5 Ladeinfrastruktur für Nutzfahrzeuge

Ladeinfrastruktur für Nutzfahrzeuge

Um die Klimaschutzziele im Verkehrssektor zu erreichen und den schnellen Markthochlauf von Nutzfahrzeugen mit batterieelektrischem Antrieb zu ermöglichen, arbeitet die Nationale Leitstelle Ladeinfrastruktur am Aufbau der entsprechenden Ladeinfrastruktur.
Das Klimaschutzprogramm 2030 der Bundesregierung formuliert das Ziel, dass bis 2030 ein Drittel der Fahrleistung im schweren Straßengüterverkehr elektrisch erfolgen soll. Das Gesamtkonzept klimafreundliche Nutzfahrzeuge – Mit alternativen Antrieben auf dem Weg zur Nullemissionslogistik auf der Straße des BMDV von 2020 zeigt den Weg, diese Klimaschutzziele zu erreichen. Es enthält ein integriertes Maßnahmenpaket, bestehend aus Fahrzeugförderung, Steuerung des Infrastrukturaufbaus sowie Schaffung eines zielgerichteten regulatorischen Rahmens. Um auch im Lkw-Bereich den Aufbau einer flächendeckenden, bedarfsgerechten und nutzerfreundlichen Ladeinfrastruktur sicherzustellen, hat die Bundesregierung mit dem Masterplan Ladeinfrastruktur II erstmals umfassende Maßnahmen zur Errichtung von Ladeinfrastruktur speziell für schwere Nutzfahrzeuge beschlossen. Dazu gehört insbesondere der Aufbau eines initialen Schnellladenetzes für Lkw entlang der Fernverkehrsstrecken sowie die Unterstützung des Aufbaus von Lkw-Ladeinfrastruktur in Depots und Logistikhubs.
Die Webseite www.klimafreundliche-nutzfahrzeuge.de bietet eine zentrale Anlaufstelle für alle Informationen zu Förderprogrammen, alternativen Antrieben sowie praktisches Wissen zur Umstellung von Nutzfahrzeugflotten.

Ladeszenarien: Wo laden batterieelektrische Nutzfahrzeuge?

In Abstimmung mit der Branche hat die Leitstelle einen Überblick der relevanten Ladeszenarien für E-Lkw erstellt. Entscheidend ist hier vor allem die Berücksichtigung der unterschiedlichen spezifischen Anwendungsfälle und Zugänglichkeiten im öffentlichen und nicht öffentlichen Raum.

Aktuelle Projekte

Für die kommenden Jahre haben alle großen Hersteller von Nutzfahrzeugen batterieelektrische Serienmodelle angekündigt. Bei der Errichtung der entsprechenden Ladeinfrastruktur stellt sich dabei die besondere Herausforderung noch vor dem breiten Markthochlauf der Fahrzeuge die offenen Fragen bei der Ausgestaltung der Ladeinfrastruktur zu identifizieren und zu beantworten. Gleichzeitig muss der flächendeckende Aufbau der Infrastruktur bereits eingeleitet werden.

In unterschiedlichen Projekten und Initiativen beteiligen sich die NOW GmbH und die Nationale Leitstelle Ladeinfrastruktur deshalb daran, gemeinsam mit der Industrie und dem Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) die technischen, rechtlichen und wirtschaftlichen Grundlagen zu schaffen, um eine einheitliche und anwendungstaugliche Planung für die Errichtung von Ladeinfrastruktur für schwere Nutzfahrzeuge zu ermöglichen. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Planungen der Leitstelle zum Ausbau der Ladeinfrastruktur ein.

Task-Force Backcasting

In der im Dezember 2021 als Teil des „Gesamtkonzepts Klimafreundliche Nutzfahrzeuge“ abgeschlossenen Task-Force „Backcasting – Ladeinfrastruktur für schwere Nutzfahrzeuge“ wurden durch das BMDV, die NOW GmbH und die Nationale Leitstelle Ladeinfrastruktur zentrale Aufgaben, Herausforderungen und Handlungsbedarfe für den Aufbau von öffentlicher Ladeinfrastruktur für schwere Lkw analysiert. 

Ziel der Task-Force war es, den Aufbau der notwendigen öffentlichen Ladeinfrastruktur für emissionsfreie E-Lkw im Fernverkehr vorzudenken. Insgesamt nahmen an dem sechsmonatigen Task-Force-Prozess ca. 80 Vertreterinnen und Vertreter aus insgesamt 40 Organisationen und Unternehmen teil. 

