nachfolgende – Entwicklung einer integrierenden
Bewertungssystematik.
Im letzten Schritt innerhalb des zu Grunde gelegten Nutzungsmodells werden die in
den Fallstudien erhobenen, analysierten und zum Teil bereits bewerteten Informationen
zusammengeführt. Neben den an der technischen Realisierbarkeit orientierten
Elektrifizierungspotenzialen soll - am Beispiel der Stadt Mannheim und ihrer
Logistikunternehmen – ein Weg aufgezeigt werden, ob und wie die Verfügbarkeit von
Entwicklungsflächen einen unmittelbaren oder mittelbaren positiven Einfluss auf die
Schwerlastverkehrselektrifizierung bei Logistikunternehmen in einem urbanen Raum
haben könnte.
Anhand des Nutzungsmodells wurden übergeordnete Parameter der
Schwerlastverkehrselektrifizierung ermittelt und spezifiziert. Bei diesen übergeordneten
Parametern handelt es sich um
•
•
Attraktivität einer Flottenelektrifizierung für Logistikunternehmen
(unabhängig von der Verfügbarkeit einer Entwicklungsfläche) und
Attraktivität und Nutzenbeitrag einer Entwicklungsfläche für
Unternehmen (unabhängig vom prozesstechnischen
Elektrifizierungspotenzial).
Die prototypisch konzipierte und beispielhaft durchgeführte Bewertungssystematik hat
die Integration dieser beiden übergeordneten Parameter und ihrer untergeordneten
Elemente in eine (quantifizierte) Gesamtbewertung zum Ziel. Die Zielgröße der
Gesamtbewertung beinhaltet die Darstellung von
•
Attraktivität und Nutzenbeitrag einer Entwicklungsfläche zur
Flottenelektrifizierung für Logistikunternehmen in Verbindung mit
einem unternehmensspezifischen Elektrifizierungspotenzial 1.
Diese Kriterien basieren auf den elektrifizierungsrelevanten Planungsvariablen:
•
•
•
•
1
Logistische Situation eines Unternehmens,
Geeignete E-Logistik-Anwendungsprofile,
Verfügbare Fläche(n) mit den Parametern Lage, Größe und Kosten,
Strategische bzw. operative Unternehmenssituation (im Sinne von Ist-/SollZustand, Plangrößen, Zielsystemen etc.).
Anmerkung: Das unternehmensspezifische Elektrifizierungspotenzial setzt sich hier zusammen aus einem
im Unternehmen vorhandenen, prozesstechnisch bedingten Elektrifizierungspotenzial und einem Potenzial
durch einen funktionellen Unterstützungsbeitrag einer möglichen Erweiterungsfläche.
Fraunhofer IAO
121 | 129
Diese in der folgenden Abbildung illustrierte Vorgehensweise stellt eine Verknüpfung
der generellen Bewertungsaspekte „Elektrifizierungspotenzial“ und „Fläche“ zu einer
Gesamtaussage bzw. Gesamtbewertung dar.
EP1
EP2
Techn. GesamtElektrifizierungspotenzial
EPtechn
Anhang
x (Fläche)
Funktionaler
Nutzenbeitrag zu EP
Flächenbedarf
y (Bedarf)
(einer Fläche)
FNB EP
EP ges
Gesamtbewertung der
FA ges
Gesamtbewertung zu
FAEP ges
Abbildung 66: Integration der Bewertungen zu Elektrifizierungsattraktivität
(Elektrifizierungspotenzial) und Flächenattraktivität (Nutzenbeitrag) pro Fallstudie
Elektrifizierungspotenziale EPx
Elektrifizierungspotenziale auf Basis der in der Analyse jeweils zu Grunde
gelegten E-Logistikprofile; beziehen sich nur auf die technische
Machbarkeit,
Elektrifizierungspotenzial (technisch
machbar) EPtechn
Attraktivität der Elektrifizierung für Logistikunternehmen ohne
Elektrifizierungspotenzial (bzgl. technischer Machbarkeit),
Funktionaler Nutzenbeitrag einer Fläche
(zum
al) FNBEP
Nutzen einer konkreten Fläche zu denkbaren Elektrifizierungsoptionen
eines Unternehmens,
x(Fläche)
Nutzenbeitrag einer definierten Erweiterungsfläche zu
unternehmensspezifischen Teilzielen
Flächenbedarf y(Bedarf)
"Bedarf an einer Fläche" aus betriebswirtschaftlicher Gesamtsicht des
jeweiligen Fallstudienunternehmens. Die Bewertung dieses Kriteriums dient
zur Beantwortung der wichtigen Fragen: Wird eine Fläche überhaupt in
einem unternehmensinternen (operativen oder strategischen) Kontext
benötigt? Wie wichtig bzw. dringend ist dieser Bedarf?
