Klimaschonender Lieferverkehr mit CNG und LNG

Händler wollen zu­ver­läs­sige und günstige Lo­gis­tik. Das bie­ten CNG-Fahr­zeuge. Die Tech­no­lo­gie ist aus­ge­reift, ge­eig­net lan­ge Strecken zu­rück­zu­le­gen und schwere Las­ten zu trans­por­tieren. Letzt­end­lich brin­gen Erd­gas-Fahr­zeuge eine Kos­ten­re­duk­tion im Fuhr­park. Die Ge­fahr, von Ein­fahr­ver­bo­ten in In­nen­städ­ten be­trof­fen zu sein, be­steht beim Ein­satz von Erd­gas-Fahr­zeu­gen nicht. Be­wusster nach­hal­tiger Han­del ist so­mit nicht nur mit den ent­spre­chen­den Pro­duk­ten mög­lich, son­dern auch mit deren Trans­port.


Der zu­nehmende Straßen­gü­ter­ver­kehr ist pri­mär da­für ver­ant­wort­lich, dass der Ver­kehrs­sek­tor im Ver­gleich zu 1990 bis­her kaum einen Bei­trag zur CO2-Ein­spa­rung ge­leis­tet hat. Das ak­tuelle euro­päische Ziel zur spe­zi­fischen CO2-Ein­spa­rung bei den Lkw be­steht da­rin, dass die Emis­sionen bis 2025 im Ver­gleich zu 2019 um 15 Pro­zent sin­ken, bis 2030 um 30 Pro­zent. Eine Lö­sung bie­ten leis­tungs­starke Erd­gas-Trucks und -Trans­porter mit CNG, Bio­gas oder LNG. Bei der Nut­zung von Gas las­sen sich CO2-Emis­sionen im Ver­gleich zu einem Diesel-Lkw um etwa 16 Pro­zent senken. Aktuell wird Gas in dem Si­mu­la­ti­ons­tool VECTO mit einem CO2-Vor­teil von 23 Pro­zent ge­gen­über Diesel be­rück­sich­tigt. So­ge­nan­nte HPDI-Mo­to­ren, wie sie von Volvo an­ge­bo­ten wer­den, kön­nen da­her eine grö­ßere Be­deu­tung ein­nehmen. Diese Mo­toren ar­bei­ten nach dem Zünd­strahl­prin­zip mit sehr ge­rin­gen Men­gen Diesel für die Zün­dung des Luft-Kraft­stoff-Ge­misches. Der Vor­teil be­steht in der hohen Mo­to­ren­effi­zienz, ähnlich zum Diesel. Nach­teilig sind die bei­den Kraft­stoff­sys­teme und der hohe tech­nische Auf­wand zur Ab­gas­nach­be­hand­lung.


Da­rüber hin­aus ver­ur­sachen die Fahr­zeuge 99 Pro­zent weniger Fein­staub und 70 Pro­zent weniger Stick­oxide. Deut­lich weniger als die Grenz­werte der stren­gen EURO-VI Ab­gas­norm.


Nicht zu ver­ges­sen ist auch, dass Erd­gas-Fahr­zeuge ge­gen­über Diesel er­heb­lich lei­ser sind – die Her­stel­ler sprechen von einer Hal­bierung des wahr­nehm­baren Lärms. Das trägt zur ge­sell­schaft­lichen Ak­zep­tanz des zu­nehmenden Güter­ver­kehrs bei. Seit Juni 2018 setzt zum Bei­spiel die Su­per­mark­tket­te ALDI SÜD Erd­gas-Lkw von IVECO ein und er­gänzt so ihre Nach­hal­tig­keits­stra­tegie.