Ausgangspunkt der Task-Force war die Identifikation von Aufgaben und Themenfeldern, die beim Aufbau von öffentlicher Ladeinfrastruktur an der Autobahn bzw. an autobahnnahen Flächen adressiert werden müssen. Für jedes Themenfeld wurden die wichtigsten offenen Fragen benannt und Herausforderungen identifiziert. Aus den Herausforderungen sind über 30 Handlungsbedarfe abgeleitet worden. Viele der Handlungsbedarfe sind als Maßnahmen in den Masterplan Ladeinfrastruktur II eingeflossen.

Eine vollständige Übersicht über alle identifizierten Handlungsfelder findet sich auf der Webseite https://www.klimafreundliche-nutzfahrzeuge.de/task-force-backcasting.

Leitfaden „Einfach E-Lkw laden“

Die Nationale Leitstelle Ladeinfrastruktur entwickelt in Zusammenarbeit mit eingebundenen Akteuren eine User Journey für das zukünftige Lkw-Laden auf Basis der bereits veröffentlichten Use-Case-Landschaft für schwere Nutzfahrzeuge. Dafür wurde eine ProjektHAUS-Reihe aufgesetzt, mit dem Ziel das zukünftige Gesamtsystem Lkw-Laden zu beschreiben. Die ProjektHAUS-Reihe vertieft die Themenpakete Routenplanung, Reservierung, Ladevorgang und alles rund ums Laden in Schwerpunktworkshops. Die Teilnehmenden wurden vorab aufgrund ihrer Expertise ausgewählt. Sie kommen aus verschiedenen Wirtschaftszweigen wie der Logistikbranche oder der Lkw-Hersteller. Auch Ladesäulenbetreibende, Verbände, Gewerkschaften und Wissenschaftsvertretungen nehmen teil. Ein Ergebnis ist die im Juni 2023 veröffentlichte Leitstellen-Publikation  „Einfach E-Lkw-Laden – Die User Journey an öffentlichen Ladestationen jetzt und 2030“.

Task-Force Depotladen

Für den Betrieb von elektrischen Nutzfahrzeugen ist das Laden am Depot zentral. Ziel der Task-Force zum Depotladen des BMDV, der NOW GmbH und der Nationalen Leitstelle Ladeinfrastruktur, die im Rahmen des „Gesamtkonzepts Klimafreundliche Nutzfahrzeuge“ stattfand, war es deswegen, den Aufbau der notwendigen nicht öffentlichen Ladeinfrastruktur für E-Lkw vorzudenken. Insgesamt nahmen an dem sechsmonatigen Task-Force-Prozess ca. 60 Vertreterinnen und Vertreter aus fast 40 Organisationen und Unternehmen teil.

Im Rahmen des Task-Force Prozesses wurden folgende zentrale Herausforderungen für den Aufbau von nicht öffentlich zugänglicher Ladeinfrastruktur auf Betriebsgeländen durch die Expertinnen und Experten ermittelt:

  • Fläche ist ein knappes Gut auf Betriebsgeländen und Logistikdepots. 
  • Angesichts des hohen Strombedarfs für das Laden von E-Lkws stellt sich die Frage, wie bestehende Netzanschlüsse durch ein entsprechendes Last- und Lademanagement optimal genutzt werden können und ob Netzanschüsse erweitert werden müssen. 
  • Den meisten Logistikunternehmen fehlt es an Erfahrungen im Energiebereich. 
  • An den Schnittstellen zwischen Fahrzeug, Ladeinfrastruktur und Backend bestehen Interpretationsspielräume bei der technischen Auslegung der Standards und Normen.
  • In die Tourenplanung müssen neue Parameter integriert werden, die zu Zielkonflikten mit bisherigen Optimierungsroutinen und der bestehenden Flexibilität im Fahrzeugeinsatz führen können. 
  • Es fehlt an Datenschnittstellen und -zugänglichkeit im Hinblick auf die kommenden unterschiedlichen öffentlichen und nicht öffentlichen Ladeorte und die gewünschten Funktionalitäten (u.a. Reservierbarkeit, Authentifizierung). 
  • Am Ende des Mietvertrages besteht regelmäßig eine Rückbauverpflichtung für die Ladeinfrastruktur.

Eine Kurzdokumentation der Taskforce Depotladen findet sich unter https://www.klimafreundliche-nutzfahrzeuge.de/task-force-depotladen/.

