Worauf kommt es an?

Elektromobilität bei leichten Baufahrzeugen

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MAN Kommunaltechnik
MAN eTGE als Kastenwagen mit Hochdach. Foto: MAN Truck & Bus SE

Der städtische Baustellenverkehr befindet sich in einem Wandel. Nicht nur die Energiewende und die Digitalisierung sorgen für steigende Anforderungen an Bauprojekte, an Transporte sowie an den Einsatz von Maschinen und Baufahrzeugen. Wo die Messe "bauma 2019" noch einen Ausblick gab, welche alternativen Antriebskonzepte bei Baumaschinen und -Fahrzeugen möglich sind, befinden sich einige davon schon seit längerem in der Serienproduktion. Es gibt einen klaren politischen Willen zur Reduktion des Treibhausgases CO2 und zur Einführung der Elektromobilität im Nutzfahrzeugbereich.

Somit sind Hybrid- oder vollelektrische Fahrzeuge eine praxistaugliche Alternative im Fuhrpark geworden. Im Elektrofahrzeug-Markt ist eine große Vielfalt an Fahrzeuglösungen und -Anbietern entstanden. Dieser Trend bestätigt, dass die Elektromobilität eine tragfähige kommerzielle Lösung für Bauunternehmer, Fuhrparkbetreiber und Handwerker geworden ist. Sie ermöglicht nicht zuletzt einen umweltfreundlichen, sauberen und leiseren Baustellverkehr. Aus der Sicht der Fahrzeughersteller, fallen in das Marktsegment der leichten Baufahrzeuge, unter anderem die Kastenwagen auf Pkw-Basis, wie beispielsweise der VW Caddy oder die Transporter/Vans, als Ford Transit, VW T6.1 oder Fiat Ducato.

Die Transporter können ein zulässiges Gesamtgewicht von bis zu 3,5 t haben und dürfen mit der EU-Führerscheinklasse B gefahren werden. Die Bandbreite der Nutzlast erstreckt sich von 0,5 bis 1,75 t. In der Praxis sind die Hochdach-Kastenwagen oder Transporter mit Kippbrücke sehr beliebt. Diese leichten Baufahrzeuge profitieren von technischen Elektrolösungen, die aus dem Pkw-Bereich abgeleitet sind. Die Kombination "Transporter und Elektromobilität", bringt für den Fuhrparkbetreiber aber ein paar Besonderheiten mit sich. Ob bei der Anschaffung oder im täglichen Betrieb, es ergeben sich einige Fragestellungen, die im Vorfeld geklärt werden sollten.

Worauf kommt es also bei der Elektromobilität im Baustellenverkehr an? Ein Vergleich mit Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, ist nur bei einer ganzheitlichen Betrachtung sinnvoll - egal, ob aus Unternehmersicht oder aus Sicht des Fahrpersonals. Der folgende Beitrag fokussiert sich auf sechs zentrale Fragesellungen rund um die Praxistauglichkeit von vollelektrischen Transportern. Dabei werden weitverbreitete Argumente, die aus dem Pkw-Bereich bereits bekannt sind, aufgegriffen.

1. Wie sieht die Alltagstauglichkeit aus?

"Die bekannte Diesel-Technologie ist unersetzbar", ist häufig die Auffassung von Fuhrparkbetreibern. Dieses Argument stimmt so nicht mehr: Im Handling, Fahr- und Bedienkomfort haben vollelektrische Transporter keine Nachteile mehr. Diese Elektrofahrzeuge unterscheiden sich äußerlich kaum von den aktuellen Serienfahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Jedoch gibt es zwei wesentliche Unterschiede: Zum einen kostet der Einsatz von Batterien Gewicht. Das heißt, ein Verlust an Nutzlast oder Laderaum ist zu beachten.

