Logistik-Bereich
Branche

Elektrische Nutzfahrzeuge

Elektromobilität

Die Diskussion um den Einsatz von elektrischen Nutzfahrzeugen (e-Nfz) für die urbane Distribution ist in den vergangenen Jahren verstärkt in den Fokus gelangt. Immer mehr Unternehmen wollen ihren CO2-Fußabdruck verringern, wobei die außerbetriebliche Logistik eine entscheidende Rolle spielt. Wenn es gelingt, e-Nfz wirtschaftlich und nachhaltig einzusetzen und eine hohe Durchdringung von Fahrzeugflotten zu erreichen, hat dies auf die klima- und energiepolitischen Ziele im Sektor Verkehr große Auswirkungen. Dies kann zudem dazu beitragen, die Logistikkosten zu senken. Insbesondere die letzte Meile in urbanen Gebieten stellt ein vielversprechendes Einsatzgebiet dar, da zum einen e-Nfz lokal emissionsfrei betrieben werden können und sie gleichzeitig geräuscharm sind, aber zum anderen auch weil hier der Kostendruck besonders hoch ist. Des Weiteren sind Ausliefertouren auf der letzten Meile – je nach Branche – i. d. R. gut planbar und entsprechend kurz, sodass die Reichweitenrestriktion von e-Nfz, einer der Hauptkritikpunkte an der Elektromobilität, nur eine untergeordnete Rolle spielt.

ABB. 2: Ein ef18 der schweizerischen E-Force One AG Foto: E-Force One

 

Eine Hürde für die stärkere Durchdringung von Fahrzeugflotten mit e-Nfz ist das fehlende Wissen über die Leistungsfähigkeit und die Einsatzmöglichkeit der Fahrzeuge bei potenziellen Anwendern. Interessierte Logistikunternehmen müssen auf die technischen Angaben der Fahrzeughersteller bzw. -umrüster vertrauen oder aufwändig eigene Erfahrungen in Pilotanwendungen sammeln, da bislang kaum Praxis- und Erfahrungswerte für schwere e-Nfz existieren.

Feldversuche zwischen 2012 und 2015 ergaben, dass Unternehmen tendenziell konservative Herangehensweisen bei der Beschaffung und Einsatzplanung von e-Nfz verfolgen. Dies zeigte sich darin, dass e-Nfz mit höherer Batteriekapazität (und somit höherer Reichweite) als tatsächlich benötigt beschafft und bei der operativen Fahrzeugeinsatzplanung große Risiko­puffer eingeplant wurden. Dieses Vorgehen erschwert den wirtschaftlichen Einsatz von e-Nfz, da die Batteriekapazität einen wesentlichen Kostentreiber darstellt. [1]

An dieser Stelle setzt das, vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) im Rahmen des Förderprogramms „Erneuerbar Mobil“ geförderte Forschungsprojekt „Elektromobile Nutzfahrzeuge wirtschaftlich und nachhaltig einsetzen“ (EN-WIN) an. Zusammen mit den Projektpartnern Ludwig Meyer GmbH & Co. KG, BPW Bergische Achsen Kommanditgesellschaft, Florida-Eis Manufaktur GmbH, Hochschule Fulda, dem Fachgebiet Fahrerverhaltensbeobachtung der Technischen Universität Berlin und dem Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik IML wurden Feldversuche unter Realbedingungen durchgeführt, die einen direkten Vergleich zwischen konventionellen und e-Nfz zulassen.

Im Rahmen von EN-WIN wurden acht Fahrzeuge unterschiedlicher Gewichtsklassen und Antriebsarten mit Messtechnik ausgestattet und Daten geloggt. Insgesamt wurden über 150.000 gefahrene Kilometer erfasst, davon mehr als 60.000 Kilometer rein elektrisch. Aufbauend auf Erkenntnissen des Projekts wird im Folgenden ein exemplarischer Vergleich zwischen einem konventionell angetriebenen Dieselfahrzeug (Mercedes-Benz Antos) und einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug (E-Force One) vorgestellt. Beide Fahrzeuge haben ein zulässiges Gesamtgewicht (zGg) von 18 t. Die Nutzlast des konventionellen Fahrzeugs beträgt über 8t und die Nutzlast des e-Nfz beträgt knapp 6t. Die Kapazität der beiden Fahrzeuge beträgt 18 Palettenstellplätze.

