Frederik Zohm, MAN Trucks & Bus © ÖVK
Experten beim Internationalen Wiener Motorensymposium für große Vielfalt bei Antriebs-Lösungen für Nutzfahrzeuge von Wasserstoff über eFuels bis batterieelektrisch.
Nach der strengen CO2-Flottenregulierung der EU im PKW-Bereich mit einem sogenannten "Verbrennerverbot", kommt auch für Nutzfahrzeuge (NFZ) eine strengere Treibhausgaslimitierung. Wie der Vorsitzende des Internationalen Wiener Motorensymposiums, Prof. Bernhard Geringer, angesichts der 2026 zu erwartenden Entwicklungen betont, wird in der gesamten NFZ-Industrie wegen der Vielfalt an Anwendungen – vom Fernverkehrs-LKW bis zum Verteiler-Kleinlaster, Baufahrzeugen oder Landmaschinen – breit und emsig an verschiedenen Lösungen gearbeitet.
So erwartet der Technik-Vorstand bei MAN Trucks & Bus, Frederik Zohm, bis 2030 "große Transformationen im Nutzfahrzeugbereich. Tobias Stoll, Projektleiter am Forschungsinstitut für Kraftfahrzeugwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS) sagte in Wien, dass die EU-Gesetzgebung "bis 2030 eine Reduktion des CO2-Ausstoßes um 45 Prozent gegenüber 2019" vorschreibe. Bei Nichteinhaltung drohen den Herstellern hohe Strafen. Egon Christ, Chefstratege von Mosolf, einem Dienstleister für Transport und Logistik, meinte dazu: "Die Weichen sind gestellt."
Noch basiert der Transport fast komplett auf fossilen Kraftstoffen. Fern-Lkw etwa legen im Jahr bis zu 200.000 Kilometer zurück, pro Tankfüllung bei voller Beladung rund 1.500 Kilometer. Die übliche Lebensdauer eines Diesel-Lkw liegt bei 1,5 Millionen Kilometer.
EU-Prognosen: Genau das Gegenteil trat ein
Stoll vom FKFS geht davon aus, "dass 2030 zuerst der Stadt- und Kurzstreckenverkehr emissionsfrei und dies größtenteils batterieelektrisch erreicht werden wird." Welches Konzept sich auf der Langstrecke durchsetzen wird, "hängt sehr stark von der Energieversorgung ab." Wie groß deren Einfluss ist, zeigte Nils-Erik Meyer, Bereichsleiter bei Akkodis Deutschland, einem großem Ingenieur-Dienstleister. So sollte, gemäß von EU-Prognosen vor zehn Jahren, bereits heute "Wasserstoff eine riesige Rolle spielen." Batterieelektrischen Lkw wurde wegen der Reichweitenprobleme nur eine Nischenrolle zugedacht. Die Realität ist genau umgekehrt. Derzeit sind weltweit 30 und in der EU weniger als zehn Lkw-Modelle mit Brennstoffzellenantrieb, aber 130 Modelle weltweit und mehr als 40 EU-weit mit batterieelektrischem Antrieb verfügbar. Damit die Verbreitung von Elektro-Lkw weiterläuft, muss jedoch die Ladeinfrastruktur kräftig ausgebaut werden. "Für Lkw mit einer elektrischen Reichweite von 500 Kilometern braucht es in der EU 2.000 Ladepunkte mit 650 oder 1.000 Kilowatt Ladeleistung", rechnete Oliver Hrazdera, Standortleiter von Akkodis Austria, vor.
