Wo laden Elektro-Lkw?

Wir stehen kurz vor dem Beginn der Ära des Elektro-Lkw. Klar, es gibt bereits ein paar tausend Elektro-Lkw und -Busse auf US-Straßen. Jetzt, mit der Verabschiedung der Advanced Clean Fleets Rule durch das California Air Resources Board im Mai und mit der Möglichkeit eines (hoffentlich) stärkeren Treibhausgasstandards für Schwerlastkraftwagen, der im Jahr von der US-Umweltschutzbehörde (EPA) verabschiedet wurde In den kommenden Monaten werden wir eine deutliche Umstellung von stark umweltschädlichen Diesel-Lkw auf emissionsfreie Lkw erleben. Diese emissionsfreien Lkw können nicht früh genug kommen. Gemeinden, die unter einer unverhältnismäßig hohen Belastung durch Verkehrsverschmutzung, einschließlich der Abgase von Diesel-Lkw, leiden, haben viel zu lange auf Linderung gewartet.

Es gab verständlicherweise einige Bedenken darüber, wo all diese Lastwagen aufgeladen werden sollen und wie das Stromnetz diese neue elektrische Last versorgen wird. Wie ich in einem früheren Beitrag geschrieben habe, kann das Stromnetz die Ladelasten für Elektrofahrzeuge bewältigen, die wir derzeit haben. Und es kann die weit verbreitete Einführung von Elektrofahrzeugen unterstützen – sowohl bei Pkw als auch bei schweren Lkw –, wenn wir uns gut auf die zunehmende Einführung von Elektrofahrzeugen vorbereiten. Sehen wir uns an, wie eine gute Vorbereitung für das Laden schwerer Lkw aussieht.

Ein sinnvoller Ausgangspunkt – und tatsächlich der Ort, an dem die meisten Lkw- und Busse aufgeladen werden – ist die Heimatbasis der Fahrzeuge (auch Depot genannt). Depots sind große Grundstücke und Garagen, in denen LKW- und Busflotten – wie Schul- und Nahverkehrsbusse, Lieferfahrzeuge, Müllwagen und viele andere – gelagert werden, wenn sie nicht genutzt werden. Sogar ein Drittel der Sattelschlepper führt kürzere, lokale oder regionale Gütertransporte durch, die es ihnen ermöglichen, jeden Tag zum Stützpunkt zurückzukehren.

Flottenbetreiber müssen Depot-Ladeinstallationen mit einer ausreichenden Vorlaufzeit initiieren, um das Projekt vor oder gleichzeitig mit der Auslieferung der Lkw abzuschließen. Ein weiterer guter Grund für eine vorausschauende Planung ist neben der Standortplanung, den Genehmigungen, dem Bau und den Verbindungsplänen auch die Zeit, die erforderlich ist, um verschiedene Optionen zu prüfen, die die Kosten senken können. Beispielsweise kann ein Flottenbetreiber ein Eins-zu-eins-Verhältnis von Fahrzeug zu Ladegerät wählen und Ladegeräte mit geringerer Leistung verwenden, oder die Flotte könnte sich dafür entscheiden, weniger Ladegeräte mit höherer Leistung zu haben, die sich Flottenfahrzeuge teilen. Was für die Flotte besser ist, hängt vom Arbeitszyklus dieser Fahrzeuge, dem Kostenunterschied, der Platzverfügbarkeit und anderen Faktoren ab. Flottenbetreiber stellen möglicherweise fest, dass in das Depot weniger Fahrzeuge passen, wenn Platz für Ladegeräte vorhanden ist, oder dass ein alternativer Standort aufgrund von Platz- oder Stromkapazitätsbeschränkungen vorzuziehen ist.

