ELEKTROMOBILITÄT IM GÜTERVERKEHR STAND DER DINGE...Analytics / Big Data Design von zukunftssicheren und effizienten Konzepten im multimodalen Verkehr Handlungsoptionen zur Gestaltung

© Fraunhofer IML · vertraulich · Folie 1

KNI Seehafenhinterland-Dialog 2019, 05.09.2019, Osnabrück

Achim Klukas, Fraunhofer IML

ELEKTROMOBILITÄT IM GÜTERVERKEHR STAND DER DINGE


Agenda

Kurzvorstellung Fraunhofer IML

Elektromobilität

Straßengüterverkehr

KV-Terminals und Rangierbetrieb

Fazit

Schienengüterverkehr

Relevanz der Verkehrsträger

Bildquelle: Fotolia / Atropos Images


Umsatz- und Beschäftigtenzahlen 2017

Die Fraunhofer-Gesellschaft und das Fraunhofer IML

25.000Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

72 Institute und

Forschungs-einrichtungen

2,3 Mrd. Finanzvolumen

Ausbauinvestitionen undVerteidigungsforschungGrundfinanzierungBund und Länder

Industrieaufträge undöffentl. geförderte Forschungsprojekte

Fraunhofer IML, Dortmund

290Mitarbeiterinnenund Mitarbeiter

250Doktoranden und studentische Hilfskräfte

30,7 Mio. Umsatz, davon 50% ausder Wirtschaft


100% LOGISTIK

Prof. Dr. Michael Henke

100% ManagementProzesse | Organisation

Prof. Dr. Dr. h. c. Michael ten Hompel

100% TechnologieHardware | Software

Prof. Dr. Uwe Clausen

100% MobilitätMenschen | Güter


◼ Themenfelder (Auszug):

◼ Prognoseverfahren / Predictive

Analytics / Big Data

◼ Design von zukunftssicheren und

effizienten Konzepten im

multimodalen Verkehr

◼ Handlungsoptionen zur Gestaltung

nachhaltiger Distribution

◼ Sicherstellung der Bedienung

urbaner Räumen

◼ Kundenspezifische IT-Konzepte und

-Lösungen

Abteilung Verkehrslogistik

Elektromobilität und Urbane Logistik

Multimodale Logistik

Logistics Network DesignInformations- und Kommunikationssysteme


(Scheurenbrand, Jan; Engel, Christian; Peters, Florian; Kühl, Niklas: Holistically Defining E-Mobility: A Modern Approach to Systematic Literature Reviews; 2015)

Elektromobilität

„Elektromobilität ist ein hochgradig vernetzender Industriezweig, der sich auf das Erfüllen von Mobilitätsbedürfnissen unter Nachhaltigkeitsaspekten fokussiert und dafür Fahrzeuge nutzt, die einen Energiespeicher mitführen sowie einen Elektroantrieb verwenden, der im Grad der Elektrifizierung variieren kann.“


Bildquellen: Luftbildfotograf – Fotolia; viperagp – Fotolia; stockWERK – Fotolia; nerthuz - Fotolia

Elektromobilität Faktoren und Treiber

Umweltfreundlicher Antrieb / CO2-NeutralitätIntelligentes Energie-management

Decarbonisierung bis 2050

Regelmäßige Verkehre auf wiederkehrenden Routen ermöglichen effiziente Planung

(Lade-)Infrastruktur muss vorhanden sein oder ausgerüstet werden


Quelle: Umweltbundesamt 2015; Umweltbundesamt auf Basis Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen

Relevanz der Verkehrsträger Modal Split und Energieverbrauch

◼ Ziel 2020: CO2-Emissionen um 40% senken (ggü.1990)

◼ CO2-Emissionen im Verkehrssektor bis 2016 um 0,5% gestiegen

◼ Verkehr ist einer der emissionsstärksten Wirtschaftsbereiche (ca. 18% an THG-Emissionen (UBA 2015)), davon entfallen ca. 96% allein auf die Straße


Quelle: Umweltbundesamt 2015

Relevanz der Verkehrsträger Modal Split und Energieverbrauch

➢ Straßengüterverkehr als Hauptverursacher von Treibhausgasemissionen im Verkehrssektor

➢ Energiewende erfordert Verkehrswende

Verkehrsträger CO2-Äquivalente

[g/tkm]