Dagegen sind viele wartungsintensive Teile, wie beispielsweise die Motorkühlung des Verbrennungsmotors, beim Elektroantrieb nicht mehr notwendig. Auch Verschleißteile, wie zum Beispiel Öl- oder Kraftstofffilter, die Abgasreinigung oder die Kupplung fallen ebenfalls weg. Der Elektromotor ohne Schleifkontakte ist nahezu wartungsfrei. Dort gibt es nur ein rotierendes Teil, dass keine Auf- und Abwärtsbewegungen in eine Drehbewegung umwandeln muss.

Auch die Motorsteuerung ist deutlich einfacher. Der Aufbau des Motors aus wenigen und deutlich geringer beanspruchten Bauteilen, macht den Elektromotor besonders robust und zuverlässig. Das volle Drehmoment steht unmittelbar beim Anfahren zur Verfügung und sorgt für maximale Beschleunigung und Zugkraft. Eine maximale Leistung von 136 PS (100 kW) und ein maximales Drehmoment von 290 Nm, stellt beispielsweise der Elektromotor beim MAN eTGE, der Transporter-Baureihe aus dem Hause MAN, zur Verfügung. Die Fahrzeugvariante als geschlossener Kastenwagen mit einem Hochdach, bietet bis zu 11 m³ Ladevolumen (ohne weitere Einbußen) und bis zu 1,75 t Nutzlast.

Zum Technikkonzept bei Elektrofahrzeugen gehört neben dem Elektromotor, auch die Batterie-Technologie. Die Lebensdauer einer Hochvoltbatterie hängt nicht zuletzt von deren Pflege und von deren Ladezyklen ab. Der MAN eTGE und sein Konzernbruder, der Volkswagen e-Crafter, weisen eine Batteriekapazität von 36 kWh aus. Insgesamt ist das Fahrzeug mit 27 Batteriemodulen bestückt, die ein Gewicht von über 300 kg mit sich bringen. Je nach Einsatzprofil kann es unterschiedliche Lademöglichkeiten geben: Entweder über Wechselstrom (AC), wahlweise per Kabel, über eine Schuko- oder CEE-Steckdose, beziehungsweise über eine Wallbox.

Den Gleichstrom (DC) gibt es an öffentlichen Ladestationen. Das Laden mit Wechselstrom an einer Wallbox, mit bis zu 7,2 kW Ladeleistung, kann bis zu 5,5 Stunden in Anspruch nehmen. Schneller geht es dabei mit Gleichstrom und einer Ladeleistung von 40 kW. In nur 45 Minuten sind circa 80 Prozent der Batteriekapazität geladen. Das Lademanagement ist auch mit einem Risiko behaftet. Tritt ein Defekt ein, ist die Frage, ob einzelne Zellmodule ausgetauscht werden können, oder ob die ganze Batterie getauscht werden muss. Denn im Laufe der Betriebszeit, lässt die Batteriekapazität nach. So schützt ein gutes Thermomanagement vor schneller Alterung.

Die Fahrzeughersteller reduzieren dieses Risiko durch Servicekonzepte, die unter anderem Batterien zur Miete beinhalten. Neben der Fahrzeugtechnik ist vor allem für die Fuhrparkverantwortlichen wichtig zu wissen, dass bei Elektrofahrzeugen ein zusätzlicher Aufwand in Form von Personalschulungen, im Bereich Hochvolt entsteht.

Für Deutschland müssen die berufsgenossenschaftlichen Vorgaben der DGUV, Information 209-093 berücksichtigt werden. Dies gilt auch für Service-Mitarbeiter in Werkstätten, die Hochvolt-Komponenten, Fahrzeugteile und -Funktionen überprüfen. Dies bedeutet, dass Elektrofahrzeuge nur in spezialisierten Werkstätten gewartet werden können.

Eine Alltagstauglichkeit ist trotz der technischen Besonderheiten gegeben, da nach Auffassung der Fahrzeughersteller, mit einem vollelektrischen Transporter, bis zu 70 Prozent aller potenziellen Anwendungen abgedeckt werden können. Ein wesentlicher Vorteil wird zukünftig sein, dass Elektrofahrzeuge im innerstädtischen Baustellenverkehr, mit keinen Fahrverboten oder Mautgebühren konfrontiert werden.

