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Diesel-Lastkraftwagen als aktueller Standard im Straßengüterverkehr

Erstellt am: 08.11.2023 | Stand des Wissens: 08.11.2023
Synthesebericht gehört zu:

Mit einem Anteil von circa 93 Prozent am deutschen Bestand der Lastkraftwagen (Lkw) im Jahr 2022 sind Diesel-betriebene Fahrzeuge nach wie vor die mit Abstand verbreitetste Antriebsform in Deutschland [KBA22i]. Europaweit waren im Jahr 2021 circa 96 Prozent der neu zugelassenen Fahrzeuge Diesel-betrieben [ACEA22]. Der Wirkungsgrad von Lkw-Dieselmotoren liegt derzeit bei bis zu 46 Prozent und damit beispielweise um circa 10 Prozent höher als bei Benzin- beziehungsweise Ottomotoren [Schr21]. In dem Bereich wird weiterhin geforscht, so stellte der Technologiekonzern Bosch im Jahr 2020 beispielsweise eine Weiterentwicklung des Dieselmotors mit einem Wirkungsgrad von bis zu 50 Prozent vor [Schä20b]. Anders als bei Personenkraftwagen existieren nur wenige benzingetriebene Lkw aufgrund des im Vergleich zum Dieselmotor deutlich kleineren Wirkungsgrades, der geringeren Langlebigkeit und Robustheit sowie des geringeren Energiegehalts. Diesel-Lkw sind daher wirtschaftlicher im Betrieb, da sie im Vergleich zum Benzinmotor ressourcen- und kosteneffizienter sind [Schr21]. Diesel-betriebene Lkw können für die Bewegung von hohen Nutzlasten Reichweiten von bis zu 3.000 Kilometern zurücklegen [eMo21]. Mit einer Gesamtanzahl von 14.459 Tankstellen im Jahr 2021 ist die benötigte Infrastruktur zum Betrieb von Diesel-Lkw deutschlandweit flächendeckend vorhanden [wfe]. Grundsätzlich lässt sich sagen, dass Dieseltreibstoff weltweit vorhanden und damit der Fernverkehr uneingeschränkt möglich ist.
Da es sich bei Diesel um einen fossilen Kraftstoff handelt, kommt es bei dessen Verbrennung zum Ausstoß von Kohlenstoffdioxid (CO2)-Emissionen. Die emittierten CO2-Emissionen unterscheiden sich je nach Nutzlast der Fahrzeuge. Im Durchschnitt wurden im Jahr 2023 67 Gramm CO2 pro Tonnenkilometer von Diesel-Lkw zwischen 3,5 und 40 Tonnen Nutzlast emittiert [BfK23]. Tonnenkilometer ist dabei die Einheit zur Beförderung eines Frachtgutes mit dem Gewicht von einer Tonne über einen Kilometer. Schwerere Lkws emittieren dabei pro Tonnenkilometer verhältnismäßig weniger CO2, der Durchschnittswert von Sattelzugmaschinen mit einem zulässigen Gesamtgewicht von 40 Tonnen liegt bei 52 Gramm CO2 pro Tonnenkilometer [UBA19w]. Dieser Wert liegt allerdings deutlich höher als bei anderen Transportmitteln, wie dem Binnenschiff (31 Gramm) oder der Gütereisenbahn (16 Gramm) [UBA21ab]. Neben dem fossilen Diesel wird auch regenerativer Biodiesel in nennenswertem Umfang genutzt, wobei der maximale Volumenanteil, also der Beimischungsgrad, auf 7 Prozent in Dieselkraftstoffen beschränkt ist [BASt14a] und darüber hinaus ökologische Einsparpotenziale aufgrund des Herstellungsverfahrens kontrovers diskutiert werden [Gre23].
Zur Betrachtung der Wirtschaftlichkeit im Rahmen einer Total Cost of Ownership (TCO), einer Berechnung der Gesamtbetriebskosten, muss nach den Größenklassen beziehungsweise der Nutzlast der Lkw unterschieden werden. Das Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (ifeu) gibt für Diesel-Lkw mit einem zulässigen Gesamtgewicht von weniger als 12 Tonnen einen Wert von ungefähr 1,20 Euro pro Tonnenkilometer über den kompletten Lebenszyklus an. Für Diesel-Lkw mit einem zulässigen Gesamtgewicht von 12 bis 26 Tonnen, sowie für Fahrzeuge mit einem zulässigen Gesamtgewicht von über 26 Tonnen, gibt die Studie einen Wert von ungefähr 1,30 Euro pro Tonnenkilometer an [Jöh22].
Alternative Antriebe im Straßengüterverkehr müssen sich im Vergleich zu Dieselfahrzeugen als wirtschaftlich und ökologisch sinnvolle Technologie beweisen. Dabei muss zum einen die Kostenparität gesichert sein, damit Unternehmen die Technologie unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten annehmen. Zum anderen muss die alternative Antriebtechnologie im direkten Vergleich zum Diesel-Lkw Einsparpotenziale im Bereich der emittierten Treibhausgase bieten, damit der Straßengüterverkehr nachhaltig dekarbonisiert wird.
