Lastkraftwagen (Lkw) sind für den Gütertransport auch in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar.  Laut der Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird der Lkw-Güterverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2010 um 39 Prozent steigen. Effiziente und umweltfreundliche Transportkonzepte werden daher immer wichtiger, um den Verkehr zu entlasten und Emissionen wie Kohlendioxid, Rußpartikel und Stickoxide zu vermeiden.

Der Gütertransport von morgen stellt hohe Anforderungen an eine neue Fahrzeuggeneration: Das Eigengewicht des Lkw muss im Verhältnis zum Gewicht der Zuladung verringert werden, um die Transsporteffizienz zu verbessern. Zusätzlich versprechen schadstoffreduzierende Maßnahmen wie alternative Energieträger und Energierückgewinnungssysteme weitere Fortschritte im Verbrauch und für den Umweltschutz. Darum haben die Technische Universität München und die Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung ein neues Fahrzeugkonzept für den zukünftigen Straßengüterfernverkehr erarbeitet. Durch die Verknüpfung aus Forschung mit der Erfahrung von Herstellern und Kunden wurde jeder Aspekt des Straßengüterverkehrs betrachtet.

Projektziele

Es wurde ein Fahrzeugkonzept für den Straßengüterverkehr unter ganzheitlicher Betrachtung des Antriebsstrangs und der Gestaltung von Zugmaschine und Auflieger entwickelt. Dabei wurden die Gesamtbetriebskosten um bis zu 30 Prozent reduziert. Dafür war es notwendig, die Transportszenarien im Jahr 2030 zu prognostizieren. Zur Steigerung der Energieeffizienz werden alternative Energieträger wie Erdgas, synthetische Kraftstoffe oder Batteriespeicher als neue Lösungen für klimafreundliche, schadstoffarme und geräuschreduzierte Antriebe untersucht. In Kombination mit den neuen Entwicklungen in den Bereichen Aerodynamik, Leichtbau und Energierückgewinnung ermöglicht das, die Energieeffizienz in Antrieb und Bremsanlage zu erhöhen. Durch die Anpassung des Fahrzeugkonzepts auf die Einsatzfälle und Schnittstellen des Kunden wird die Transporteffizienz erhöht. Ein betriebskostenoptimiertes Fernverkehrsfahrzeug, das durch eine deutliche Senkung der Schadstoffemissionen zu mehr Nachhaltigkeit im Güterverkehr beiträgt, ist entstanden. Zudem wurde auch die Fahrzeugkabine so umgestaltet, dass der Fahrer die Zeit, die durch hochautomatisiertes Fahren zur Verfügung steht, besser nutzen kann.

Kernfragen

1. Mensch Wie kann der Fahrer die, durch automatisiertes Fahren, freigewordene Zeit sinnvoll nutzen? Wie motiviere ich den Fahrer zu einer gesünderen Lebensweise?

2. Transport & Logistik Welche Anforderungen hat eine Spedition als Kunde? Wie sieht ein kosteneffizientes Fahrzeugkonzept im Jahr 2030 aus?

3. Politik Wie kann der Gesetzgeber die Rahmenbedingungen schaffen, um dem steigenden Transportaufkommen gerecht zu werden? In welche Infrastruktur lohnt es sich langfristig zu investieren?

4. Umwelt Mit welchem Antriebskonzept kann der steigenden Nachfrage nachhaltig begegnet werden? Wie können die festgelegten Klimaziele erreicht werden?

Mensch

Im Konzept gehen die Forscher und Forscherinnen von der Annahme aus, dass die Lastwagen auf der Autobahn in Zukunft automatisiert fahren. Die für die Fahrer und Fahrerinnen gewonnene Zeit könnten sie in ihre Gesundheit investieren. Die von dem Team gestaltete Fahrerkabine ist unter anderem mit Seilzügen ausgestattet, die wie im Fitnessstudio für Fitnessübungen verwendet werden können. Um die Motivation zu erhöhen, soll noch ein spielerischer Aspekt hinzukommen, etwa durch ein virtuelles Belohnungssystem.