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MAN eTGE mit digitalem Fahrerarbeitsplatz. Foto: MAN Truck & Bus SE

2. Wie sieht es mit der Reichweite aus?

"Diese ist immer noch viel zu gering", ist meist das Gegenargument für die Elektromobilität. Dabei kommt es auf das Einsatzprofil an. Zum einen benötigen Elektrofahrzeuge im Betrieb eine Ladeinfrastruktur und zum anderen hängt die Reichweite oder die Einsatzdauer im Wesentlichen von der Batteriekapazität ab.

Mehr Batterien an Bord eines Fahrzeuges, ermöglichen größere Reichweiten, beziehungsweise längere Einsatzzeiten. Sie machen das Fahrzeug aber auch schwerer und sorgen für längere Ladezeiten.

Des Weiteren ist zu berücksichtigen, dass Nebenverbraucher, wie zum Beispiel der Betrieb einer Klimaanlage, die Reichweite zwischen 10 bis 30 Prozent reduzieren kann. Momentan sind viele Elektrofahrzeuge im Solobetrieb unterwegs.

Das durchschnittliche Einsatzprofil eines vollelektrischen Transporters ist ausgelegt für mindestens 130 km Fahrleistung pro Tag sowie 40 bis maximal 100 Stopps pro Tag sollten möglich sein und etwas weniger als 1 t Nutzlast lässt sich transportieren.

Dass dies problemlos möglich ist, zeigt auch das Elektrokonzept von Mercedes-Benz, beim eVito Kastenwagen. Denn eine Batterieladung mit 60 kWh Batteriekapazität, ermöglicht eine Reichweite von bis zu 300 km. Der französische Hersteller Renault hat bei seiner Transporter-Baureihe Master angekündigt, dass eine Brennstoffzelle auf dem Dach, zu einer deutlich gesteigerten Reichweite beitragen wird und somit nochmals der Aktionsradius erweitert werden kann.

3. Welche Infrastruktur ist notwendig?

"Es gibt viel zu wenig Ladestationen", ist das Hauptargument, warum die Umsetzung der Elektromobilität sich verzögert. Gemessen an der Dichte der Ladepunkte, hat sich in den letzten drei Jahren viel getan. Dennoch gibt es Unterschiede im städtischen und ländlichen Raum.

Elektro- wie auch Erdgasfahrzeuge haben eines gemeinsam: Für deren Betrieb wird eine separate Infrastruktur zum "Tanken" benötigt. Bei der Energieversorgung ist die Elektromobilität für einen Fuhrparkbetreiber anspruchsvoller. Sie fordert eine Planung der Ladeinfrastruktur, eine Simulation von Fahrzeugeinsätzen und von Ladeprozessen. Daraus lässt sich dann die benötigte Strategie für eine optimale Energieversorgung ableiten.

Im Fokus steht hierbei, zu welchen Zeiten und an welchem Ort, finden Ladevorgänge statt. Dies kann zu Pausenzeiten auf dem Betriebshof, vor Ort auf der Baustelle oder über Nacht geschehen. Dabei ermöglicht das digitalisierte Lademanagement stets einen transparenten Überblick vom Batteriezustand, der Reichweite und des Lade-Endes zu haben.

Auch einzelne Ladeprozesse, ohne den betrieblichen Ablauf zu ändern, oder das Vermeiden von Lastspitzen, können ferngesteuert werden. So machen beispielsweise eine Vielzahl an Apps, das Smartphone zum flexiblen Steuerungsinstrument. Die einfachste Art eine Infrastruktur für seinen Fuhrpark aufzubauen, ist das Installieren von sogenannten Wallboxen (lokale Ladestationen mit 11 kW, oder bis zu 22 kW Ladeleistung).

Dies eignet sich besonders für kleinere Betriebe, die nur wendige Elektrofahrzeuge im Einsatz haben. In diesem Zusammenhang sind auch die Hardware- (ca. 400 Euro) und die Installationskosten relativ gering.

