Daimler Truck mit Strategie für Elektrifizierung und Brennstoffzellen

Der Lkw-Hersteller Daimler Truck hat heute seine Technologiestrategie präsentiert. Die Brennstoffzellen-Lkw Mercedes-Benz GenH2 Truck und der batterieelektrische Lkw Mercedes-Benz eActros wurden als Konzeptfahrzeuge vorgestellt. Die weltweite Plattformarchitektur ePowertrain bietet Synergie- und Skaleneffekte.

(Stuttgart/Berlin) Der Lkw-Hersteller Daimler Trucks hat heute seine Technologiestrategie für die Elektrifizierung seiner Fahrzeuge vom urbanen Verteiler- bis hin zum internationalen Fernverkehr präsentiert – und damit sein Bekenntnis zu den Zielen des Pariser Klimaschutz-Übereinkommens bekräftigt. Im Fokus der Veranstaltung stand die Technologie für wasserstoffbasierte Brennstoffzellen-Lkw für das Fernverkehrssegment. Den Anfang in Sachen Brennstoffzellenantrieb macht der Mercedes-Benz GenH2 Truck, der heute seine Weltpremiere als Konzeptfahrzeug feierte. Mit dem GenH2 Truck zeigt Daimler Trucks erstmals, welche konkreten Technologien der Hersteller mit voller Kraft vorantreibt, damit schwere Brennstoffzellen-Lkw flexible und anspruchsvolle Fernverkehrseinsätze mit Reichweiten von bis zu 1.000 Kilometer und mehr mit einer Tankfüllung fahren können. Daimler Trucks plant den Beginn der Kundenerprobung des GenH2 Truck für das Jahr 2023, der Serienstart soll in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts folgen. Die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs soll dabei dank des Einsatzes von flüssigem anstatt gasförmigem Wasserstoff aufgrund der deutlich höheren Energiedichte gleichauf mit der eines vergleichbaren konventionellen Diesel-Lkw liegen.

Daimler Trucks hat heute zusätzlich zum ersten Mal einen Ausblick auf einen rein batterie­elektrisch angetriebenen Fernverkehrs-Lkw gegeben: den Mercedes-Benz eActros LongHaul. Er soll regelmäßige Fahrten auf planbaren Routen energieeffizient abdecken. Daimler Trucks plant die Serienreife des eActros LongHaul für das Jahr 2024. Seine Reichweite mit einer Batterieaufladung wird bei etwa 500 Kilometer liegen. Mit dem bereits im Jahr 2018 vorgestellten Mercedes-Benz eActros für den Verteilerverkehr, der seither von Kunden intensiv im Transportalltag getestet wird, bringt Daimler Trucks darüber hinaus ab dem kommenden Jahr einen rein batterieelektrischen schweren Lkw in Serie. Die Reichweite des Serien-eActros mit einer Batterieaufladung wird, die des Prototyps von rund 200 Kilometer deutlich übertreffen.

Bis 2022 Portofolio an Serienfahrzeugen

Daimler Trucks verfolgt ähnliche Fahrzeug- und Zeitpläne wie für Europa auch für die Märkte Nordamerika und Japan. Bis zum Jahr 2022 soll das Portfolio von Daimler Trucks in den Hauptabsatzregionen Europa, USA und Japan Serienfahrzeuge mit batterieelektrischem Antrieb umfassen. Das Unternehmen hat überdies die Ambition, bis zum Jahr 2039 in Europa, Japan und Nordamerika nur noch Neufahrzeuge anzubieten, die im Fahrbetrieb („tank-to-wheel“) CO₂-neutral sind.

Der sogenannte ePowertrain wird als neue weltweite modulare Plattformarchitektur die technologische Grundlage aller mittelschweren und schweren lokal CO₂-neutralen, vollelektrischen Serien-Lkw von Daimler Trucks sein – ob rein batterieelektrisch angetrieben oder per wasserstoffbasierter Brennstoffzelle. Er wird sich durch hohe Leistung, Effizienz und Langlebigkeit auszeichnen. Durch ihn plant Daimler Trucks über alle entsprechenden Fahrzeuge und Märkte hinweg Synergie- und Skaleneffekte zu erzielen.