Ansprechperson
Technische Universität Hamburg, Institut für Verkehrsplanung und Logistik, Prof. Dr.-Ing. H. Flämig
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Alternative Antriebe als Klimaschutzmaßnahme im Straßengüterverkehr (Stand des Wissens: 20.11.2023)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?577534
Literatur
[ACEA22] Association des Constructeurs Européens d'Automobiles (ACEA) (Hrsg.) Fuel types of new trucks, 2022/03/08
[BASt14a] Bundesanstalt für Straßenwesen (Hrsg.) Biokraftstoffe: Fahrzeugtechnische Voraussetzungen und Emissionen, veröffentlicht in Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen - Fahrzeugtechnik, Ausgabe/Auflage F 94, Fachverlag NW in der Carl Schünemann Verlag GmbH, Bremen, 2014/05, ISBN/ISSN 978-3-95606-086-1
[BfK23] österreichisches Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (Hrsg.) Emissionskennzahlen , 2023/07
[eMo21] Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg (ZSW), AVL List GmbH (AVL) Systemvergleich zwischen Wasserstoffverbrennungsmotor und Brennstoffzelle
im schweren Nutzfahrzeug
, 2021/07
[Gre23] Greenpeace Deutschland e. V. (Hrsg.) Biosprit ist umweltpolitischer Unfug, 2023/01/25
[Jöh22] Jöhrens, Julius, Allekotte, Michel, Heining, Florian, Helms, Hinrich, Räder, Dominik, Köllermeier, Nadine, Waßmuth, Volker Vergleichende Analyse der Potentiale von Antriebstechnologien für Lkw im Zeithorizont 2030
, 2022/01
[KBA22i] Kraftfahrt-Bundesamt (Hrsg.) Fahrzeugzulassungen, 2022/01/01
[Schä20b] Schäfer, Patrick Lkw Dieselmotor von Weichai mit Wirkungsgrad von 50 Prozent, 2020/09/17
[Schr21] Schrank, Dipl.-Ing. Michael , Langer, Vivien , Jacobsen, Benjamin Wasserstoffverbrennungsmotor als alternativer Antrieb, 2021/03/02
[UBA19w] Umweltbundesamt (Hrsg.) Wie energieeffizient ist ein Schiff?, 2019/09/06
[UBA21ab] Öko-Institut e.V. Institut für angewandte Ökologie Mobilität in die Zukunft steuern: Gerecht, individuell und nachhaltig, 2021, ISBN/ISSN 1862-4804
[wfe] Wirtschaftsverband Fuels und Energie e.V. (en2x) (Hrsg.) Entwicklung des Tankstellenbestandes ab 1950 in Deutschland, 2023
Glossar
Lkw Lastkraftwagen (Lkw) sind Kraftfahrzeuge, die laut Richtlinie 1997/27/EG überwiegend oder sogar ausschließlich für die Beförderung von Gütern und Waren bestimmt sind. Oftmals handelt es sich dabei um Fahrzeuge mit einer zulässigen Gesamtmasse zwischen 3,5 und 12 Tonnen. In Einzelfällen kann die zulässige Gesamtmasse diese Werte jedoch auch unter- beziehungsweise überschreiten, sofern das Kriterium der Güterbeförderung gegeben ist. Lastkraftwagen können auch einen Anhänger ziehen.
Treibhausgase Diese in der Atmosphäre sich befindlichen Gase verhindern, dass langwellige Infrarotstrahlung auf direktem Weg von der Erdoberfläche ins Weltall gelangt. Sie verhalten sich wie Glasscheiben eines Treibhauses und heizen die Atmosphäre auf. Natürliche Treibhausgase:
  • Wasserdampf
  • Kohlendioxid
  • Ozon
  • Methan
  • Stickoxid
Vom Menschen gemachte Treibhausgase:
  • FKW
  • HFKW
  • FCKW
  • SF6
tkm tkm = Tonnenkilometer Die Einheit Tonnenkilometer [tkm] beschreibt die im Rahmen einer Güterbeförderung erbrachte Verkehrsarbeit. Diese definiert sich als Produkt der Gütermenge (Summe der beförderten Güter in Tonnen) und der von dieser dabei zurückgelegten Wegstrecke in km. Verkehrsarbeit [tkm] = Gütermenge [t] * Wegstrecke [km]
Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad gibt an, welcher Anteil der zugeführten Energie bei einer Umwandlung in die gewünschte Energieform umgewandelt wird, und beschreibt damit die Effizienz beispielsweise einer technischen Anlage.
ifeu Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH Wilckensstraße 3, D-69120 Heidelberg, Deutschland Fon: +49 (0) 6221 / 47 67 -0, Fax: +49 (0) 6221 / 47 67 -19 E-Mail: ifeu@ifeu.de

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?576478

Gedruckt am Samstag, 21. September 2024 19:57:02