Auf einem alten Militärflugplatz nördlich von Berlin testet Siemens hybridelektrische Lkw, die wie Trambahnen mit Stromabnehmern ausgestattet sind. Die Elektro-Brummis könnten Minen oder Häfen mit Logistikzentren verknüpfen. Sollten solche Lkw künftig auf speziell ausgebauten Autobahnen fahren, ließe sich der wachsende Güterverkehr vom CO2-Ausstoß entkoppeln.
Ein Lkw wird zur Straßenbahn: Mit einem Fingertipp oder automatisch lassen sich die Stromabnehmer des E-Lkw ausfahren, um an der Oberleitung anzudocken, und auch wieder einfahren, wenn das Fahrzeug die Spur wechselt.
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Dass Geschichte manchmal einer gewissen Ironie nicht entbehrt, bekommt Jörg Grützner jeden Tag vor Augen geführt. Der ehemalige Fernfahrer sitzt hoch im Fahrerstand seines 18-Tonners und blickt über die Kilometer lange Startbahn, die wie ein gigantisches Band die Kiefernwälder der Uckermark zerteilt. Noch bis vor rund 20 Jahren sind hier russische Fernbomber gestartet. Inzwischen haben die Russen den riesigen Militärflugplatz rund 80 Kilometer nördlich von Berlin längst aufgegeben, und die neuen, zivilen Nutzer haben die Anlage „zweckentfremdet“. So hat etwa das „Driving Center Groß Dölln GmbH“, auf den Betonpisten einen Fahrsicherheitsparcour mit Rennstrecke aufgebaut. Wo früher Munition gelagert wurde, entsteht derzeit der größte Photovoltaikpark Europas. Und aus dem militärischen Sicherheitsbereich rund um den Flughafen wurde das Biosphärenreservat Schorfheide. Grützner grinst: „Früher haben uns die Russen nie auch nur in die Nähe gelassen.“ Und heute, so der 55-Jährige, „fahre ich auf ihrer Rollbahn spazieren.“
Grützner fährt seit über 30 Jahren Lkw. Seit rund einem Jahr ist er allerdings ausschließlich auf dem ehemaligen Flugplatz in Groß Dölln auf Achse: als Testfahrer beim Projekt ENUBA, das Siemens zusammen mit dem Bundesumweltministerium betreibt. In dem Pilotvorhaben „Elektromobilität bei schweren Nutzfahrzeugen zur Umweltentlastung von Ballungsräumen“ untersuchen die Siemens-Ingenieure seit Juli 2010, wie sich der Straßengüterverkehr elektrifizieren lässt. Dazu haben sie eine Straßenbahn mit einem Lastwagen „verheiratet“, um das Beste aus den beiden Welten zu kombinieren – den elektrischen Antrieb einerseits mit der Flexibilität eines Straßenfahrzeugs andererseits.
Als Versuchsfahrzeuge dienen zwei serienmäßige Lkw, die mit einem seriellen Hybridantrieb ausgestattet wurden. Dabei treibt ausschließlich der Elektromotor die Achse an. Seinen Strom bezieht er entweder von einem Diesel mit angeschlossenem Generator, oder – wie eine Straßenbahn – von einer elektrischen Oberleitung. Eine solche ziert nun auch die ehemalige Rollbahn, die die Siemens-Forscher in eine elektrifizierte Teststrecke verwandelt haben: Auf einer Länge von 1,5 Kilometern erstrecken sich am rechten Rand der Bahn zwei parallele Fahrdrähte, alle 65 Meter werden die Leitungen von einem Masten gestützt. Den Trucks haben die Ingenieure neuartige Stromabnehmer verpasst, die automatisch am Fahrdraht andocken und alle Bewegungen des Lkw innerhalb der Fahrspur ausgleichen können. Treten die Brummi-Fahrer auf die Bremse, wird die Bremsenergie als elektrischer Strom wieder in die Oberleitung zurückgespeist – und kann von allen anderen Fahrzeugen im System genutzt werden. „Unsere Stromabnehmer sind im Gegensatz zu ihren Pendants bei Zügen oder Trolley-Bussen richtig intelligent“, erklärt Dr. Michael Lehmann, beim Siemens-Sektor Infrastructure & Cities technischer Projektleiter für ENUBA. „Dank einer ausgeklügelten Sensorik weiß das System immer genau, wann der Lkw die elektrifizierte Spur verlässt.“ In diesem Fall, so der Siemens-Ingenieur, bügelt sich der Stromabnehmer automatisch ab. Und das funktioniert bis zu einer Geschwindigkeit von 90 Kilometern pro Stunde. Wird der Truck schneller, regelt der Motor automatisch ab.
