Wie Lithium-Ionen-Akkus die CO₂‑Bilanz im Lager verbessern
Die Bedeutung der CO₂‑Bilanzierung – oft auch als Carbon Footprint – gewinnt in der Lagerlogistik stetig an Bedeutung, da Unternehmen zunehmend ihre Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen dokumentieren müssen. Moderne Nachhaltigkeitsstrategien setzen eine umfassende Betrachtung aller Emissionsquellen voraus – Scope 1 (direkte Emissionen), Scope 2 (Strombezug) und Scope 3 (Lieferkette) – basierend auf internationalen Standards wie ISO 14067 oder dem Greenhouse Gas Protocol.
Zudem verschärfte die EU ihre Klimaziele: Bis 2030 sollen die Emissionen um 55 % gegenüber 1990 gesenkt werden, bis 2050 soll die EU klimaneutral sein. Damit rücken emissionsintensive Bereiche wie Lager und Intralogistik stärker in den Fokus. Unternehmen sind also zunehmend gefordert, ihre CO₂‑Bilanz transparent zu erfassen und durch evidenzbasierte Maßnahmen nachhaltig zu senken – nicht zuletzt aus wirtschaftlichen, regulatorischen und reputativen Gründen.
Überblick: Lithium‑Ionen‑Akkus im Material Handling als Innovationsmotor
Lithium‑Ionen‑Batterien haben in den letzten Jahren bei Gabelstaplern und anderen Flurförderzeugen die bisher dominierende Blei‑Säure‑Technologie weitgehend abgelöst. Der Grund: Ihre hohe Energieeffizienz reduziert im Betrieb den Energieverbrauch im Vergleich zur Blei‑Säure-Technologie – dadurch sinkt der CO₂‑Ausstoß je Arbeitseinheit. Zusätzlich ermöglichen sie kürzere Ladezeiten und die Option des sogenannten Opportunity Charging. Damit minimieren Lithium‑Ionen‑Stapler Leerlaufzeiten und steigern die Flotteneffizienz erheblich.
Ein wesentlicher Vorteil ist die Betrachtung über den gesamten Lebenszyklus: Die CO₂‑Emissionen bei der Produktion einer Lithium‑Ionen‑Batterie (ca. 300–600 kg CO₂ pro Batterie) amortisieren sich schnell durch die niedrigeren Betriebsemissionen im Vergleich zu Diesel- oder Treibgasstaplern.
Damit entwickeln Lithium‑Ionen‑Stapler sich im Material Handling zum Innovationsmotor – sie tragen durch direkte Emissionsreduktion, Effizienzsteigerung und nachhaltige Lebenszyklusbetrachtung aktiv zu einer klimafreundlichen Lagerlogistik bei.
Lithium‑Ionen vs. herkömmliche Batterie‑ und Antriebstechnologien
Vergleich mit Diesel‑Gabelstaplern: CO₂‑Emissionen im Betrieb (Scope 1)
Diesel-Gabelstapler emittieren erhebliche Mengen CO₂ direkt aus dem Auspuff – sogenannte Scope-1-Emissionen. Für einen 2,5‑t Stapler, der etwa 2–3 l Diesel pro Stunde verbraucht, ergeben sich allein aus der Verbrennung zwischen 5.280 g und 7.920 g CO₂ pro Stunde. Hinzu kommen rund 500–600 g CO₂ pro Liter bereits aus der Kraftstoffproduktion und -logistik („well‑to‑tank“) – wodurch die Gesamtbelastung weiter steigt.
Demgegenüber stehen Lithium‑Ionen-Fahrzeuge mit Null direkten Emissionen im Betrieb. Die CO₂-Bilanz entsteht allein über den Stromverbrauch: Bei einem Verbrauch von etwa 5 kWh/h (europäischer Strommix) entspricht das rund 1.375 g CO₂ pro Betriebsstunde. Zusätzlich verursacht die Batterieproduktion einmalig 300–600 kg CO₂, die sich aber über die Lebensdauer amortisiert.
Das Ergebnis: Lithium‑Stapler erreichen nur rund ein Viertel der CO₂‑Emissionen im Vergleich zu Diesel-Fahrzeugen – bezogen auf die laufende Nutzung – und bieten somit erhebliches Reduktionspotenzial im Scope 1 Bereich bei typischen Einsatzbedingungen.
