Elektrobusse Technik - Wirtschaftlichkeit - Ausblick - Deutscher Nahverkehrstag
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Elektrobusse Technik – Wirtschaftlichkeit - Ausblick 11. Deutscher Nahverkehrstag Koblenz, 03. Mai 2016 Jens Schmitz, VDV e.V. Fachbereichsleiter, Bussysteme, Elektromobiltät, Betriebshöfe und Werkstätten © VDV 2014
Mark Twain Zitat Eine gute Rede hat einen guten Anfang und ein gutes Ende – und beide sollten möglichst dicht beieinander liegen. 2 © VDV 2014 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
E-Mobilität: E-Bus-Projekte Hamburg Die deutschen Verkehrsunternehmen realisieren und erproben seit 2013 bereits in 21 Städten Bremen Elektrobus-Projekte (siehe Grafik rechts). Sie Eberswalde investieren zudem weiterhin kontinuierlich in Berlin Hannover effiziente und verbrauchsarme Fahrzeuge mit Osnabrück konventionellen Antrieben sowie in Hybrid- und Braunschweig Münster Erdgas-Busse. Der Einsatz von Elektrobussen ist Oberhausen für die Unternehmen zur Zeit noch mit Bochum Leipzig erheblichen Mehrinvestitionen verbunden; zum Düsseldorf Dresden Köln Solingen einen mit Blick auf die Anschaffungskosten der Fahrzeuge, zum anderen mit Blick auf die neu zu Bonn errichtende Ladeinfrastruktur. So liegen die aktuellen Marktpreise beim Kauf eines 18m Elektrobusses bei rd. 700.000 Euro. Zum Vergleich: Die Anschaffungskosten eines Mannheim konventionellen ÖPNV-Busses mit Dieselmotor belaufen sich auf durchschnittlich nur etwa Regensburg 350.000 Euro. Darüber hinaus fallen bei den Stuttgart Elektrobussen weitere hohe Kosten für Esslingen Ersatzbatterien, die Umrüstung von Betriebshö- München fen & Werkstätten sowie für zusätzliches Personal an, die in entscheidungsrelevanter Größenordnung sind. © VDV 3 © VDV 2016 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
E-Mobilität E-Bus Projekte Pinneberg Hamburg E-Bus-Projekte in Deutschland: — über 21 E-Bus-Projekte Bremen — unterschiedliche Konzepte Hannover Osnabrück — unterschiedliche technische Lösungen Berlin — opportunity charging Bochum Münster — fast charging Düsseldorf Eberswalde — Trolley Köln — overnight charging Leipzig Bonn Kassel — fuel cell Dresden Stuttgart Mannheim Esslingen 4 © VDV 2014 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Beispiele von E-Bus Projekten in Deutschland Folgende Städte sind u.a. mit verschiedenen Systemen an Versuchsprojekten beteiligt: Ingolstadt : 2 Diesel Hybridbusse Wolfsburg : 3 Diesel-Hybridbusse Düsseldorf : 12 Busse vollelektrisch und Dieselhybrid Lübeck : 10 Diesel-Hybridbusse Region Sachsen : 55 Busse rund um Dresden und Leipzig Diesel-Hybrid und vollelektrisch Berlin : 6 vollelektrische Busse (Besonderheit: kontaktlose Aufladung an einzelnen Haltestellen durch Induktionsschleifen im Boden) Bonn : 6 vollelektrische Busse (Start 2016) Köln : 10 vollelektrische Busse (Start 2016) Mannheim: 2 Elektrobusse mit induktiver Ladung Es gibt noch weitere kleinere Projekte. Besonders ist hier wohl der Großraum Hamburg INNOVATIONSLINE 109 mit seiner Vielfältigkeit hervor zu heben. Ebenfalls die Busse mit induktiver Ladetechnik. Jens Schmitz T4 5 © VDV 2015 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Marktübersicht E-Bus Solaris/PL Sileo/D-TR VOLVO/S Bilder: VDV VDL/NL 6 © VDV 2015 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Marktübersicht alternative Antrieb (z.B. Hybrid) und weitere Solaris/PL Hybrid und Trolley MAN/D Hybrid BYD/ CHN Quelle:VDV /Hersteller 7 © VDV 2015 EBUSCO /NL 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland und weitere…
