LNG- und CNG-Lkw: Wie nachhaltig sind Gasantriebe in der Straßenfracht?

Elektro- und Wasserstoff-Lkw können emissionsfrei sein, wenn der benötigte Strom bzw. Wasserstoff vollständig grün erzeugt wird. Doch aktuell fehlt es noch an verfügbaren Fahrzeugen sowie einer flächendeckenden Infrastruktur. Können Verbrennungsmotoren, die mit Gas betrieben werden und emissionsärmer als Diesel sind, mittelfristig eine Lösung sein? CNG und LNG, die beiden Kraftstoffe, um die es hier geht, gibt es schließlich auch in einer Bio-Variante.

Das sind die Perspektiven von CNG und LNG im Straßengüterverkehr.

Warum alternative Antriebe nötig sind und wie CNG und LNG helfen können

Der Lkw-Fernverkehr wird nach wie vor überwiegend mit Diesel betrieben und ist damit ein bedeutender Verursacher von CO₂-Emissionen. Der Straßengüterverkehr der Zukunft muss umweltfreundlicher werden und mit möglichst geringen direkten und indirekten Emissionen verbunden sein.

EU-Richtlinien sehen vor, die Treibhausgasemissionen von Lkw bis 2025 um 15 Prozent und bis 2030 um 30 Prozent zu senken. In Deutschland soll bis 2030 rund ein Drittel der Lkw mit alternativen Antrieben fahren. Bis sich die Reichweite von E-Lkw für den Fernverkehr noch weiter erhöht und die breite Marktreife von Wasserstoff-Lkw erreicht ist, sind mittelfristige Nachhaltigkeitsziele auch mit dem Einsatz von Bio-CNG- und Bio-LNG-Technologien erreichbar.

Unterschied zwischen LNG und CNG

Bei den beiden Antriebsarten CNG und LNG handelt es sich um Verbrennungsmotoren, die anstelle von Diesel mit Erdgas (Methan) betrieben werden. Bevor ein Lkw mit Gas betankt werden kann, muss es auf bestimmte Weise aufbereitet werden: entweder als komprimiertes (CNG) oder als verflüssigtes Erdgas (LNG).

• CNG: Für Compressed Natural Gas wird Erdgas auf weniger als ein Prozent seines ursprünglichen Volumens komprimiert, damit eine so große Gasmenge im Tank mitgeführt werden kann, die auch für längere Strecken reicht. Trotz dieser Komprimierung benötigen CNG-Fahrzeuge aber immer noch mehr Platz für den Gastank als Diesel-Lkw für einen Dieseltank. Das begrenzt die Reichweite von CNG-Lkw, schließlich benötigt man noch ausreichend Platz für die Ladung. Deshalb kommt CNG eher für kurze und mittlere Lieferdistanzen in Betracht.
• LNG: Liquefied Natural Gas hat eine höhere Energiedichte und ein viel geringeres Volumen als CNG. Zur Herstellung von LNG wird Erdgas unter -161 °C abgekühlt, wodurch es sich verflüssigt. Das Volumen des flüssigen Erdgases verringert sich gegenüber der gleichen Menge im gasförmigen Zustand sogar um den Faktor 600. So passt viel Gas in den Tank und deshalb eignet sich LNG besonders für den Langstreckentransport.

Wann spricht man von Bio-LNG und Bio-CNG?

Ob CNG oder LNG: Biokraftstoffe sind es jeweils dann, wenn statt Erdgas Biogas aus erneuerbaren Quellen eingesetzt wird. Biogas entsteht bei der Vergärung von Biomasse – das können Gülle oder Grünabfälle wie Stroh sein. Biogas wird in Biogasanlagen erzeugt, in denen diese organischen Abfälle oder nachwachsende Rohstoffe vergoren werden.

Der Vorteil für die Energiebilanz liegt darin, dass Stoffe genutzt werden, die als Abfall ohnehin vorhanden sind. Sie stellen also keine zusätzliche Umweltbelastung dar, wie es bei der Gewinnung von Erdgas der Fall ist. Darüber hinaus haben die Rohstoffe vor ihrer Verbrennung im Gasmotor, bei der zwangsläufig CO₂ freigesetzt wird, bereits selbst CO₂ aus der Atmosphäre gebunden. Dadurch ist eine nahezu ausgeglichene Kohlendioxidbilanz möglich.

So ermöglichen Bio-CNG und Bio-LNG Einsparungen bei der CO₂-Emission von Lkw von über 80 Prozent.

Tankstellen und Reichweite: Wie weit kommt man mit LNG- und CNG-Lkw?

