Bidirektionales Laden als Flexibilitätshebel im Industrie- und Logistikverkehr
Dekarbonisierungsdruck für den gewerblichen Verkehr
Der gewerbliche Verkehr steht vor einem tiefgreifenden Wandel. Nutzfahrzeuge verursachen rund ein Drittel der verkehrsbedingten Treibhausgasemissionen, wobei schwere Nutzfahrzeuge über 15 t zulässigem Gesamtgewicht den größten Anteil verantworten [8]. Gleichzeitig spielen leichte Nutzfahrzeuge unter 3,5 t eine zentrale Rolle in urbaner Distribution, Stückgutverkehr und der letzten Meile. Diese Fahrzeuge weisen beispielsweise aufgrund kurzer Tagesfahrleistungen, hoher Planbarkeit und einer regelmäßigen Rückkehr zum Depot günstige Eigenschaften für die Elektrifizierung auf. Parallel verschärfen sich die regulatorischen Rahmenbedingungen im Transportsektor erheblich. Die EU‑Flottengrenzwerte für leichte Nutzfahrzeuge werden ab 2030 deutlich strenger. Die AFIR‑Verordnung verpflichtet Unternehmen zum Ausbau von Ladeinfrastruktur. Mit dem EU‑ETS II entstehen ab 2027 direkte CO₂‑Kosten für den Straßenverkehr. Zudem führen immer mehr Städte Zero‑Emission‑Zonen ein, die den Einsatz emissionsfreier Fahrzeuge zur Voraussetzung machen. Für Industrie und Logistik bedeutet dies, dass die Elektrifizierung neben der ökologischen auch eine ökonomische Notwendigkeit wird. [4,5,6,7]
Die Rolle von bidirektionalem Laden für Flexibilitätspotenziale
Vor diesem Hintergrund gewinnt die Frage an Bedeutung, welche Einsatzbereiche und Branchen im gewerblichen Güterverkehr besonders geeignet sind, Flexibilitätspotenziale, etwa durch bidirektionales Laden, bereitzustellen. Ziel ist dabei nicht primär eine allgemeine Marktbeschreibung, sondern eine qualitative und quantitative Abschätzung des potenziell aktivierbaren Flexibilitätspotenzials unterschiedlicher Logistiksegmente. Gerade aufgrund der hohen Vielfalt an Einsatzprofilen, Fahrzeugtypen und betrieblichen Rahmenbedingungen erweist sich diese Fragestellung als komplex. Entsprechend bestand ein hoher Bedarf an einer systematischen Klassifikation entlang klar definierter Kriterien. In verschiedenen Forschungsarbeiten innerhalb der FfE sowie im Kontext des Projekts BID‑EV wurde hierzu eine Kategorisierung entwickelt, die sich entlang von 16 Einsatzkategorien orientiert und den jeweiligen Einsatzzweck der Fahrzeuge in den Mittelpunkt stellt. Diese Struktur ermöglicht es, branchenspezifische Unterschiede hinsichtlich Fahrleistungen, Standzeiten und betrieblicher Flexibilität gezielt zu analysieren und vergleichbar zu machen.
Strukturen der Logistikbranche zwischen Fragmentierung und Konzentration
Grundsätzlich ist die deutsche Transport- und Logistikbranche durch eine stark fragmentierte Marktstruktur geprägt. Ein Großteil (77 %) der Unternehmen verfügt über Flotten mit weniger als 11 Fahrzeugen [3]. Gleichzeitig konzentriert sich der größere Fahrzeugbestand auf eine kleine Anzahl größerer Unternehmen. Etwa 20 % der Unternehmen betreiben rund 75 % der Fahrzeuge im gewerblichen Güterkraftverkehr [8]. Gleichzeitig zeigen auch kleinere Betriebe mit klar abgegrenzten Einsatzfeldern geeignete Rahmenbedingungen, was die Notwendigkeit einer einsatzbezogenen anstatt einer rein größenbezogenen Betrachtung unterstreicht.
Unternehmenstypen und Einsatzprofile im gewerblichen Güterverkehr
Innerhalb der Branche lassen sich mehrere Unternehmenstypen unterscheiden. Transportunternehmen konzentrieren sich auf die reine Beförderung von Gütern, während Speditionen zusätzlich die Organisation, Disposition und Auswahl der Transportmittel übernehmen und dabei häufig Subunternehmer einsetzen. Kontraktlogistikunternehmen sind hingegen tief in die Wertschöpfung ihrer Kunden integriert und stellen neben dem Transport auch Umschlag‑, Lager‑ und Zusatzleistungen bereit. Ergänzt wird das Marktgefüge durch assetlose Logistikdienstleister, die Logistikketten primär über digitale Steuerungs- und IT‑Lösungen koordinieren [8]. Die Einsatzprofile in der Branche reichen vom Nah‑ und Regionalverkehr bis hin zum Fernverkehr. Der Nah‑ und Regionalverkehr wird dabei bis zu einer Entfernung von etwa 150 km definiert, während darüber hinaus vom Fernverkehr gesprochen wird [8]. Darüber hinaus zeigt sich, dass bestimmte Logistiksegmente besonders relevant für Flexibilitätslösungen sind. Dazu zählen u. a. die Kurier-Express-Packet (KEP)‑Branche (7 – 10 % aller Vans), Gastronomie und Großhandel (> 10 %), Handwerk und Baustellen (15 – 20 %) sowie Dienstleistungen und Verwaltung (> 10 %). Diese Segmente weisen unterschiedliche Mobilitätsmuster auf, die für das bidirektionale Laden unterschiedlich geeignet sein könnten [10, 9, 1]. Entscheidend ist nicht nur die Branche, sondern auch das jeweilige Einsatzprofil, insbesondere im Hinblick auf tägliche Fahrleistungen, Rückkehrzeiten zum Depot, Standzeiten und zeitliche Planbarkeit.