Antriebskonzepte (Beispiele) ZF- AVE 130 Niederflur-Elektroportalachse für Busse Radnahmemotoren Antriebskonzepte: Hybrid, Vollelektrisch (Brennstoffzelle und Batterie) und Oberleitung Einbaukompatibel zu den Niederflurachsen AV 132 und AVN 132 Hohe Leistungsdichte durch integrierte flüssigkeitsgekühlte Asynchronmotoren Vollelektrisches-/ Emissionsfreies Fahren über längeren Zeitraum möglich Signifikante Kraftstoffeinsparung im Stadtverkehr Es gibt auch noch Portalachsen mit zentralem Elektromotor. Quelle:ZF 8 © VDV 2015 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Antriebskonzepte ZIEHL-ABEGG Radnarbenmotoren Produktspezifikation: Getriebelose, elektrisch angetriebene Niederflurachse mit integrierten wassergekühlten Radnabenmotoren (Einzelradantrieb) zur Verwendung in seriellen Hybrid- oder vollelektrischen Fahrzeugen. Eigenschaften und Besonderheiten: Bauart: Niederflurachse mit Achslast 13.000 kg. Verwendung als Hinterachse oder Mittelachse. Bei Stadtbussen konstruktiv breiterer Mittelgang von bis zu 880 mm möglich. Anwendungen und Einsatzgebiete: Elektrofahrzeuge. Serielle Hybridfahrzeuge. Stadt- und Flughafenbusse. Hinterachsantriebsmodul für Solobusse. Hinterachs- und Mittelachsantriebsmodul für Gelenkbusse sowie Sonderfahrzeuge. Quelle: Ziehl-Abegg 9 © VDV 2015 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
E-Mobilität Warum Bus-Projekte mit alternativen Antrieben? Rahmenbedingungen ändern sich: — Luftreinhaltung — Reduktion CO2-Ausstoß — 4. Eisenbahnpaket — Lärm — CO2-Vorgaben für Nutzfahrzeuge — Ölpreisanstieg (nach 2020) — Bereitstellung regenerativ erzeugter Energie — Weiterentwicklung der Umweltzonen — Steigerung der Energieeffizienz — Verstädterung — ÖV ist auch in Zukunft das umweltfreundlichste Transportmittel — Komfortsteigerung (leise, gleichmäßiges Beschleunigen) — … Quelle: IWR Reseach 10 © VDV 2014 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
E-Mobilität Rahmenbedingungen und Abschätzung der Aktivitäten Quelle: Martin Schmitz 11 © VDV 2014 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Praxis Beispiele: Hamburg Innovationslinie 109 Attraktive Linie überwiegend in der Innenstadt Erreichbarkeit von Betriebshof und Wasserstofftankstelle Ausreichend verfügbare Flächen für Ladestationen an den beiden Endpunkten Direkter Anschluss an die Energieversorgung Länge der Linie passt zur Auslegung des Busses Viele Fahrgäste können die Vorteile live erleben Quelle: Hochbahn © VDV 2014
Hamburg Neue Standorte und Abstellkonzepte Quelle: Hochbahn © VDV 2014
Hamburg Innovationslinie 109 Rein elektrisch betriebene Fahrzeuge: Teil-elektrisch betriebene Busse: Brennstoffzellenbus Diesel-elektrischer Hybridbus (parallel, seriell) Effekt: null CO2 Effekt: weniger CO2 Leise und besonders komfortabel Batteriebus mit Brennstoffzelle als Range-Extender Plug-in-Bus Effekt: noch weniger CO2 Effekt: null CO2 Überwiegend elektrisch und leise Leise und besonders komfortabel Referenzfahrzeug: Dieselbus Euro VI Quelle: Hochbahn © VDV 2014