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MAN eTGE mit Einblick auf den Elektromotor. Foto: MAN Truck & Bus SE

4. Ist eine Umweltfreundlichkeit gegeben?

"Ist die Elektromobilität wirklich sauberer und eine Lösung für die Klimakrise?" Hier gehen die Meinungen weit auseinander. Dabei kommt es auf die Betrachtungsweise an. "Null Emissionen" heißt, dass diese Fahrzeuge keine direkten Abgase - weder CO2, noch NOx - ausstoßen. Auch mit weniger Betriebslärm ergeben sich Vorteile im Baustellenverkehr, wie zum Beispiel bei der Einfahrt in Innenstädte oder bei Nacht-Baustellen.

Aber aktuell gibt es keine zusätzlichen Auflagen dafür. Bei der ganzheitlichen Betrachtung der Umweltbilanz, wenn die Fahrzeug- und Batterie-Herstellung, die Rohstoffe und die Stromquellen mitberücksichtigt werden, ergibt sich ein differenziertes Bild.

Der Betrieb von Elektrofahrzeugen in Deutschland hat das Merkmal, dass aktuell der Strom-Mix nur zu etwa 40 Prozent aus grünem, beziehungsweise regenerativem Strom (unter anderem Sonne oder Windkraft) besteht. Je höher der Anteil dieser Stromart ist, desto besser fällt die Gesamt- CO2-Bilanz aus.

Die Angaben der Fahrzeughersteller beim Energieverbrauch, welche rein elektrische Reichweite möglich ist, ist nach der WLTP-Norm ermittelt. Wie bei den Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, hängt die Reichweite stark vom individuellen Fahrverhalten, von den aktiven Nebenverbrauchern und von Umweltfaktoren, wie Witterung und Außentemperatur ab. Hervorzuheben ist, dass bei einem vollelektrischen Transporter, Geschwindigkeiten bis 60 km/h im Stadtverkehr besonders energiesparend sind.

Ein Stop&Go-Verkehr ist dank der Rekuperation keine Belastung für die Energiebilanz. Der Wirkungsgrad von vollelektrischen Baufahrzeugen liegt derzeit bei 76 Prozent. Diese Tatsache macht den Einsatz von Wasserstoff, als reine Antriebstechnologie für leichte Baufahrzeuge uninteressant.

Eine Alternative zur Elektromobilität könnte das Erdgasfahrzeug sein. Der italienische Hersteller IVECO bietet hier ein umfangreiches Fahrzeugprogramm an. Denn beim Einsatz von Biomethan als Kraftstoff, können bis zu 95 Prozent an CO2-Emissionen eingespart werden.

5. Sind die Gesamtbetriebskosten tragbar?

"Rechnet sich die Investition in die Elektromobilität und bedeuten hohe Anschaffungskosten, auch gleichzeitig, niedrigere Betriebskosten?" Das sind die zentralen Fragestellungen, die es zu analysieren gilt. Bei einer Betrachtung der Fahrzeugbetriebskosten, richtet sich der Fokus viel zu oft auf den reinen Fahrzeugpreis.

Ja, der vollelektrische Transporter ist deutlich teurer als beispielsweise eine vergleichbare Diesel-Variante. Diese Mehrkosten werden auch über die monatlichen Finanzierungs- oder Leasingraten sichtbar. Die umfangreichere Serienausstattung des Elektrofahrzeugs ist hierfür nur ein Preistreiber. Ausstattungsbereinigt bedeutet dies, dass bis zu 10.000 Euro im Durchschnitt an Mehrkosten bei einem Diesel-Fahrzeug zu berücksichtigen sind.

Die Einstiegspreise bei vollelektrischen Transportern liegen bei ca. 50.000 bis 90.000 Euro. Abhängig von Einsatzart, Finanzierungsmodell und Laufleistung, rechnet sich aber diese Investition. Dabei ist wichtig, dass die Gesamtbetriebskosten, die sogenannten Total Cost of Ownership, über die Nutzungsdauer betrachtet werden. Staatliche Förderungsmöglichkeiten, in Deutschland bis zu 9000 Euro (in Form eines Umweltbonus und einer Innovationsprämie) müssen genauso berücksichtigt werden, wie die geringen Betriebskosten für Energie, Steuer und Wartung.