Frächter erwarten, dass ihre Fahrer beim Nachladen möglichst wenig Zeit verlieren. "Die maximale Ladeleistung ist bei Lkw gegenüber Pkw bis zu achtmal so hoch", sagte Dorothea Liebig, Managerin bei Shell Global Solutions Deutschland. Eingeschränkt wird die Ladeleistung bei Lkw durch die Wärmeentwicklung im Ladesystem. Dieses muss daher gekühlt werden. Shell arbeitet auch an der Entwicklung von Megawatt-Ladesystemen (MCS) mit. Diese könnten vor allem an den Stützpunkten (Depots) der Frächter eingeführt werden. Dort laden laut MAN schon heute rund 50 Prozent der Elektro-Lkw ihre Batterien. Shell hat flexible Ladesysteme entwickelt, die während des Be- oder Entladens des Lkw genützt werden können, um Zeit zu sparen.
China: Bereits 1.200 Batteriewechselstationen
"Noch schneller ist ein Batteriewechsel, der besonders in China, vor allem vom Batteriehersteller CATL, vorangetrieben wird. Dieser erfolgt vollautomatisiert innerhalb von sieben Minuten. In China gibt es bereits mehr als 1.200 Batteriewechselstationen für Lkw", sagte Liebig. Dieses System erlaubt sehr batterie- und netzschonendes Laden. Allerdings verursacht es einen hohen Normierungs-, aber auch Investitionsbedarf bei den Lkw- und Batterieherstellern.
Grundsätzlich schafft ein moderner Elektro-Lkw mit 24 Tonnen Nutzlast mit einer Batterieladung rund 500 Kilometer. Wenn der Lenker gemäß Gesetz nach viereinhalb Stunden Fahrt eine Pause macht und in dieser Zeit die Batterien nachlädt, "sind in einer Schicht rund 630 Kilometer möglich. Damit werden 90 Prozent aller Fahrten abgedeckt", sagte Meyer von Akkodis. Es müssen also nur die restlichen 10 Prozent der Fahrten mit anderen Kraftstoffen erledigt werden.
Brennstoffzellen reduzieren Nutzlast weniger
Ein Nachteil von Elektro-Lkw betrifft die Zuladung. Sie sinkt um "drei bis sechs Tonnen für das Antriebssystems vor allem wegen der Batterien", so Meyer. Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff emissionsfrei fahren, reduzieren die Nutzlast nur um eine Tonne. Dies war neben der kurzen Tankzeit einer der Hauptgründe für die großen Erwartungen an diesen Antrieb vor zehn Jahren. Inzwischen ist in Europa die Euphorie verflogen. In China dagegen werden bereits hunderte Brennstoffzellen-Lkw für den Kohletransport aus der Inneren Mongolei eingesetzt, berichtete Markus Heyn, Geschäftsführer der Robert Bosch GmbH und Vorsitzender der Bosch Mobility. Der nötige Wasserstoff kann dort sehr kostengünstig erzeugt werden.
Hürde Kühlaufwand
Abgesehen von der fehlenden Wasserstoffinfrastruktur hat sich in Europa und den USA der Kühlaufwand für Brennstoffzellen als große Hürde erwiesen. Brennstoffzellen-Lkw benötigen "eine um das Zwei- bis Zweieinhalbfache größere Kühloberfläche als Diesel-Lkw", sagte Rolf Döbereiner, Produkt Line Manager bei der AVL List, wo an einem effizienteren System gearbeitet wird. Anders als beim Diesel-Lkw, wo rund ein Drittel der während des Motorbetriebs entstehenden Abwärme über das Abgas abgeführt wird, ist dies bei Brennstoffzellen nicht möglich. Der deshalb nötige Kühler samt Lüfter frisst bis zu 40 Kilowatt, was die Fahrleistung schmälert.
