Der automatisierte Austausch entladener gegen vollgeladene Antriebsbatterien bei schweren Elektro-Lkw, das sogenannte Battery Swapping, kann unter bestimmten Voraussetzungen eine schnelle zusätzliche Option zum Aufladen an einer Ladesäule sein. Das gilt vor allem, wenn die Infrastruktur nicht ausreicht oder die Flächen knapp sind. Das ist das Ergebnis einer Analyse des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik (IML). Die Forscher schließen daraus, dass mit dem gezielten Aufbau automatisierter Wechselstationen die Elektrifizierung des Straßengüterverkehrs beschleunigt werden kann.
Einen praktischen Mehrwert bietet der Batterietausch vor allem, wenn der Lkw nicht allzu viel Zeit an der Ladesäule verbringen darf. Doch nicht nur bei solchen zeitkritischen Prozessen ist das Battery Swapping von Vorteil, sondern auch im standardisierten Korridorverkehr – etwa von einem Firmenstandort zum anderen – oder wenn der Lkw im Mehrschicht- oder 24-Stunden-Betrieb unterwegs ist. Der Batterietausch bietet sich auch für den Shuttleverkehr an.
Wechselstationen bieten Systemdienstleistung
Dazu kommen noch systemische Vorteile. Denn die Wechselstationen können durch große Speicherkapazitäten und eine steuerbare Energieabnahme zur Entlastung der Stromnetze beitragen. Zudem ist der Flächenbedarf für automatisierte Wechselstationen deutlich geringer als für Ladeparks für schwere Lkw. „Neben einer Verbesserung der Ladeinfrastruktur für kabelgebundenes Laden vor allem an logistischen Standorten braucht es weitere pragmatische Lösungen“, betont Uwe Clausen, Institutsleiter am Fraunhofer IML. „Battery Swapping kann dazu beitragen, Fahrzeugverfügbarkeiten zu erhöhen. Gerade in planbaren, zeitkritischen Verkehren kann ein Batterietausch operative Engpässe entschärfen.“
Reinigungsmittelhersteller Frosch steigt auf E-Lkw um
Standardisierung notwendig
Die Forscher des Fraunhofer ILM haben aber auch Hürden entdeckt. Die größte ist der Lkw selbst. Denn es gibt bisher noch keine Standardisierung von Batterien, die einen herstellerübergreifenden Tausch zuließe. Zudem sind noch weitere Fragen offen: Wem gehört die Batterie und welche Auswirkung hat der Batterietausch auf die Garantien und Gewährleistungen seitens der Hersteller? Auch der Investitionsbedarf für solche automatisierten Wechselstationen oder Batteriepools ist noch nicht geklärt.
Geschäftsmodelle entwickelt
Bei den Geschäftsmodellen ist man schon weiter. Hier bieten sich mehrere Varianten an – ähnlich wie beim Betrieb der Ladeinfrastruktur. Die beste Variante wäre, wenn die Batteriehersteller selbst in die Austauschstationen investieren und diese betreiben. Denn dann hätten sie die Kontrolle über die Batterien. Diese Stationen könnten sie dann an die Logistiker vermieten. Dadurch sinke die Kapitalbindung bei den Spediteuren und das Battery Swapping werde wirtschaftlich attraktiv, begründen die Forscher.
Investitionssicherheit beim Klimaziel für Nutzfahrzeuge
Doch insgesamt kommen die Forscher zu dem Ergebnis, dass es durchaus sinnvoll ist, das Battery Swapping in der Praxis zu erproben und gezielt zu fördern. Dazu müssten aber zunächst die Fahrzeughersteller und Batterieproduzenten gemeinsame Standards für Fahrzeuge und Batterien entwickeln. Sie sollten dabei auch die Speditionen als Nutzer einbeziehen.
Die gesamten Analyseergebnisse haben die Forscher in einem Whitepaper unter dem Titel „Battery Swapping von schweren Nutzfahrzeugen als Komplement zum kabelgebundenen Laden“ veröffentlicht, das auf der Webseite des Fraunhofer ILM zum Download bereitsteht.