FAges = x(Fläche) * y(Bedarf)
Attraktivität und Nutzenbeitrag einer Erweiterungsfläche für
Logistikunternehmen unabhängig vom technischen
Gesamtelektrifizierungs
potenzial EPges
Zusätzliche Attraktivität der Elektrifizierung für Logistikunternehmen mit
al FAEPges
Attraktivität einer mögl. Gesamtlösung für Logistikunternehmen (technisch
realisierbares Elektrifizierungspotenzial und Nutzenbeitrag einer
Erweiterungsfläche zu Unternehmensentwicklung und
Fraunhofer IAO
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Anhang
Flottenelektrifizierung; gewichteter Mittelwert)
Abbildung 67: Definitionen zu verwendeten Bewertungskriterien
9.2 Bewertung des unternehmensspezifischen (technisch
machbaren) Elektrifizierungspotenzials
Die Bestimmung und Bewertung des Elektrifizierungspotenzials baut in allen Fallstudien
gleichermaßen auf folgenden Faktoren auf:
•
•
•
•
Streckencharakteristika
Aspekte der Einsatzplanung und der Betriebszeiten
Standzeiten
Diese Einflussfaktoren dienen als Basis für eine Abschätzung des
Gesamtelektrifizierungspotenzials (EPges ). Die Ausprägungen der Einflussfaktoren
wurden in den Ausführungen zu den Fallstudien dokumentiert und in Netzdiagrammen
visualisiert.
Aus diesen Netzdiagrammen ergeben sich die kumulierten Bewertungen des
Elektrifizierungspotenzials auf Basis der einzelnen Einflussfaktoren für jedes E-LogistikAnwendungsprofil. Dabei wird jedem Profil ein Wert zwischen 0 und 15 zugewiesen,
was der jeweiligen Bewertungssumme entspricht 1.
EP 1
EP 2
Gewichtung des Gewichtung des
Elektrifizierungs- Elektrifizierungspotenzials EP 1 potenzials EP 2
Gesamtbewertung des
unternehmensspez. techn.
Gesamt-Elektrifizierungspotenzials EP techn
(Elektrifizierungspotenzial, das sich nur auf (Elektrifizierungspotenzial, das sich nur auf
die technische Machbarkeit bezieht!)
die technische Machbarkeit bezieht!)
10
Fallstudie X
10
5
11
Fallstudie Y
15
10
Anm.:
30%
12
0
3
15%
85%
0
0-3: sehr gering
4-7: niedrig bis mittel
8-11: mittel bis hoch
12-15: sehr hoch
0-3: sehr gering
12-15: sehr hoch
max. Wert: 15 (aus Netzdiagrammen)
Gewichtete Mittelwerte, aus
unternehmensspezifischen
E-Logistikprofilen je Fallstudie
max. Wert: 15
(aus Netzdiagrammen)
Legende:
10
5
70%
15
5
50%
5
4
Fallstudie Z
50%
14
1
0 - 100%
0 - 100%
0-3: sehr gering
12-15: sehr hoch
Fallstudie X, Gewichtungen: E-Logistikprofil 1: 50%; E-Logistikprofil 2: 50%
Fallstudie Y, Gewichtungen: E-Logistikprofil 1: 70%; E-Logistikprofil 2: 30%
Fallstudie Z, Gewichtungen: E-Logistikprofil 1: 15%, E-Logistikprofil 2: 85%
Abbildung 68: Vorgehen zur Ermittlung des technisch machbaren
Elektrifizierungspotenzials
1
Beispielsweise ergibt sich bei Anwendungsprofil 1 in Fallstudie X der Wert 10 aus der Summe der
Einzelbewertungen über die fünf Bewertungsdimensionen hinweg (3+3+0+3+1=10).
