Im Rahmen der Programmbegleitforschung Innovative Antriebe im straßengebundenen ÖPNV - NOW GmbH
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Kommunale Elektromobilitätskonzepte Motivation und Hemmnisse bei der Einführung von Elektrobussen Im Rahmen der Programmbegleitforschung Innovative Antriebe im straßengebundenen ÖPNV Gefördert durch: Koordiniert durch:
INHALT S EITE
Inhaltsverzeichnis 3
Abkürzungsverzeichnis 4
1
Einleitung 5
2
Ergebnisse / Erkenntnisse 8
3
Mustergliederung einer Machbarkeitsstudie 20
4
Steckbriefe ÖPNV-Elektrifizierungskonzepte 28
5 Steckbriefe Intermodale Schnittstelle 42
6
Weiterführende Informationen 54
Impressum
58
2
1 Einleitung
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
B+R Bike-and-Ride
BEV engl. Battery Electric Vehicle – batteriebetriebenes Elektrofahrzeug
BMVI Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
CEE Commission on the Rules for the Approval of the Electrical Equipment
CO2 Kohlenstoffdioxid
EEG Erneuerbare-Energien-Gesetz
FCEV engl. Fuel Cell Electric Vehicle – Brennstoffzellenfahrzeug
KMU Kleine und mittlere Unternehmen
LIS Ladeinfrastruktur
NOx Stickoxide
O-Bus Oberleitungsbus
ÖPNV Öffentlicher Personennahverkehr
P+R Park-and-Ride
PKW Personenkraftwagen
PM engl. Particulate Matter – Feinstaub
SPNV Schienenpersonennahverkehr
TCO engl. Total Cost of Ownership
WLAN engl. Wireless Local Area Network – kabelloses lokales Netzwerk
Die Einführung von alternativen Antriebstechnologien im ÖPNV ist ist derzeit noch
mit offenen Fragestellungen verbunden, die es vorab zu klären gilt. Wesentliche
Herausforderungen sind die passende Technologieauswahl, die Integration in den
betrieblichen Alltag und die Energiebereitstellung. Daher steht die Festlegung
der Systemkonfiguration im Zentrum, was die Kombination aus einzusetzenden
Fahrzeugen und der notwendigen Versorgungsinfrastruktur sowohl im Betriebshof
als auch gegebenenfalls an der Strecke darstellt. Darüber hinaus sind auch die
anfallenden Investitions- und Betriebskosten zu ermitteln und der zusätzliche Bedarf
an Spezialwerkzeugen und entsprechender Mitarbeiterschulungen zu eruieren. Um
sich mit d iesen und weiteren Themen rund um die Einführung alternativer Antriebs-
technologien strukturiert auseinanderzusetzen, sind Elektromobilitätskonzepte ein
geeignetes Instrument. Sie untersuchen ganzheitlich die technische, betriebliche und
wirtschaftliche Machbarkeit sowie die ökologische Vorteilhaftigkeit entsprechender
Vorhaben. Im Falle eines positiven Untersuchungsergebnisses wird abschließend ein
geeigneter Umsetzungsplan erstellt.
4 E I N L E I T UN G 5Das Bundesministerium für Verkehr und digitale
Die wesentlichen Informationen der Elektromobilitätskonzepte wurden als Steck-
Infrastruktur (BMVI) motiviert durch finanzielle briefe aufbereitet. Die aus den Konzepten generierten Aussagen beziehen sich auf
den Zeitraum der Konzepterstellung, der für die ausgewerteten Konzepte zwischen
Unterstützung im Rahmen der Förderrichtlinie 2017 und 2019 liegt. In der Zwischenzeit wurden bereits einige Konzepte in Teilen
umgesetzt und Elektrobusse eingeführt.
Elektromobilität zur Erstellung von Elektro
Auf Basis der Erkenntnisse dieser Untersuchung wurde eine Mustergliederung für
mobilitätskonzepten. Machbarkeitsstudien erstellt, welche Verkehrsunternehmen und Aufgabenträgern als
Unterstützung bei der Gestaltung künftiger Umstellungskonzepte dienen soll.
Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) motiviert
durch finanzielle Unterstützung im Rahmen der Förderrichtlinie Elektromobilität zur
Erstellung von Elektromobilitätskonzepten. Nach vier Förderaufrufen wurden ca. 200
kommunale Elektromobilitätskonzepte durch das BMVI bewilligt. Von diesen liegen
insgesamt 21 ausgearbeitete Konzepte mit ÖPNV-Bezug vor. Zuwendungsempfänger geförderte Elektromobilitäts-
6 15
sind Aufgabenträger, Verkehrsbetriebe und auch Wirtschaftsunternehmen. konzepte mit ÖPNV-Bezug
Im Rahmen der Programmbegleitforschung Innovative Antriebe im straßen ausgewertete
5 5
gebundenen ÖPNV wurden die vom BMVI geförderten Elektromobilitätskonzepte Elekromobilitätskonzepte
mit ÖPNV-Bezug hinsichtlich ihrer Wirksamkeit, Umsetzbarkeit und Verstetigung
ausgewertet, um insbesondere Aussagen zu folgenden Aspekten zu liefern: Schwerpunkt ÖPNV Teilbereich ÖPNV
S tatus Quo der Elektrifizierung im ÖPNV A B B I L D U NG 1 :
M otivationsfaktoren, Hemmnisse und Herausforderungen beim Übergang eines Ausgearbeitete Elektro-
dieselbasierten innerstädtischen ÖPNV hin zu alternativ angetriebenen Bussen mobilitätskonzepte mit
z weckmäßige Systemkonfigurationen und Betriebskonzepte ÖPNV-Bezug
U msetzungsstrategie für die Flottenumstellung (Umsetzungsbeginn, Intervalle für
Beschaffungshochlauf)
M arkthochlauf der Elektrifizierung im ÖPNV
A ngebot intermodaler Lösungen im Kontext eines alternativ angetriebenen ÖPNV
Es ist zwischen Elektromobilitätskonzepten mit Schwerpunkt ÖPNV und denjenigen, Auf Basis der Erkenntnisse dieser Untersuchung
in denen der ÖPNV nur einen Teilbereich abdeckt, zu unterscheiden. Im Mittelpunkt
der Untersuchung stehen die ÖPNV-Elektrifizierungskonzepte. Diese setzen sich wurde eine Mustergliederung für Machbarkeits-
detailliert mit den Fragestellungen rund um die Einführung alternativer Antriebstech-
nologien auseinander. Aussagen zur Gestaltung der intermodalen Schnittstelle im studien erstellt, welche Verkehrsunternehmen u nd
Kontext eines alternativ angetriebenen ÖPNV finden sich in den Konzepten wieder,
die den ÖPNV als einen Teilbereich und Abschnitt in einer intermodalen Wegekette Aufgabenträgern als Unterstützung bei der Gestal-
betrachten.
tung künftiger Umstellungskonzepte dienen soll.
6 E I N L E I T UN G 72 Ergebnisse /
„Fast überall gibt es bereits [..] öffentliche
Ladesäulen und Elektrofahrzeuge als
Erkenntnisse Teil der kommunalen Flotte. Es fehlt in
vielen Kommunen jedoch noch an Strategien
und Verbindlichkeiten für den Aufbau
von Elektromobilität.“1
dem Einsatz von Hybrid- oder Elektrobussen im Test- oder Linienbetrieb gesammelt.
Diese E lektrifzierungskonzepte können auf ortsspezifische Vorkenntnisse zurückgrei-
fen. Mittelstädte hingegen setzten sich im Rahmen der Elektromobilitätskonzepte
erstmalig detailliert mit der Thematik elektromobiler Anwendungen im ÖPNV
auseinander.
