GSV Jahrbuch Mobilität 2025

ZUKUNFT DER MOBILITÄT
Foto: EMPOWER Consortium
Fachbeitrag des AIT
Auf dem Weg zu emissionsfreien Schwerlastfahrzeugen für
den Fernverkehr
Die Dekarbonisierung des Straßenverkehrs ist
eine der zentralen Herausforderungen der europäischen
Klimapolitik. Besonders der Schwerlastverkehr
steht im Fokus: Lkw sind für rund ein Drittel
der CO₂-Emissionen des Straßenverkehrs verantwortlich,
und bisher war der Anteil emissionsfreier
Fahrzeuge in diesem Segment verschwindend
gering. Hier setzt das EU-Forschungsprojekt EM-
POWER („Eco-operated, Modular, highly efficient,
and flexible multi-POWERtrain for long-haul
heavy-duty vehicles“) an. Unter der Leitung des
AIT Austrian Institute of Technology entwickelt ein
internationales Konsortium aus 14 Partnern zwei
emissionsfreie schwere Nutzfahrzeuge – ein Meilenstein
auf dem Weg zu einem klimaneutralen
europäischen Transportsektor.
Zwei emissionsfreie Lkw für den
Praxiseinsatz
Das Projekt verfolgt ein ehrgeiziges Ziel: Bis 2029
sollen zwei Demonstrationsfahrzeuge auf Technologiereifegrad
8 (TRL 8) entwickelt, erprobt und
für den Markteintritt vorbereitet werden. Beide
Fahrzeuge gehören zur VECTO-Fahrzeuggruppe 9
(6×2 starre Lkw) und verfügen über einen elektrischen
Antriebsstrang. Das erste Fahrzeug wird
als Brennstoffzellen-elektrischer Lkw (FCEV) mit
einer Reichweite von rund 750 Kilometern konzipiert
und damit für den Fernverkehr geeignet
Bis 2029 wird ein Brennstoffzellen-elektrischer und ein batterielektrischer Lkw auf
Technologiereifegrad 8 entwickelt, erprobt und für den Markteintritt vorbereitet
Wertschöpfungskette zu entwickeln: von der Enersein.
Das zweite ist ein batterieelektrischer Lkw
(BEV) mit einer Reichweite von 400 Kilometern,
ausgelegt für den regionalen Verteilerverkehr.
Beide Demonstratoren sollen eine Nutzlast von
mindestens 90 Prozent vergleichbarer Diesel-Lkw
erreichen und dabei eine Gesamtbetriebskosten-
Parität (TCO) mit herkömmlichen Fahrzeugen erzielen
– vorausgesetzt, eine Serienproduktion von
rund 10.000 Fahrzeugen pro Jahr wird erreicht.
Modulare Architektur und
Schlüsseltechnologien
Kern des Projekts ist ein modulares Fahrzeugkonzept,
das eine flexible Anpassung der Antriebskomponenten
und Energiesysteme erlaubt. Diese
Modularität erstreckt sich auf die Fahrzeugsystemarchitektur,
die Hoch- und Niederspannungsarchitektur,
das Thermo- und Energiemanagement
sowie das Human-Vehicle-Interface (HVI).
Entwickelt werden dabei unter anderem:
• eine hocheffiziente E-Achse mit bis zu 840 kW
Spitzenleistung,
• ein Brennstoffzellensystem mit über 50 Prozent
Wirkungsgrad auch unter ungünstigen Lastpunkten,
• ein elektrifiziertes Bremssystem mit Energierückgewinnung,
• ein innovatives Heizungs- und Klimakonzept auf
Basis von CO₂ als Kältemittel, ergänzt durch Infrarotpaneele,
• sowie ein digitaler Zwilling, der alle Systeme in
der Simulation abbildet und zur Optimierung
des Gesamtsystems eingesetzt wird.
Besonderes Augenmerk gilt dem Thermomanagement:
Da Heizung und Kühlung in elektrischen
Nutzfahrzeugen einen erheblichen Anteil am Energieverbrauch
haben, wird ein System entwickelt,
das bis zu 70 Prozent Energieeinsparung gegenüber
herkömmlichen Klimasystemen ermöglicht.
Wärme der Kabinenabluft wird dabei zurückgewonnen,
um Frischluft vorzuwärmen oder vorzukühlen
– eine Lösung, die besonders in den Übergangszeiten
hohe Effizienz verspricht.