Zusammenspiel der Motoren. Jörg Grützner gibt Gas. In derselben Sekunde lässt der Elektromotor seine 4.500 Newtonmeter Drehmoment von der Leine, und der mit bis zu 40 Tonnen bepackte Koloss gleitet mühelos voran. Im Hintergrund ist nur das gleichmäßige Bullern des Diesels zu hören, der mit optimaler Drehzahl läuft und dabei Strom für den Elektroantrieb produziert. „Die zusätzlichen 500 Kilogramm des Hybridantriebs fallen kaum ins Gewicht“, erzählt der Berufskraftfahrer. „Die Beschleunigung ist sogar besser als bei einem reinen Dieselantrieb, ansonsten fährt sich der Laster wie ein normaler Lkw.“ Grützner sitzt routiniert auf seinem Fahrstand. Knapp 9.000 Kilometer haben er und sein Kollege bereits mit den neuen Trucks in Groß Dölln zurückgelegt – bislang ohne Zwischenfälle. „Und jetzt werden wir zur Straßenbahn“, freut er sich und biegt in den Abschnitt der Teststrecke ein, der mit einer Fahrleitung überspannt ist. Grützner tippt auf ein kleines Gerät, das vor ihm am Armaturenbrett angebracht ist. Damit kann er das gesamte System auch von Hand steuern, normalerweise funktioniert das allerdings automatisch. Kaum merklich fährt der Stromabnehmer hoch und der typische Diesel-Sound erstirbt. Wie ein Bienenschwarm summt der Brummi nun über die Rollbahn. Grützner blinkt, um die Spur zu wechseln. Automatisch klappt der Bügel auf dem Dach herunter: Der Diesel tritt wieder in Aktion.
Geht es nach dem Bundesumweltministerium (BMU), könnten solche Trucks künftig auch auf normalen Autobahnen auf Achse sein – und dort auf der rechten Spur an einer langen Oberleitung ihrem Ziel entgegenstromern. Rein technisch wäre das kein großes Problem, meint Siemens-Ingenieur Michael Lehmann. „Die Integration in ein bestehendes Verkehrssystem ist relativ einfach“, sagt er. „Zudem würde es keine Einschränkungen für andere Fahrzeuge geben.“ Die Technologie könnte vor allem helfen, die steigenden CO2-Emissionen im Güterverkehr in den Griff zu bekommen. Denn die Lkw-Schlangen auf den Fernstraßen werden in Zukunft weiter wachsen, prognostiziert das Schweizer Beratungsunternehmen Progtrans. Demnach soll allein der Güterverkehr in Deutschland bis 2050 um 116 Prozent gegenüber 2005 zunehmen (gerechnet in Tonnenkilometern). So wurden im Jahr 2011 laut Bundesverkehrsministerium knapp 3,4 Milliarden Tonnen an Waren auf Deutschlands Straßen transportiert – rund acht Prozent mehr als noch 2010. Entsprechend steigt auch der CO2-Ausstoß des schweren Straßengüterverkehrs, von heute rund 40 auf 100 Millionen Tonnen im Jahr 2050 – falls sich der Status quo der Technik nicht massiv ändert. Das Ziel der EU-Kommission, die CO2-Emissionen bis dahin um 80 Prozent gegenüber 1990 zu senken, würde in weite Ferne rücken. Die „Tram-Trucks“ von Siemens könnten da eine vielversprechende Option sein, glaubt der Sachverständigenrat für Umweltfragen der Bundesregierung. Die Technologie, so das Beratergremium, könne helfen, den wachsenden Güterverkehr vom Anstieg der Klimagase zu entkoppeln. In einem aktuellen Gutachten empfehlen die Experten sogar eine Elektrifizierung aller einstellig nummerierten deutschen Autobahnen, immerhin eine Strecke von über 5.400 Kilometern.