Die Untersuchungen wurden vorrangig für die Anwendung im Stadtverkehr durch-
geführt. Sie betrachten sowohl die Umstellung des Gesamtliniennetzes als auch die
Umstellung einzelner Linien. Es wurde der Einsatz aller relevanten Gefäßgrößen für
Elektrobusse untersucht; in Mittelstädten wurde der Betrieb von Midi- und Solobus-
STATUS QUO DER ELEKTRIFIZIERUNG IM ÖPNV sen und in Großstädten von Solo- und Gelenkbussen abgebildet.
„Fast überall gibt es bereits [..] öffentliche Ladesäulen und Elektrofahrzeuge als Teil
1 Dr. Elisabeth Dütschke der kommunalen Flotte. Es fehlt in vielen Kommunen jedoch noch an Strategien und
u. a., „Elektromobilität
in deutschen
Verbindlichkeiten für den Aufbau von Elektromobilität.“1 Dies gilt insbesondere für MOTIVATIONSFAKTOREN
Kommunen den ÖPNV. Die Hauptmotive für die Umstellung der Busflotte auf alternative Antriebs-
„Was ist Stand
der Dinge?“", Vortrag
technologien sind die geringe Umweltbelastung, die positive Öffentlich
beim 4. Themenfeld- Im Bestand sind die meisten Busbetriebe größtenteils dieselbasiert. Hybrid-, keitswirkung und ein damit verbundener Imagegewinn, zum Teil die
treffen Begleitfor-
schung
Erdgas- und Elektrobusse werden nur vereinzelt eingesetzt. Die mit der Umstellung geringen Betriebskosten, die sich entwickelnde Vielfalt an serienreifen
„Vernetzte Mobilität“, des ÖPNV-Betriebs auf alternative Antriebstechnologien erwarteten Emissions Bustypen und Energieversorgungssystemen sowie die durch Bund und
23.05.2019, Berlin,
Folie 6.
reduzierungen veranlassten Verkehrsbetriebe, Städte und Kommunen, sich im Länder in Aussicht gestellte finanzielle Unterstützung bezüglich der
Rahmen von Machbarkeitsuntersuchungen dem Thema der Elektrifizierung des Einführung von Elektrobussystemen.
Busbetriebs intensiver zu widmen.
Geringe Umweltbelastung
Generell stellen die Elektromobilitätskonzepte sowohl erstmalige Untersuchungen Die mit dem Elektrobusbetrieb erwarteten positiven ökologischen Effekte bestimmen
als auch auf bestehenden Konzepten oder Erfahrungen aufbauende Studien dar; es entscheidend die Aktivitäten der Verkehrsbetriebe und Kommunen. Neben dem eige-
kann demnach zwischen Erst- und Folgekonzepten unterschieden werden. Insbe- nen ökologischen Bewusstsein, einen Beitrag zur Verbesserung der Lebensqualität
sondere in Großstädten wurden bereits vorab theoretische Studien zum Einsatz leisten zu wollen, sollen mit der Umstellung des Linienbusverkehrs auf Elektrobusse
alternativer Antriebstechnogien durchgeführt und erste praktische Erfahrungen aus auch die gesetzlichen Auflagen zur Reduzierung der Emissionen in den Innenstädten
erfüllt werden.
8 E R GE BN I S S E / E R K E N N T N I S S E 9I magegewinn HEMMNISSE UND HERAUSFORDERUNGEN
Durch die Umstellung des Busbetriebs auf alternative Antriebstechnologien über- Als grundlegende Hemnisse bei der Umstellung der Busflotte auf
nimmt der ÖPNV eine Vorbildfunktion innerhalb der Gesellschaft. Das ökologisch Elektrobusbetrieb werden folgende Aspekte gesehen: das komplexe
bewusste Handeln wird von der Allgemeinheit positiv bewertet und unterstützt das Akteurs-Gefüge im ÖPNV, der hohe Planungsaufwand und der mit
positive Image der Verkehrsunternehmen und Aufgabenträger. dem Elektrobusbetrieb gegebenenfalls verbundene hohe betriebliche
Anpassungsbedarf, das geringe Angebot marktverfügbarer Produkte,
G
eringe Betriebskosten die hohen Mehrkosten gegenüber Dieselbussen, die große Unsicherheit
Die Verkehrsunternehmen erwarten gegenüber dem Referenzsystem Dieselbus bezüglich der Fördermittelbereitstellung und die Ungewissheit gegenüber
deutliche Kostenvorteile in den Betriebskosten. Durch den Wegfall wartungs- und den tatsächlichen Betriebsergebnissen beim Elektrobuseinsatz.
instandhaltungsintensiver Fahrzeugkomponenten, insbesondere durch den ver-
einfachten Antriebsstrang, wird zum Teil mit einem geringeren Wartungs- und Komplexes Akteurs-Gefüge im ÖPNV
Instandhaltungsaufwand und entsprechend geringeren Kosten gerechnet. Infolge des Durch das komplexe Akteurs-Gefüge aus Aufgabenträger, Verkehrsbetrieb, ggf.
höheren Wirkungsgrades im Antriebsstrang sowie der Rekuperationsfähigkeit von Sub-Unternehmern, Trägern öffentlicher Belange und häufig dem Verkehrsverbund
Elektrobussen wird von einer höheren Energieeffizienz und somit geringeren Energie- sind viele Meinungen und Perspektiven bei grundlegenden Entscheidungen über
kosten pro Kilometer ausgegangen. Änderungen des ÖPNV-Angebots, wie es die Umstellung vom dieselbasierten hin
zum alternativ angetriebenen ÖPNV erfordert, zu berücksichtigen und gegeneinander
V
ielfalt an serienreifen Bustypen und Energieversorgungssystemen abzuwägen.
Durch die schrittweise Verbesserung der betrieblichen Verfügbarkeit von Elektrobus-
sen und der Entwicklung einer immer größer werdenden Vielfalt an technologischen
Lösungen im Bereich der elektrischen Antriebs- und Energiezuführungssysteme, die
mittlerweile auf dem Markt verfügbar sind und zum Teil bereits Serienreife erlangt
haben, sehen die Verkehrsbetriebe die Möglichkeit, den eigenen Betrieb adäquat
abbilden zu können. Somit stellen sie sich vermehrt der Herausforderung, ein für sie Gesamt- Fahrzeugtypen Neben- Betriebliche
geeignetes Betriebskonzept zu entwickeln und schrittweise umzusetzen. fahrleistung verbraucher Konsequenzen
Aktuelle Technik
F inanzielle Unterstützung Linie 905 Depot-Lader Typ 1 NV-A Fahrzeuganzahl
Die durch Bund und Länder in Aussicht gestellte finanzielle Unterstützung bei der Linie 906 Depot-Lader Typ 2 NV-B Leerkilometer
Elektrobusbeschaffung sowie die geplante Abschaffung bzw. Reduzierung der Linie 907 Gelegenheits- NV-A Fahrerzeit
EEG-Umlage auf Strom für die Elektrobusladung motiviert Verkehrsunternehmen und Lader Typ 1 NV-B Fahrzeuganzahl
...
2 Senkung der EEG-Umlage Kommunen, die Umstellung auf alternative Antriebstechnologien für ihren Anwen- ... ...
bezüglich der Stromkosten ...
für Elektrobusse seit
dungsfall zu untersuchen.2
01.01.2021 in Kraft.
Szenario +6 Jahre
Depot-Lader Typ 1
...
A B B I L D U NG 2 Quelle: ebusplan, „Elektrobuseinsatz in
Duisburg – Machbarkeitsstudie für das
Komplexität von Bediengebiet der Duisburger Verkehrs-
Elektrifizierungskonzepten gesellschaft AG“, Abschlussbericht,
13.03.2018, Seite 26.