Martin Daum, Vorsitzender des Vorstands der Daimler Truck AG und Mitglied des Vorstands der Daimler AG, und Sven Ennerst, Vorstandsmitglied der Daimler Truck AG, verantwortlich für Entwicklung, Einkauf und Region China, haben die Technologiestrategie in der STATION-Berlin vorgestellt. Zu den Rednern zählte auch Andreas Scheuer, Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur.

Echte lokal CO₂-neutrale Alternativen für Lkw-Kunden

Martin Daum: „Wir verfolgen konsequent unsere Vision eines CO₂-neutralen Transports. Dabei konzentrieren wir uns auf die wirklich lokal CO₂-neutralen Technologien Batterie und wasser­stoffbasierte Brennstoffzelle, die auch auf lange Sicht das Potenzial bieten, sich am Markt durchzusetzen. Mit dieser Kombination können wir unseren Kunden je nach Anwendungsfall die besten Fahrzeug-Optionen anbieten. Je leichter die Ladung und je kürzer die Distanz, desto eher wird die Batterie zum Einsatz kommen. Je schwerer die Ladung und je länger die Distanz, desto eher wird die Brennstoffzelle das Mittel der Wahl sein.“

„Unsere Kunden treffen rationale Kaufentscheidungen und wollen bei Alltagstauglichkeit, Tonnage und Reichweite ihrer Lkw keine Kompromisse eingehen. Mit unseren alternativen Antriebskonzepten von Mercedes-Benz, dem GenH2 Truck, dem eActros LongHaul sowie dem eActros, unseren Elektro-Lkw der Marken Freightliner und FUSO haben wir die Kunden­anforderungen klar im Blick – und schaffen für sie echte lokal CO₂-neutrale Alternativen. Wir haben nun die zentralen technologischen Spezifikationen unserer E-Lkw dargelegt, sodass die Anforderungen allen Beteiligten frühzeitig bekannt sind. Jetzt liegt es an der Politik sowie weiteren Akteuren und der Gesellschaft insgesamt, die richtigen Rahmenbedingungen auf den Weg zu bringen. Um CO₂-neutrale vollelektrische Fahrzeuge wettbewerbsfähig zu machen, bedarf es regulatorischer und staatlicher Steuerungsmaßnahmen einschließlich der nötigen Infrastruktur für das Laden von Ökostrom sowie für die Erzeugung, Speicherung und den Transport von grünem, flüssigem Wasserstoff“, so Daum weiter.

Bundesminister Andreas Scheuer: „Wir brauchen CO₂-freie Lkw auf unseren Straßen. Dazu gehört der Wasserstoff-Brennstoffzellen-Lkw. In Wasserstoff steckt ein Riesen-Potenzial für den Schutz unserer Umwelt und eine starke Wirtschaft. Deshalb fördern wir schon seit über zehn Jahren Wasserstoff im Verkehr – aktuell zum Beispiel das heute präsentierte Konzeptfahrzeug. Auch in Zukunft unterstützen wir kräftig die Entwicklung klimafreundlicher Antriebe und Innovationen in und für Deutschland. Dafür wollen wir unter anderem die Fahrzeugförderung noch deutlich ausweiten.“

Kennzahlen des GenH2 Truck an konventionellen Fernverkehrs-Lkw orientiert

Die Entwickler von Daimler Trucks haben dem GenH2 Truck die Eigenschaften des konventionellen Mercedes-Benz Actros Fernverkehrs-Lkw hinsichtlich Zugkraft, Reichweite und Leistungsfähigkeit zugrunde gelegt. So soll der GenH2 Truck in seiner Serienvariante bei 40 Tonnen Gesamtgewicht eine Zuladung von 25 Tonnen bieten. Zwei spezielle Flüssig­wasserstofftanks sowie ein besonders leistungsfähiges Brennstoffzellensystem werden diese hohe Zuladung und die große Reichweite ermöglichen. Sie bilden daher das Herzstück des Konzepts des GenH2 Truck.