Maßnahmenmix gefragt. In der Tat würde es nicht ausreichen, nur auf Schienenausbau, Effizienzsteigerung bei den Antrieben und eine optimierte Logistik zu setzen. Denn die Schiene alleine müsste ja nicht nur den Zuwachs an Lkw-Verkehr schultern, sondern auch den bereits existierenden Straßen-Güterstrom. Das würde eine Vervielfachung des Schienennetzes bedeuten. Zusätzliche Schienen würden zudem ein Mehr an Platz beanspruchen – Raum, der in dicht besiedelten Gebieten, wo die transportierten Güter am Ende konsumiert werden, nicht vorhanden ist. Laut einer Studie von Progtrans, BMU und des Bundesverkehrsministeriums würden diese Maßnahmen den CO2-Ausstoß nur auf rund 60 Millionen Tonnen bis 2050 drücken – das Ziel der EU, die Emissionen bei etwa zehn Millionen Tonnen zu begrenzen, ließe sich nur mit der zusätzlichen Elektrifizierung des Straßengüterverkehrs erreichen. Einzige Voraussetzung: Der Strom für die elektrischen Brummis müsste – im Gegensatz zu heute – größtenteils aus erneuerbaren Quellen stammen.
Freilich ist die neue Technik noch teuer – zwischen 1,1 und 2,5 Millionen Euro pro Streckenkilometer veranschlagt der Umweltrat für die Infrastrukturkosten inklusive Randsicherungen und Oberleitung. Die Elektrifizierung einer ganzen Autobahn haben die Siemens-Experten aber erstmal ohnehin nicht im Sinn. „Mögliche Einsatzgebiete sehen wir zunächst auf hochfrequentierten Strecken über kurze und mittlere Entfernungen“, sagt Michael Lehmann. „Dazu zählen der Lkw-Pendelverkehr ohne Bahnanschluss, beispielsweise zwischen Güterverkehrszentren und Häfen. Auch die Anbindungen von Gruben und Minen an zentrale Lager- und Umladestellen sind ein Thema.“ Eine wichtige Rolle könnten die Trolley-Trucks etwa in Los Angeles spielen – dort sucht die Stadtregierung nach einer emissionsfreien Lösung für den 30 Kilometer langen Highway 710. Die völlig überlastete Straße führt mitten durch die Stadt und verbindet den Hafen mit dem Logistikzentrum. Rund 35.000 Lkw-Fahrten verzeichnet die Strecke jeden Tag, Tendenz stark steigend. Der Schadstoffausstoß hat mittlerweile ein so hohes Ausmaß erreicht, dass die Luftreinhaltungsbehörde die Straße zeitweise sperren wollte. Zudem sind die Kapazitäten der Schiene erschöpft – der dicht bebaute Ballungsraum erlaubt keinen weiteren Ausbau. Ein ideales Einsatzgebiet für die ENUBA-Technologie also, glauben die Siemens-Experten und wollen die Elektro-Brummis ins Rennen um die beste Lösung schicken. Demnächst will das Unternehmen vor Ort ein erstes Probesystem aufbauen. Und auch in Schweden könnten die Lkw künftig als Shuttle zwischen der Eisenerz-Mine bei Kaunisvaara und dem 162 Kilometer entfernten Verladebahnhof eingesetzt werden. Eine Eisenbahnanbindung wäre auch dort nicht sinnvoll, da die Ausbeutung der Mine befristet ist.
In der schönen Uckermark gehen die Arbeiten unterdessen weiter. In einem Folgeprojekt wollen die Wissenschaftler die Teststrecke umgestalten, mit Kurven, Schilderbrücken und Verkehrssteuerungsanlagen. Die Technologie soll optimiert und unter Bedingungen erprobt werden, wie sie auf normalen Straßen herrschen. Jörg Grützner würde mit seinem Elektro-Truck auch gerne mal außerhalb der ehemaligen Rollbahn auf Achse gehen – und das ruhige Fahrgeräusch ein paar hundert Kilometer am Stück genießen. Eine gewisse Gefahr berge das auch, glaubt er. „Auf Dauer schläfert das gleichmäßige Summen ziemlich ein.“