10 E R GE BN I S S E / E R K E N N T N I S S E 11Hoher Planungsaufwand und hoher betrieblicher Anpassungsbedarf Generell ist festzustellen, dass die Einstiegs-
Zudem schätzen die Akteure den Aufwand in der Konzeptstudien- und Projekt
planungsphase sowie der Umsetzungsphase als hoch ein: Die Erarbeitung von hürden zur Elektrifizierung der Busflotte für
Elektromobilitätskonzepten ist sehr komplex. Unter den Maßgaben betrieblicher,
technischer, wirtschaftlicher und ökologischer Kenngrößen ist ein für den Anwen- Verkehrsbetriebe ohne U-Bahn- oder Straßenbahn-
dungsfall optimales Einsatz- und Betriebskonzept zu entwickeln. Die Entscheidungs-
findung und letztlich die Festlegung der geeigneten Technologie setzt umfangrei- Netz höher sind als für Verkehrsbetriebe mit
ches Wissen voraus und wird daher als anspruchsvoll eingeschätzt. Der mit dem
Elektrobusbetrieb verbundene notwendige betriebliche Anpassungsbedarf stellt eine entsprechenden Angeboten.
weitere Herausforderung dar. Mit den derzeit verfügbaren Technologien können nur
beschränkte Reichweiten erzielt werden. Um den dieselbasierten Busbetrieb adäquat
ersetzen zu können, sind entsprechend betriebliche und technische Anpassungen 4 Mit der technologieof- Elektrobussystem ein komplexes System, mit zum Teil auch unbekannten Komponen-
fenen Förderrichtlinie für
erforderlich, die teilweise als zu umfangreich und wirtschaftlich nicht abbildbar Busse mit alternativen
ten, ist, sehen die Akteure sich teilweise nicht in der Lage, alle Systemkomponenten,
eingeschätzt werden. Antrieben leistet das BMVI die zur Förderung herangezogen werden können, konkret zu definieren und in den
einen wichtigen Beitrag zur
finanziellen Unterstützung
Kontext des Förderprogramms zu setzen. Sofern eine komplette Systemumstellung
3 EvoBus startete die Geringes Angebot marktverfügbarer Produkte bei der Einführung des erfolgen soll, sind die Akteure teilweise gehemmt, den ersten Schritt in Richtung
Serienproduktion für batte- Elektrobussystems. Geför-
rieelektrische Stadtbusse im
Neben den Zuwendungsempfängern, die durch die Vielfalt an serienreifen Bustypen dert werden soll sowohl
Elektrobuseinführung zu gehen, da dieses Vorhaben wirtschaftlich nur durch eine
Herbst 2018, MAN im Herbst und Energieversorgungssystemen zur Umstellung auf alternative Antriebstechnologi- die Beschaffung als auch verbindliche Verfügbarkeit von Fördermitteln abbildbar ist und die benötigten Förder-
2020. Darüber hinaus ver- die Umrüstung von Bussen
fügen mittlerweile fast alle
en motiviert werden, sehen andere noch nicht die Möglichkeit, mit den marktverfüg- einschließlich der für den
mittel zum Beginn der Systemumstellung nicht zugesichert werden können4.
marktführenden Hersteller baren Produkten ihre spezifischen Bedürfnisse und betrieblichen Anforderungen zu Betrieb notwendigen Lade-
über einen serienreifen und Tankinfrastruktur sowie
Solo-Elektrobus und auch
erfüllen. Im Konkreten wird der Markteintritt der beiden marktführenden Dieselbus- Machbarkeitsstudien zur
Außerdem:
erste Gelenk-Elektrobusse anbieter, MAN und EvoBus, erwartet3. Umstellung auf alternative Generell ist festzustellen, dass die Einstiegshürden zur Elektrifizierung der Busflot-
sind am Markt erhältlich. Antriebe. Insgesamt stehen
dafür 1,255 Milliarden Euro
te für Verkehrsbetriebe ohne U-Bahn- oder Straßenbahn-Netz höher sind als für
Hohe Mehrkosten bis 2024 zur Verfügung. Verkehrsbetriebe mit entsprechenden Angeboten. Verkehrsbetriebe, die bereits
Der gegenüber dem herkömmlichen Bussystem höhere Investitionsbedarf für Fahr- strombetriebene Schienenverkehre betreiben, können beispielsweise bei der Werk-
zeuge und Ladeinfrastruktur wird als die generelle Herausforderung gesehen. Auch stattausrüstung, dem Schulungsbedarf etc. auf bereits vorhandene Infrastrukturen
unter Einbeziehung von Fördermöglichkeiten bestehen teils beträchtliche Mehrkos- und Systeme zurückgreifen.
ten, die über die geringeren Betriebskosten zum Teil nicht ausgeglichen werden
können. Die herausgearbeiteten Motive, die das Verhalten der Akteure in Bezug auf die
Einführung elektromobiler Antriebskonzepte beeinflussen, stellen zum Teil sowohl
Ungewissheit gegenüber den tatsächlichen Betriebsergebnissen Motivations- als auch Hemmnisfaktoren dar. So veranlasst bspw. die Verfügbarkeit
Die generellen Unsicherheiten gegenüber den in Aussicht stehenden Betriebs von Fördermitteln die Akteure, sich dem komplexen Thema der Elektrobuseinführung
kosteneinsparungen (hier liegen noch keine belastbaren Erfahrungswerte vor) zu widmen und die Systemumstellung schrittweise aktiv zu verfolgen. Hingegen
hemmen einen Teil der Zuwendungsempfänger, Umsetzungsschritte festzulegen und stellen Unsicherheiten hinsichtlich der tatsächlichen Gewährung der Fördermittel,
mit der Umstellung zu beginnen. welche im Wettbewerb vergeben werden, gleichzeitig ein Hemmnis dar.
U
nsicherheit bezüglich der Fördermittelbereitstellung
Da die Umsetzung maßgeblich von der Finanzierung abhängig ist, sind die Akteure
bestrebt, die existierenden Fördermöglichkeiten bestmöglich auszuschöpfen. Da das
12 E R GE BN I S S E / E R K E N N T N I S S E 13ZWECKMÄSSIGE SYSTEMKONFIGURATIONEN UND Durch einen zeitlich gestaffelten Beschaffungs-
BETRIEBSKONZEPTE
Es wird ein Elektrobusbetrieb angestrebt, der den konventionellen Diesel hochlauf können eine allmähliche Anpassung des
busbetrieb möglichst identisch abbildet. Dies ist durch den Einsatz von
Depotladern am besten umsetzbar. Betriebs und die Umsetzung der für den Elektrobus-
Da die derzeit am Markt verfügbaren Depotlader nur einen Betrieb betrieb erforderlichen Maßnahmen durchgeführt
mit täglichen Fahrleistungen von ca. 200 km abbilden können, sind
betriebliche Maßnahmen, wie das Verkürzen von Umläufen, der Einsatz v on werden.
Gelegenheitsladern oder der Mischbetrieb von Elektro- und Dieselbussen,
umzusetzen.
UMSETZUNGSSTRATEGIE FÜR DIE FLOTTENUMSTELLUNG
Verkürzen von Umläufen Die geeignete Umsetzungsstrategie sieht die schrittweise Umstellung der Flotte auf
Die Umläufe mit täglichen Fahrleistungen über der Reichweite von Depotladern Elektrobusbetrieb vor. Durch einen zeitlich gestaffelten Beschaffungshochlauf können
werden geteilt und die resultierenden Teilumläufe von zusätzlichen Fahrzeugen eine allmähliche Anpassung des Betriebs und die Umsetzung der für den Elektrobus-
übernommen. Der zusätzliche Fahrzeugbedarf geht mit einem zusätzlichen Personal- betrieb erforderlichen Maßnahmen durchgeführt werden.
bedarf einher. Die Umlaufteilung wird als Option in Betracht gezogen, sofern äußere
Zwänge – beispielsweise Beschränkungen in der Durchfahrtshöhe – der Umstellung Die Ertüchtigung des Netzanschlusses zur Sicherstellung der für die Ladung der
auf Gelegenheitslader mit fahrzeugseitigem Pantografen entgegenstehen. Elektrobusse notwendigen Netzanschlussleistung muss dabei adäquat zum Beschaf-
fungshochlauf erfolgen. Um diese bereitzustellen, ist in der Regel ein Anschluss an
Einsatz von Gelegenheitsladern das Mittelspannungsnetz bzw. bei Vorhandensein eines solchen die Ertüchtigung des
Die Elektrobusse werden regelmäßig während ihres Einsatzes, beispielsweise in Anschlusses notwendig. Für Ladeinfrastruktur an der Strecke ist grundsätzlich ein
den Wendezeiten am Endpunkt, nachgeladen. Dafür ist zusätzliche Ladeinfrastruktur Anschluss ans Mittelspannungsnetz herzustellen.
außerhalb des Betriebshofs erforderlich. Dieses Ladekonzept findet insbesondere in
Großstädten Anwendung. Begründet in den hohen relativen Infrastrukturinvestitions Der Anpassungsbedarf der Buswerkstatt und der Qualifizierungsbedarf der Mitarbei-
kosten bezogen auf die geringe Anzahl eingesetzter Fahrzeuge pro Linie wird der ter sind unmittelbar abhängig von der gewählten Strategie und Wertschöpfungstiefe
Einsatz von Gelegenheitsladern in Mittelstädten verworfen.