Für die Entwicklung der Flüssigwasserstofftanks können die Daimler-Experten auf vorhandene Expertise zurückgreifen, zudem arbeiten sie eng mit einem Partner zusammen. In Bezug auf die Brennstoffzelle profitiert der Hersteller sowohl in Sachen Technologie als auch hinsichtlich der Fertigungsverfahren und -prozesse von der jahrzehntelangen Erfahrung seiner Experten. Dies stellt einen enormen Vorteil dar. Die Daimler Truck AG hat erst im April dieses Jahres gemeinsam mit der Volvo Group eine vorläufige, nicht bindende Vereinbarung zur Gründung eines neuen Joint Ventures zur serienreifen Entwicklung, Produktion und Vermarktung von Brennstoffzellensystemen für den Einsatz in schweren Nutzfahrzeugen und anderen Anwendungsfeldern geschlossen. Die Bündelung der Kräfte soll die Entwicklungskosten für beide Unternehmen senken und die Markteinführung der Brennstoffzellensysteme beschleunigen. Das Joint Venture soll auf die Expertise der Daimler Truck AG und der Volvo Group zurückgreifen. Um das Joint Venture mit der Volvo Group zu ermöglichen, hat die Daimler Truck AG alle konzernweiten Brennstoffzellen-Aktivitäten in der neu gegründeten Tochtergesellschaft Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG zusammengeführt.

Flüssigwasserstoff ermöglicht Einsätze mit hohem Energiedurchsatz

Daimler Trucks präferiert flüssigen Wasserstoff (LH2), da der Energieträger in diesem Aggregatzustand im Gegensatz zu gasförmigem Wasserstoff eine deutlich höhere Energie­dichte in Bezug auf das Volumen aufweist. Dadurch kommt ein mit Flüssigwasserstoff betankter Brennstoffzellen-Lkw mit wesentlich kleineren und aufgrund des geringeren Drucks auch erheblich leichteren Tanks aus. Dies lässt einen größeren Laderaum und ein höheres Zuladungsgewicht der Lkw zu. Gleichzeitig kann mehr Wasserstoff getankt werden, was die Reichweite deutlich vergrößert. Somit eignet sich der Serien-GenH2 Truck wie entsprechende konventionelle Diesel-Lkw für schwer planbare, mehrtägige Fernverkehrs-Transporte, bei denen der tägliche Energiedurchsatz hoch ist.

Daimler Trucks treibt derzeit die Entwicklung der erforderlichen Tanksystem-Technologien voran, um Flüssigwasserstoff auch für den mobilen Gebrauch als Energieträger für Brennstoff­zellen-Serien-Lkw nutzbar zu machen. In der stationären Anwendung, beispielsweise in der Industrie oder in Wasserstofftankstellen, ist die Speicherung von tiefkaltem Flüssigwasser­stoff bei -253 Grad Celsius bereits gängige Praxis. Dies gilt auch für den Transport von flüssigem Wasserstoff als Ladung.

Zusammenspiel von Batterie- und Brennstoffzellensystem

Die beiden für die Serienversion des GenH2 Truck vorgesehenen Flüssigwasserstoff-Edelstahltanks werden sich mit 80 kg (je 40 kg) Fassungsvermögen durch eine besonders hohe Speicherkapazität für das Zurücklegen weiter Distanzen auszeichnen. Das Edelstahl-Tanksystem besteht aus zwei ineinander liegenden Röhren, die miteinander verbunden und vakuumisoliert sind. Das Brennstoffzellensystem soll in der Serienvariante des GenH2 Truck 2 x 150 kW liefern, die Batterie zusätzlich zeitlich begrenzt bis zu 400 kW. Das Speicher­vermögen der Batterie ist mit 70 kWh relativ gering, da die Batterie nicht für den Energie­bedarf, sondern hauptsächlich zur situativen Leistungsunterstützung der Brennstoffzelle hinzugeschaltet werden soll: beispielsweise bei Lastspitzen während der Beschleunigung oder bei voll beladenen Bergauffahrten. Gleichzeitig wird durch die relativ leichte Batterie mehr Zuladung ermöglicht. Sie soll im Serienfahrzeug durch Brems- und überschüssige Brennstoff­zellenenergie aufgeladen werden. Ein Kernelement der ausgeklügelten Betriebsstrategie von Brennstoffzellen- und Batteriesystem ist ein Kühl- und Heizsystem, das alle Komponenten auf idealer Betriebstemperatur hält und somit eine möglichst hohe Langlebigkeit ermöglicht. Die beiden Elektromotoren sind in einer Vorserienversion auf insgesamt 2 x 230 kW Dauer- und 2 x 330 kW Maximalleistung ausgelegt. Das Drehmoment liegt bei 2 x 1577 Nm bzw. 2 x 2071 Nm.