Praxisrelevante Modellierung für Flottenbetreibende
Zusammenfassend zeigt sich, dass die Transformation des Warentransportsektors nicht allein durch regulatorische Vorgaben oder technologische Fortschritte vorangetrieben werden kann, sondern vertiefte Forschung und praxisnahe Analysewerkzeuge erfordert. Insbesondere im gewerblichen Verkehr stoßen pauschale Annahmen schnell an ihre Grenzen, da sich die Einsatzbedingungen elektrischer Nutzfahrzeuge durch eine hohe Heterogenität der Fahrprofile auszeichnen. Unterschiede in Fahrzeugtypen, Einsatzsegmenten, Tagesfahrleistungen, Standzeiten, Routenstrukturen und Depotnutzung führen zu stark variierenden Mobilitäts‑ und Ladebedarfen. Eine reine Klassifizierung von Logistiksegmenten ist daher nicht ausreichend, um fundierte Aussagen über Elektrifizierungspotenziale, Netzbelastungen oder Flexibilitätsoptionen treffen zu können. Vor diesem Hintergrund leistet die Forschungsstelle für Energiewirtschaft (FfE) mit verschiedenen Forschungsvorhaben, beispielsweise im Projekt Bid-E-V und auch mit praxisrelevanten Tools einen wichtigen Beitrag.
Eines dieser Tools ist CHAMPPy (Charging and Mobility Profiles in Python). Hier handelt es sich um ein Python Programm, mit dem sich synthetische Mobilitäts- und Ladeprofile für verschiedene elektrische Fahrzeuge simulieren lassen. Darunter zählen unter anderem Vans, Trucks, Busse und PKWs. Da bestehende Studien und Simulationssoftware sich vor allem auf PKWs fokussieren, sticht CHAMPPy mit seiner Berücksichtigung des kommerziellen Transportsektors heraus. Somit kann CHAMPPy einen wichtigen Beitrag für die Dekarbonisierung des Transportsektors und der Logistikbranche leisten. Die FfE bietet CHAMPPy in zwei Versionen für Flottenbetreibende an. Einmal als Light-Version, in der die User:in vorgegebe Parameter bearbeiten kann und als Full-Version, bei der das Modell in seinen Parametern neu ausgerichtet und mit neuen Referenzdaten angereichert werden kann. Beide Versionen sind auf Anfrage bei der FfE erhältlich.
Weitere Informationen:
Literatur:
[1] BIEK. (2023). KEP‑Studie 2023: Analyse des Marktes in Deutschland. Bundesverband Paket und Expresslogistik. https://bpex-ev.de/files/biek/downloads/papiere/BIEK_KEP-Studie_2023.pdf
[2] Bundesamt für Güterverkehr. (2021). Struktur der Unternehmen des gewerblichen Güterkraftverkehrs und des Werkverkehrs. Köln: Bundesamt für Güterverkehr, 2021.
[3] Bundesamt für Logistik und Mobilität. (2019). Marktstruktur im gewerblichen Güterkraftverkehr. BMDV. https://www.balm.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/Statistik/Unternehmen/Ustat/Ustat_2020.pdf?__blob=publicationFile&v=2
[4] European Union. (2023a). Regulation (EU) 2023/1804 on the deployment of alternative fuels infrastructure (AFIR). Official Journal of the European Union.
[5] European Union. (2023b). Directive (EU) 2023/959 amending Directive 2003/87/EC as regards the EU Emissions Trading System for buildings and road transport (ETS II). Official Journal of the European Union.
[6] European Union. (2019). Regulation (EU) 2019/631 setting CO₂ emission performance standards for new passenger cars and for new light commercial vehicles. Official Journal of the European Union.
[7] European Union. (2008). Directive 2008/50/EC on ambient air quality and cleaner air for Europe. Official Journal of the European Union.
[8] Gebrande, J. (2023). Potenziale und Herausforderungen der Nutzfahrzeugelektrifizierung auf Basis von Unternehmensbetrachtungen innerhalb der deutschen Transport‑ und Logistiklandschaft. [Unveröffentlichte Masterarbeit]
[9] Klauenberg, J., Rudolph, C., & Zajicek, J. (2016). Potential users of electric mobility in commercial transport: Identification and recommendations. Fraunhofer ISI. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2016.11.020
[10] Savy, M. (2016). Understanding the role of LCVs in the European transport system. European Commission. https://www.piarc-france.org/ressources/documents/3/779-S3-0-SAVY.pdf