AB B I L DUN G 3
Mischbetrieb Dacharbeitsstand der
Der parallele Einsatz von Depotladern und Dieselbussen ist das in Mittelstädten Fahrzeugwerkstätten
bevorzugte Betriebskonzept. Falkenried GmbH
Quelle: FFG Fahrzeugwerkstät-
Sofern eine Umstellung des Gesamtliniennetzes durchgeführt werden soll, stellt für ten Falkenried GmbH
die meisten Zuwendungsempfänger der Einsatz von Gelegenheitsladern, ausgestat-
tet mit einer Hybridheizung, die geeignete Technologie dar. Im Vergleich zu Depot
ladern und den Heizungskonfigurationen vollelektrische Heizung und fossile Heizung
weist der Gelegenheitsladereinsatz häufig die geringsten Mehrkosten gegenüber
dem Dieselbusbetrieb auf. Der Vorteil der Hybridheizung mit einem fossilen Zu-
satzheizer liegt in der Reduzierung des Gesamtenergiebedarfs, der von der Batterie
aufgebracht werden muss wodurch höhere Reichweiten ermöglicht werden.
Die für das Laden der Batteriebusse relevante Energiezuführungsform stellt die
stationär-konduktive Ladung dar.
14 15hinsichtlich der Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten an Elektrobussen. Aufgrund Zur Stärkung des ÖPNV im Speziellen und des Um-
der Hochvoltkomponenten bei Elektrobussen erfordert deren Wartung und Instand-
haltung eine gesonderte Ausstattung und Ausrüstung der Buswerkstatt sowie weltverbundes insgesamt sollte die Schnittstelle
Qualifizierungen der Mitarbeiter im Vergleich zu konventionell angetriebenen Bussen.
Vorrangig sind Erstqualifizierungen und Erstbeschaffungen erforderlich. Nur teilweise zwischen dem alternativ angetriebenen ÖPNV und
kann auf bereits vorhandener Werkstattausrüstung sowie Erfahrungen im Umgang
mit Hochvolttechnik aufgesetzt werden. weiteren Mobilitätsangeboten als attraktive und
Die Umstellung des Busbetriebs auf alternative Antriebstechnologien ist mit erheb- komfortable Mobilitätsstation gestaltet werden.
lichen Investitionen verbunden. Zur Sicherung der Finanzierung wird das Einwerben
von Fördermitteln beim Bund und/oder Land angestrebt. Deren Gewährung ist für
alle Zuwendungsempfänger Voraussetzung für die Umsetzung der angestrebten Elek-
trobuseinführung. Doch auch die Finanzierung des Eigenanteils stellt viele Zuwen- ANGEBOTE INTERMODALER LÖSUNGEN IM KONTEXT EINES ALTER-
dungsempfänger vor Herausforderungen und lässt sich nur schrittweise realisieren. NATIV ANGETRIEBENEN ÖPNV
Zum Zeitpunkt der Konzepterstellung fehlen langfristig angelegte Förderprogramme, Zur Stärkung des ÖPNV im Speziellen und des Umweltverbundes insgesamt sollte
5 Mit dem in der Förder- die die schrittweise Umstellung der Busflotten unterstützen und somit den Ver- die Schnittstelle zwischen dem alternativ angetriebenen ÖPNV und weiteren Mobi-
richtlinie für Busse mit
alternativen Antrieben bis
kehrsunternehmen eine dauerhafte finanzielle Planungssicherheit geben.5 litätsangeboten als attraktive und komfortable Mobilitätsstation gestaltet werden.
Ende 2025 festgelegten Dabei werden verschiedene intermodale Angebote an einem Standort vereint.
Zuwendungszeitraum greift
das BMVI den Bedarf an
Die im Rahmen der parallelen Begleitforschung „Vernetzte Mobilität“ intensiv
langfristig bereitzustellen- betrachtete Sektorenkopplung6 spielt für die Ersteller von Elektromobilitätskonzepten Unter der Maßgabe eines kurzfristigen Umsetzungszeitraums sollte eine Mobilitäts
den Fördermitteln auf.
derzeit noch eine untergeordnete Rolle. Im Vordergrund stehen vorerst die Herausfor- station nach Möglichkeit Verknüpfungspunkte zum (alternativ angetriebenen)
6 Sektorenkopplung: derungen, die mit der Elektrifizierung verbunden sind. ÖPNV, zu Leihfahrrädern, E-Bikes und Pedelecs sowie zum Car-Sharing bieten. Die
Das ist die Verbindun-
gen der drei Sektoren
Erweiterung der Mobilitätsstation in ihrer Funktion als Mobilitätsschnittstelle um
Elektroenergie, Wärme Informationssysteme, wie WLAN und Live-Informationen zu Vor-Ort-Angeboten,
und Verkehr. Im Rahmen
der Elektrifizierung der
MARKTHOCHLAUF DER ELEKTRIFIZIERUNG IM ÖPNV erhöht die Akzeptanz und Attraktivität.
Busflotte eröffnet sich für Der angestrebte Markthochlauf des elektromobilen ÖPNV hängt generell
die Verkehrsbetriebe ein
neues Geschäftsfeld: Statt
von der Entwicklung der Fahrzeugkosten sowie der Batterietechnologie ab.
weiterhin nur Stromabneh- Externe Mobilitätsangebote Interne Mobilitätsangebote
mer zu sein, können sie
selbst Strom gewinnen,
Entwicklung der Fahrzeugkosten
speichern und ggf. sogar Eine Reduktion der Fahrzeugkosten ist erforderlich, um die wirtschaftlichen Heraus
Einspeiser werden.
forderungen, die derzeit mit der Elektrifizierung des ÖPNV verbunden sind, zu AB B I L DUN G 4
Mobilitätsplattform
minimieren. Insbesondere der Beginn der Serienproduktion von Elektrobussen dürfte Mobilitätsplattfor- ÖPNV Diensträder
Fahrrad
entsprechende Effekte mit sich bringen. Aus Sicht der Zuwendungsempfänger ist men zur Stärkung
A Pedelec
hierbei der Einstieg der beiden marktführenden Dieselbusanbieter EvoBus und MAN intermodalen Lastenrad
Car-Sharing
in den Elektrobusmarkt von entscheidender Relevanz. Reisens
Fuhrpark
Quelle: in Anlehnung an B B
Entwicklung der Batterietechnologie Mobilitätswerk GmbH, Elektrofahrzeug
Bike-Sharing
„Kommunales Elektro- Verbrenner
Durch anhaltende Innovationssprünge in der Batterietechnologie – dies betrifft die mobilitätskonzept für A
Erhöhung der Energiedichte und der Lebensdauer – wird eine zunehmende Vergröße- die Hansestadt und den
Fußweg
Landkreis Lüneburg“,
rung der Reichweite über die Batterielebensdauer von Depotladern erwartet. Damit Seite 75.
