Emissionsfreie Lkw: Sinkende Kosten ermöglichen schnelle Marktdiffusion

Eine neue Studie des Fraunhofer ISI hat die zukünftige Kostenentwicklung emissionsfreier Lkw analysiert und dafür Kosten für Schlüsselkomponenten aus über 200 Quellen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass emissionsfreie Lkw von schnell sinkenden Kosten für Batterien und Brennstoffzellen profitieren werden. Dies ermöglicht eine schnelle Marktdiffusion und trägt zur Erreichung nationaler und internationaler Klimaziele bei. Nach heutigem Kenntnisstand sind dabei batterie-elektrische Lkw in vielen Anwendungsfällen die vielversprechendste und kosteneffizienteste Technologie.

Die notwendige Reduktion der Treibhausgasemissionen im Straßengüterverkehr erfordert einen schnellen Übergang zu emissionsfreien Lkw. Es ist jedoch aktuell unklar, wie schnell und mit welcher Technologie dieser Übergang vonstattengehen wird. Das verdeutlicht auch die rege Debatte um die Rolle von batterie-elektrischen Lkw und Brennstoffzellen-Lkw, insbesondere im schweren Straßengüterverkehr. Gleichzeitig benötigen der Infrastrukturausbau, Netzerweiterungen, Anpassungen im Produktportfolio, Vorschriften zur CO2-Regulierung, oder mögliche Subventionen viel Zeit und Geld. Jedoch sollten solche Unsicherheiten weder Maßnahmen noch Investitionsentscheidungen in neue Technologien verzögern. Dies führt vor dem Hintergrund begrenzter öffentlicher Budgets zu der Frage der Priorisierung auf vielversprechende Technologien, insbesondere beim Übergang von einer Förderung von Forschung und Entwicklung hin zur Markteinführung, die mit deutlichen höheren Ausgaben einhergeht.

Kostenanalyse für Schlüsselkomponenten von emissionsfreien Lkw

Um die Debatte weiter voranzutreiben, haben Forscher:innen des Fraunhofer ISI in einer Studie, die kürzlich in Nature Energy veröffentlicht wurde, die zukünftige Kostenentwicklung für Schlüsselkomponenten – insbesondere Batterien und Brennstoffzellen – von emissionsfreien Lkw untersucht. Dazu wurden unterschiedliche Kostenentwicklungen aus der Literatur im Rahmen einer Meta-Analyse herangezogen und im Hinblick auf Robustheit, zeitliche Stabilität und Ambitionsniveau diskutiert. Zuletzt wurden ermittelte Kostenentwicklungen mit Zielkosten für den technologischen Durchbruch gemäß anderer Studien verglichen sowie in eine Gesamtkostenrechnung (TCO) eingebettet, um die Kosten von batterie-elektrischen Lkw und Brennstoffzellen-Lkw gegenüber Diesel-Lkw für die Jahre 2020, 2030 und 2040 zu vergleichen.

Kosten für Batterie- und Brennstoffzellensysteme sinken schneller als erwartet

Die Ergebnisse zeigen, dass die Kosten für Batterie- und Brennstoffzellensysteme für schwere Lkw deutlich schneller sinken werden, als in älteren Studien erwartet. So prognostiziert die Studie, dass Batteriesystemkosten bald unter 200 EUR/kWh fallen werden und in den späten 2040er Jahren auf 100 EUR/kWh sinken könnten. Ebenso werden die Kosten für Brennstoffzellensysteme in den späten 2030er Jahren vermutlich deutlich – auf rund 150 EUR/kW – sinken, wobei Prognosen aufgrund der geringeren kommerziellen Reife und Zweifeln hinsichtlich der Realisierbarkeit von Zielkosten mit größerer Unsicherheit behaftet sind. Die Autor:innen der Analyse betonen die großen Herausforderungen, um sowohl die hohen Kostensenkungen als auch technischen Fortschritte für beide Technologien schnell und in der Praxis zu realisieren.

Nach heutigen Kenntnisstand stellen batterie-elektrische Lkw mit hoher Sicherheit die vielversprechendste Technologie dar, um mindestens das Kostenniveau von heutigen Diesel-Lkw zu erreichen. Gleichzeitig benötigen sie dafür auch weniger finanzielle Unterstützung als Brennstoffzellen-Lkw, die vermutlich gegen Wasserstoffknappheit und hohe Preise anzukämpfen haben. Neben dem Kostenaspekt profitieren batterie-elektrische Lkw auch von einer schnelleren, großskaligen Verfügbarkeit der Technologie am Markt. Darüber hinaus zeigen weitere Studien, dass batterie-elektrische Lkw auch technisch – in Bezug auf erforderliche Reichweiten oder die Nutzlast – für die meisten Anwendungsfälle in der Logistik bereits heute geeignet sind. Brennstoffzellen-Lkw könnten sich hingegen als ergänzende Technologie für schwer elektrifizierbare Bereiche oder Spezialtransporte erweisen, insbesondere, wenn Wasserstoff für andere Sektoren in großem Umfang zur Verfügung steht. Daher erscheint eine öffentliche Förderung von Brennstoffzellen-Lkw für Forschung und Entwicklung sowie Erprobungen weiterhin angebracht.

Investitionen in Produktionsanlagen und Ladeinfrastruktur sind notwendig, um die Marktdiffusion batterie-elektrischer Lkw zu fördern

Steffen Link, Hauptautor der Studie, leitet aus diesen Ergebnissen die folgenden Politik-Empfehlungen ab: »Unsere Ergebnisse unterstreichen, dass die Kosten für emissionsfreie Lkw erheblich und schneller als erwartet sinken werden. Dies erfordert den schnellen Aufbau von großskaligen Produktionsanlagen, um die Marktdiffusion dieser Fahrzeuge zu fördern. Unsere Analyse und der aktuelle Kenntnisstand zeigen, dass batterie-elektrische Lkw die techno-ökonomische Wettbewerbsfähigkeit mit heutigen Diesel-Lkw für die meisten Anwendungsfälle in absehbarer Zeit erreichen dürften. Die priorisierte Förderung von batterie-elektrischen Lkw stellt somit eine politische No-Regret-Option dar, die Unsicherheiten verringert, begrenzte öffentliche Budgets besser nutzt und richtungsweisend für den Logistikmarkt agiert. Dies ist für einen schnellen Übergang zu emissionsfreien Lkw unerlässlich. Dafür müssen die Stromnetze und Ladeinfrastruktur schnell ausgebaut werden, um Verzögerungen zu vermeiden. Dies erfordert jedoch sofortige Investitionen.«

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Steffen Link
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Telefon +49 721 6809-571
E-Mail: steffen.link@isi.fraunhofer.de

Originalpublikation:
Nature Energy Policy Brief "Declining costs imply fast market uptake of zero-emission trucks": https://www.nature.com/articles/s41560-024-01555-1

Nature Energy-Artikel "Rapidly declining costs of truck batteries and fuel cells enable large-scale road freight electrification": https://www.nature.com/articles/s41560-024-01531-9