Vergleich mit Bleibatterien: höhere Energieeffizienz, weniger Energieverbrauch
Lithium‑Ionen-Technologie überzeugt in zahlreichen Punkten gegenüber der Blei‑Säure-Batterie:
• Deutlich höhere Lade- und Entladeeffizienz: Lithium‑Ionen-Batterien wandeln ca. 95 % der Ladungsenergie in nutzbare Energie um. Im Vergleich: Bei Bleibatterien bleibt oft nur 60–80 %, der Rest geht als Wärme verloren.
• Geringerer Energiebedarf pro Betriebsstunde: Wegen der höheren Effizienz und geringerem Energieverlust ist der tatsächliche Verbrauch im Lagerbetrieb bei Lithium‑Ionen bis zu 30 % niedriger als bei Bleibatterie-Systemen.
• Schnellere Ladezeiten und Opportunity Charging: Lithium‑Ionen-Batterien können in 1–4 h vollständig aufgeladen werden. Zudem ist opportunistisches Laden („Opportunity Charging“) möglich, ohne negative Auswirkungen auf die Batterie. Das spart Leerlauf‑ und Stillstandzeiten. Im Gegensatz benötigen Bleibatterien 8–12 h Ladezeit plus Kühlphase, und kurzfristiges Laden kann ihre Lebensdauer stark beeinträchtigen.
• Wartungsfreiheit und Platzersparnis: Lithium‑Ionen-Batterien benötigen keine Wasserzugab, und keinen separaten Ladebereich mit Belüftung.
Fazit
• Diesel vs. Lithium‑Ionen: Diesel-Gabelstapler erzeugen erhebliche direkte CO₂‑Emissionen (Scope 1), während Lithium‑Fahrzeuge lokal emissionsfrei sind und insgesamt nur etwa ein Viertel der CO₂‑Belastung je Betriebsstunde im Vergleich zu Diesel verursachen.
• Blei‑Säure vs. Lithium‑Ionen: Lithium‑Ionen-Technologie bietet deutlich höhere Effizienz, kürzere Ladezeiten, höhere Flexibilität im Einsatz und geringere laufende Energiekosten.
Lebenszyklusbetrachtung & Energiebilanz
Lebenszyklus-CO₂ (Cradle-to-Grave): Anteil Energieverbrauch (Scope 2) bis zu 90 % der Gesamtbilanz
Die CO₂-Bilanz eines Gabelstaplers setzt sich aus drei Bereichen zusammen:
1.: Direkte Emissionen aus dem Betrieb (z. B. Abgase bei Dieselstaplern)
2.: Indirekte Emissionen durch den Stromverbrauch (bei Elektrofahrzeugen)
3.: Emissionsintensive Produktion und Materialbeschaffung (einschließlich Batteriebau)
Bei elektrisch betriebenen Gabelstaplern entfällt Scope 1 vollständig. Die CO₂-Emissionen konzentrieren sich daher auf Scope 2 und Scope 3. Interessanterweise entfällt bei Elektro-Gabelstaplern der größte Teil der Emissionen auf den Betrieb (Scope 2), insbesondere bei hoher Auslastung. Laut Analysen machen die Betriebsemissionen über 90 % der Gesamt-CO₂-Bilanz aus, während die Herstellung von Fahrzeug und Batterie nur etwa 10 % ausmacht.
Batterieproduktion vs. Betrieb: Lithium-Ionen-Produktionen verursachen einmalig Emissionen, amortisieren sich über Laufzeit
Die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien verursacht einmalig CO₂-Emissionen, die sich über die Lebensdauer des Gabelstaplers amortisieren. Im Vergleich dazu verursachen Blei-Säure-Batterien während ihres Betriebs kontinuierlich höhere Emissionen aufgrund ihrer geringeren Energieeffizienz und kürzeren Lebensdauer.
Wirkungsgrad: Lithium-Ionen bis zu 95 %, Blei-Säure nur 60–80 %
Lithium-Ionen-Batterien zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus: Sie können bis zu 95 % der Ladeenergie in nutzbare Energie umwandeln. Im Vergleich dazu liegt der Wirkungsgrad von Blei-Säure-Batterien nur bei ca. 60–80 %.