Taxi
wären künftig immer längere Umläufe mit Elektrobussen, die ähnlich Dieselbussen
lediglich im Betriebshof über Nacht geladen („betankt“) werden, ohne aufwändige
Anpassungen des Betriebsablaufs abbildbar.
16 E R GE BN I S S E / E R K E N N T N I S S E 17Gemeinsame Buchungs- und Abrechnungsplattformen
Eine gemeinsame Buchungs- und Abrechnungsplattform erleichtert das intermodale
Reisen sehr, da nach einmaliger Registrierung verschiedene Mobilitätsangebote
unkompliziert kombiniert werden können. Für die konkrete Ausgestaltung der
Plattform gibt es grundsätzlich zwei Varianten, die sich darin unterscheiden, welche
Mobilitätsangebote integriert werden: Der Nutzung ausschließlich an die Mobili-
tätsstation angebundener Angebote steht die offenere Gestaltung auch für weitere
Angebote, die nicht Teil der Mobilitätsstationen sind, wie beispielsweise Ride-
Sharing, gegenüber.
Integrierte Tickets
In direktem Zusammenhang mit der gemeinsamen Buchungs- und Abrechnungs-
plattform stehen integrierte Tickets. Diese ermöglichen die Nutzung verschiedener
Mobilitätsangebote mit nur einem Ticket. Ähnlich den Verbundtickets im ÖPNV
werden beispielsweise Bike-Sharing- und ÖPNV-Ticket kombiniert.
Gezielte Marketingmaßnahmen
Gezielte Marketingmaßnahmen zur Information über die intermodalen Ange-
bote t ragen ebenfalls zur Stärkung von deren Nutzung bei: Die Möglichkeiten
dafür r eichen von Informationsangeboten in Online- und Printmedien bis hin zu
Beratungsangeboten beispielsweise im Kundencenter der Verkehrsbetriebe oder
A BB I LD U N G 5 : der Organisation von Informationstagen zur Elektromobilität. Als essentiell sind
Mobilitätsstele Mobilitätsstationen dienen zugleich als Werbeträger für die angebotenen Dienst Informationsangebote beim direkten (Erst-)Kontakt mit dem Kunden an den inter
in Dresden leistungen und die neue Form der Mobilität. Dies betrifft neben den konkreten Fahr- modalen Schnittstellen anzusehen.
Quelle: VCDB
gast- und Angebotsinformationen auch die bauliche Ausgestaltung der Stationen.
Über das Design kann die Zusammengehörigkeit der Angebote kommuniziert werden. Als weitere Ansätze zur Attraktivitätssteigerung intermodaler Angebote
In Betracht kommen sowohl ein Corporate Design für die Mobilitätsstationen als werden genannt:
auch ein gemeinsames Branding aller angeschlossenen Mobilitätsangebote. Dies der Ausbau als E-Mobilitätsstation durch Erweiterung der Mobilitätsstation um
erhöht den Wiedererkennungswert der Angebote und fördert die Sichtbarkeit der Ladeinfrastruktur,
intermodalen Angebote als gemeinsame Marke. die flächendeckende Schaffung sicherer Fahrradabstellanlagen,
der Ausbau von Verkehrsanlagen, wie beispielsweise Fuß- und Radwege,
Weitere populäre Möglichkeiten zur Stärkung des intermodalen Reisens die Errichtung von Schließfächern und Fahrradreparaturstationen an den
sind gemeinsame Buchungs- und Abrechnungsplattformen sowie inte- Mobilitätsstationen,
grierte Tickets der kombinierten Mobilitätsangebote oder auch gezielte die Einrichtung von Paketstationen in unmittelbarer Nähe der Mobilitäts
Marketingmaßnahmen. stationen,
die Errichtung von überdachten/beheizten Aufenthaltsräumen im Umfeld der
Mobilitätsstationen sowie
die Einrichtung von Verpflegungsmöglichkeiten an Mobilitätsstationen,
beispielsweise in Form von Snackautomaten.
18 E R GE BN I S S E / E R K E N N T N I S S E 193 Mustergliederung
Im Ergebnis liegt ein Vorschlag für ein Betriebskonzept einer künftigen Elektrobus-
flotte vor.
Zudem werden die betriebswirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen der
einer Systemumstellung quantifiziert. Darauf aufbauend wird ein Umstellungskonzept
erarbeitet, welches Anforderungen und Handlungsanweisungen für die erfolgreiche
Machbarkeitsstudie Einführung des Elektrobussystems in Bezug auf die Ausstattung der Elektrobusse und
der entsprechenden Ladeinfrastruktur aufzeigt.
MUSTERGLIEDERUNG MACHBARKEITSSTUDIE
1. Grundlagen
1.1 Hintergrund und Zielsetzung
1.2 Technologische Grundlagen
1.3 Energiezuführung
1.4 Technologievergleich
1.5 Untersuchungsgegenstand
2. Elektrifizierungskonzept
2.1 Verkehrlich-technische Betrachtung
Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wird die Umsetzungsfähigkeit eines Projekt- 2.2 Ökonomische Betrachtung
vorhabens unter bestehenden Rahmenbedingungen untersucht. Im Folgenden ist ein 2.3 Ökologische Betrachtung
Vorschlag für eine Mustergliederung dargestellt, mit der alle relevanten Arbeits- 3. Umstellungskonzept
schritte vollzogen werden können, um zu einer umsetzungsorientierten Machbar- 3.1 Betriebs- und Einsatzkonzept
keitsstudie zu gelangen. 3.2 Fazit und Handlungsempfehlung
Nach einer Erfassung der spezifischen, im Untersuchungsgebiet zu beachtenden
Rahmenbedingungen erfolgt die Bewertung des Elektrobuseinsatzes unter betriebli-
chen, technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten.
Auf Grundlage einer Energiebilanzierung und Umlaufbewertung wird ein Elektro-
bussystem konfiguriert, welches optimal den bestehenden Betrieb durch Elektro-
busse abbildet. Für jene Umläufe, die gemäß der Energiebilanzierung nicht mit der
gewählten Systemkonfiguration abbildbar sind, werden infrastrukturelle und/oder
betriebliche Maßnahmen aufgezeigt sowie hinsichtlich ihrer Eingriffstiefe und ihres
Umsetzungsaufwands bewertet.