Leitfaden „Einfach laden am Depot“

Der im November 2023 veröffentlichte Leitfaden „Einfach laden am Depot – Leitfaden für den Aufbau von Ladeinfrastruktur für schwere Nutzfahrzeuge“ der Nationalen Leitstelle Ladeinfrastruktur hilft Unternehmen mit Lkw-Flotte beim Einstieg in die Elektromobilität und unterstützt beim Transformationsprozess hin zu einer emissionsarmen Logistik. In drei Kapiteln vermittelt der Leitfaden wesentliche technische Begrifflichkeiten, erläutert beispielhaft den Prozess von der Planung bis zum Betrieb der Ladeinfrastruktur auf dem Betriebshof und nimmt die wirtschaftlichen Aspekte der Umstellung in den Blick. Die einzelnen Abschnitte enthalten Antworten zu den wesentlichen Fragestellungen und geben Praxistipps.

Der Leitfaden zum Depotladen basiert auch auf Erkenntnissen der Task-Force Depotladen von BMDV, NOW GmbH und der Nationalen Leitstelle Ladeinfrastruktur, die im Rahmen des „Gesamtkonzepts Klimafreundliche Nutzfahrzeuge“ gebildet wurde. Insgesamt nahmen an dem sechsmonatigen Task-Force-Prozess ca. 60 Vertreterinnen und Vertreter aus fast 40 Organisationen und Unternehmen teil.

Die Veröffentlichung des Leitfadens „Einfach laden am Depot “ ist Teil des „Masterplans Ladeinfrastruktur II“. Das Bundeskabinett hat diesen im Oktober 2022 als Fahrplan der Bundesregierung für den Ladeinfrastrukturausbau beschlossen. Die 68 Maßnahmen darin sollen den schnelleren Aufbau von Ladeinfrastruktur voranbringen.

Studie „Einfach laden an Rastanlagen“

Für den erfolgreichen Einsatz von E-Lkw auch auf langen Strecken muss nicht nur ein bedarfsgerechtes Ladenetz neu errichtet, sondern auch dessen Anbindung ans Stromnetz von Beginn an mitgedacht und geplant werden. Die Studie „Einfach Laden an Rastanlagen“ richtet den Fokus auf Fragen des Netzanschlusses für E-Lkw-Lade-Hubs und betrachtet dabei drei verschiedene prototypische Standorte, die sich je nach Verkehrsaufkommen von Schwerlastfahrzeugen unterscheiden. Sie wurde im Auftrag der Nationalen Leitstelle Ladeinfrastruktur von der Energiedenkfabrik ef.Ruhr durchgeführt. Ziel der Studie ist eine strukturierte Aufbereitung wesentlicher Kriterien und Aspekte, die mit Blick auf das Netz bei der Auswahl, Bewertung und Planung von Lade-Hubs entlang des Autobahnnetzes berücksichtigt werden müssen. Betrachtet wurden prototypische Lade-Hubs an international bedeutsamen Verkehrsachsen (Magistralen), an Standorten mit mittlerem Verkehrsaufkommen sowie an bislang unbewirtschafteten Rastplätzen mit geringerer zu erwartender Nachfrage. Aus Prognosen darüber, wie viele Ladepunkte mit wie viel Leistung in den kommenden Jahren 2027, 2030 und 2035 an den drei prototypischen Lade-Hubs benötigt werden, leiten die Autorinnen und Autoren der Studie konkrete Anforderungen für den Anschluss an das Stromnetz ab. Die Studie macht deutlich, dass an hochfrequentierten Standorten spätestens ab 2035 ein Anschluss ans Hochspannungsnetz erforderlich wird. 

Marktentwicklung klimafreundlicher Technologien im schweren Straßengüterverkehr

Als Basis für einen vorausschauenden Aufbau einer Tank- und Ladeinfrastruktur werden verlässliche Informationen der Hersteller dazu benötigt, wie viele Fahrzeuge mit welchen Technologien in den kommenden Jahren auf den Markt kommen werden. Im Kontext des Gesamtkonzeptes klimafreundliche Nutzfahrzeuge wurden daher im Jahr 2022 vom BMDV, der NOW GmbH und der Nationalen Leitstelle Ladeinfrastruktur sogenannte „Cleanroom-Gespräche“ mit den wichtigsten Lkw-Herstellern geführt, in denen Angaben zu geplanten Produktionszahlen alternativer Antriebe für schwere Nutzfahrzeuge abgefragt sowie Antriebsstrategie, Rahmenbedingungen, technischer Entwicklungsbedarf sowie Anforderungen an Infrastrukturen diskutiert wurden.