Ohnehin zeigen Brennstoffzellen im Volllastbetrieb, etwa bergauf, wegen des Kühlaufwands Leistungsschwächen. "Bei einem Sattelzug ist heute eine Motorleistung von mehr als 350 Kilowatt Standard", sagte Joachim Blum, Chef der Brennstoffzellensystementwicklung von Cellcentric, ein Joint Venture von Daimler und Volvo zur Entwicklung und Produktion von Brennstoffzellen für schwere Nutzfahrzeuge. 350 Kilowatt Leistung mit Brennstoffzellen im Bauraum eines Dieselmotors zu erreichen, "ist noch nicht möglich, vor allem nicht in großen Höhen." In den USA liegt etwa die Eisenhower-Passhöhe auf 3.400 Metern Seehöhe. Cellcentric arbeitet an besseren Brennstoffzellen mit bis zu 375 Kilowatt Leistung, um 20 Prozent weniger Verbrauch (sechs Kilogramm Wasserstoff auf 100 Kilometer) und um 40 Prozent weniger Abwärme. Jedoch auch sie werden viel teurer sein als ein Verbrennungsmotor für Wasserstoff.
Nullemissionstechnologie ohne seltene Erden
Der Verbrennungsmotor für Wasserstoff hat aber noch weitere große Vorteile: So benötigt er keinen hochreinen Wasserstoff mit 99,999 Prozent Reinheit. Er spart Kosten, "da 80 Prozent der Teile eines Dieselmotors übernommen werden können", sagte Christian Barba, Senior Manager bei Daimler Truck. "Er ist die einzige Nullemissionstechnologie, die keine seltenen Erden verwenden muss", berichtete Anton Arnberger, Senior Product Manager bei der AVL List. Anders als Pkw gelten in der EU Lkw auch mit Wasserstoffmotor mit entsprechender Abgasreinigung als emissionsfrei. "Der Wasserstoffmotor könnte das Drehmoment und die Leistung eines Gas- oder Dieselmotors erreichen", sagte Lei Liu, Manager beim US-Konzern Cummins in Peking. Cummins testet Wasserstoff-Lkw unter anderem in Indien, wo diese als eine der Hauptsäulen für die Dekarbonisierung des Verkehrs gelten - anders als Elektro-Lkw, die ein flächendeckendes Stromnetz bedingen, was in Indien als unrealistisch gilt.
Flüssigwasserstoff hätte mehr Potenzial
Allerdings kämpfen Entwickler auch bei Wasserstoffmotoren nach wie vor gegen einige technische Probleme, vor allem Verbrennungsanomalien und Materialversprödung, berichtete Jonas Wärnberg, Projektleiter bei Volvo Group Trucks Technology. In Europa geht der Trend laut Peter Loidolt, Leiter Forschung und Entwicklung bei SAG New Technologies, außerdem Richtung Flüssigwasserstoff. Dieser erlaubt hohe Reichweiten und verbessert damit den Vorteil gegenüber dem batterieelektrischen Antrieb. Außerdem reicht für ihn ein Alu-Stahltank, der deutlich billiger als die Kevlartanks für gasförmigen Wasserstoff sind. Bei Nutzfahrzeugen ist laut SAG außerdem das Problem des "Blow off" von Flüssigwasserstoff, des Entweichens von Wasserstoff aus dem Tank während der Standzeiten, kein großes Thema, da diese Fahrzeuge kaum Standzeiten haben. Flüssigwasserstoff für Brennstoffzellen hat auch für nichtelektrifizierte Züge hohes Zukunftspotenzial.
Methanol, der bessere Wasserstoffträger?
Yuan Shen, Chefentwickler der Zhejiang Geely Holding in China, sah aber eine noch bessere Lösung: "Wir glauben, dass Methanol der beste Träger von Wasserstoff ist. Ein Liter Methanol enthält eineinhalbmal so viel reinen Wasserstoff wie ein Liter flüssiger Wasserstoff. Methanol ist ein Flüssigkraftstoff, einfach zu speichern, zu transportieren und obendrein viel sicherer als Wasserstoff." Geely will für den Schwerverkehr in China einen geschlossenen Kreislauf mit CO2-neutralem (grünem) E-Methanol aufbauen. Shen stellte einen Methanol-Lkw mit einer On-Board-CO2-Abscheidung vor. Damit "können wir den Großteil des durch den Verkehr verursachten CO2 einfangen. Damit wird die CO2-Neutralität insgesamt viel einfacher zu erzielen sein", meinte Shen.