20 MUS T E R GL I E DE R UN G E I N E R MAC HBAR K E I T S S T UDI E 213
1. GRUNDLAGEN
1.1 Hintergrund und Zielsetzung
1.3 Energiezuführung
Elektrische nalyse von Technologien zur stationär konduktiven und dyna-
A
Energiezuführung misch konduktiven Ladung (Plug-In-System, Docking-System,
Ausgangslage Unternehmenseinstufung Ladepunkt Oberleitung, Oberleitung dynamisch, Induktionsschlei-
Groß-/Mittel-/Kleinunternehmen fe/Pick-Up)
Fuhrparkgröße
Bediengebiet Chemische nalyse von Technologien zur chemischen Energiezuführung
A
Linienanzahl Energiezuführung (Wasserstoff, Erdgas)
Bisheriger Technologieeinsatz
Bislang durchgeführte Untersuchungen/Studien Bewertung der Vergleich und Bewertung
Energiezuführung
Zielsetzung Z iele (technische, betriebliche, wirtschaftliche, ökologische)
Motivation 1.4 Technologievergleich
Erwartungshaltung
Angestrebter Umsetzungsplan
Wirkungsgradkette E rmittlung der energetischen Effizienz als Well-to-Wheel-
Betrachtung (von der Erzeugung bis zum Antrieb)
1.2 Technologische Grundlagen Betrachtung und Vergleich aller / ausgewählter Technologien
Elektrische nalyse Elektrobustypen (BEV, FCEV, Hybrid, O-Bus)
A Wirtschaftlichkeit Einmalige und laufende Kosten:
Antriebskonzepte Konfigurationsmöglichkeiten Elektrobus Anschaffungskosten Fahrzeug
Kosten für Lade- bzw. Tankinfrastruktur
Bewertung der V ergleich und Bewertung von BEV, FCEV, Hybrid und (Betriebshof, ggf. Strecke)
Antriebskonzepte O-Bus nach Energiekosten und weitere Betriebskosten
Speicher Betrachtung und Vergleich aller / ausgewählter Technologien
Infrastruktur Betrachtungszeitraum: Lebensdauer Elektrobus
Lade-/Tankzeit
Reichweite Umweltbewertung mwelteffekte und Umweltkosten (Treibhausgase, Stickoxide,
U
Flexibilität Feinstaub)
Lebensdauer Betrachtung und Vergleich aller / ausgewählter Technologien
Kosten
Sicherheit
Marktreife
22 MUS T E R GL I E DE R UN G E I N E R MAC HBAR K E I T S S T UDI E 231.5 Untersuchungsgegenstand Festlegung der Wasser- F estlegung des geeigneten Tankstellenkonzepts
stoffinfrastruktur in Abhängigkeit von:
Festlegung bevorzugte F ahrzeugkonzept Täglichem Wasserstoffbedarf
Technologie Energiezuführungskonzept Betankungszeiten
Lade- und Tankkonzept Vorzuhaltender Betriebsreserve
Betrieblicher Redundanz
Untersuchungsgegen- Untersuchungsumfang und -anforderungen:
stand Linien (gesamtes Liniennetz, spezifische Linien) Festlegung der F estlegen des geeigneten Energiezuführungssystems
Betriebliche Anforderungen Ladeinfrastruktur in Abhängigkeit von:
Technische Anforderungen Technischer Umsetzbarkeit
Realisierbarkeit im angestrebten Zeitraum
Energieverbrauch
Energieeffizienz
2. ELEKTRIFIZIERUNGSKONZEPT Kosten
2.1 Verkehrlich-technische Betrachtung Festlegung Betriebs- und E rarbeitung eines Betriebskonzepts mit seiner jeweiligen
Einsatzkonzept technischen Konfiguration einer künftigen Elektrobusflotte
Festlegung Lade-/ F estlegung des für den Anwendungsfall geeigneten Konzept als Grundlage für alle weiterführenden ökonomischen,
Tankregime Ladekonzeptes (Depotlader, Gelegenheitslader) ökologischen, technischen und betrieblichen Betrachtungen
bzw. Tankkonzeptes (Wasserstoffbus) Ggf. Aufzeigen von Maßnahmen, die zur Abbildung des
Analyse der Liniendaten (Fahrplandaten-/Umlaufdaten), betrieb- elektrischen Busbetriebs zu ergreifen sind
licher Kenngrößen, Energiebilanzierung, ggf. Umlaufplanung Bewertung der notwendigen infrastrukturellen und/oder
Ggf. Ermittlung der Ladepunkte für Zwischenladung betrieblichen Maßnahmen hinsichtlich ihrer Eingriffstiefe und
ihres Umsetzungsaufwands
Festlegung Fahrzeugkon- F estlegung der für den Anwendungsfall geeigneten Fahrzeug-
figuration konfiguration und Auslegung des Energiespeichers (Batterie, 2.2 Ökonomische Betrachtung
Wasserstoffdruckspeicher)
Gewichts- und Energiebilanzierung in Abhängigkeit der Ermittlung Investitions- Investitionskosten Elektrobussystem (€):
Konfigurationsparameter und des Gesamtenergiebedarfs: kosten Fahrzeug: Grundfahrzeug, Fahrzeugausrüstung,
Festlegung der Konfigurationsparameter: Fahrgastkapazität, Energiespeicher
Fahrzeugauflastung, Heizungs- und Klimatisierungskonzept Lade- bzw. Tankinfrastruktur (Betriebshof, ggf. Strecke)
Ermittlung des Gesamtenergiebedarfs unter Berücksichtigung Sonstiges: Werkstattausrüstung, Schulungskosten Fahr- und
betrieblicher, streckenspezifischer, fahrzeugkonfiguratorischer Werkstattpersonal, sonstige Projektkosten
Faktoren Kostenbetrachtungen:
Mehr-/ Minderkosten zum Referenzbus: Kostenvergleich
Bewertung der tech- Bewertung der technisch-betrieblichen Machbarkeit zwischen Elektro- und Referenzbus
nisch-betrieblichen Aufzeigen elektrifizierbarer Umläufe Förderung: Kostenvergleich ohne/mit Förderung
Umsetzungsfähigkeit Aufzeigen notwendiger betrieblicher Anpassungen
24 MUS T E R GL I E DE R UN G E I N E R MAC HBAR K E I T S S T UDI E 25Gesamtkosten urchschnittliche Betriebs- und Investitionskosten Elektrobus-
D 3. UMSTELLUNGSKONZEPT
betrachtung TCO system (€/km):
Fahrzeug: Investition Grundfahrzeug, Investition Traktions 3.1 Betriebs- und Einsatzkonzept
ausrüstung, Verkaufserlös Fahrzeug, Erst- und Ersatz
investitionen Energiespeicher bzw. Brennstoffzelle, Restwert
Aufzeigen der für den ufzeigen der für den Anwendungsfall ermittelten optimalen
A
Energiespeicher bzw. Brennstoffzelle, Instandhaltung
Anwendungsfall optima- Systemkonfiguration
Fahrzeug, Retrofit Fahrzeug, Reservefahrzeug
len Systemkonfiguration
Infrastruktur: Investition Infrastruktur, Investition Werkstatt,
Instandhaltung Infrastruktur
Festlegung der Einsatz- Festlegen der erforderlichen betrieblichen Einsatzbedingungen
Betriebskosten Strecke: Fahrpersonal, Energiekosten
bedingungen
(Elektroenergie für Nachladung und/oder Wasserstofftank-
stellenbetrieb, Wasserstoffkosten, Heizkosten)
Sonstiges: Schulungen, Werkstattausrüstung, Projektkosten 3.2 Fazit und Handlungsempfehlungen
Kostenbetrachtungen:
Förderung: Kostenvergleich ohne/mit Förderung Umsetzungsstrategie E ntwicklung einer Umsetzungsstrategie für schrittweise
Betrachtungszeitraum: gemäß Einsatzzeit Referenzbus, Umstellung des Gesamtbetriebs
gemäß Einsatzzeit Elektrobus Festlegung von Umstellungsphasen und -umfängen für die
Kostenentwicklungsszenarien: best case, middle case, Beschaffung von Fahrzeugen, Tank-/ Ladeinfrastruktur und
worst case Planungssystemen unter Berücksichtigung des Fahrzeug
Mehr-/ Minderkosten zum Referenzbus: Kostenvergleich erneuerungsplans
zwischen Elektro- und Referenzbus Definieren von Maßnahmen und Festlegen des Umsetzungszeit-
raums zur Ertüchtigung der Werkstätten und der Qualifizierung
2.3 Ökologische Betrachtung der Mitarbeiter auf den geplanten Elektrobusbetrieb
Definieren des weiteren Handlungsbedarfs
Berechnung der Energie- ell-to-Tank: Erfassung des Energieverbrauchs der Kraftstoff
W
mengen bereitstellung
Tank-to-Wheel: Erfassung des Energieverbrauchs des Fahrzeug-
betriebes
Well-to-Wheel: Summe aus Well-to-Tank und Tank-to-Wheel
Ausweisung von T reibhausgasemissionen: Kohlenstoffdioxid (CO2)-Äquivalente
Umwelteffekten Luftschadstoffemissionen: Kohlenstoffmonoxid CO, Kohlen
wasserstoffe HC, Stickoxide NOx, Feinstaub PM
Lärmemissionen
Ermittlung von S chadenskosten
Umweltkosten Vermeidungskosten
26 MUS T E R GL I E DE R UN G E I N E R MAC HBAR K E I T S S T UDI E 274 ÖPNV-
MITTELSTÄDTE
Wissensbasis
Insbesondere Mittelstädte setzen sich im Rahmen der Elektrifizierungskonzepte
erstmalig mit der Thematik elektromobiler Anwendungen im ÖPNV auseinander und
Elektrifizierungs können nicht auf Vorkenntnisse zurückgreifen. D. h. es wurden bislang keine Vorun-
tersuchungen durchgeführt; praktische Erfahrungen aus dem Einsatz von Elektrobus-
konzepte sen im eigenen Betrieb liegen ebenso nicht vor.