CNG-Lkw haben eine begrenzte Reichweite von rund 500 km, weshalb CNG-Antriebe vor allem im Zustell- und Verteilerverkehr sinnvoll sind. Sie können dabei auf ein im Vergleich zu LNG relativ dichtes Tankstellennetz zurückgreifen. In Deutschland gibt es über 800 öffentliche CNG-Tankstellen. Allerdings sind nicht alle von ihnen für Lkw, sondern nur für kleinere Nutzfahrzeuge geeignet. Auch deshalb ist CNG für den Schwer- und Fernlastverkehr nur in bestimmten Konstellationen attraktiv, etwa der regionalen Verteilung.

Die Betankung eines LNG-Lkw dauert nicht wesentlich länger als die eines Diesel-Lkw. Und ist ein LNG-Lkw voll betankt, hat er eine Reichweite, die mit dem Diesel-Lkw vergleichbar ist und je nach Modell bei mindestens 1.000 Kilometern liegt. Der LNG-Fernverkehr setzt jedoch eine hinreichend ausgebaute LNG-Tankinfrastruktur voraus. In Deutschland sind gut 150 öffentliche LNG-Tankstellen in Betrieb. Wer also weiß, wo er tanken kann, kommt mit dem LNG-Lkw gut voran. Im Vergleich dazu gibt es aber fast hundertmal so viele „normale“ Tankstellen.

Bio-LNG- und Bio-CNG-Lkw: Vorteile und Nachteile

Lohnt sich eine verstärkte Umstellung auf Bio-CNG oder Bio-LNG? Neben der technologischen Reife und Effizienz der Antriebe sind hier vor allem die regulatorischen Rahmenbedingungen zu berücksichtigen. Denn die politische Unterstützung für CNG- und LNG-Antriebe hat in den letzten Jahren deutlich nachgelassen.

Vorteile

• Fortgeschrittene Technologie: CNG- und LNG-Lkw basieren auf einer serienreifen Technologie ohne technische Kinderkrankheiten.
• Einsparungen von Treibhausgasen sind – bei Nutzung von Biogas – sofort möglich.
• Die verwendeten Rohstoffe und die Produktion der Treibstoffe sind vergleichsweise nachhaltig

Nachteile

• spezielle Fahrzeuge mit höheren Anschaffungskosten als Diesel-Lkw
• CO2-Einsparung nur bei Verwendung von Biogas; im Unterschied zur E-Mobilität lässt sich keine vollständige Reduktion der Treibhausgase erreichen
• Biogas ist nur eingeschränkt verfügbar aufgrund des lückenhaften Tankstellennetzes.
• Unsichere Fördersituation: In Deutschland sind Ende 2021 die staatlichen Zuschüsse beim Kauf von LNG- und CNG-Lkw entfallen. Ende 2023 ist außerdem die Mautbefreiung von LNG-Lkw ausgelaufen.

Perspektiven für LNG- und CNG-Lkw in Deutschland und Europa

Über 95 Prozent der 2023 in der EU neu zugelassenen Lkw werden mit Diesel angetrieben. Auf geringem Niveau gewinnen Elektroantriebe bei Lkw an Bedeutung. Gleiches lässt sich über Gasantriebe nicht sagen. Diese kommen zwar bei Bussen im ÖPNV häufiger vor, während sie bei Lkw eine nachrangige Rolle spielen. Ein flächendeckender Einsatz von CNG- und LNG-Lkw ist weder national noch international zu erwarten.

Dies liegt zum einen daran, dass ohne den Einsatz von Biogas nur ein begrenztes Potenzial zur Einsparung von Schadstoffen besteht. Zum anderen, und das ist eine direkte Folge daraus, an der europaweit geringeren Unterstützung durch die öffentliche Hand. Dies wird unter anderem durch das Wegfallen der Mautbefreiung für Erdgasfahrzeuge Ende 2023 deutlich. Der Fokus zur Förderung von Nachhaltigkeit im Transportsektor liegt mittel- bis langfristig auf der E-Mobilität und langfristig auch auf der Wasserstofftechnologie.

Dies könnte sich ändern, wenn Biogas in größerem Umfang als Kraftstoff zur Verfügung stünde. Allerdings ist dies schwer zu prognostizieren, da Biomethan auch in der Wärme- und Stromerzeugung eine größere Rolle spielen soll.

Bio-CNG-Lkw bei DHL

Nur mit Biogas sind Gasantriebe ökologisch effizient. Bei DHL und Deutsche Post haben wir das erkannt und deshalb ein eigenes Tankstellennetz für Bio-CNG in Betrieb genommen, um unsere Transporte mit CNG-Lkw abzusichern. Damit versorgt der Konzern eine Flotte von 360 CNG-Lkw, die mit Biogas nachhaltig unterwegs sind.