Einige Flottenbetreiber ziehen es möglicherweise alternativ vor, die Logistik des Depot-Ladens auszulagern und sich dafür zu entscheiden, ein Unternehmen zu beauftragen, das das Laden als Dienstleistung anbietet, wobei der Anbieter die Installation und den Betrieb der Ladegeräte gegen eine Gebühr verwaltet. Zusätzlich zur Abdeckung der Logistik können „Charging-as-a-Service“-Vereinbarungen als Alternative dazu dienen, dass der Flottenbetreiber die Vorabkosten für das Laden übernimmt. Im Rahmen einer solchen Vereinbarung würde der Betreiber im Laufe der Zeit durch die Servicegebühr effektiv zu diesen Kosten beitragen.

Mit einer gewissen Vorlaufzeit können Flottenbetreiber alle diese Probleme klären, um von den niedrigeren Betriebskosten zu profitieren, die viele Lkw-Modelle jetzt bieten oder in naher Zukunft nicht mehr bieten werden. Auf Bundes- und Landesebene verfügbare Fördermittel und Steuergutschriften sowie Programme von Stromversorgern können ebenfalls dazu beitragen, die Vorabkosten für das Laden von Lkw und Bussen zu senken und die Gesamtbetriebskosten weiter zu senken.

Einige Fahrzeuge benötigen eine öffentliche Aufladung oder eine gemeinsame private Aufladung an Standorten entlang der Route des Lkw, weil es kein Heimdepot gibt, die hohen Anforderungen des Arbeitszyklus der Lkw bestehen oder beides. Beispielsweise könnte ein unabhängiger LKW-Fahrer, der mit seinem Sattelschlepper Kurzstreckenfrachtfahrten zwischen dem Hafen und einem Lagerhaus durchführt, am besten mit einer auf seiner Strecke installierten Ladeausrüstung nützen, damit der Fahrer die Ladung des LKWs während des Transports aufladen kann geladen oder entladen wird. Diese Ladeausrüstung wird möglicherweise privat hinter einem Zaun im Hafen oder Lagerhaus betrieben, kann aber von allen LKWs, die im Rahmen ihrer Arbeit an den Standorten anhalten, gemeinsam genutzt werden. Da die meisten Lkw weniger als 100 Meilen pro Tag auf festen Routen zurücklegen, könnte das Laden an Arbeitsstopps auf der Strecke vielen unterschiedlichen Lkw-Berufen gerecht werden.

Fernverkehrs-Lkw sind ein Beispiel für einen Lkw-Beruf, der eine öffentliche Aufladung benötigt, ähnlich der Betankung an einer herkömmlichen Raststätte. Durch den Ausbau von Ladestationen für Schwerlast-Lkw entlang von Güterverkehrskorridoren werden Elektro-Lkw für mehr Lkw-Betreiber auf mehr Lkw-Strecken zu einer praktikablen Option. Bei sehr leistungsstarken öffentlichen Ladestationen (Megawatt-Niveau) für Lastkraftwagen gibt es jedoch ein gewisses Henne-Ei-Problem, ähnlich dem Problem bei der öffentlichen Ladestation für Personenkraftwagen, nur größer. Speditionen im Fernverkehr sind möglicherweise an der Einführung von Elektromodellen interessiert, halten sich jedoch zurück, da es an öffentlichen Ladestationen mit sehr hoher Leistung mangelt. In der Zwischenzeit könnten potenzielle Besitzer von Lkw-Ladestationen davor zurückschrecken, erhebliche Summen in solche Ladestationen zu investieren, da sie unsicher sind, wie viele Nutzer sie haben werden. Ein weiteres Hindernis war das Fehlen eines Ladeanschlussstandards für das Laden mit Megawatt-Leistung.

Aber an dieser Front gibt es gute Nachrichten. Die Branche rechnet damit, das Megawatt-Ladesystem im Jahr 2024 fertigzustellen, das die Spezifikationen für alles liefern würde, von der Konfiguration der Pins im Ladeanschluss bis zur Platzierung des Anschlusses am Traktor. Tesla hat außerdem sein Megacharger-System entwickelt, das es sowohl in seinem Sattelschlepper als auch im Cybertruck einsetzt. Selbst bei dieser hohen Leistung wird das Aufladen der riesigen Batterien in Fernverkehrs-Lkw einige Zeit dauern. In vielen Fällen entspricht diese Zeit den Ruheanforderungen für den Arbeitszyklus eines LKW-Fahrers, wobei die Zeit genutzt wird, in der der LKW ohnehin geparkt wäre.