Mercedes-Benz eActros LongHaul bietet je nach Einsatzszenario Vorteile

Der batterieelektrische Fernverkehrs-Lkw Mercedes-Benz eActros LongHaul wird in derselben Fahrzeugklasse wie der GenH2 Truck unterwegs sein. Seine Eigenschaften werden in weiten Teilen gleichauf mit denen der Serienvariante des GenH2 Truck bzw. eines konventionellen Diesel-Lkw liegen. Der im Vergleich geringeren Reichweite des eActros LongHaul mit einer Aufladung steht dabei eine hohe Energieeffizienz gegenüber: Batterieelektrische Antriebe weisen den höchsten Wirkungsgrad unter den alternativen Antrieben auf. Dies bietet Transportunternehmen in den für den eActros LongHaul vorgesehenen Einsatzszenarien aufgrund niedriger Energiekosten signifikante Vorteile. Ein großer Teil der Fernverkehrs­anwendungen in der Betriebspraxis von Transporteuren erfordert allein aufgrund der Strecke ohnehin keine größere Reichweite als die etwa 500 km, die der eActros LongHaul mit einer Aufladung ermöglichen wird. Zusätzlich beschränken gesetzliche Vorgaben bei den Lenk­zeiten von Lkw-Fahrern je nach Fall die Notwendigkeit größerer Reichweiten. So müssen beispielsweise Lkw-Fahrer in der EU nach spätestens 4,5 Stunden Lenkzeit mindestens 45 Minuten Pause einlegen. In dieser Zeit kann dank hochmoderner Ladetechnik ein großer Teil der Energie für die Weiterfahrt nachgeladen werden. Im regelmäßigen Einsatz auf planbaren Routen und bei entsprechenden Entfernungen und Lademöglichkeiten wird der eActros LongHaul somit die richtige Wahl für Transportunternehmen sein.

Lade-Infrastruktur für eActros LongHaul in vergleichsweise kürzerer Zeit verfügbar

Der eActros LongHaul wird mit seinem Marktstart ab Mitte des Jahrzehnts bereits einige Zeit vor dem GenH2 Truck verfügbar sein. Auch die nötige Infrastruktur kann in kürzerer Zeit – und bei vergleichsweise niedrigen Kosten – von den Transportunternehmen selbst für das Laden auf ihren Betriebshöfen aufgebaut werden. Dieses sogenannte Depot-Laden stellt für den Einsatz des eActros LongHaul den wichtigsten Schritt dar. Damit können erste Anwendungsfelder bereits abgedeckt werden. Zusätzlich stellt das Gelegenheitsladen zum Vergrößern der Reichweite, beispielsweise bei der Ab- oder Beladestelle, an der der Elektro-Lkw ohnehin einen Halt einlegt, eine zentrale weitere Komponente dar. In Zukunft wird auch das Laden an öffentlich zugänglichen Stationen entlang zentraler Verkehrsachsen eine immer wichtigere Säule werden – eine flächendeckende Ladeinfrastruktur maximiert den Aktions­radius batterieelektrischer Lkw. Weiter zur Wettbewerbsfähigkeit batterieelektrischer Lkw beitragen werden zudem neue langlebigere Batterien, welche die Gesamtbetriebskosten über den Lebenszyklus des Fahrzeugs senken werden.