Innovative Lo­gis­tik­bran­che mit LNG


Der Erd­gas-An­trieb ist eine be­währte Tech­no­lo­gie und hält mit LNG nun auch im Schwer­last­ver­kehr Ein­zug – durch die höhere Ener­gie­dichte kön­nen hohe Reich­wei­ten er­zielt wer­den. Lo­gis­tik­unter­nehmen, aber auch deren Kun­den, sind im­mer mehr an emis­sions­armen und prak­ti­kablen Lie­fer­ket­ten in­te­res­siert. Da­her ist eine um­welt­freund­liche Tech­nik, die heu­te schon funk­ti­oniert und außer­dem schnell um­setz­bar ist, ge­fragt. Ge­rade an­gesichts wei­terer dro­hen­der Fahr­ver­bo­te in­te­res­sieren sich bei­spiels­wei­se auch die gro­ßen Han­dels­häu­ser wie Edeka, Lidl, Netto oder REWE, ob ihre Stand­orte in den In­nen­städ­ten über­haupt noch ver­läss­lich be­lie­fert wer­den kön­nen. Da bie­tet LNG eine Lö­sung, die ge­nau hier Sicher­heit und Ab­hilfe leistet: einen Kraft­stoff mit deut­lich re­du­zierten Emis­sionen, der so­fort ver­füg­bar ist.

LNG – Grünes Potenzial

Treibhausgas-Emissionen im Vergleich

Der Diesel­ab­satz im Stra­ßen­gü­ter­ver­kehr und um­welt­po­li­tische Vor­gaben bie­ten ein ho­hes Markt­po­ten­tial für LNG


Im Stra­ßen­­ver­­kehr do­­mi­­niert der Diesel-Ab­­satz mit einem An­­teil von 72 Pro­­zent deut­­lich. Der Stra­­ßen­­gü­­ter­­ver­­kehr ba­­siert fast zu 100 Pro­­zent auf den Ein­­satz von Diesel, 50 Pro­­zent da­­von ent­fal­len auf Nutz­­fahr­­zeu­ge. Da­­von sind es wie­­de­­rum 80 Pro­­zent, die von schweren Lkw und Sat­­tel­­zug­­ma­­schinen nach­­ge­­fragt wer­­den. Und der Ab­­satz steigt auf­­grund von flexiblen, hoch­­ver­­netz­ten Lie­­fer­­ket­­ten in der In­­dus­­trie und dem wach­­sen­­den E-Com­merce-Markt von Jahr zu Jahr wei­ter an.


Nach­dem zu­nächst die Kraft­stoff­spe­zi­fi­ka­tion in Bezug auf den ma­xi­ma­len Schwevfel­ge­halt ver­schärft wurde, gilt es nun die im Rahmen der Kraft­stoff­qua­li­täts­richt­linie und der Er­neu­er­bare-Ener­gien-Richt­linie zu­nehmend mehr nach­haltig er­zeugten, er­neu­er­baren Kraft­stoff in Ver­kehr zu brin­gen. So sol­len laut ak­tuel­lem Ge­setzes­ent­wurf zur Um­setzung der Re­new­able Energy Direc­tive II die Treib­haus­gas­min­derungs­quo­te von derzeit 6 Pro­zent (2021) auf 25 Pro­zent bis zum Jahr 2030 stei­gen, der An­teil er­neuer­barer Ener­gien soll von ak­tuell 6 Pro­zent auf 28 Pro­zent stei­gen. Die ak­tuel­len Ziele wer­den pri­mär durch die Bei­mischung von max. 10 Pro­zent Bio­etha­nol in Otto­kraft­stof­fen und max. 7 Pro­zent Bio­diesel in Diesel­kraft­stof­fe er­reicht. Doch auf­grund der be­grenz­ten tech­nischen Bei­mischung dieser flüssigen Bio­kraft­stof­fe bekommt Gas eine be­son­dere Be­deu­tung – ins­be­son­dere im Lkw-Markt. Hier wer­den elek­trische An­trie­be wie im Pkw-Be­reich auf­grund un­zu­reichender Lade­kapa­zi­täten keinen brei­ten Ein­satz fin­den. Durch die be­lie­bige Bei­mischung von grünem Gas kön­nen je­doch die o. g. Ziele mit hoher Kos­ten­effi­zienz er­reicht wer­den. Be­reits heute be­trägt der Bio­methan-An­teil an den CNG-Tank­stel­len mehr als 50 Pro­zent – so viel wie bei keinem anderen Ener­gie­trä­ger im Ver­kehrs­sek­tor.

Treibhausgas-Minderungsquote für Kraftstoffe

Die Treibhausgas-Minderungsquote steigt deutlich von derzeit 6 % auf 25 % im Jahr 2030.

