01.03.2022 - 11:16

ICCT-Studie: So werden die Kosten für emissionsfreie Lkw sinken

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ICCT hat die Anschaffungskosten für schwere emissionsfreien Lkw unter die Lupe genommen. Die Organisation ließ dafür verfügbare Literatur auswerten und macht auf Basis von Modellen Prognosen. Die Untersuchung gibt einen Überblick darüber, an welchen Stellen die Kosten in den kommenden Jahren sinken werden.

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International Council on Clean Transportation (ICCT) hat in einer neuen Studie ein Licht auf die Kostentreiber von schweren emissionsfreien Lkw geworfen – sowohl für batteriebetriebene als auch für brennstoffzellenbetriebene. Um sich einen aussagekräftigen Überblick zu verschaffen, ließ ICCT verfügbare Literatur aus den USA und Europa auswerten, die aktuelle und prognostizierte Anschaffungskosten für Batterie-elektrische und wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen-Lkw und deren Antriebskomponenten für den Zeitraum von 2020 bis 2030 beinhalten. Mit der Untersuchung wurde Ricardo, ein Anbieter von Beratungs- und Ingenieurdienstleistungen im Bereich der Automobilindustrie, beauftragt.

In den Fokus stellt ICCT schwere Lastkraftwagen – Klasse-8-Lkw in den USA und ihre europäischen Klasse-5-Pendents – die in den Vereinigten Staaten und der Europäischen Union für etwa die Hälfte des Kraftstoffverbrauchs und der Treibhausgasemissionen im Sektor der schweren Nutzfahrzeuge verantwortlich seien. Da es aber um energie- und leistungsspezifische Kostenwerte gehe, seien die Ergebnisse trotz des Schwerpunkts auch auf andere Lkw-Größen und -Anwendungen übertragbar. ICCT merkt an, dass aufgrund des noch jungen Marktes nur wenige öffentlich zugängliche Daten über die Kosten von emissionsfreien Nutzfahrzeugen existierten – vor allem bei Lkw.

Repräsentative Fahrzeugmodelle

Im Rahmen der Analyse wurden repräsentative Fahrzeugmodelle für Batterie-elektrische und Wasserstoff-Brennstoffzellen-Lkw entwickelt. Als Vergleichsbasis für den Batterie-elektrischen Lkw diente eine Sattelzugmaschine der Klasse 8 mit Tageskabine, die ungefähr auf dem Volvo VNR 300 basiert. Als Vergleichsbasis für den Brennstoffzellen-Lkw wurde eine Sattelzugmaschine der Klasse 8 mit Schlafkabine verwendet.

ICCT stellt in seiner Studie zunächst fest, dass die Anschaffungskosten für Batterie-elektrische und wasserstoffbetriebene Lkw stark variieren können. Die Organisation macht für E-Lkw eine Preisspanne zwischen etwa 200.000 bis 800.000 US-Dollar aus. Grundsätzlich steigen die Kosten mit zunehmender Reichweite der Fahrzeuge, also in Abhängigkeit von der Gesamtkapazität der Batterien, an, erläutert ICCT. Bei Brennstoffzellen-Lkw werden die Kosten maßgeblich durch die Brennstoffzelleneinheit bestimmt, die Preisspanne für diese Fahrzeuge liegt zwischen 200.000 und 600.000 Dollar.

85 bis 95 Prozent der gegenwärtigen Gesamtkosten entfallen dabei auf die elektrischen Antriebssysteme. ICCT geht davon aus, dass dieser Anteil in den kommenden zehn Jahren sinken wird – und zwar voraussichtlich auf 75 bis 85 Prozent. Als Grund gibt die Organisation die durch technologische und wirtschaftliche Änderungen bedingten Kostenreduktion bei Batterie- und Brennstoffzellensysteme an, deren Kostenaufwand um schätzungsweise 50 beziehungsweise 65 Prozent sinken werde.