Mercedes-Benz eActros wird in umfassendes Beratungsangebot integriert

Auf der IAA 2016 präsentierte Daimler Trucks als weltweit erster Hersteller einen schweren Elektro-Lkw. Anfang 2018 feierte der Hersteller die Weltpremiere des rundum weiterentwickelten Mercedes-Benz eActros, und seit Herbst 2018 laufen intensive Praxistests bei Kunden. Die Erkenntnisse aus der Kundenerprobung fließen seither direkt in die Weiterentwicklung des Prototyps hin zum Serienfahrzeug ein. Sie zeigen bislang: Der rein batterieelektrisch angetriebene eActros ist hervorragend für einen nachhaltigen schweren Verteilerverkehr geeignet. Er steht einem konventionellen Diesel-Lkw in Sachen Verfügbarkeit und Leistungserbringung in nichts nach. Der Serien-eActros wird dem bisherigen Prototyp in einigen Punkten – wie beispielsweise der Reichweite, der Antriebsleistung und der Sicherheit – jedoch deutlich überlegen sein. Auch hinsichtlich der Nutzlast wird der Serien-eActros mit einem konventionellen Actros ebenfalls auf Augenhöhe sein. Der eActros wird als Zwei- und Dreiachser auf den Markt kommen. Daimler Trucks wird das Fahrzeug in ein ganzheitliches Ökosystem einbetten, das auch Beratungsangebote rund um E-Mobilität umfasst. Dazu zählen Routenanalysen, Überprüfung möglicher Subventionen, Unterstützung bei der operativen Flottenintegration und die Erarbeitung passender Ladeinfrastrukturlösungen.

Daimler Trucks & Buses: umfassende praxisbezogene E-Expertise

Erste Praxiseinsätze des dieses Jahr von Daimler Trucks angekündigten Niederflur-Lkw Mercedes-Benz eEconic, der auf dem eActros basiert, sind für kommendes Jahr geplant. Der Start der Serienfertigung ist für das Jahr 2022 angedacht. Der eEconic wird überwiegend als Abfallsammelfahrzeug im urbanen Einsatz in der Entsorgungswirtschaft unterwegs sein. Dieses Anwendungsgebiet eignet sich aufgrund seiner vergleichsweise kurzen und fest eingeplanten Routen von bis zu rund 100 km und einem sehr hohen Stop-and-go-Anteil sehr gut für den Einsatz batterieelektrischer Lkw. In den USA absolvieren derzeit der mittelschwere Freightliner eM2 und der schwere Freightliner eCascadia ebenfalls Praxistests bei Kunden. Sie werden in der Serie voraussichtlich über eine Reichweite von rund 370 km (eM2) bzw. bis zu 400 km (eCascadia) verfügen. Der geplante Start der Serienproduktion des eCascadia ist Mitte 2022 und der des Freightliner eM2 ist Ende 2022. Im Rahmen einer Kleinserie befinden sich mehr als 170 leichte Lkw vom Typ FUSO eCanter im Einsatz bei zahlreichen Kunden in Japan, den USA und Europa; die ersten Kundenübergaben fanden bereits im Jahr 2017 statt. Der eCanter bietet eine Reichweite von 100 km. Bei Daimler Buses ist der Mercedes-Benz eCitaro seit Herbst 2018 in Serienproduktion. Ab 2022 folgt die Variante mit Brennstoffzelle als Range Extender. Mit nahezu 400 Fahrzeugen in Kundenhand hat Daimler Trucks & Buses eine umfassende, praxisbezogene E-Expertise gewonnen – und kann insgesamt deutlich über sieben Millionen mit batterieelektrischen Lkw und Bussen weltweit in Test und Serie von Kunden gefahrene Kilometer vorweisen.