Stickstoffoxide (NOx)

[g/tkm]

Feinstaub

[g/tkm]

Be

zugs

jah

r 2

01

0

*u

nte

r B

erü

cksi

chti

gung

all

er k

limaw

irk-

sam

en

Eff

ekt

e d

es

Flu

gver

kehr

s Lkw

(ab 3,5t) 97,5 0,49 0,0079

Eisenbahn 23,4 0,07 0,0012

Binnenschiff 33,4 0,55 0,0171

Flugzeug 1.539,6* 3,46 0,0412

Abbildung 1: Treibhausgasemissionen als CO2-Äq.verschiedener Verkehrsträger1

1 Abbildung in Anlehnung an Umweltbundesamt 2012, S.14f.

Verkehrsträger CO2-Äquivalente

[g/tkm]

Stickstoffoxide (NOx)

[g/tkm]

Feinstaub

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(ab 3,5t) 97,5 0,49 0,0079

Eisenbahn 23,4 0,07 0,0012

Binnenschiff 33,4 0,55 0,0171

Flugzeug 1.539,6* 3,46 0,0412

Abbildung 1: Treibhausgasemissionen als CO2-Äq.verschiedener Verkehrsträger1

1 Abbildung in Anlehnung an Umweltbundesamt 2012, S.14f.


StraßengüterverkehrEntwicklungsstufen und aktuelle Erprobungsbeispiele elektrischer Nutzfahrzeuge

40 t26 t18 t12 t7,5 t3,5 t

aktuelle Erprobungsbeispiele

KEP

Filialbelieferung Non-Food

Lebensmitteleinzelhandel

Stückgut

Entwicklungsstufe

Serienfertigung

Umrüstung von Verbrennerfahrzeugen

Prototypen OEMs


◼ Flexibilität durch zusätzlichen Dieselantrieb oder Batterie

◼ In einer Markthochlaufphase wären ab 2020 25% aller in Deutschland

zugelassener S-Nfz HO-Lkw (2.000 km müssten dafür mit Oberleitungen

ausgestattet sein)

◼ Bei einem Ausbau von 4.000 km könnten 80% mit der Technik fahren

◼ Offene Fragen sind noch zu klären (Wirtschaftlichkeit und

Kanibalisierungseffekte)

StraßengüterverkehrHybrid-Oberleitungs-Lkw (HO-Lkw)

Bildquelle: https://logistra.de/news/nfz-fuhrpark-lagerlogistik-intralogistik-elektromobilitaet-siemens-baut-oberleitungs-autobahn-hessen-13474.html


◼ Forschungsprojekt KV-E-Chain (Laufzeit bis 2016)

◼ Erste Schritte und Tests zu einer voll elektrifizierten Lieferkette

◼ Einsatz eines elektrischen Fahrzeugs mit Straßenzulassung und einer Gesamtmasse von bis zu 40 t

◼ E-Lkw im Einsatz im Realbetrieb bei Contargo

◼ Contargo setzt sechs E-Lkw 2019 in Betrieb, der erste im Mai beim DIT

◼ Reduzierung der CO2-Emissionen um mind. 38% im Vergleich zum Diesel-Lkw

◼ Anlieferung und Abholung von Containern

Quellen: https://www.contargo.net/de/news/2019-05-07_e_lkw/; https://www.emo-berlin.de/de/projekte/kv-e-chain/Bildquelle: https://www.waz.de/staedte/duisburg/west/duisburger-unternehmen-testet-lastwagen-der-zukunft-id217117357.html

Straßengüterverkehr Vor- und Nachlauf im KV


◼ 92% der Verkehrsleistung im Schienengüterverkehr wurde elektrisch durchgeführt

◼ Der Elektrifizierungsgrad des Bahnnetzes in Deutschland liegt bei rund 60%, der BVWP sieht einen Elektrifizierungsgrad von 75% bis 2030 vor, dies entspricht rund 20T km der insgesamt 33,5T km von DB Netz

◼ Elektrifizierungslücken im Hauptnetz und den Nebengleisen führen zum Einsatz von Dieselloks auf der gesamten Wegstrecke

Quelle: Verkehr in Zahlen 2018; https://www.allianz-pro-Schiene.de/themen/umwelt/elektromobilitaetBildquelle: Heiko Käverling - Fotolia