On-Board- CO2-Abscheidung auch für Hochseeschiffe
On-Board- CO2-Abscheidung ist auch für Hochseeschiffe ein Weg, um ihre Abgasbilanz zu verbessern, berichtete Andreas Wimmer, Professor an der Technischen Universität Graz. Derzeit sind weltweit rund 100.000 Hochseeschiffe unterwegs. Mehr als 90 Prozent des Handels wird über sie abgewickelt. Große Schiffe können inzwischen mehr als 24.000 Container oder mehr als 7.000 Passagiere transportieren. "Die größeren Motoren haben eine Leistung von 80 Megawatt und werden zu 99 Prozent mit fossilen Kraftstoffen betrieben. Die Anlagen kosten hunderte Millionen Euro, ihre Lebensdauer beträgt mehr als 25 Jahre", sagte Wimmer. Doch bis 2050 sollen auch diese Meeresgiganten bilanziell CO2-frei unterwegs sein.
Ammoniak oder Biosprit statt Schweröl auf hoher See?
Der Verbrennungsmotor wird hier weiter dominieren, allerdings sollen die fossilen Kraftstoffe wie Schweröl durch Alternativen ersetzt werden. Biosprit ist sehr attraktiv, aber nur begrenzt verfügbar. Bei den E-Fuels "gilt Wasserstoff als Diva der Kraftstoffe, Methanol als sehr pragmatischer Ansatz, Ammoniak ist der Aufsteiger." Die Wahl des Kraftstoffs hänge auch davon ab, welche E-Fuels per Schiff nach Europa gebracht werden. "Handelt es sich um Ammoniak, ist es sinnvoll, Ammoniak auch gleich als Kraftstoff für das Schiff zu verwenden", sagte Wimmer. Viele Motoren werden ein Dual-Fuel-Prinzip verfolgen. Für Linienschiffe wie etwa in den Fjorden Norwegens, gilt auch der batterieelektrische Antrieb als attraktiv. Immer wieder diskutiert werden jedoch auch nukleare Antriebe.
Hybridantriebe in den USA
Um möglichst kosten- und energieeffizient die Umweltbilanz zu verbessern, wird vielfach auch eine Hybridisierung, also die Kombination von Verbrennungsmotor und Elektroantrieb, gewählt. Dies gilt nicht nur für Schiffe, sondern auch für schwere Lkw in den USA, wie Chris Bitsis, Entwicklungsleiter am Southwest Research Institute in San Antonio, USA, berichtete. "Die Dekarbonisierung des Verkehrs ist in den USA weniger aggressiv als in Europa", sagte Bitsis. Aber ab 2027 werden die Vorgaben für CO2 und Stickoxide deutlich verschärft, was neue Technologieansätze erfordert. Wasserstoff-Antriebe mit Brennstoffzellen oder Verbrennungsmotor sind wenig praktikabel, weil "die Wasserstoff-Infrastruktur auch in den USA sehr problematisch ist", sagte Bitsis. Sein Institut sieht in der Hybridisierung eine Schlüsselrolle. Damit wird die gewohnte Alltagstauglichkeit gewahrt und werden Verbrauch und Stickoxidemissionen deutlich gesenkt.
Spezialfahrzeuge müssen alltagstauglich bleiben
Die Alltagstauglichkeit muss trotz Dekarbonisierung auch bei Spezialfahrzeugen gewahrt bleiben. "Ein Feldhäcksler mit 680 Kilowatt und einem Tagesverbrauch von einer Tonne Diesel bräuchte rein elektrisch 36 Tonnen Batterien. Die würden 28 Kubikmeter beanspruchen", sagte Stefan Löser, Abteilungsleiter bei MAN Truck & Bus. "Diese Maschinen werden nur in wenigen Wochen im Jahr genützt, dann aber Tag und Nacht. Sie werden am Feld nachgetankt, das ist für Batterien keine Option." Im Agrar- und Baubereich werden auch 2050 weniger als zehn Prozent der Maschinen mit mehr als 300 Kilowatt batterieelektrisch unterwegs sein laut einer Studie der Technischen Universität Graz. MAN hat für diese Anwendungen einen neuen, leistungsstärkeren 30-Liter-V12-Motor entwickelt. Dieser wird künftig gemäß Kundenwunsch auch mit zwei unterschiedlichen Kraftstoffen (Dual-Fuel), etwa Methanol und Diesel, betrieben werden können.
