Das in der Schweiz ansässige Designwerk Technologies hat ein neues Megawatt-Ladesystem für schwere Lkw angekündigt, das bis zu einem Megawatt Leistung liefern kann. Mit dem neuen Ladesystem können diese schweren Fahrzeuge ihre Batterien bis zu 6-mal schneller aufladen als mit einem 350-kW-Ladegerät – dem aktuellen Schnellladestandard für Autos. Das Unternehmen sagt auf seiner Website: „Die Senkung der Emissionen schwerer Lkw ist von zentraler Bedeutung für die Energiewende und das Erreichen der Klimaziele. Ziel ist es, den Anteil emissionsarmer bzw. emissionsfreier Verkehrsmittel zu erhöhen. Dafür brauchen wir eine fortschrittliche Ladeinfrastruktur für schwere Nutzfahrzeuge.“
Die Volvo Group, die elektrische Lkw, Busse, Baumaschinen und Schiffsantriebssysteme herstellt, erwarb im April 2021 eine Mehrheitsbeteiligung an Designwerk. Die Volvo Group ist nicht Volvo Cars, das Geely gehört, aber Geely ist ein Minderheitsaktionär der Volvo Group. Es ist leicht, verwirrt darüber zu werden, wem was gehört.
Innerhalb der EU befördern 6,6 Millionen Lkw mehr als 76 % des landgebundenen Güterverkehrs und sind für etwa ein Viertel aller Emissionen des Straßenverkehrs verantwortlich. Um die Klimaziele bis 2030 zu erreichen, müssen die Emissionen des Schwerlastverkehrs deutlich reduziert werden. Das geht am besten über die Elektrifizierung aller Fahrzeuge, die im Pkw-Bereich bereits weit fortgeschritten ist, im Fern- und Schwerlastverkehr aber schwieriger ist.
Derzeit haben Elektro-Lkw eine begrenzte Reichweite und es fehlt vielerorts an leistungsstarker Ladeinfrastruktur. Mit einem Ladesystem im Megawattbereich lassen sich Ladezeiten deutlich verkürzen, was wiederum die Wettbewerbsfähigkeit batterieelektrischer Nutzfahrzeuge erhöht. Diese Hochleistungsladegeräte würden auch neue Möglichkeiten eröffnen, Elektro-Lkw im Dauerfahr- und Schichtbetrieb einzusetzen.
Das Laden von Schwerlastfahrzeugen kann zu erheblichen Spitzenlasten in den Versorgungsnetzen führen. Modernste Ladetechnik im Megawattbereich kann solche Bedarfsspitzen reduzieren oder eliminieren. „Vor allem für Langstrecken-Lkw, aber auch für Schiffe und Flugzeuge wird eine neuartige Ladeinfrastruktur benötigt“, sagt Vivien Dettwiler, Mitglied der Designwerk-Geschäftsführung. „Sie unterscheidet sich von der Infrastruktur für Elektroautos und ermöglicht es, schwere Nutzfahrzeuge in kurzer Zeit aufzuladen. Das trägt dazu bei, dass emissionsfreier Güterverkehr alle Anwendungsbereiche erreicht.“
Designwerk Megawatt Ladesystem
Bild mit freundlicher Genehmigung von Designwerk
Designwerk Technologies baut derzeit eine der weltweit ersten Megawatt-Ladestationen. Das containergroße System soll im Frühjahr 2023 erstmals schwere Elektro-Lkw laden. Es basiert auf dem neuen Ladestandard namens Megawatt Charging System, kurz MCS, der im Juni dieses Jahres weltweit eingeführt wurde. Batteriepuffer sind darauf ausgelegt, Spitzenlasten zu bewältigen und für das Energienetz vorteilhaft zu arbeiten. Wissenschaftlich begleitet werden diese technischen Innovationen vom Bundesamt für Energie und namhaften Industriepartnern. An der Forschungsseite des Projekts sind die Berner Fachhochschule und die Fachhochschule Ostschweiz beteiligt.
Mit seinem Pilot- und Demonstrationsprogramm fördert das Bundesamt für Energie die Entwicklung und Erprobung neuer Technologien, Lösungen und Ansätze im Bereich der sparsamen und effizienten Energienutzung, Energieübertragung und -speicherung sowie der Nutzung erneuerbarer Energien. Das Programm P+D positioniert sich an der Schnittstelle zwischen Forschung und Markt und hat das Ziel, die Reife neuer Technologien zu erhöhen, um sie schließlich zur Marktreife zu bringen.