Die variablen Kostenbestandteile sind in der Höhe der monatlichen Kosten, etwa auf dem gleichen Niveau, wie bei einem vergleichbaren Diesel-Fahrzeug. So bieten einige Fahrzeughersteller für die ersten vier Jahre Betriebszeit, analog den Dieselfahrzeugen, entsprechende Wartungspakete an. Das heißt, die Wartungs- und Servicekosten sind überschaubar und bieten eine hohe Planungssicherheit.

Wie beim Diesel-Fahrzeug ist die Wartung abhängig von der Zeit und der Laufleistung. Die Intervalle fallen beispielsweise beim MAN eTGE nach 30.000 km an oder alle zwölf Monate. Auf die Batterien gibt es sogar acht Jahre Garantie. Diese Angaben gelten immer für Neufahrzeuge.

Elektromobilität geht auch mit Gebrauchtfahrzeugen. So kann ein aus "alt mach elektrisch", eine interessante Alternative für den Einstieg in die Elektromobilität sein. Ein aktuelles Fahrzeug mit Verbrennungsmotor wird dabei entsprechend umgerüstet - egal ob als Quad oder als Transporter.

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MAN eTGE mit Lademöglichkeit mittels Schuko-Stecker. Foto: MAN Truck & Bus SE

6. Ist eine Ganzheitliche Betrachtung notwendig?

Eine wesentliche Erkenntnis über die Elektromobilität ist, dass sie keine "Insellösung" sein kann. Die Elektromobilität benötigt eine umfangreiche Bedarfsanalyse und eine ganzheitliche Fuhrparkberatung. Nur so kann nachhaltig die Wirtschaftlichkeit sichergestellt werden. Auf diese Anforderung haben sich die Fahrzeughersteller ebenfalls eingestellt und bieten hierzu ein breites Dienstleistungsangebot an, das unabhängig von einem Fahrzeugkauf ist.

Das Beratungsteam von Transport Solution, deckt beim Münchner Fahrzeughersteller MAN, die ganze Bandbreite von der Analyse, über die Strategieentwicklung, bis hin zur Implementierung der Elektromobilität in einen bestehenden Fuhrpark ab. Denn die Ausgangsbasis für alle anstehenden Fragestellungen ist immer, eine detaillierte Analyse des Fahrprofils, der Betriebsabläufe, der in Frage kommenden Ladekonzepte, der Aufbau einer Energieversorgung, die Energiespeicherung, das Service- und Wartungskonzept des Fahrzeugs sowie der benötigten Reichweite und des Fahrzeugenergieverbrauches zu haben.

Einen Fahrzeugtausch durchzuführen wie in der Vergangenheit, das heißt, tausche "alt gegen neu", wird so einfach nicht mehr möglich sein. Da die Elektromobilität eine Investition in die Zukunft sein soll, muss vorausgesetzt sein, dass diese Technologie, den täglichen Anforderungen der Bauwirtschaft und dem Handwerk entspricht. Dass Baumaterial, Ersatzteile oder Werkzeuge zur Baustelle transportiert werden, lässt sich heute schon auf bemerkenswerter Weise, mit "Null Emissionen" und weniger Lärm realisieren.

Hinzu kommt der Imagegewinn als innovatives Unternehmen, das als eines der ersten auf nachhaltige Elektromobilität setzt. Die technische Entwicklung schreitet voran und immer neue Fahrzeugvarianten werden angeboten.

Auch die Integration der Brennstoffzellentechnologie in die Elektromobilität, erweitert die Anwendungsmöglichkeiten von Fahrzeugen. Entscheidend für den Erfolg der Elektromobilität ist für den Anwender, wie auch für die Fahrzeughersteller, dass eine ganzheitliche Fuhrparkmanagementberatung im Fokus steht.

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