eHighway für Lkw: Emissionen im Güterverkehr senken

Der Verkehrssektor war 2020 für rund 19 Prozent der Treibhausgasemissionen in Deutschland verantwortlich. Bis 2050 sollen diese Emissionen um mindestens 80 Prozent verringert werden. Auf welchen Wegen das funktionieren kann, wird anhand des Projektes eHighway demonstriert. Auf der Autobahn 1 zwischen Reinfeld und dem Kreuz Lübeck ist seit Januar 2020 mehrmals täglich ein Hybrid-Lkw auf einer Teststrecke unterwegs. Über einen Stromabnehmer ist der Sattelzug, der mit einem Elektro- und Dieselmotor ausgestattet ist, mit der Oberleitung verbunden.  Dieses Oberleitungssystem ist Teil eines Forschungsprojektes der Fachhochschule Kiel, bei dem die Elektrifizierung schwerer Nutzfahrzeuge in der Praxis erprobt werden soll. Die 2 x 5 Kilometer lange Teststrecke auf der A1 ist eine von insgesamt dreien in Deutschland. Weitere Hybridfahrzeuge sollen demnächst in die Testphase eingebunden werden, die noch bis Ende 2022 läuft.

Der Feldversuch soll zeigen, welche Chancen und Risiken mit der Elektrifizierung verbunden sind. Ziel ist es, eine annähernd verlustfreie, direkte Energieversorgung der Fahrzeuge über Oberleitungen aufzubauen und darüber sowohl die Energie für die Traktion als auch Ladestrom aus erneuerbaren Energiequellen bereitzustellen. Während der Fahrt können so die Fahrzeugbatterien geladen werden, um nicht ausgebaute Strecken überbrücken zu können. Der Praxisbetrieb wird durch umfassende wissenschaftliche Untersuchungen begleitet.

Know-how von FREQCON gefragt

Im Auftrag der Fachhochschule haben wir ein sogenanntes Unterwerk zur Stromversorgung der Oberleitung aus dem Mittelspannungsnetz entwickelt und gebaut. Dieses System wird als Erweiterung einer bereits installierten Anlage dienen und dabei neueste technische Anforderungen erfüllen. Insbesondere die Netzverträglichkeit des Systems wurde entscheidend optimiert. Die Anlage kann die Netzspannung mit Blindleistung stützen. Zudem ist damit ein bidirektionaler Betrieb möglich: Die beim Bremsen des Lkw freiwerdende Energie kann ins Stromnetz eingespeist werden. Aufgrund dieser Anforderung verfügen die Umrichter von FREQCON über eine Zertifizierung nach VDE AR 4110.

Multitalent MSC-Umrichter

Zur Netzstabilisierung und Energieversorgung ist in einem nächsten Schritt eine Systemerweiterung durch einen Batteriespeicher geplant. Damit können die Distanz zwischen den notwendigen Anschlusspunkten ans öffentliche Netz erheblich vergrößert und die Anzahl der Netzverknüpfungspunkte verringert werden. Dank der Flexibilität unseres MSC-Umrichters können weitere Energiespeicher sowie erneuerbare Energiequellen, wie Windkrafträder oder Photovoltaikanlagen, direkt über einen DC-Bus und mit einem hohen Wirkungsgrad eingebunden werden. Selbst die Integration eines Elektrolyseurs ist mit geringem Aufwand möglich. Die dabei verwendeten DC-Schnittstellen arbeiten dabei bidirektional, sodass zur gleichen Zeit DC-Verbraucher, wie der Elektrolyseur, versorgt und über die DC-Schnittstelle Fahrzeugladestationen direkt angebunden werden können. Die für die Versorgung der Lkw verwendete Oberleitung kann mit diesem System gleichzeitig für einen Austausch von Erzeuger, Verbrauchern und Speichern genutzt werden, ohne dabei die öffentliche Netzinfrastruktur zu belasten. In diesem Sinne besitzt dieses System im Verkehrssektor eine enorme Bedeutung für die Energiewende und zur Erreichung von Emissionszielen.