Modularer ePowertrain für unterschiedliche Märkte und Segmente

Daimler Trucks setzt im Rahmen seiner globalen Plattformstrategie mit dem ePowertrain auch für vollelektrische Lkw auf eine weltweit einheitliche Basisarchitektur. Technologisches Herzstück ist in einem ersten Schritt der integrierte elektrische Antrieb, der sogenannte eDrive. Dieser kommt in Form eines sogenannten eCarrier-Konzepts, d. h. einer eAchse mit einem oder zwei integrierten E-Motoren samt Getriebe, zum Einsatz. Der eDrive – eine Eigenentwicklung der Daimler-Experten – bietet im Vergleich zu Konzepten mit einem Zentralmotor zahlreiche Vorteile. So ermöglicht die kompaktere Bauweise einen größeren Bauraum für eine höhere installierbare Batteriekapazität, was sich positiv auf die Reichweite auswirkt. Die hohe Batteriekapazität gewährleistet auch eine hohe Leistungsübertragung an die eAchse und erlaubt so eine kontinuierliche Leistungsentfaltung. Auch das Rekupera­tionspotential steigt aufgrund der Kombination einer großen Batterie mit sehr leistungs­starken E-Motoren. Der eDrive soll weltweit Eingang in verschiedene Fahrzeuge bei Daimler Trucks im mittelschweren und schweren Segment finden – ob mit rein batterieelektrischem oder wasserstoffbasiertem Brennstoffzellenantrieb. Der eDrive ist als Antriebsfamilie konzipiert, die sich aus unterschiedlichen Varianten zusammensetzt. Eine erste davon feiert ihre Premiere in der Serienversion des Mercedes-Benz eActros. Innerhalb eines Baukasten­systems kann der eDrive je nach Markt, Segment und Fahrzeugtyp maßgeschneidert werden.

Das globale Konzept des modularen ePowertrain ermöglicht somit Synergieeffekte in Bezug auf Technologieentwicklung für unterschiedliche Märkte und Segmente und Skaleneffekte durch die einheitlichen Komponenten hinsichtlich der Stückzahlen. Dies bietet wiederum wettbewerbsfähige Kosten, die an die Kunden weitergegeben werden können. Darüber hinaus soll eine hohe Übernahmequote von Komponenten aus dem konventionellen Powertrain zu wettbewerbsfähigen Entwicklungs- und Produktionskosten beitragen.

Beratungsansatz von Daimler Trucks bildet neue Komplexität bei Antrieben ab

Lkw-Kunden werden in den nächsten Jahren vor der Herausforderung stehen, die für sie optimalste Antriebstechnologie zu wählen – je nach Branche, Segment und konkreter Anwendung. Ziel der Berater von Daimler Trucks ist, dieser schrittweise zunehmenden Komplexität zu jeweils gegebener Zeit mit maßgeschneiderten Angeboten zu begegnen. Dabei begleiten sie die Kunden bei jedem Schritt und erarbeiten gemeinsam passende Lösungen für den Einstieg in die E-Mobilität. Kern des Beratungsansatzes von Daimler Trucks rund um die Elektrifizierung von Lkw-Flotten ist, dass die Aspekte Fahrzeugreich­weite und Ladeinfrastruktur als Einheit behandelt werden. So befassen sich die Experten von Daimler Trucks auch im Detail damit, wie die Ladeinfrastruktur und die Ladevorgänge an sich optimiert werden können.

Daimler Trucks verfolgt mit seinem Ansatz des Elektromobilitäts-Ökosystems insgesamt einen ganzheitlichen und globalen Weg, bei dem die individuellen Kundenbedürfnisse im Mittelpunkt stehen. Der Hersteller kooperiert mit spezialisierten Partnern aller relevanten Branchen, um Kunden Zugang zu den benötigten Bausteinen zu bieten. Anfang des Jahres hat Daimler Trucks als zusätzlichen Schritt eine weltweite Initiative für den Aufbau von Ladeinfrastruktur für batterieelektrische Lkw gestartet. Daimler Trucks bringt im Rahmen der „eTruck Charging Initiative“ die Hauptakteure – E-Lkw-Kunden, Stromnetzbetreiber, Energieversorger sowie Lade-Hardwarehersteller und Lade-Softwareanbieter – zusammen und treibt damit gemeinsame Infrastruktur-Lösungen für E-Lkw-Kunden innerhalb des Netzwerks voran.

Foto: © Daimler Trucks / Bildlegende: Daimler Trucks gibt zum ersten Mal einen Ausblick auf seinen rein batterieelektrisch angetriebenen Fernverkehrs-Lkw: den Mercedes-Benz eActros LongHaul. Er soll ab Mitte des Jahrzehnts regelmäßige Fahrten auf planbaren Routen energieeffizient abdecken. Seine Reichweite mit einer Batterieaufladung wird bei etwa 500 Kilometer liegen.

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