Wie stark sich dagegen eine Umrüstung, eine Retrofit-Lösung, künftig durchsetzen wird, ist zumindest im Hochseeschiffbereich nicht absehbar, meinte Wimmer. Francesco C. Pesce, Manager bei Dumarey Automotive Italia, stellte auch für leichte Nutzfahrzeuge eine Umrüstung auf Wasserstoff für Dieselmotoren vor.
Egon Christ, Chefstratege von Mosolf, einem Dienstleister für Transport und Logistik, berichtete aus Kundensicht über die Erfahrungen mit der Transformation seiner Flotte mit 800 Lkw. Maßgeblich für eine Investitionsentscheidung sind die Gesamtkosten eines Fahrzeugs, dazu gehören der Kaufpreis, die Betriebs- inklusive Infrastruktur- und Energiekosten. Christ: "Wir brauchen nicht nur Fahrzeuge, sondern auch die systemischen Voraussetzungen, um diese betreiben zu können." Bei den emissionsfreien Fahrzeugen "sind die batterieelektrischen technisch am weitesten entwickelt und gut einsetzbar. Mit 600 Kilowattstunden-Batterien sind Reichweiten bis 500 Kilometer möglich." – Um die Energiekosten für die Elektro-Lkw zu senken, investiert Mosolf intensiv in eigene PV-Anlagen. "Die besten Kosten sind nur mit selbsterzeugter Energie zu erreichen", sagte Christ.
HVO für Bestandsflotte
Brennstoffzellenantriebe der zweiten Generation mit Flüssigwasserstoff im Tank sind dagegen, so Christ, noch nicht verfügbar, das gelte auch für Wasserstoff-Verbrenner. Sinn macht für Christ vorrangig nur grüner Wasserstoff, der dreimal so teuer wie Diesel ist. Daher fehlt die Wirtschaftlichkeit, daneben aber auch eine ausreichende Tankinfrastruktur. Mittel- und langfristig "wird Wasserstoff in der mobilen Anwendung Zukunft haben. Wenn Wasserstoff, wird es der flüssige Wasserstoff werden", meinte Christ. - Für die Bestandsflotte ist seiner Erfahrung nach HVO 100 (hydriertes Pflanzenöl) die einfachste Form der Dekarbonisierung, HVO ist jedoch nur begrenzt verfügbar.
Neueste Entwicklungen beim Internationalen Wiener Motorensymposium 2026
Der Vorsitzende des Wiener Motorensymposiums, Prof. Bernhard Geringer, resümiert, dass batterieelektrische Antriebe im Nutzfahrzeugbereich aktuell nur für Strecken bis 500 km und ausreichend Schnelllade-Möglichkeiten realistisch möglich sind. Der Bereich Sonderfahrzeuge sei besonders schwierig. Hier komme Wasserstoff mit Brennstoffzellenantrieb oder auch Verbrennungsmotoren mit synthetischen Kraftstoffen ins Spiel – vor allem bei Bau- und Landmaschinen: "Welche Vielfalt an Antriebslösungen die nächsten Jahre im Nutzfahrzeug- sowie PKW-Bereich, aber auch bei Sonderfahrzeugen, Zweirad, Fluggeräten und Schiffen bringen werden, erfahren Sie beim Internationalen Wiener Motorensymposium 2026." (red.)
https://wiener-motorensymposium.at/