Transport und Logistik

Gerade im Bereich der Automotive-Güter handelt es sich meist um Volumentransporte. Bei dieser Art von Transporten wird die maximale Nutzlast eines Lkw von 40t nicht ausgenutzt, sondern das Ladevolumen stellt den limitierenden Faktor dar. Durch einen Lang-Lkw kann mehr Ladung transportiert werden, das heißt, es werden weniger Fahrzeuge benötigt, um das gleiche Transportaufkommen zu bewältigen. Dadurch sind insgesamt weniger Fahrzeuge auf der Straße und der Transport wird günstiger und effizienter in Hinblick auf den CO2 -Verbrauch. Eine weitere Möglichkeit zur Effizienzsteigerung bei Transporten stellen intelligente Be- und Entladekonzepte dar. Durch die Nutzung spezieller Apps für die Erfassung der Ladung via Scancode oder NFC, könnte aufwendiges Be- und Entladen und die Überprüfung von Frachtpapieren inkl. Aushändigen von Durchdrucken entfallen. Das würde sowohl Zeit als auch Ressourcen sparen.

Umwelt

Der Transportsektor steht unter Zugzwang, in Zukunft einen stärkeren Beitrag zur Reduzierung der Schadstoffemissionen zu leisten. Dies gilt sowohl für den Ausstoß von Treibhausgasen, als auch für die direkt wirkenden Schadstoffe wie Rußpartikel, Stickstoffoxide und Kohlenstoffmonoxid. Treibhausgasemissionen sind nur durch konsequente Weiterentwicklung der Antriebstechnologien, des Fahrzeugdesigns und der Betriebsstrategie der Fahrzeuge realisierbar. Werden alle Möglichkeiten, die sich in den Feldern bieten, voll ausgeschöpft, ist auch mit fossilen Energieträgern eine Reduzierung der Emissionen und somit ein Beitrag zum Umweltschutz möglich. Drastische Einsparungen sind mit einem Technologiewechsel bei Verbrennungsmotoren hin zu regenerativen Kraftstoffen verbunden. Abhängig von Kraftstoff sind neue Verbrennungsmotoren notwendig, um das volle Potential auszunutzen. Mit sinkenden Kosten, sowie steigender Verfügbarkeit von regenerativen Energieträgern bei gleichzeitig steigenden Preisen für fossile Kraftstoffe bietet sich die Möglichkeit, die Treibhausgasemissionen im Fernverkehr nachhaltig zu verringern.

Politik

Momentan ist eine Länge von 16,50 m bzw. 17,80 m mit Sonderzulassung bei Lang-Lkw erlaubt. Im Projekt haben sich Wissenschaftler der TUM mit den Auswirkungen einer Erhöhung dieser Längenbeschränkung auf 25,25 m beschäftigt. Eine Studie, die die Straßeneignung für entsprechende Fahrzeuge untersucht hat, ergab keine höhere Belastung und somit Abnutzung der Straße. Auch die Fahrzeugsicherheit ist nach wie vor gegeben. Eine Anpassung der zulassungsfähigen Fahrzeuglänge stellt das größte Einsparpotenzial an CO2 dar und wäre daher auch für den gesamten EU-Raum sinnvoll. Dank der Änderung in der Richtlinie 96/53/EG von 2015 ist es bereits möglich, die Länge des Fahrzeugs am Heck zu ändern. Für positive aerodynamische Auswirkungen wäre auch eine Änderung der Länge des Fahrzeugs an der Front sinnvoll. Maßgebend hierfür sollte die Einhaltung der gesetzlich vorgeschriebenen Wendekreise sein. Geht man von dem Konzept eines Diesel-Plugin-Hybrids aus, müsste eine Infrastruktur mit entsprechenden Ladesäulen zum Laden der Batterie aufgebaut werden. Die Ladesäulen würden vor allem an Autobahnen gebraucht werden und könnten somit an Rastplätzen ergänzend umgesetzt werden. Zudem bieten synthetische Kraftstoffe die Möglichkeit, Diesel langfristig CO2 -neutral herzustellen.

 

Projektbeteiligte

Wissenschaftliche Partner

Technischen Universität München

Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg

 

Industriepartner

AVL Software and Functions GmbH

Elflein Spedition & Transport GmbH

Kühne+Nagel (AG & Co.)

KG Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH

Kögel Trailer GmbH & Co. KG