Die Demonstrationsanlage soll Wege aufzeigen, wie ein leistungsfähiges Ladenetz und Versorgungssicherheit Hand in Hand gehen können. „Wir installieren E-Lkw-Batterien von Second Life in unseren Ladecontainern als Puffer, um Spitzenlasten abzufangen. Damit entfällt nicht nur der Netzausbau, sondern das Batteriesystem soll auch erneuerbaren Strom ins Netz zurückspeisen können», sagt Dettwiler. Ähnlich wie beim bidirektionalen Laden lässt sich Elektromobilität damit in Versorgungslösungen einbinden. Dass das funktioniert, beweisen Demonstrationsanlagen bei der Galliker Transport AG, Käppeli Logistik und Murg Flums Energie.
Das Designwerk Megawatt Charging System passt in einen herkömmlichen Seecontainer, wodurch es problemlos dorthin transportiert werden kann, wo es benötigt wird. Seine Hauptmerkmale sind:
- Schnelles Laden schwerer E-Lkw in 45 Minuten
- Transportables und flexibles Nutzungskonzept
- Konformität mit dem weltweiten Standard MCS
- Die Energiepufferung reduziert die Netzanschlusskosten
- Weiterverwendung ausgemusterter Traktionsbatterien
Jedes Megawatt-Ladesystem verfügt über 1.800 kWh neue oder gebrauchte NMC-Batterien, die maximal 3.000 Ampere bei 500 bis 900 Volt liefern können. Die maximale Leistung beträgt 2100 kW. Das System verwendet flüssigkeitsgekühlte Ladekabel, die dem CCS-Typ-2- und Megawatt-Ladesystem-Standard entsprechen. Jedes System wiegt 25 Tonnen und kann entweder fest mit einer verfügbaren Stromquelle verdrahtet oder über ein CEE 125-Gerät angeschlossen werden.
Designwerk nutzt vorhandene Module aus der Automobilindustrie, die dann zu einem Gesamtsystem integriert werden. Der Behälter dient der thermischen Isolierung und schützt die Batteriemodule vor Kontakt mit der Außenwelt. Kühlplatten halten die Module in ihrem normalen Temperaturbereich und ein Batteriemanagementsystem überwacht permanent das gesamte System, um sicherzustellen, dass alle Schutzfunktionen und die Kommunikation jederzeit intakt sind.
Designwerk sichert zusammen mit seinen Partnern das Recycling von Batterien nach Ende ihrer Nutzungsdauer. Die Batterierücknahme ist durch eine vorgezogene Recyclinggebühr und transparente Recyclingprozesse abgesichert. Die zurückgewonnenen Materialien erfüllen die qualitativen Kriterien für den Einsatz auf dem Sekundärrohstoffmarkt, wozu auch der Einsatz in der Produktion neuer Batterien gehören kann.
Das wegnehmen
Dass schwere Lkw für überproportional viele Emissionen verantwortlich sind, ist hinlänglich bekannt. Der Ersatz eines dieselbetriebenen Lkw durch ein batterieelektrisches Modell hat einen viel größeren Einfluss auf die Emissionen als der Ersatz eines herkömmlichen Autos durch ein Elektrofahrzeug. Privatautos sind im Durchschnitt nur etwa 5 % des Tages im Einsatz, während Lastwagen von morgens bis abends – oder länger – im Einsatz sind.
Die Planung der Systeme, um diese Elektro-Lkw aufgeladen zu halten, damit sie ihre Arbeit zuverlässig erledigen können, ohne die Versorgungsnetze übermäßig zu belasten, ist eine wichtige Arbeit. Designwerk stellt ein komplettes Sortiment an Elektro-Lkw her und weiß daher genau, welche Ladesysteme für sie erforderlich sind. Effektive Ladesysteme können möglicherweise die Kosten einiger Elektro-Lkw senken, da sie möglicherweise keine eigenen enormen Batteriepakete benötigen, wenn zuverlässige Lademöglichkeiten verfügbar sind. Der Erfolg der EV-Revolution hängt von solchen proaktiven Maßnahmen ab, die den Übergang zu Elektrofahrzeugen reibungsloser gestalten können.
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