Simulation und digitale Zwillinge
Das AIT verantwortet nicht nur die Gesamtkoordination
des Projekts, sondern auch die Entwicklung
umfassender Simulationsmodelle für beide Fahrzeugtypen.
Diese digitalen Zwillinge dienen zur
optimalen Auslegung von Brennstoffzelle, Batterie,
Leistungselektronik, Motor und Klimasystem. So
können Betriebspunkte analysiert, Energieflüsse
optimiert und das Zusammenspiel der Komponenten
vor dem physischen Aufbau getestet werden.
Die modulare Struktur der Modelle erlaubt eine
flexible Anpassung und Wiederverwendung einzelner
Komponenten – ein entscheidender Schritt hin
zu einer skalierbaren Plattform für künftige Null-
Emissions-Lkw.
Demonstration und Realbetrieb
In der zweiten Projektphase werden beide Demonstratoren
umfassend getestet: Zuerst werden die
Fahrzeuge auf dem Testgelände in Balocco (Italien)
ausgiebig getestet und ihre maximalen Reichweiten
ermittelt. Anschließend wird das FCEV Langstreckenmissionen
zwischen Italien und Deutschland
absolvieren, inklusive alpiner Strecken über
den Brennerpass, und das BEV wird im regionalen
Verteilerverkehr in Italien und Deutschland eingesetzt.
Beide Fahrzeuge sollen in dieser sechsmonatigen
Demonstrationsphase zeigen, dass sie
den Anforderungen des realen Transportbetriebs
gewachsen sind. Parallel dazu werden Lebenszyklusanalysen
(LCA) und Gesamtbetriebskostenanalysen
(TCO) durchgeführt, um ökologische und
ökonomische Effekte transparent zu bewerten.
Kooperation entlang der gesamten
Wertschöpfungskette
Das EMPOWER-Konsortium umfasst 14 Partner
aus sieben Ländern – von Fahrzeugherstellern
über Forschungseinrichtungen bis hin zu Technologieanbietern
und Flottenbetreibern. Diese
ganzheitliche Zusammensetzung spiegelt den
Anspruch wider, Lösungen entlang der gesamten
gieerzeugung (grüner Wasserstoff) über Antriebstechnik
und Elektronik bis hin zu Nutzerintegration
und Markteinführung. Das Projekt ist zudem eng
in den europäischen AEVETO-Cluster eingebettet,
der mehrere Leitprojekte im Bereich emissionsfreier
Nutzfahrzeuge bündelt und gemeinsame
Disseminationsaktivitäten durchführt, etwa auf
der TRA 2024 in Dublin.
Als Koordinator übernimmt das AIT Austrian Institute
of Technology die wissenschaftliche und
administrative Projektleitung, die Entwicklung des
Thermomanagements und der Klimatisierungssysteme,
die simulationsgestützte Auslegung beider
Demonstratoren, die Qualitätssicherung und das
Risikomanagement. Im ersten Projektabschnitt
wurden dafür Infrastruktur, Datenplattformen und
Qualitätsrichtlinien etabliert, die in einem eigenen
„Project Handbook“ dokumentiert sind.
Gesellschaftliche und ökologische
Wirkung
EMPOWER steht im Einklang mit den Zielen des
European Green Deal, des Pariser Klimaabkommens
und des EU-Programms „Fit for 55“. Durch
den Ersatz konventioneller Diesel-Lkw durch emissionsfreie
Alternativen sollen Luftschadstoffe und
Lärmemissionen deutlich reduziert werden. Langfristig
wird erwartet, dass die Markteinführung
solcher Fahrzeuge den Weg für eine tiefgreifende
Transformation der Logistikbranche ebnet – ökologisch,
technologisch und ökonomisch.
Ausblick
Bis 2026 soll EMPOWER zeigen, dass emissionsfreie
Schwerlastfahrzeuge praxistauglich, effizient
und wirtschaftlich betrieben werden können. Damit
liefert das Projekt nicht nur zwei Demonstratoren,
sondern ein integriertes Technologiepaket
– von der modularen Architektur über intelligente
Steuerung bis zur Systembewertung.
Fördergeber: Horizon Europe HORIZON-CL5-
2022-D5-01-08: Modular multi-powertrain zeroemission
systems for HDV (BEV and FCEV) for efficient
and economic operation (2ZERO)
Autor: Thomas Bäuml, AIT Austrian Institute of
Technology
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