VSS 3 2016

«eHighway»: Hybrid-Lastwagen, die wie Trolleybusse fahren Bei schweren Nutzfahrzeugen kommen heute als Antrieb fast ausschliesslich Dieselmotoren zum Einsatz. In Pilotprojekten in Kalifornien und Schweden wird nun erstmals ein Oberleitungs- system mit Hybrid-Lastwagen im öffentlichen Raum demonstriert. Beim sogenannten eHighway bezieht der LKW die Energie direkt ab einer Oberleitung. Für Fahrten ausserhalb des Oberlei- tungsnetzes, z.B. in der Feinverteilung, kommen Kombinationen aus Verbrennungsmotoren, Batterielösungen oder Brennstoffzellen zum Einsatz. In einer Masterthesis wurden die Einsatz- möglichkeiten dieser Technologie in der Schweiz untersucht. Dabei zeigte sich, dass diese Tech- nologie auch hierzulande für alle Beteiligten durchaus rentabel betrieben werden kann. In der Schweiz gehen die meisten Stu- dien von einem konstanten Wachstum des Strassengüterverkehrs aus, sodass im Jahr 2035 rund 2800 Milliarden Fahrzeug- kilometer (Fzkm) für die schweren Nutz- fahrzeuge prognostiziert werden. Davon entfallen rund 73 % auf die Autobahnen und -strassen. Der jährliche Schadstoffausstoss von schweren Nutzfahrzeugen liegt dann bei knapp 2,5 Millionen Tonnen CO2 und der Dieselverbrauch bei über 80 Millionen Liter. Neben der Reduktion der örtlichen Schadstoffemission kann der eHighway-Lastwagen anstatt auf teuren Dieselkraftstoff auf günstigeren elektrischen Strom zurückgreifen. Zudem ist der Wirkungsgrad von Elektromotoren mit über 80 % deut- lich höher als derjenige des Dieselmotors. Es ist daher zu er- warten, dass der Betrieb eines eHighway-LKW ökonomischer und ökologischer ist als ein dieselbetriebener Lastwagen. Weiter können mit dem eHighway-System die Vorteile des Elektroantriebs, wie die Rückspeisung der Bremsenergie und der geringere Anfahrverbrauch im innerstädtischen Verkehr oder in Stausituationen, voll ausgeschöpft werden – und zwar ohne Nebeneffekte wie geringe Reichweite oder teure Blindlast durch schwere Akkupakete. Trotz dem aktuell tiefen Rohölpreis liegen die Kostenvorteile dank den Treib- stoffeinsparungen beim elektrischen Fahren bei 20 bis 30 Franken pro 100 km. Wie funktioniert ein eHighway? Ein eHighway-LKW besitzt in der Regel zwei Motorenele- mente. Ein Asynchron-Elektromotor erbringt die Antriebs- leistung und wird auf ausgerüsteten Strecken direkt ab Oberleitung versorgt. Ausserhalb dieses Netzes kommt ein zweiter Motor mit Generator oder ein Akkupaket zum Ein- satz. So wird die erforderliche Flexibilität sichergestellt. Pro Fahrspur sind zwei Oberleitungen für Hin- und Rückleiter notwendig. Diese Fahrdrähte können oberhalb der normalen Fahrspur platziert werden. Das System eHighway funktioniert mit denselben Spannun- gen wie die meisten Trolleybus-Systeme in Europa (600– DE 750 V DC). Die Versorgung mit Gleich- spannung hat den grossen Vorteil, dass auf dem Fahrzeug selber kein Gleich- richter mehr installiert werden muss, was Kosten und Gewicht einspart. Um eine stabile Spannung zu gewährleisten, speisen Unterwerke in regelmässigen Abständen entlang der Strecke den benötigten Strom in die Fahrleitungen ein. Diese Unterwerke dienen gleichzeitig dazu, die durch das Bremsen gewonnene Energie zurück ins öffentliche Netz zu speisen oder anderen Verkehrsteilneh- mern zur Verfügung zu stellen. Im Gegensatz zu anderen alternativen Antriebsformen sind beim direkten Bezug der Energie ab Oberleitung keine Zwi- schenschritte wie Laden/Speichern oder sogar Umwandlung in andere Energieformen nötig. Der Transport von Kraftstoff entfällt vollständig. So hat das Gesamtsystem eHighway im Vergleich zu allen anderen Energieformen einen unschlag- baren Wirkungsgrad, da viele Verluste, die nicht direkt der Fortbewegung dienen, nicht mehr vorhanden sind. Fahren mit Strom trotz Atomausstieg? Der Strombedarf bei einer Vollausrüstung aller Schweizer Autobahnen würde 1300 GWh/Jahr oder 1,9 % der Netto- Stromerzeugung der Schweiz betragen. In der Energiestra- tegie 2050 ist der Ausstieg aus der Atomenergie geplant, und es wird erläutert, wie der zu erwartende Engpass bei den elektrischen Energieträgern verhindert werden kann. Erreicht werden soll dies mit der Förderung von erneuer- baren Energien durch den Bund (inklusive Wasserkraft), der Förderung von energieeffizienten Anlagen und Gebäuden sowie mittels Sensibilisierung der Bevölkerung. Ziel ist es, den End-Energieverbrauch pro Person um 54% zu senken. Ohne Importe kann der Energieverbrauch trotzdem mittel- fristig nicht gedeckt werden. Aufgrund des hohen Anteils fossiler Brennstoffe liegt die Energieabhängigkeit vom Aus- land schon heute bei rund 80%. Durch die Effizienzsteigerun- gen, die das eHighway-System mit dem Elektromotor erzielt, steht die Umstellung auf elektrische Antriebsenergie nicht VON CHRISTOPH MAUCHLE Projektleiter Mobility-Division Siemens Schweiz. Er hat im Rahmen seiner Masterarbeit zum EMBA den eHighway für die Schweiz untersucht. FACHARTIKEL | ARTICLES TECHNIQUES 44 STRASSE UND VERKEHR NR. 3, MÄRZ 2016 ROUTE ET TRAFIC N o 3, MARS 2016 059782_SV_3_2016_v2.pdf 44 059782_SV_3_2016_v2.pdf 44 29.03.16 11:00 29.03.16 11:00 059782_SV_3_2016_v2.pdf 4429.03.1611:00 29.03.1611:00

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