Reduktion von CO2-Emissionen durch ein digitales Flottenmanagement – erste Ergebnisse aus dem Feld

Die Dekarbonisierung der Wirtschaft erfordert Netto-Null-Emissionen aller vom Menschen verursachten CO2-Emissionen in den kommenden Jahren, wenn die globale Erwärmung auf 1,5°C - 2°C begrenzt werden soll. Der 6. Sachstandsbericht des IPCC macht deutlich, dass gesetzgeberische Maßnahmen allein nicht ausreichen werden, um die erforderlichen Treibhausgasreduzierungen zu erreichen. Deshalb werden ehrgeizige Unternehmen wie benötigt, die über die gesetzgeberischen Ziele hinausgehen.

Ob und wie die Reduktion von CO2-Emissionen durch ein digitales Flottenmanagement gelingt, hat Prof. Dr. Tim Gruchmann von der FH Westküste untersucht.

 Der Straßengüterverkehr ist sowohl ein Motor der globalen Wirtschaftstätigkeit als auch einer der größten Verbraucher fossiler Brennstoffe und trägt damit zum vom Menschen verursachten Klimawandel bei. Die Umsetzung von Strategien zur Dekarbonisierung in diesem Sektor erfordert eine verbesserte Fahrzeugeffizienz, systematische Änderungen der Logistikprozesse und -abläufe sowie den Einsatz alternativer Antriebe.

Spediteure treffen zahlreiche langfristige Entscheidungen über ihren Fuhrpark, indem sie die Vor- und Nachteile von Investitionen über lange Planungszeiträume abwägen. Dazu gehören Entscheidungen darüber, wie viele Fahrzeuge angeschafft werden, welche Technologien verwendet werden, wie diese während der Nutzungsdauer eingesetzt werden und wann das Ende der Nutzungsdauer des eingesetzten Equipments erreicht sein wird. Vieles deutet darauf hin, dass Logistikunternehmen bei diesen Entscheidungen versteckten Kosten und zukünftige Unsicherheiten stark gewichten. Dementsprechend spielen Fuhrparkentscheidungen eine entscheidende Rolle bei der Kostenkontrolle und der Verringerung der im Flottenmanagement verursachten Umweltschäden. Spezifische organisatorische Merkmale wie die Unternehmensgröße, die finanzielle Lage oder die Interessen der Entscheidungsträger beeinflussen weiterhin die Anpassungsfähigkeit von Unternehmen.

In diesem Kontext sind Informations- und Kommunikationstechnologien wichtig, um nachhaltige Logistik zu realisieren. Flottenmanagementsysteme sind IT-Lösungen, die eine digitale und kontinuierliche Überwachung der Fahrzeugflotte ermöglichen. Sie ermöglichen die Zusammenführung von Transportvorgängen und Daten aus der Flotte. Die Aufgabe von Telematiksystemen ist es, Daten zu sammeln, zu verarbeiten, zu übermitteln und zu analysieren, und zwar in mehreren Subsystemen: einem Subsystem zur Datenerfassung, einem Subsystem zur Datenverarbeitung und einem Subsystem zur Anzeige von Inhalten für den Nutzer. Das Fuhrparkmanagement hat die größten Kontrollmöglichkeiten durch die Nutzung von IT-Dienstleistern, die sich auf die digitale Verwaltung von Fahrzeugen spezialisiert haben. Wichtig ist dabei ein System, das verschiedene Fahrzeuge und Telematikanbieter auf einer Plattform integrieren kann.

Die vorliegende Studie untersucht die Routenplanung und das Flottenmanagement eines Logistikdienstleisters in Schleswig-Holstein anhand von Telematikdaten und Felddaten (N=114). Wir verwenden Klassifizierungs- und Regressionsbäume, eine weit verbreitete nicht-parametrische Methode des maschinelle Lernens, um die Auswirkungen von Reifeneigenschaften und Telematikdaten auf den Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen zu ermitteln und so die Entscheidungsfindung des Spediteurs in Bezug auf die Routenplanung und das Flottenmanagement zu unterstützen. Die Studie ist insbesondere darauf ausgerichtet, auf Basis der Telematikdaten eine optimale Abstimmung von Routenplanung, Reifenwahl und Kraftstoffverbrauch zu ermitteln und damit einen Beitrag zu einem professionellen Flottenmanagement zu leisten. Der vorgeschlagene Ansatz lässt sich leicht auf andere Transportunternehmen übertragen. Unsere Analyse unterstreicht die Umweltvorteile der optimalen Bereifung im Straßengüterverkehr mit der sich bereits kurzfristig positive Effekte mit Blick auf die Senkung von CO2-Emissionen erzielen lassen.

Mit dem beschriebenen Ansatz wurde ein Vorhersagemodell für die Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Prädiktoren auf den Kraftstoffverbrauch erstellt, um Spediteure bei ihrer Entscheidungsfindung hinsichtlich der Wahl der wichtigsten Strecken- und Reifeneigenschaften zu unterstützen. Die zurückgelegte Strecke erweist sich hier als der bei weitem wichtigste Prädiktor für den durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch, gefolgt vom Anteil der Autobahnen pro Strecke. Die Bedeutung der Profiltiefe der verschiedenen Räder ist der dritt-wichtigste Prädiktor. Darüber hinaus scheint die Profiltiefe der Reifen an den Hinterrädern wichtiger zu sein, als an den Vorderrädern. Der Reifendruck erweist sich als weniger wichtig als die Profiltiefe; auch hier ist der Reifendruck an den Hinterrädern als wichtiger als an den Vorderrädern einzuschätzen, was sich aber durch die direkte Verschlechterung des Fahrerlebens bei zu niedrigen Reifendrücken erklären lässt.

Es gibt folglich verschiedene Faktoren zur Optimierung des Kraftstoffverbrauchs im Flottenmanagement, wobei der wichtigste Faktor die gewählte Route ist. Darüber hinaus ist die Verwendung der optimalen Bereifung wichtig, um ein Öko-Routing zu ermöglichen, Spritkosten und CO2-Emissionen zu reduzieren. Aufbauend auf die Motorisierung können durch eine Reduzierung der Höchstgeschwindigkeit von Gütertransportern weitere Einsparungen erzielt werden. Hier besteht jedoch eine nicht-lineare Beziehung zwischen der Motorisierung und der optimalen Geschwindigkeit. Bei zu niedrigen Geschwindigkeiten wird die Motorleistung ineffizient. Die aerodynamische Gestaltung der Fahrzeuge kann zudem den Kraftstoffverbrauch auf langen Strecken senken, indem sie die Gesamtgeometrie verändern und die Windwiderstandsfläche verringern. Die gesamten Ergebnisse der Studie werden 01.02.2014 an der Fachhochschule Westküste in Heide vorgestellt.