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Diese jeweiligen Bewertungssummen bilden die Ausgangsgrößen für die in Abbildung
68 dargestellte Ermittlung des unternehmensspezifischen Elektrifizierungspotenzials.
Jede Fallstudie umfasst zwei Anwendungsprofile. Die linke Spalte EP1 steht dabei
jeweils für das erste Anwendungsprofil, die rechte Spalte EP2 für das zweite
Anwendungsprofil. Um das Gesamtpotenzial EPtechn ermitteln zu können wurden die
beiden Anwendungsprofile anhand der „mengenmäßigen“ unternehmensspezifischen
Relevanz des jeweils zu Grunde gelegten E-Logistik-Anwendungsprofils gewichtet 1.
Anhang
9.3 Bewertung des unternehmensspezifischen GesamtElektrifizierungspotenzials
Das Gesamt-Elektrifizierungspotenzial eines Logistikunternehmens setzt sich
zusammen aus dem technisch machbaren Elektrifizierungspotenzial (EPtechn) und
dem logistisch-funktionalen Nutzenbeitrag einer Erweiterungsfläche (FNBEP), der
vor allem über die Flächen-Parameter Lage und Größe operationalisiert wird. Dabei
ergibt sich die konkrete Beurteilung im Einzelfall den zuvor ermittelten Werten zum
technischen Elektrifizierungspotenzial EPtechn und den (unternehmensseitigen)
Schätzwerten zum funktionalen Beitrag einer Erweiterungsfläche zur
Flottenelektrifizierung FNBEP (aus technisch-prozessualer Sicht). Die Einzelbewertungen
zum funktionalen Nutzenbeitrag beruhen auf interpretativen Bewertungen aus den
Fallstudieninterviews heraus. Sie bilden einen zukünftig methodisch noch exakter und
belastbarer zu definierenden Übergang von qualitativen hin zu quantitativen
Bewertungselementen. Die quantitativen Einordnungen der qualitativen Aussagen
wurden mit den befragten Unternehmen auf Basis der zu Grunde gelegten Skala
(identisch mit derjenigen zur Bewertung des technischen Elektrifizierungspotenzials)
abgestimmt.
1
Bestimmte Typen von Transportfahrten, die potenziell für eine Elektrifizierung geeignet sind, nehmen einen
definierten Anteil an allen elektrifizierungsrelevanten Transport-fahrten eines Unternehmens ein. Diese
Grundgesamtheit aller elektrifizierungsrelevanten Transportfahrten wird mit 100% gleichgesetzt. Über die
Einführung eines Gewichtungsfaktors bei der Bestimmung des unternehmensspezifischen
Gesamtelektrifizierungspotenzials wird somit dem unterschiedlichen Anteil von elektrifizierungsrelevanten
Typen von Transportfahrten an der Grundgesamtheit Rechnung getragen
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Anhang
EP techn
EP ges = EP techn * FNB EP
Funktionaler Nutzenbeitrag
FNB EP
(Nutzen einer konkreten Fläche zu
(Elektrifizierungspotenzial, das sich nur auf die
denkbaren Elektrifizierungsoptionen eines
technische Machbarkeit bezieht!)
Unternehmens)
10
Fallstudie X
15
150
67
5
33
12
Fallstudie Y
5
61
27
2,8
73
14
Fallstudie Z
15
213,75
95
0,75
0-3: sehr gering
12-15: sehr hoch
max. Wert: 15
max. Wert: 15
Gewichtete Mittelwerte, die sich aus den
unternehmensspezifischen ELogistikprofilen je Fallstudie ergeben.