Untersuchungsumfang
Einleitend wird daher häufig eine allgemeine Grundlagentechnologiebetrachtung
und Marktrecherche durchgeführt, die einen Überblick zum Stand der Technik von
Fahrzeugen und Versorgungsinfrastruktur sowie eine Einschätzung über die auf dem
Markt verfügbaren und ggf. bereits etablierten Produkte liefert. Darauf aufbauend
werden entweder systemoffene Technologiestudien oder Konzepte für ein definiertes
Elektrobussystem (bzgl. Antriebstechnik und Energieversorgungssystem) zur Bewer-
tung der Anwendbarkeit im eigenen Netz erstellt.
Betrachtete Flottengröße
Da Mittelstädte generell ein kleineres Bediengebiet aufweisen, wird im Rahmen
dieser Untersuchungen ein geringerer Fahrzeugumfang für die Umstellung auf alter-
native Antriebstechnologien betrachtet.
Ergebniserwartung
Angestrebt wird in erster Linie ein Elektrobusbetrieb, der den konventionellen
Busbetrieb möglichst identisch abbildet bzw. mit den geringsten betrieblichen
Die im Rahmen der Programmbegleitforschung ausgewerteten ÖPNV- Anpassungen gegenüber diesem einhergeht. Favorisiert wird der Einsatz batterie
Elektrifizierungskonzepte sollen Aussagen zu folgenden Aspekten liefern: elektrischer Busse, die mit ausschließlicher Nachladung im Betriebshof (Depot
der Wissensbasis, dem Untersuchungsumfang, der betrachteten Flotten- ladung) einen Tagesumlauf sicherstellen können.
größe, der Ergebniserwartung, der Art der favorisierten Komponenten des
Elektrobussystems, der Flexibilität im Umgang mit Abweichungen von den Favorisierte Komponenten des Elektrobussystems
eingangs der Untersuchung gesetzten Zielen und Anforderungen sowie der Im Ergebnis der Untersuchungen erweisen sich Depotlader mit Hybridheizungen als
Art der Ergebnisverwertung hinsichtlich Systementscheidung und Umset- geeignetste Ausführung, um den betrieblichen Anforderungen gerecht zu werden.
zungsplan. Die Ladung der Fahrzeuge erfolgt über Plug-In-Systeme (Stecker). Die Depotlader
sollen im Mischbetrieb mit Dieselbussen eingesetzt werden.
Letztlich lassen sich die Aussagen nach der Größe des Einsatzgebietes clustern:
Mittelstädte versus Großstädte. Flexibilität
Abweichungen von den an den Elektrobusbetrieb gestellten Anforderungen, dies
betrifft insbesondere das Festhalten an den bestehenden betrieblichen Abläufen,
wird nicht flexibel begegnet, sondern sie werden als Hemmnis gegenüber der
Einführung alternativer Antriebstechnologien aufgefasst.
28 ÖP N V-E L E K T R I F I Z I E R UN GS K ON Z E P T E 29Systementscheidung und Umsetzungsplan A B B I L D U NG 7
Im Ergebnis der Konzepte für Mittelstädte wird eine grundsätzliche Aussage zur Standorte der
Umsetzungsfähigkeit des untersuchten spezifischen Anwendungsfalls getroffen. ausgewerteten
Konkrete Umsetzungsschritte werden nicht festgelegt. Es sollen weitere Marktbe- ÖPNV-Elektrifizie-
obachtungen hinsichtlich technischer und preislicher Weiterentwicklungen sowie rungskonzepte
zusätzliche Untersuchungen folgen. Insbesondere wird eine Weiterentwicklung der
Quelle: freevectormaps
Speichertechnologie zur Erhöhung der erzielbaren Reichweite erwartet.
GROSSSTÄDTE Duisburg
Leipzig
Wissensbasis Erkelenz
In Großstädten wurden bereits vorab theoretische Studien zum Einsatz alternativer
Antriebstechnogien durchgeführt und erste praktische Erfahrungen aus dem Einsatz
Offenbach
von Hybrid- oder Elektrobussen im Test- oder Linienbetrieb gesammelt. Ingelheim am Rhein
Untersuchungsumfang
Darauf aufbauend kann der Untersuchungsgegenstand sehr konkret, d. h. umset-
zungsnah, abgesteckt werden. Im Rahmen der Elektromobilitätskonzepte sollen
die spezifischen Parameter zur Auslegung der Fahrzeuge und Ladeinfrastruktur für
die Umstellung des Gesamtliniennetzes auf Elektrobusbetrieb bestimmt und eine
entsprechende Umsetzungsstrategie definiert werden.
Betrachtete Flottengröße
In Großstädten wird ausschließlich die Umstellung des gesamten Liniennetzes
betrachtet. Aufgrund der Größe der bedienten Gebiete ist daher der Fahrzeugumfang,
welcher für die Umstellung zu betrachten ist, deutlich höher als in Mittelstädten.
Ergebniserwartung
Natürlich wird auch in Großstädten ein Elektrobusbetrieb angestrebt, der den Flexibilität
konventionellen Dieselbusbetrieb möglichst identisch abbildet und nur geringe be- Abweichungen von den zu Beginn der Untersuchung gestellten Anforderungen wird
triebliche Anpassungen erfordert. Doch im Gegensatz zu den Mittelstädten sieht man vergleichsweise flexibel begegnet. Sie werden im Sinne einer Systementscheidung
hier die Gelegenheitsladung als geeignetere Ladestrategie an. Depotlader werden akzeptiert.
nur eingesetzt, wo es aufgrund äußerer Randbedingungen wie einer beschränkten
Durchfahrtshöhe unmöglich ist, Gelegenheitslader mit fahrzeugseitigem Pantografen Systementscheidung und Umsetzungsplan
und dadurch höherem Aufbau einzusetzen. Im Ergebnis der Untersuchungen werden konkrete Umsetzungspläne herausgearbei-
tet, die den Prozess zur Umstellung auf einen Elektrobusbetrieb für das Gesamtlinien-
Favorisierte Komponenten des Elektrobussystems netz über Jahre hinweg detailliert skizzieren.
Auch für die Gelegenheitslader wird im Ergebnis der Untersuchungen die Konfigu-
ration mit Hybridheizung empfohlen. Das Kontaktsystem zur Ladung wird stets als
Docking-Station (infrastrukturseitig) und Pantograf (fahrzeugseitig) ausgeführt, um
einen automatisierten Nachladevorgang zu ermöglichen.