Die „Cleanroom-Gespräche“ sind Einzelgespräche mit jeweils einem Fahrzeughersteller. Das Format gibt Herstellern die Möglichkeit, Informationen in geschützter Umgebung in einem kartellrechtskonformen Rahmen zur Verfügung zu stellen. Konkret wurden in diesem Rahmen zum einen quantitative Daten zu geplanten Absatzzahlen bis 2030 von den Herstellern zur Verfügung gestellt. Diese Daten wurden in einem durch eine Rechtsanwaltskanzlei bereitgestellten, sicheren Datenraum abgelegt und in aggregierter Form anonymisiert. Zum anderen sind mir den Herstellern Einzelgespräche geführt worden. Im Rahmen eines strukturierten Interviews wurden strategische Bewertung von Technologieoptionen, eine Einschätzung zu regulativen Rahmenbedingungen sowie der Infrastrukturbedarf abgefragt.

Die quantitativen Daten und die qualitativen Einschätzungen wurden anonym aggregiert und in der NOW-Publikation „Marktentwicklung klimafreundlicher Technologien im schweren Straßengüterverkehr“ veröffentlicht.

Die Erkenntnisse aus den Gesprächen dienen als Grundlage, die Infrastrukturen zielgerichtet entsprechend dem Markthochlauf zu errichten. Die Daten sind maßgeblich, um den Ladeinfrastrukturbedarf zu bestimmen und eine Aufbaustrategie für ein öffentliches Ladeinfrastrukturnetz zu entwickeln.

Die ausführlichen Ergebnisse der Cleanroom-Gespräche zur Marktentwicklung klimafreundlicher Technologien im schweren Straßengüterverkehr finden sich unter https://www.klimafreundliche-nutzfahrzeuge.de/marktentwicklung-klimafreundlicher-technologien-im-schweren-strassengueterverkehr/.

Bedarfsplanung

Mit dem StandortTOOL der Nationalen Leitstelle Ladeinfrastruktur soll zukünftig auch der Ausbau der Ladeinfrastruktur für schwere Nutzfahrzeuge bedarfsgerecht und flächeneckend geplant werden. Die Planung sieht vor, entsprechend dem Markthochlauf von batterieelektrischen Nutzfahrzeugen die Ladebedarfe räumlich differenziert auszugeben und den Ladeszenarien zuzuweisen. Die Analysen werden für private und öffentlich zugängliche Ladeinfrastruktur getätigt, um mit Hilfe von Förder- und Finanzierungsprogrammen passgenau den Aufbau von Ladeinfrastruktur zu gestalten. Grundlage für die Modellierung der Nachfrage sind Daten zum Nutzfahrzeugverkehr sowie die Markthochlaufzahlen aus den „Cleanroom-Gesprächen“ mit den Fahrzeugherstellern. Die Bedarfsplanung sieht ein Gesamtsystem für E-Lkw-Ladeinfrastruktur vor, beginnend mit einem Initialnetz an öffentlicher CCS- und MCS-Ladeinfrastruktur entlang der Autobahn. Ergänzend zur öffentlich zugänglichen Ladeinfrastruktur finden Analysen bezüglich Anzahl an Ladepunkten auf Betriebsgeländen und dazugehörigen Strombedarfen statt.

StandortTOOL

Das StandortTOOL ist unser Planungsinstrument für eine deutschlandweite Ladeinfrastruktur. Damit ermitteln wir den Ausbaubedarf an Ladepunkten bis 2030.

Methodik
Das StandortTOOL modelliert auf Basis des Verkehrs und des Ladeverhaltens den zukünftigen Bedarf an Ladepunkten. In das Modell fließen unter anderem Daten zur Mobilität, Verkehrsverflechtung, Sozioökonomie, Fahrzeugbestand und wissenschaftliche Erkenntnisse zum Ladeverhalten mit ein. Das Modell unterteilt Deutschland in ein Raster aus Gitterzellen mit einer Kantenlänge von 500 Metern. Für jede der Gitterzellen gibt es den zusätzlichen Ladebedarf aus. Die Ergebnisse werden auf einer Karte visualisiert. 