Dieser höhere Wirkungsgrad führt zu einem geringeren Energieverbrauch und damit zu einer besseren CO₂-Bilanz im Betrieb.
Die Lebenszyklusbetrachtung zeigt, dass Lithium-Ionen-Gabelstapler über ihre gesamte Lebensdauer hinweg eine bessere CO₂-Bilanz aufweisen als solche mit Blei-Säure-Batterien. Dies liegt an der höheren Energieeffizienz, der besseren Lebensdauer und der geringeren CO₂-Emissionen während des Betriebs. Insbesondere bei hoher Auslastung amortisieren sich die einmaligen Emissionen der Batterieproduktion schnell.
Operative Vorteile, die CO₂ sparen
Schnellladung und Opportunity Charging reduzieren Leerlaufzeiten und erhöhen Energieeffizienz
Lithium-Ionen-Gabelstapler zeichnen sich durch ihre hohe Ladegeschwindigkeit aus: Sie sind in der Lage deutlich schneller als Blei-Säure-Batterien vollständig aufgeladen zu werden. Diese schnelle Ladefähigkeit ermöglicht es Unternehmen, ihre Gabelstapler effizienter zu nutzen und die Betriebszeiten zu maximieren. Darüber hinaus bieten Lithium-Ionen-Batterien die Möglichkeit des Zwischenladens, auch bekannt als Opportunity Charging. Dies bedeutet, dass die Batterien während kurzer Pausen oder Stillstandszeiten aufgeladen werden können, ohne dass dies die Lebensdauer der Batterie negativ beeinflusst.
Wartungsfreiheit ohne Wasser, Geladenräume oder Kühlung → weniger Energie- und Ressourceneinsatz
Ein weiterer bedeutender Vorteil von Lithium-Ionen-Gabelstaplern ist ihre nahezu vollständige Wartungsfreiheit. Im Gegensatz zu Blei-Säure-Batterien, die regelmäßige Wartungsarbeiten wie das Nachfüllen von Wasser, das Ausgleichen der Zellenspannung und die Reinigung der Pole erfordern, benötigen Lithium-Ionen-Batterien keine solchen Pflegeaufgaben.
Zudem entfällt die Notwendigkeit für wie Belüftungsanlagen, die bei Blei-Säure-Batterien auf Grund von Gasen oft erforderlich sind, um die Sicherheit und Effizienz zu gewährleisten.
Diese Kombination aus geringem Wartungsaufwand und reduzierter Notwendigkeit für spezialisierte Infrastruktur trägt nicht nur zur Senkung der Betriebskosten bei, sondern auch zur Verringerung des ökologischen Fußabdrucks des Unternehmens.
Fazit: Die operativen Vorteile von Lithium-Ionen-Gabelstaplern, wie die Möglichkeit des Schnellladens und Opportunity Charging sowie die nahezu vollständige Wartungsfreiheit, führen zu einer effizienteren Nutzung der Fahrzeuge, einer Reduzierung der Leerlaufzeiten und einem geringeren Verbrauch von Ressourcen. Diese Faktoren tragen maßgeblich zur Senkung des CO₂-Ausstoßes und zur Verbesserung der ökologischen Bilanz in Lager- und Logistikbetrieben bei.
Reduzierter Material- und Ressourceneinsatz
Lebensdauer: bis zu 5.000 Ladezyklen (statt 1.000–1.500) → weniger häufige Neuanschaffung/Verschrottung
Lithium-Ionen-Batterien zeichnen sich durch eine deutlich längere Lebensdauer aus als herkömmliche Blei-Säure-Batterien. Während Blei-Säure-Batterien typischerweise nur etwa 1.000 bis 1.500 Ladezyklen erreichen, können Lithium-Ionen-Batterien 5.000 Ladezyklen durchhalten. Dies bedeutet, dass sie über einen längeren Zeitraum hinweg zuverlässig arbeiten, bevor ein Austausch erforderlich wird.
Diese erhöhte Lebensdauer führt zu einer Reduzierung des Materialverbrauchs, da weniger häufig neue Batterien angeschafft und alte entsorgt werden müssen. Dadurch werden nicht nur Kosten gespart, sondern auch die Umweltbelastungen durch Produktion und Entsorgung von Batterien verringert.