Die andere gute Nachricht ist, dass es zahlreiche Regierungs- und Versorgungsprogramme sowie Zusagen des privaten Sektors gibt, um die Finanzierung der Ladeinfrastruktur zu unterstützen, die wir in Häfen, Lagerhäusern, Raststätten und anderen Standorten benötigen. Beispiele finden Sie hier, hier und hier.

Ob Stromnetzbetreiber rechtzeitig Netzmodernisierungen durchführen können, ist eine andere Frage. Die Fertigstellung einzelner Ladeprojekte kann Jahre dauern, und die Modernisierung des Netzes zur Kapazitätserweiterung für Installationen mit einer großen Anzahl von Ladegeräten für Elektrofahrzeuge mit sehr hohem Strombedarf an einem Standort kann viel länger dauern, insbesondere wenn es um die regionale Übertragungsnetzinfrastruktur geht. Wir brauchen Richtlinien und Praktiken für proaktive Upgrades, um die Engpässe zu reduzieren, die wir gesehen haben und von denen wir erwarten, dass sie eintreten könnten, wenn wir am Status quo festhalten.

Auch hier gibt es gute Nachrichten. Netzbetreiber im ganzen Land beginnen, die EV-Planung in bestehende Planungsstrukturen zu integrieren. In Minnesota beispielsweise hat die Public Utilities Commission (PUC) des Bundesstaates die Planungs- und Berichtspflichten für die Elektrifizierung des Transportwesens von Investoren im Besitz des öffentlichen Versorgungsunternehmens auf den integrierten Verteilungsplanungsprozess verlagert, um den zunehmenden Verknüpfungen zwischen der Planung von Elektrofahrzeugen und der Planung des Verteilungssystems Rechnung zu tragen. Durch die Integration der Elektrofahrzeugplanung in bestehende Planungsstrukturen kann sichergestellt werden, dass diese Prozesse die Einführung von Elektrofahrzeugen berücksichtigen, und die Koordination zwischen den Geschäftsbereichen der Versorgungsunternehmen verbessert werden. Kombinierte Planungsprozesse können auch administrative Effizienzen schaffen, die dazu beitragen, zeitkritische Planungsanforderungen zu beschleunigen.

Während die Bundesstaaten eine umfassende Einführung vorantreiben, werden viele von der Änderung der aktuellen Richtlinien für sogenannte „Just-in-Time“-Netzausbauten – die dazu führen, dass größere Ladeprojekte im Vergleich zur Fahrzeugauslieferung zu spät abgeschlossen werden – hin zu etwas viel proaktiverem und praktischerem Nutzen profitieren . Die California Public Utilities Commission hat mit der Entwicklung eines Rahmenwerks begonnen, um genau dies für die Güterverkehrsinfrastruktur zu erreichen, in Erwartung eines Anstiegs der Zahl von Lkw, um die Standards „Advanced Clean Trucks“ und „Advanced Clean Fleet“ zu erfüllen. Die Freight Infrastructure Planning des kalifornischen PUC zielt darauf ab, lokal detaillierte „Investment-Grade“-Prognosen für das Laden von Elektro-Lkw zu erstellen, damit Energieversorger proaktiv das Netz aufbauen können, um diese EV-Lasten aufzunehmen. Mit anderen Worten: Stromversorger können die Umstellung ihrer Lkw-Flotten auf Elektrofahrzeuge erleichtern, indem sie die erforderlichen Modernisierungen des Verteilungsnetzes vorhersehen und in diese investieren. Dies erfordert lange Vorlaufzeiten, bevor Flottenbetreiber neue oder zusätzliche Dienstleistungen für das Laden von Lkw anfordern auf diese Anfragen reagieren zu müssen.