Quelle: BMU

Der prä­desti­nierte Ein­satz von LNG bei Sat­tel­zug­ma­schinen ist inbesondere auf deren hohen spe­zi­fischen Ver­brauch und Lauf­leis­tung be­grün­det. Den mit Ab­stand höchsten Be­stand an Sattel­zügen gibt es mit über 360.000 Fahr­zeugen in Polen, ge­folgt von über 200.000 Ein­hei­ten in Spanien, Deutschland und Frankreich. Deren Neu­zu­las­sungen wachsen seit der Finanz­krise 2009 von Jahr zu Jahr um knapp 2 Pro­zent. Auf­grund um­fas­sender na­tionaler För­der­pro­gram­me be­trägt der deutsche Fahr­zeug­be­stand an Gas-Lkw ca. 4.600 Einheiten.

Förderprogramm des Bundes für energieeffiziente Lkw

Beantragte Förderung nach Antriebsarten Juli 2018 bis Juni 2021 versus bisher geförderter Lkw.

Quelle: Bundesamt für Güterverkehr

Gas-Lkw mit ausgereifter Motorentechnologie


Ähnlich wie bei den CNG-Pkw bie­ten bis auf eine Aus­nahme alle Her­stel­ler aus­ge­reifte, groß­vo­lu­mige stöchio­me­trische Otto­mo­toren an. Auf­grund der hohen Methan­zahl von Gas ist der Ein­satz in fremd­ge­zün­deten Otto­mo­toren be­sonders ge­eignet. Da bei diesen Mo­toren im Gegen­satz zu Diesel­mo­toren kein Luft­über­schuss be­steht, wird der Kraft­stoff voll­ständig ver­brannt und der Stick­oxid-An­teil im Ab­gas auf ein Mi­ni­mum re­du­ziert. Da­her ist eine Ab­gas­rück­führung ohne auf­wen­dige Ad-Blue Ein­düsung aus­reichend, um die stren­gen EURO-VI Ab­gas­grenz­werte zu er­reichen. Kohlen­was­ser­stof­fe werden über einen ein­fachen Drei-Wege-Ka­ta­ly­sa­tor re­duziert. Trotz des ge­rin­geren Wir­kungs­gra­des und dem da­mit ver­bun­denen höheren Ener­gie­ver­brauch eines Otto-Mo­tors be­stehen CO2-Vor­teile durch die che­mischen Eigen­schaften Gas von bis zu 16 Prozent.

 
LNG-Lkw bieten trotz auf­wen­diger Tech­nik Kos­ten­vor­teile


Das Spe­di­tions­ge­wer­be be­fin­det sich in einem hart um­kämpften Markt. Da­her ist die Kos­ten­fra­ge es­sen­ti­ell bei der Ver­brei­tung von Gas-Lkw. Gas-Lkw und ins­be­son­dere LNG-Lkw sind bei der An­schaf­fung je nach Tech­no­lo­gie zwischen EUR 35.000 und EUR 45.000 EUR teuerer als deren Diesel-Pen­dants. Das liegt daran, dass deren Pro­duk­tions­stück­zahlen noch ge­ring sind und ins­be­son­dere die hoch­iso­lierten Kraft­stoff­be­hälter kos­ten­in­ten­siv sind. Der­zeit wer­den diese Mehr­kos­ten durch die Maut­be­freiuung bis 2023 und die ge­rin­gere Ener­gie­steu­er bis 2026 über­kom­pen­siert. Je höher die spe­zi­fische Lauf­leistung, desto höher fällt der Kos­ten­vor­teil gas­be­trie­bener Lkw aus. Mit einem Break-even im Ver­gleich zu einer Diesel-Sat­tel­zug­ma­schine ist bei einer jähr­lichen Fahr­leistung zwischen 110 und 150 tkm zu rechnen. Durch zu­neh­mende Pro­duk­tions­stück­zahlen und einer wei­teren Effi­zienz­stei­gerung der Gas­mo­toren ist mit einer selbst­tra­gen­den Wett­be­werbs­fähig­keit von Gas-Lkw zu rechnen. Die bis­herige Nach­frage be­flü­gelte in den ver­gan­genen zwei Jahren auch die Er­rich­tung der er­for­der­lichen LNG-Be­tan­kungs­in­fra­struk­tur. Bis Ende 2020 wurden 37 LNG-Tank­stellen in Be­trieb ge­nom­men, wo­mit eine at­trak­tive Grund­lage für die wei­tere Markt­ent­wick­lung ge­schaf­fen wur­de.