Schienengüterverkehr


◼ Teilziel: Ausbau der Elektromobilität auf der Schiene zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit

◼ Maßnahmen:

◼ Sonderprogramm zur weiteren Elektrifizierung des Schienennetzes auflegen und möglichst Umsetzung in der nächsten Legislaturperiode

◼ Standardisierte und kostengünstige Lösungen zur Elektrifizierung von Strecken und Serviceeinrichtungen mit einfachen Anforderungen (z. B. Strecken des Regionalverkehrs, Übergabebahnhöfe, Serviceeinrichtungen) entwickeln

◼ Elektromobile Lösungen für Vor-/Nachläufe zur Schiene entwickeln und fördern

➔ Realisierung der Ziele mit Blick auf den Güterverkehr eine notwendige Voraussetzung zur Erfüllung der Ziele des Klimaschutzplans und der bis 2050 umzusetzenden Dekarbonisierung des Verkehrs

Quelle: BMVI, Masterplan Schienengüterverkehr

SchienengüterverkehrMasterplan Schienengüterverkehr


◼ Elektrifizierung von Strecken erhöht die Wettbewerbsfähigkeit und ermöglicht neue wirtschaftlich konkurrenzfähigere KV-Produkte

◼ Potenzialsegmente sind vor allem im KV- und Ganzzugsegment, Einzelwagenverkehre weniger

◼ Hervorzuheben sind u.a. der Ostkorridor, der westliche Bypass der Zulaufstrecke zur Brennerroute, Grenzübergänge sowie Teilstrecken der Ten-T-Korridore North Sea – Baltic, Scand.-Med.

SchienengüterverkehrElektrifizierung von Teilstrecken


◼ Neben- und Anschlussgleise sind zumeist nicht elektrifiziert, dies führt zu einem Wechsel der Traktion und somit auch zu höheren Kosten

◼ Lösungen bieten Loks mit Hybrid-Antrieb als auch innovative Lösungen

◼ Forschungsprojekte untersuchen die Möglichkeiten des automatischen Fahrens und Elektromobilität zu vereinen, z.B. AuRa durch den Einsatz von speziellen elektrisch angetriebenen Rangierfahrzeugen für den Rangierbetrieb

Bildquelle: https://digitalspirit.dbsystel.de/kollege-computer-schiebt-waggons-aufs-richtige-gleis/;

SchienengüterverkehrNahverkehrsbedienung im SGV


◼ Portalkran

◼ Die meisten Portalkrane werden bereits elektrisch angetrieben

◼ Kranhersteller arbeiten an Verbesserungen in Richtung Null-Emissions RTG

◼ Diese haben 90% weniger Emissionen im Vergleich zu einem Diesel betriebenen RTG

◼ Reach-Stacker

◼ Reine alternative Antriebe werden aktuell getestet, entwickelt oder sind im Betrieb

◼ LNG ist im Betrieb

◼ Rein elektrisch betriebene Reach-Stacker im Testlauf

◼ Brennstoffzellenantrieb soll bis 2021 in Betrieb gehen

Quellen: www.liebherr.de; https://www.hyster.com/emea; https://www.kalmarglobal.comBildquelle: shutterstock_Binkski

KV-Terminals und RangierbetriebUmschlag im Kombinierten Verkehr


◼ Der Druck, Treibhausgasemissionen zu reduzieren spiegelt sich in den Aktivitäten wieder

◼ Alternative Antriebe spielen eine stärkere Rolle, wobei der Trend zur Technologieoffenheit stärker wird

◼ Die Elektrifizierung der Schiene ist auf einem hohen Niveau. Um weitere Verlagerungspotentiale zu erschließen, müssen Teilstrecken und Anschlussgleise elektrifiziert werden

◼ Elektrifizierung in der Nahverkehrsbedienung werden durch neue Technologien und Ausbau der Infrastruktur ermöglicht

Quelle:masterzphotofo - Fotolia

Fazit


VIELEN DANK FÜR DIE AUFMERKSAMKEIT!

Achim Klukas

Teamleiter Multimodale Logistik

Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik (IML)

Abteilung Verkehrslogistik

Joseph-von-Fraunhofer-Str. 2-4

D-44227 Dortmund

Tel.: +49 (0)231-9743 379

E-Mail: [email protected]

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