Interpretative Bewertung aus Interviews
heraus gemäß Unternehmensangaben.
Legende:
Anm.:
5
0-3: sehr gering
12-15: sehr hoch
0-25: sehr gering
76-100: sehr hoch
max. Wert: 225
normiert auf 100
Abbildung 69: Vorgehen zur Bewertung der Elektrifizierungsattraktivität)
Die Multiplikation der Bewertungsergebnisse EP techn. und FNB EP für beide Kriterien je
Fallstudie und eine anschließende Normierung (um die Vergleichbarkeit der Einzelwerte
zu ermöglichen) führen zu einer Gesamtbewertung des Elektrifizierungspotenzials
EPges je Fallstudie. Die Integration der beiden Kriterien „technisch machbares
Elektrifizierungspotenzial EPtechn“ und „Nutzenbeitrag einer Erweiterungsfläche
FNBEP“, schafft so einen ersten Ansatzpunkt zur Verknüpfung von Elektrifizierungsund Flächenfragestellungen.
9.4 Bewertung des Nutzenbeitrags und der Attraktivität
einer Erweiterungsfläche (aus Sicht eines
Logistikunternehmens)
Bei der Bewertung des flächenbezogenen Nutzenbeitrags bzw. der Flächenattraktivität
wurden die folgenden Aspekte in allen Fallstudien gleichermaßen berücksichtigt:
•
•
•
•
•
•
•
quantitatives Unternehmenswachstum,
räumliche Unternehmenskonsolidierung (intrabetriebliche Synergien),
Kooperation mit Wertschöpfungspartnern (interbetriebliche Synergien),
Effizienzsteigerungen, Kosten- und/oder Transportwegeoptimierungen,
Kompensation von Elektrifizierungskosten (Investition, laufender Betrieb),
existierende Prozesse bzw. Geschäftsaktivitäten (Aufbau, Durchführung),
neue Prozesse bzw. Geschäftsaktivitäten (Aufbau, Durchführung).
Diese Einflussfaktoren wurden analog zu den Untersuchungen bzgl. der
Elektrifizierungspotenziale in jeder Fallstudie analysiert, um die Basis für eine
einheitliche, vergleichbare Bewertung der Flächenattraktivität (FAges) bei den
analysierten Logistikunternehmen zu schaffen. Eingangsgrößen für die Fallstudien
waren zum einen die Parameter einer konkreten Fläche (im vorliegenden Fall das
Coleman-Areal als Konversionsfläche im Stadtgebiet von Mannheim). Zum anderen
spielt die logistische „Ausgangssituation“ der Fallstudienunternehmen, also deren
allgemeines logistisches Grundprofil eine wesentliche Rolle bei der Bewertung. Dieses
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logistische Grundprofil bildet gewissermaßen die Referenzgröße, aus der der
potenzielle Nutzen einer Erweiterungsfläche abgeleitet wird.
Anhang
Die Ausprägungen der einzelnen Einflussfaktoren je Fallstudienunternehmen in Bezug
auf eine konkrete Fläche wurden im Kapitel zur Durchführung der Fallstudien ebenfalls
in Form von Netzdiagrammen visualisiert. Aus diesen Netzdiagrammen ergeben sich die
kumulierten Bewertungen des Flächennutzenbeitrags auf Basis der einzelnen
Einflussfaktoren für jede Fallstudie. Dabei wird jedem Flächennutzenbeitrag ein Wert
zwischen 0 und 21 zugewiesen, was der jeweiligen Bewertungssumme entspricht 1.
Die in Abbildung 70 dargestellte Ermittlung der unternehmensspezifischen Attraktivität
einer Fläche (ohne explizite Berücksichtigung ihres funktionellen Beitrags zum
Elektrifizierungspotenzial) setzt sich zusammen aus dem Flächennutzenbeitrag und
dem Flächenbedarf (linke Spalten, x (Fläche) und y (Bedarf)).
x (Fläche)
Flächenbedarf
y (Bedarf)
(Entkoppelt von Elektrifizierungsaspekten!)