Auf der Seite der Übertragungsplanung haben regionale Netzbetreiber wie der Midcontinent Independent System Operator bereits damit begonnen, darüber nachzudenken, wie sich die Elektrifizierung des Verkehrs auf den Gesamtenergiebedarf und den Zeitpunkt der jährlichen Stromnachfragespitzen auswirken wird. Dennoch gibt es noch viel zu tun, um den Ehrgeiz der Netzplanungsbemühungen zu steigern. Strenge Fahrzeugstandards können Netzbetreibern eine sicherere und entsprechend ehrgeizigere Prognose für Elektrofahrzeuge geben, anhand derer sie Netzinvestitionen planen können.

Strategien zur Fahrzeugnetzintegration (VGI) sind für die Infrastrukturplanung für Lkw von entscheidender Bedeutung. VGI bezieht sich darauf, wie Elektrofahrzeuge Teil des komplexen Stromversorgungssystems werden, indem sie sowohl verwalten, wie Elektrofahrzeuge geladen werden, als auch – bei bidirektional aufladbaren Elektrofahrzeugen – steuern, wie die in einem Elektrofahrzeug gespeicherte Energie für andere Zwecke genutzt werden kann, beispielsweise für die Bereitstellung von Notstrom usw Energie wieder ins Stromnetz einspeisen.

VGI kann auch verwendet werden, um die Notwendigkeit von Upgrades zu reduzieren, die andernfalls notwendig wären. Im einfachsten Fall kann die Steuerung der LKW-Ladelasten, um sie von Spitzenlastzeiten im gesamten Netz und/oder im lokalen Verteilerkreis zu verlagern, den Umfang der Netzerweiterung reduzieren, die zur Deckung des Ladebedarfs an einem bestimmten Standort erforderlich ist. Das liegt daran, dass das Netz so aufgebaut werden muss, dass es die Spitzennachfrage – den Zeitpunkt des höchsten Stromverbrauchs im Jahr – abdecken kann. Das Potenzial für VGI, den Bedarf an Netzaufrüstungen zu reduzieren, kann erhöht werden, wenn Elektro-Lkw in Spitzenzeiten Strom zurück ins Netz einspeisen können (wobei natürlich die Anforderungen des Lkw-Arbeitszyklus im Vordergrund stehen). Auf diese Weise kann absichtliches VGI, selbst in seinen einfachen Formen, dazu beitragen, das Ausmaß der Herausforderung bei der Infrastrukturbereitstellung zu verringern.

Es gilt, keine Zeit zu verlieren, um die notwendigen Investitionen zu tätigen, um sicherzustellen, dass Elektro-Lkw in großem Maßstab in Betrieb genommen werden können und Diesel-Lkw so schnell wie möglich von der Straße kommen. Die Notwendigkeit, die gesundheitsschädliche Umweltverschmutzung in den am stärksten betroffenen Gemeinden zu reduzieren und die klimaerwärmenden Emissionen einzudämmen, erfordert dies. Es wurden einige Fortschritte erzielt. Jetzt ist es an der Zeit, schneller voranzukommen, und UCS wird sich weiterhin für eine ehrgeizige Planung und verstärkte Investitionen in eine saubere Lkw-Zukunft an allen Fronten einsetzen.

Veröffentlicht in:Transport

Stichworte:Elektro-Lkw, schwere Nutzfahrzeuge, Fahrzeug-Netz-Integration

Über den Autor

Samantha Houston ist leitende Fahrzeuganalystin für das Clean Transportation-Programm der Union of Concerned Scientists. In ihrer Rolle setzt sie sich für die Förderung öffentlicher Politik und privater Investitionen in die Infrastruktur ein, die eine umfassende Integration von Elektrofahrzeugen unterstützt.

Daniel Barad, Politikmanager für die westlichen Staaten

Mark Specht Western States Energy Manager/Senior Analyst

Samantha Houston, leitende Fahrzeuganalystin