30 ÖP N V-E L E K T R I F I Z I E R UN GS K ON Z E P T E 31ÖPNV-ELEKTRIFIZIERUNGSKONZEPT Erforderliche nzahl der Ladepunkte und Höhe der Ladeleistung nicht
A
Infrastruktur angegeben
Ingelheim am Rhein A
lternative Antriebe im Stadtbusverkehr der Auf dem Betriebshof:
Stadt Ingelheim am Rhein Ausbau des vorhandenen Netzanschlusses
Erhöhung der Netzanschlusskapazität und Errichtung
zusätzlicher Trafostation
Unternehmens-/ Großunternehmen / Mittelstadt
Gebietsgröße Kostenvergleich 1 ,9- bis 3,2-fach höhere Investitionskosten für Batteriebusse
gegenüber Dieselbussen
Bisherige Erfahrungen K eine praktischen Erfahrungen aus Hybrid- und/oder statistischer Amortisationszeitraum ohne Förderung z. T. über
Elektrobuseinsatz vorhanden 30 Jahre; mit 40 % Förderung ca. 12 bis 18,5 Jahre möglich
Keine Untersuchungen zu alternativen Antriebskonzepten
durchgeführt Öko-Bilanzierung 4 0 bis 50 % geringerer Energieverbrauch
CO2-Einsparungen um 66 bis 88 % bei Batteriebusbetrieb
Zielsetzung Technologieoffene Untersuchung gegenüber Dieselbusbetrieb bei Bezug von klimaneutralem
Strom
Untersuchte Linien Gesamtliniennetz, 6 Linien Betrachtungsmethode (Well-to-Wheel / Well-to-Tank) jeweils
nicht definiert
Untersuchte Depotladung, stationär konduktiv
Ladestrategie
In Erwägung gezogene Z wischenladung Systementscheidung
betriebliche Anpassun- Mischbetrieb von Diesel- und Elektrobussen Offen zwischen Batterie- und Hybridbus
gen für Umstellung auf Erhöhung des Fahrzeugeinsatzes
E-Betrieb Erhöhung des Personaleinsatzes Fazit
Kein Umsetzungsplan festgelegt
Grundlagentechnologie- Diesel, BEV, Hybrid, Erdgas, FCEV Zwischenladung zu aufwendig und teuer
betrachtung Mischbetrieb aufgrund fehlender Fördermöglichkeiten sowie
hoher Verbrauchs- und Wartungskosten nicht favorisiert
Marktrecherche Solo- und Midibusse
Weitere Schritte
Durchführen weiterführender Untersuchungen
Notwendige Z wischenladungen am Busbahnhof oder zusätzlicher
für Systementscheidung angestrebt
betriebliche Einsatz von Dieselbussen
Durchführen weiterer Marktbeobachtung und Bewertung
Anpassungen Optimierung der Fahr- und Umlaufplanung
der technischen Reife mit Blick auf Anwendbarkeit in
Erstqualifizierung des Personals
Ingelheim am Rhein
Erstbeschaffung der notwendigen Werkstattausrüstung
32 ÖP N V-E L E K T R I F I Z I E R UN GS K ON Z E P T E | I N GE L HE I M AM R HE I N 33ÖPNV-ELEKTRIFIZIERUNGSKONZEPT Erforderliche Auf dem Betriebshof:
Infrastruktur 1 Ladepunkt (44 kW)
Erkelenz Elektrobuseinsatz in Erkelenz – Elektrifizierung der ErkaBus Kein Ausbau des vorhandenen Netzanschlusses erforderlich
Wallbox, CEE-Anschluss
Kostenvergleich 1 ,9-fach höhere Investitionskosten für Mini-Batteriebus
Unternehmens-/ KMU / Mittelstadt gegenüber Mini-Dieselbus
Gebietsgröße Amortisationszeitraum nicht angegeben
1,1-fach höhere Annuitäten für Mini-Batteriebus gegenüber
Bisherige Erfahrungen K eine praktischen Erfahrungen aus Hybrid- und/oder Mini-Dieselbus
Elektrobuseinsatz vorhanden
Keine Untersuchungen zu alternativen Antriebskonzepten Öko-Bilanzierung Emissionsreduzierungen durch Mini-Batteriebus gegenüber
durchgeführt Mini-Dieselbus bei Bezug von konventionellem Strom:
CO2-Einsparung um 68 %
Zielsetzung Batteriebuseinführung NOx-Einsparung von 9 kg/a
Feinstaub-Einsparung von 70 g/a
Untersuchte Linien 1 Linie
Untersuchte Depotladung, stationär konduktiv
Ladestrategie
In Erwägung gezogene Z wischenladung Systementscheidung
betriebliche Anpassun- Depotaufenthalt für Zwischenladung Einführung eines Elektro-Batteriebusses
gen für Umstellung auf Mischbetrieb von Diesel- und Elektrobussen
E-Betrieb Erhöhung des Personaleinsatzes Fazit
Umsetzungsplan wird angedeutet
Grundlagentechnologie- Wird nicht durchgeführt Mischbetrieb zum Sammeln praktischer Erfahrungen etablieren
betrachtung
Weitere Schritte
Beschaffung eines Mini-Batteriebusses
Marktrecherche Mini- und Midibusse
(Beschaffungszeitraum: mindestens 1 Jahr)
Notwendige epotaufenthalt für Zwischenladung und währenddessen Einsatz
D
betriebliche eines Dieselbusse
Anpassungen Integration des Depotaufenthalts in Umlaufplanung
Erhöhung des Personaleinsatzes
Erstqualifizierung des Personals
Erstbeschaffung der notwendigen Werkstattausrüstung
34 ÖP N V-E L E K T R I F I Z I E R UN GS K ON Z E P T E | E R K E L E N Z 35Erforderliche uf dem Betriebshof:
A
Infrastruktur Anzahl Ladepunkte = Anzahl Elektrobusse (50 kW für Solobusse,
75 kW für Gelenkbusse)
An Endhaltestellen:
ÖPNV-ELEKTRIFIZIERUNGSKONZEPT
14 Schnellladestationen an 12 Endhaltestellen (>250 kW)
Leipzig Gesamtstädtisches kommunales Elektrobuskonzept in Leipzig
Kostenvergleich Investitionskosten-Änderungsfaktor im Vergleich zu
Dieselbussen nicht angegeben
Mehrkosten von 0,40 €/Fzg.-km für Solo-Batteriebus gegenüber
Unternehmens-/ Großunternehmen / Großstadt Solo-Dieselbus (ohne Förderung)
Gebietsgröße Lebenszykluskosten nicht angegeben
Bisherige Erfahrungen P raktische Erfahrungen aus Hybrid- und Elektrobuseinsatz Öko-Bilanzierung Emissionsreduzierungen durch Solo-Batteriebusse gegenüber
vorhanden Solo-Dieselbussen:
Theoretische Untersuchung zu alternativen Antriebskonzepten CO2-Einsparungen von 1.473 t/a
durchgeführt NOx-Einsparungen von 7.110 kg/a
Zielsetzung Batteriebuseinführung Emissionsreduzierungen durch Gelenk-Batteriebusse gegenüber
Gelenk-Dieselbussen:
CO2-Einsparung von 5.049 t/a
Untersuchte Linien Gesamtliniennetz, 26 Linien/Linienkombinationen
NOx-Einsparung von 3.437 kg/a
Untersuchte Depotladung und Gelegenheitsladung, stationär konduktiv
Ladestrategie
Systementscheidung
In Erwägung gezogene Z wischenladung Schrittweise Einführung von Solo- und Gelenk-Batteriebussen
betriebliche Anpassun- Mischbetrieb von Diesel- und Elektrobussen
gen für Umstellung auf Marginale Erhöhung des Personaleinsatzes Fazit
E-Betrieb Umsetzungsplan vorhanden
Mehrkosten können durch Fördermittel kompensiert werden
Grundlagentechnologie- BEV
betrachtung Weitere Schritte
Bis 2021: Beschaffung von 21 Solo-Batteriebussen
(Gelegenheitslader), Errichtung von 21 Depotladestationen
Marktrecherche Wird durchgeführt
und 4 Schnellladestationen
Bis 2022: Beschaffung von 10 (+7 Option) Gelenk-Batteriebussen
Notwendige Z usätzlicher Einsatz von Dieselbussen, bspw. für
(Gelegenheitslader) , Errichtung von 10 (+7) Depotladestationen und
betriebliche Verstärkerfahrten an Schultagen
Errichtung von 3 (+2 Option) Schnellladestationen
Anpassungen Anpassung der Fahrplanung, um Haltezeitüberschneidung
Ab 2024/2025: Beschaffung von bis zu 43 (Option)
zu vermeiden
Gelenk-Batteriebussen (Gelegenheitslader) und Errichtung der
Erstqualifizierung des Personals
notwendigen Ladeinfrastruktur
Erstbeschaffung der notwendigen Werkstattausrüstung
36 ÖP N V-E L E K T R I F I Z I E R UN GS K ON Z E P T E | L E I P Z I G 37Sie können auch lesen