Für einen fairen Vergleich der Antriebsarten werden Realdaten aus dem EN-WIN Feldversuch verwendet und damit ein Vorteilhaftigkeitsvergleich auf operativer Betrachtungsbasis durchgeführt. Hierbei werden Kosten, die nicht von der Antriebsart des Fahrzeugs abhängig sind (z. B. Fahrergehalt, Fuhrparkmanagement), nicht berücksichtigt. Die Beschaffungskosten für die Fahrzeuge werden ebenfalls ausgeklammert, da kein fairer Vergleich der Beschaffungskosten zwischen den Fahrzeugen vorgenommen werden kann. Beim e-Nfz handelt es sich um ein Umrüstfahrzeug aus einem Manufakturbetrieb, wohingegen das Diesel-Fahrzeug aus einer ausgereiften Serienfertigung stammt. Für den operativen Einsatz ist zudem die aufgrund des Batteriegewichtes reduzierte Nutzlast des e-Nfz von Bedeutung und fließt mit in die Betrachtung ein. Neben dem operativen Kostenvergleich wird nachfolgend dargelegt, ob die verringerte Nutzlast die Kostenvorteile des operativen Verbrauchs ausgleicht.

ABB. 2: Vergleich der ­täglichen Fahr­leistungen beider ­Fahrzeuge

 

Logistikeinsatz

Zur Klärung der Frage, ob e-Nfz und dieselbetriebene Fahrzeuge gleichermaßen eingesetzt wurden und ein ähnliches logistisches Einsatzprofil aufweisen, wird im Rahmen dieses Artikels beispielhaft ein logistischer Vergleich auf Basis von operativen Einsatzkennzahlen durchgeführt. Dies erfolgt analog zur anschließenden Kostenbetrachtung. Die Einsatz­kennzahlen sind die Einsatzintensität und die Fahrleistung pro Tag. Die Einsatzintensität wird als Verhältnis von möglichen zu tatsächlichen Einsatztagen gebildet. Bei der Einsatzintensität wird zudem ein voll funktions­fähiger Datenlogger vorausgesetzt. Wenn ein Fahrzeug im regulären Betrieb eingesetzt wurde, aber der Datenlogger ausgefallen ist, wird dieser Tag bei der Be­trachtung nicht als Einsatztag gewertet, da keine verlässlichen Daten aufgenommen werden konnten. Der Vergleich der Fahrleistung erfolgt auf Basis der täglich zurückgelegten Tagesstrecken.

Die Analyse der Einsatzintensität hat ergeben, dass das e-Nfz, über den ge­samten Zeitraum des Feldversuchs, mit einer Intensität von 85 % eingesetzt wurde. Damit ist die Einsatzintensität des e-­Nfz vergleichbar zu den im Projekt betrachteten Dieselfahrzeugen der gleichen Ge­wichtsklasse (90 %). Das e-Nfz konnte also regelmäßig und zuverlässig im täglichen Einsatz eingeplant werden, sodass sich das Fahrzeug im operativen Einsatz eta­bliert hat. Entsprechend der geloggten Daten gibt es bezüglich der Einsatzintensität der Fahrzeuge keine systematischen Unterschiede bei der Häufigkeit der Nutzung bzw. bei der Ausfallhäufigkeit.

Auf Basis dieses Ergebnisses wird nun geprüft, ob Unterschiede beim täglichen Einsatz der beiden Fahrzeuge aufgetreten sind. Hierfür werden die täglichen Fahr­leistungen der Fahrzeuge miteinander ver­glichen (vgl. Abbildung 1), wobei deutliche Unterschiede auffallen. Die Tages­fahr­leistung des konventionellen Fahrzeugs lag während des Feldversuchs deutlich höher. Im Durchschnitt hat das konventionelle Fahrzeug ca. 75 km pro Tag mehr zu­rückgelegt als das e-Nfz. Dies zeigt zum einen, dass unterschiedliche Tourprofile vorlagen, aber auch, dass das e-Nfz eb­enso zu­verlässig wie das Dieselfahrzeug ein­ge­setzt wurde, wobei die Touren auf die Leistungs­fähigkeit des e-Nfz zugeschnitten waren. Darüber hinaus fällt auf, dass die maximale Reichweite des e-Nfz (ca. 200 km) nicht immer ausgenutzt wird.

Autoren: Andreas Gade, M.Sc., Dipl.-Logist. Daniela Kirsch, Dipl.-Ing. Jens-Olav Jerratsch, Thomas Herzlieb, M.Sc.





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