(Aus betriebswirtschaftlicher
Gesamtsicht des Unternehmens)
15
Fallstudie X
21
Gesamtbewertung Flächenattraktivität
315
71
6
15
Fallstudie Y
29
7
105
24
76
6
13
Fallstudie Z
18
234
8
Legende:
Anm.:
53
47
0-5: sehr gering
16-21: sehr hoch
0-5: sehr gering
16-21: sehr hoch
max. Wert: 21
max. Wert: 21
0-25: sehr gering
76-100: sehr hoch
max. Wert: 441
normiert auf 100
Summe aus den Beiträgen zu flächenInterpretative Bewertung aus Interviews
bezogenen Einzelzielen in Netzdiagrammen. heraus gemäß Unternehmensangaben.
Abbildung 70: Vorgehen zur Bewertung der Flächenattraktivität (Flächennutzenbeitrag)
1
•
Das Kriterium x (Fläche) entspricht dem Nutzenbeitrag einer definierten
Erweiterungsfläche zu unternehmensspezifischen Teilzielen
(aufsummiert aus dem Beitrag zu den Einzelzielen in den
flächenbezogenen Netzdiagrammen der einzelnen Fallstudien).
•
Das Kriterium y (Bedarf) entspricht dem "Bedarf an einer Fläche" aus
betriebswirtschaftlicher Gesamtsicht des jeweiligen
Fallstudienunternehmens. Die Bewertung dieses Kriteriums dient zur
Beantwortung der wichtigen Fragen: Wird eine Fläche überhaupt in einem
unternehmensinternen (operativen oder strategischen) Kontext benötigt?
Wie wichtig bzw. dringend ist dieser Bedarf? Dieser Kontext kann sich (je
Bspw. ergibt sich bei Anwendungsprofil 1 in Fallstudie X der Wert 15 für den Flächennutzenbeitrag aus der
Summe der Einzelbewertungen über die sieben Bewertungsdimensionen hinweg (3+3+1+3+3+1+1=15).
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nach Blickwinkel und Antwort eines Unternehmens durchaus auch auf
eine mögliche Elektrifizierung der unternehmenseigenen LKW-Flotte
beziehen
Anhang
Die Multiplikation der Bewertungsergebnisse für beide Kriterien je Fallstudie und eine
anschließende Normierung (um die Vergleichbarkeit der Einzelwerte zu ermöglichen)
führen zu einer Gesamtbewertung der Flächenattraktivität FAges (korreliert mit
dem Flächennutzungsbeitrag) aus Unternehmenssicht je Fallstudie. Damit ist auch bei
diesem Bewertungsschritt ein impliziter (methodischer) Zusammenhang als weiterer
Ansatzpunkt zur Verknüpfung von Elektrifizierungs- und Flächenfragestellungen
geschaffen.
9.5 Integrierende (Gesamt-)Bewertung von Elektrifizierungsund Flächenattraktivität
Nach Ermittlung aller Eingangsgrößen ist die entwickelte Gesamtvorgehensweise in der
Lage, die Frage zu beantworten, wie sich aus dem Zusammenspiel
elektrifizierungsrelevanter Planungsvariablen (s. o.) in einem zu definierenden
(urbanen) Bereich das Potenzial für eine Flottenelektrifizierung ergibt. Dabei es
die Vorgehensweise, dass sowohl unternehmensspezifische Gegebenheiten als auch
flächenplanerische Aspekte in das Gesamtergebnis mitintegriert werden.
