Nachhaltige Lastkraftwagen im Langstreckenverkehr

Wie kann man eine Flotte von LKWs, die über lange Strecken oft ganze Kontinente durchqueren, nachhaltig planen und einsetzen? Dieser Fragestellung widmet sich ein Forschungsteam am Institut für Produktions-, Energie- und Umweltmanagement an der Universität Klagenfurt. Erste Erkenntnisse in Form eines mathematischen Modells liegen nun vor. In einem nächsten Schritt geht es darum, diese Ergebnisse für die komplexen Anforderungen in der Praxis nutzbar zu machen.

Das Beispiel Nordamerika illustriert eindrucksvoll die Herausforderung, vor der die Speditionsunternehmen in Bezug auf Nachhaltigkeit stehen: Ganz Nordamerika wird von Transportnetzwerken umspannt, die von einzelnen Speditionen betrieben werden. Damit die Güter von A nach B kommen, muss über tausende Kilometer hinweg geplant werden, wo die Lastwagen aufgeladen bzw. betankt werden. Die Emissionen, die mit der Produktion von Elektrizität und Wasserstoff assoziiert sind, sind auf Grund der enormen Distanzen teilweise standortabhängig. Hinzu kommt, dass Elektrizität und Wasserstoff in den Bundesstaaten unterschiedlich teuer sind.

Das Forschungsteam, dem unter anderem Christian Truden (Institut für Produktions-, Energie-, und Umweltmanagement an der Universität Klagenfurt) angehört, möchte nun für diese komplexen Rahmenbedingungen mathematische Modelle erstellen, mit denen sich ein nachhaltiges Flottenmanagement bewerkstelligen lässt. „Wir wollen wissen, wie viele Fahrzeuge jedes Typs – Diesel, Elektro oder Wasserstoff – ein Speditionsunternehmen anschaffen muss und in welchen Regionen diese eingesetzt werden sollten“, erklärt Christian Truden. In einer aktuellen Publikation stellt Christian Truden nun gemeinsam mit Mike Hewitt (Quinlan School of Business, Loyola University Chicago) ein Modell vor, das zwei Ziele abbildet: Sowohl die Transportkosten als auch die Umweltauswirkungen sollen berücksichtigt werden. Christian Truden erklärt: „Wir konnten bisher zeigen, dass die Verwendung dieses Modells deutliche Einsparungen bei den Kosten und Emissionen erwirken kann.“

Aktuell ist das Modell in der Praxis allerdings noch nicht einsetzbar, zu vielfältig sind die Einflussfaktoren und Entscheidungsgrößen. Das Forschungsteam wird daher in einem nächsten Schritt an effizienteren Heuristiken zur Lösung des Planungsproblems arbeiten. „Unser Ziel ist es, das Problem, das beim Einsatz von batterie-elektrischen und wasserstoff-elektrischen Lastwagen entsteht, für realistische Probleminstanzen in hinreichend guter Qualität zu lösen“, so Christian Truden.

Christian Truden & Mike Hewitt (2024). The service network design problem with fleet and emissions management. Transportation Research Part C 166, https://doi.org/10.1016/j.trc.2024.104769.