Kein Einsatz giftiger Schwermetalle (Leitblei, Schwefelsäure) → weniger Schadstoffrisiko bei Transport/Entsorgung
Ein weiterer Vorteil von Lithium-Ionen-Batterien ist der Verzicht auf schädliche Schwermetalle wie Blei, Cadmium oder Quecksilber, die in Blei-Säure-Batterien enthalten sind. Diese giftigen Substanzen stellen bei der Entsorgung oder dem Recycling ein erhebliches Umwelt- und Gesundheitsrisiko dar. Lithium-Ionen-Batterien enthalten stattdessen Materialien wie Lithium, Kobalt, Nickel und Mangan, die bei sachgerechter Entsorgung und Recycling weniger umweltschädlich sind.
Durch den Verzicht auf gefährliche Schwermetalle wird das Risiko von Umweltverschmutzung und Gesundheitsgefahren bei Transport, Lagerung und Entsorgung erheblich reduziert. Dies trägt zu einer nachhaltigeren Nutzung von Batterietechnologien im industriellen Bereich bei.
Die Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien in Gabelstaplern und anderen Flurförderzeugen führt zu einer signifikanten Reduzierung des Material- und Ressourceneinsatzes. Dank ihrer langen Lebensdauer müssen weniger Batterien produziert und entsorgt werden, was den Ressourcenverbrauch verringert. Zudem entfällt der Einsatz giftiger Schwermetalle, wodurch das Risiko von Umwelt- und Gesundheitsgefährdungen bei Transport und Entsorgung minimiert wird. Diese Faktoren tragen maßgeblich zu einer nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Logistik bei.
Einsatz von grünem Strom / Solarladestationen im Lager (geschlossener „green power“-Kreislauf)
Der Betrieb von Gabelstaplern mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Photovoltaik reduziert die CO₂-Emissionen erheblich. Die Herstellung von Solarstrom verursacht lediglich etwa 56 g CO₂ pro kWh, was im Vergleich zu fossilen Energiequellen wie Braunkohle (1.075 g CO₂/kWh) oder Erdgas (500 g CO₂/kWh) deutlich geringer ist. Durch die Installation von Solaranlagen auf dem Betriebsgelände können Unternehmen ihren eigenen „grünen“ Strom erzeugen und direkt für das Laden der Gabelstapler nutzen. Dies schafft einen geschlossenen CO₂-armen Energiekreislauf und trägt zur weiteren Reduzierung der Emissionen bei.
Fazit & Empfehlungen für Logistikbetreiber
Zusammenfassung der CO₂-Vorteile gegenüber Diesel und Blei
Der Umstieg auf Lithium-Ionen-Gabelstapler bietet signifikante CO₂-Vorteile im Vergleich zu Diesel- und Blei-Säure-Modellen. Während Dieselstapler im Betrieb hohe Emissionen verursachen, produzieren Lithium-Ionen-Fahrzeuge nur etwa 1.375 g CO₂ pro Stunde, einschließlich Batterieproduktion und Stromverbrauch. Zudem entfällt die direkte Emission von Abgasen, was die Luftqualität im Lager verbessert. Lithium-Ionen-Batterien erreichen eine Energieeffizienz von bis zu 95 %, während Blei-Säure-Batterien meist nur 60–80 % erreichen, was den Energieverbrauch weiter senkt.
ROI-Argumente (niedrigere TCO, Nachhaltigkeitsstrategie)
Der Return on Investment (ROI) von Lithium-Ionen-Gabelstaplern ist aufgrund mehrerer Faktoren besonders attraktiv:
Niedrigere Total Cost of Ownership (TCO): Lithium-Ionen-Batterien erfordern weniger Wartung, haben eine längere Lebensdauer und reduzieren Ausfallzeiten, was die Gesamtbetriebskosten senkt.
Nachhaltigkeitsstrategie: Der Einsatz von Elektrostaplern unterstützt Unternehmen dabei, ihre Klimaziele zu erreichen und sich als umweltbewusster Betrieb zu positionieren, was in der heutigen Geschäftswelt zunehmend an Bedeutung gewinnt.