Neben der Ladeinfrastruktur für batteriebetriebene Fahrzeuge ist seit Juni 2020 auch die Planung des Ausbaus des Wasserstoff-Tankstellennetzes mit unserem StandortTOOL möglich. Die Abbildung des Bedarfs an Ladeinfrastruktur für Nutzfahrzeuge wird das StandortTOOL in Zukunft ergänzen.

Weitere Infos zur Methodik und den erhobenen Daten finden Sie hier.

Einsatz
Das StandortTOOL wird bei der Erstellung von Förderaufrufen und Finanzierungskonzepten verwendet. Es weist dazu für ein bestimmtes Gebiet jeweils aus, wie groß der Bedarf an zusätzlichen Ladepunkten und wo der Einsatz von Förderinstrumenten sinnvoll ist.

Die öffentlich zugängliche Webseite des StandortTOOL  weist die Bedarfe an Ladeinfrastruktur bis 2030 bundesweit aus. Dazu visualisiert sie den Bestand an Ladeinfrastruktur, bereits bewilligte Ladepunkte und die Infrastrukturbedarfe der nächsten Jahre. Zusätzlich bietet sie den Bundesländern einen eigenen, erweiterten Zugang, um Bundes- und Landesaktivitäten im Bereich Ladeinfrastruktur zu synchronisieren.

Weitere Informationen unter standorttool.de

Ladetechnik

Das Megawatt Charging System (MCS) gilt neben dem CCS-Ladestandard als künftiger weltweiter Ladestandard für schwere Nutzfahrzeuge. Ein Großteil der Lkw-Hersteller wird ab 2024/2025 MCS-fähige Fahrzeuge auf den Markt bringen. MCS ermöglicht wesentlich höhere Ladeleistungen und macht schwere Nutzfahrzeuge somit fernstreckentauglich. Haupteinsatzgebiet wird das öffentliche Zwischendurchladen während der gesetzlichen Pausenzeiten sein (45 Minuten Pause nach 4,5 h Fahrzeit), aber auch das Laden im Depot ist damit für einige Use-Cases möglich. Der MCS-Stecker kann auf dieselbe Kommunikationsschnittstelle zurückgreifen wie der CCS-Stecker.

Im BMDV-geförderten Projekt „Hochleistungsladen im Lkw-Fernverkehr“ (HoLa) wird das Megawatt-Laden von schweren Nutzfahrzeugen im realen Logistikbetrieb untersucht. Das Technologie- und Erprobungsprojekt wird im Rahmen der Umsetzung des Gesamtkonzeptes klimafreundliche Nutzfahrzeuge durchgeführt. Die Erkenntnisse sind wesentlich für die Errichtung von Standorten im Fernverkehr und bilden ebenso Grundlage für ein initiales Ladeinfrastrukturnetz.
Weitere Informationen zum Hola-Projekt unter: https://www.hochleistungsladen-lkw.de/hola-de/

Standardisierung E-Lkw-Laden

Im Rahmen der Maßnahme 66 des Masterplans Ladeinfrastruktur II konnten durch einen intensiven Austausch mit dem Beirat der Nationalen Leitstelle Ladeinfrastruktur und weiteren Branchenakteuren sowie Normungsinstanzen Schwerpunkte und bestehende Lücken im Themenfeld „Standardisierung E-Lkw-Laden“ identifiziert werden. Ergebnis dieses Austauschs ist eine tabellarische Übersicht: Hier werden – jeweils den einzelnen Teilbereichen des Ökosystems E-Lkw-Laden zugeordnet – bereits existierende Standards („aktiv“), sich in der Entwicklung befindliche Standards („in Bearbeitung“) sowie offene Lücken im Bereich der Standardisierung („offen“) aufgeführt. Es ist zu beachten, dass eine Standardisierung im Rahmen einer Norm nicht für alle aufgeführten Punkte aus der Übersicht möglich ist. In diesen Fällen sollte eine Standardisierung zumindest in Form einer marktweiten Übereinkunft und einheitlichen Anwendung erfolgen.

Zur Übersicht

Die Übersicht soll darüber hinaus als Ausgangspunkt dienen, Handlungsbedarfe zu identifizieren und zu lokalisieren, um sie dann gezielt adressieren zu können. Ziel ist es, durch Handlungsaufforderungen an OEMs und Normungsinstanzen die Lücken in der Standardisierung des E-Lkw-Ladens noch vor dem breiten Markthochlauf zu schließen.