Im Rahmen der Taskforce "LNG für schwere Nutzfahrzeuge", der Kooperation der Deutschen Energie-Agentur, dem DVGW und Zukunft Gas, ist die Broschüre Zukunft LNG entstanden, in der sämtliche Informationen zu Liquefied Natural Gas aufbereitet sind.

Aufbau und Funktionsweise einer LNG-Tankstelle

Der Auf­bau einer LNG-Tank­stelle unter­schei­det sich deut­lich von einer Diesel-Zapf­an­lage. Die wich­tigsten Kom­po­nenten sind ein Wärme­tauscher, der das Gas beim Be­tan­ken auf das ge­wün­schte Gas­druck­niveau bringt, ein LNG-Tank zur Bevor­ratung, eine kryogene Förder­pumpe, eine Steuerungs­an­lage und eine Zapf­säule als Ab­gabe­station.

Der Lager­tank be­steht aus einem dop­pel­wan­digen, iso­lierten Gas­be­hälter mit einem Fas­sungs­ver­mö­gen von max. 80 m3. Der maxi­male Füll­stand für die flüs­sige Phase liegt bei ca. 90 Pro­zent. Durch das regel­mäßige Nach­füllen tief­kalten LNG‘s per Lkw werden Druck und Tem­pe­ra­tur auf einem nie­dri­gen Niveau ge­halten. Da das Gas in der Regel nicht aktiv ge­kühlt wird, er­wärmt sich dieses über die Zeit. Um kritische Drücke durch das ent­ste­hende Boil-off-Gas (BOG) zu ver­mei­den, kann das Gas als kom­pri­miertes Gas (CNG) über eine CNG-Zapf­säule für die Be­tan­kung von Pkw ge­nutzt wer­den.


Alter­nativ wird das Gas über einen Ver­dich­ter rück­ver­flüs­sigt. Mittels einer Kryo­pumpe wird das LNG aus dem Tank­lager über tief­tem­pe­ra­tur­be­stän­dige und kälte­iso­lierte Lei­tungen zum Zapf­punkt ge­fördert. Von dort wird das LNG über eine form- und kraft­schlüs­sige Sicher­heits­ver­bin­dung in den Fahr­zeug­tank bzw. in die Fahr­zeug­tanks ge­pumpt. Für die Be­tan­kung muss das Per­so­nal spe­ziell unter­wiesen bzw. ge­schult wer­den. Um Kälte­ver­bren­nungen zu ver­meiden, muss für die Be­tan­kung Arbeits­schutz­kleidung ge­tra­gen wer­den (Schutz­brille, Hand­schuhe). Die Steuerung über­wacht den Be­tan­kungs­pro­zess und schaltet die Förder­pumpe bei vol­len Kraft­stoff­be­hältern ab. Auf­grund der spe­ziellen Technik sind LNG-Tank­stel­len deut­lich kos­ten­in­ten­siver bei der Er­richtung als Diesel-Tank­stel­len. Erst durch aus­reichend hohen Ab­satz kön­nen die spe­zi­fisch höheren Ab­schrei­bungs­kos­ten einer LNG-Tank­stel­le auf die LNG-Fahr­zeuge bzw. auf einen wett­be­werbs­fähigen Kraft­stoff­preis um­ge­legt wer­den.

Maßnahmen für Kommune

Kommunen können mit Gas-Technologien effizient gegen Luftverschmutzung aktiv werden.

CO2-arme Schifffahrt

Wie können Kommunen zur Luftreinhaltung in Städten und Häfen beitragen? Was kann LNG leisten?

Gas-Fahrzeuge fürs Gewerbe

Mit Erdgas als Kraftstoff sparen Sie Geld und schonen die Umwelt. Die Modellpalette ist groß.