Gewichtung des Kriteriums Gewichtung des Kriteriums
"Flächenattraktivität"
"Elektrifizierungspotenzial"
Fallstudie X
50%
Gewichteter Mittelwert zu
Gesamtbewertung zu
FAEP ges
69
50%
31
Fallstudie Y
50%
25
50%
75
Fallstudie Z
50%
74
50%
26
Legende:
Anm.:
0 - 100%
0-25: sehr gering
76-100: sehr hoch
0 - 100%
max. Wert: 100 (normiert)
Abbildung 71: Vorgehen zur Gesamtbewertung von Elektrifizierungspotenzial und
Die Ergebnisse der unternehmensspezifischen Fallstudien (die gemäß Systematik des
Nutzungsmodells durchgeführt wurden) sind als Gesamtbewertung in der folgenden
Tabelle (Abbildung 72) zusammengefasst. Die Bewertungsparameter sind in den
Spaltenüberschriften aufgeführt.
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Bez.:
Anhang
(technisch machbar)
Attraktivität der
Elektrifizierung für
Logistikunternehmen
ohne Berücksichtigung
(technische Machbarkeit)
Zusätzliche Attraktivität
der Elektrifizierung für
Logistikunternehmen
mit Berücksichtigung
Attraktivität und
Nutzenbeitrag einer
Erweiterungsfläche für
Logistikunternehmen
unabhängig vom
technisch machbaren
Attraktivität einer mögl.
Gesamtlösung für
Logistikunternehmen
(technisch realisierbares
u. Nutzenbeitrag einer
Erweiterungsfläche zu
Unterehmensentwicklung und
Flottenelektrifizierung)
Legende:
Fallstudie Z
Fallstudie Y
Fallstudie X
Erläuterung:
EP techn
funktionaler
Flächenbeitrag zum
zial
EP techn * FNB EP
bis
bis
: sehr gering
/
: mittel bis hoch /
bis
bis
: niedrig bis mittel
: sehr hoch
Abbildung 72: Zusammenfassende Übersicht der Nutzungskategorien in Abhängigkeit
von Flächen- und Elektrifizierungsattraktivität (aus Unternehmenssicht)
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9.6 Abschließende Anmerkungen zur Konzeption einer
zukünftigen Bewertungssystematik
Anhang
Diese beispielhafte(!) Durchführung einer Bewertungssystematik zeigt klar die
zukünftig noch zu bearbeitenden Forschungsaspekte in den methodischen Details auf.
Für eine integrierende Bewertungssystematik gilt es noch eine Anzahl methodischer
Fragestellungen zu erforschen und zu beantworten. Stellvertretend seien hier nur
einige augenfällige Aspekte genannt:
•
Erarbeitung eines detaillierteren, allgemeingültig anwendbaren Kriterienrasters
zu den beiden Hauptbewertungsaspekten Elektrifizierungsattraktivität
(Elektrifizierungspotenzial) und Flächenattraktivität (Nutzenbeitrag),
•
Übertragung (überwiegend qualitativer) unternehmensspezifischer als auch
standortspezifischer Annahmen und Rahmenbedingung in (quantifizierende),
miteinander in Bezug setzbare Bewertungsdimensionen (Skalierungen) zu den
jeweiligen Bewertungskriterien,
•
Vermeidung von Scheingenauigkeiten in den quantifizierenden
Bewertungsteilen einer solchen Vorgehensweise, durch hohe Kongruenz
inhaltlich gut nachvollziehbare von qualitativen Aussagen (bspw. in Fallstudien)
mit ihrer Einordnung in quantifizierende Raster (gleichbedeutend mit einer
Reduktion des interpretativen Anteils einer Bewertung).
Es sei explizit darauf hingewiesen, dass es sich bei dem hier vorliegenden
Bewertungsbeispiel (im Kontext der Stadt Mannheim) nicht um eine (quantifizierende)
Bewertungsvorgehensweise handelt, die ohne weiteres verallgemeinert und transferiert
werden kann. Auch lassen diese beispielhaft erarbeiteten Bewertungsergebnisse keine
absoluten Schlussfolgerungen auf generelle Folgeentscheidungen zu, sondern zeigen
vielmehr die prinzipielle Funktionsweise und Anwendbarkeit des dargelegten
Bewertungsvorgehens auf.
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