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Die Antriebsformen im Einzelnen – Kosten werden sinken

Für seine Berechnungen der Kosten für Batterie-elektrische Lkw nimmt ICCT ein 600-kWh-Batteriepaket zugrunde, das die Annahme widerspiegele, dass die Batteriepacks in größeren Größen angeboten werden, wenn die Kosten sinken und sich die Energiedichte verbessert. Das Batteriepaket macht in den Berechnungen von ICCT etwa 60 Prozent der gesamten Fahrzeugkosten aus. Die Organisation spezifiziert dabei, dass indirekte Kosten wie Forschung und Entwicklung oder Marketing sowie ein Gewinnaufschlag nicht mit einberechnet wurden. Das gesamte E-Antriebsystem, einschließlich des Batteriepacks und der Leistungselektronik, machten im Jahr 2020 schätzungsweise 85 Prozent der Fahrzeugkosten aus.

ICCT geht davon aus, dass die kombinierten Kosten für das Batteriepaket und den Elektroantrieb (Nennleistung zwischen 350 kW und 500 kW) in den Jahren 2025 und 2030 um 31 Prozent beziehungsweise 55 Prozent fallen werden. Zusammen machten die beiden Systeme etwa 99 Prozent der gesamten Kostensenkungen bei den Fahrzeugen aus. Insgesamt werden die Kosten für Batterie-elektrische Lkw um 23 Prozent im Jahr 2025 und gar um ganze 40 Prozent im Jahr 2030, so die Schätzungen.

Bei den H2-Fahrzeugen machen die Brennstoffzelleneinheit und das Wasserstoffspeichersystem zusammen im Jahr 2025 schätzungsweise fast 80 Prozent der Gesamtfahrzeugkosten aus. Die Studie geht von einer erheblichen Kostensenkung bei Brennstoffzellen (30 Prozent niedriger im Jahr 2030 im Vergleich zu 2025) und Wasserstoffspeichersystemen (21 Prozent niedriger im Jahr 2030 im Vergleich zu 2025) aus. Die Kostenreduzierungen, gekoppelt mit den Einsparungen bei Batteriepacks und Elektroantrieben, werden dazu führen, dass die Fahrzeugkosten zwischen 2025 und 2030 insgesamt um 23 Prozent sinken werden, so ICCT.

An dieser Stelle merkt ICCT an, dass die Brennstoffzellentechnologie im Lkw-Sektor längst nicht so weit ist wie reine E-Nutzfahrzeuge. Erst ab dem Jahr ab 2023 oder später würden marktfreie Modelle verfügbar sein, was den Sektor wiederum Spielraum für Lern- und Skaleneffekte gebe und eine vernünftige Kostenschätzung für den frühen Markt machbar mache.

Zwei Batterietypen im Blick

Grundsätzlich unterscheidet die Studie zwischen Energiebatterien für Batterie-elektrische Lkw, die in erster Linie zur Energiespeicherung verwendet werden, und Leistungsbatterien, die hauptsächlich zur Bereitstellung unmittelbarer hoher Leistung verwendet werden und in Brennstoffzellen-Lkw zum Einsatz kommen. Im Jahr 2020 werden der Studie zufolge die durchschnittlichen Kosten für Energiebatterien auf Paketebene bei etwa 240 Dollar/kWh Nennkapazität liegen. Bis 2025 fallen sie laut Schätzungen unter 150 Dollar/kWh, bis 2030 auf 100 Dollar/kWh. Für die Leistungsbatterien sieht die Studie die Kosten von fast 500 Dollar/kWh im Jahr 2020 auf weniger als 300 Dollar/kWh im Jahr 2030.

Die durchschnittlichen Kosten für Brennstoffzelleneinheiten im Jahr 2020 gibt ICCT mit 500 Dollar/kW an, die im Jahr 2030 auf 240 Dollar/kW sinken werden. Die durchschnittlichen gemeldeten Kosten eines Wasserstoffspeichersystems liegen im Jahr 2020 bei fast 1.250 Dollar/kg nutzbaren Wasserstoffs, bis 2030 sollen sie auf durchschnittlich 700 Dollar/kg fallen.

Die durchschnittlichen berichteten Kosten für den E-Antrieb im Jahr 2020 liegen bei etwa 60 Dollar/kW Nennleistung des Elektromotors. Dies wird voraussichtlich bis 2030 auf 25 Dollar/kW sinken.

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