Köln Batteriebusline 133 Fzg .4 — 8 Gelenk-Batteriebusse von VDL Fzg .5 — Reichweite bei einer Außen- temperatur von -20°C Fzg — Reichweite: .3 — mit elektr. Heizung (20 kW) : ≥ 30 km — ohne Heizung : ≥ 50 km — Energieverbrauch ohne Heizung / Kühlung: 1,85 kWh / km Fzg .6 — Ladung: — 3 DC Ladestationen auf der Strecke Fzg .2 — 8 DC Ladestationen mit 50 kW im Depot Fzg .7 Fzg Fzg .8 .1 Quelle: KVB . 15 © VDV 2014 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Oberhausen Ladekonzepte Linie 966 — Schnellladung — Nutzung der Versorgungsinfrastruktur — Nutzung für mehrere Fahrzeugkategorien . — zwei Busse — Batterie: 200 kWh — Linienlänge: 13km — Fahrweite: 170 km Quelle: Müller-Hellmann — Ladedauer: 10 min © VDV 2014
Berlin Batteriebus auf Linie 204 — vier Busse — induktive Ladestationen am Zoo und am Südkreuz — vier kabelgebundene Ladestationen auf dem Betriebshof — 20-Minuten-Takt / Ladezeit: 4 – 7 min — Batteriekapazität: 90 kWh — erwarteter Energieverbrach: 1,3 – 1,8 kWh — betriebliche Sicherheit bei Streckenverlegungen? — weitere Projekte mit induktiver Ladung: — Braunschweig — Mannheim Quelle: BVG © VDV 2014
Düsseldorf Batteriebus auf Linie 778 und 779 — zwei Busse — Batterie: 200 kWh — Opportunity Ladung — Reichweite: 150 km pro Batterieladung — Ladedauer: 10 min an 10-kV-Station — Übernachtladung: ca. 6 h . Quelle: Rheinbahn © VDV 2014
Bonn Batteriebus Mittelfristige Komplettumstellung auf E-Busse bis zum Jahr 2030 — Zeitlich gestaffelt parallel zur technischen Weiterentwicklung von Fahrzeugen und Batterien — Einsatz ausschließlich vollelektrisch betriebener Batteriebusse (keine Hybride) — Verwendung von Naturstrom (zusätzliche Wertschöpfung im SWB-Konzern durch Energiebezug bei SWB Energie und Wasser (EnW)) unter folgenden Rahmenbedingungen — keine signifikanten Änderungen im Liniennetz und in der Betriebsplanung — kein Nachladen im Linienbetrieb — keine bzw. nur geringfügige Einschränkungen in der Passagierkapazität Quelle: Stadtwerke Bonn © VDV 2014
Bonn Batteriebus — ab Anfang 2016 auf allen geeigneten Solobuslinien in Bonn — vollelektrisch betriebene Batteriebusse (keine Hybride) Fabrikat Sileo (Typ S12) Länge 12 m Passagierkapazität 80 Fahrgäste Nutzbare Batteriekapazität 200 kWh Reichweite ≥ 200 km Klimaanlage Spheros Citysphere Heizkonzept Spheros Thermo S (fossil) Ladestrategie Übernachtladung Lademethode Plug-in Ladestrom 64 kW Quelle: Stadtwerke Bonn © VDV 2014
Wasserstoff H2O am Beispiel RVK Je nach Hersteller kostet ein kg Wasserstoff zwischen 3,80€ und 9€, dass liegt an den unterschiedlichen Gewinnungsmöglichkeiten. Ein Bus benötigt für die Brennstoffzellen zwischen 8 und 13 kg auf 100 km, dass hängt vom Einsatzgebiet und der Gefäßgröße ab. Im Betrieb benötigt wird neben der Normalen Fahrereinweisung keine weitere Schulung notwendig Ca. 90% der Buskomponenten entsprechen dem Standardbus. Deshalb kann der größte Teil der Wartungsarbeiten vom Werkstattpersonal durchgeführt werden. Für die Brennstoffzellen gibt es spezielle Servicetechniker zb. die Fa. Enzel aus Köln die sich mit der Ballard Brennstoffzelle bestens auskennt. Die neuere Generation läuft mit über 90% Einsatzfähigkeit sehr zuverlässig. Hersteller der Busse van Hool und VDL © VDV 2014
E-Mobilität Weiterentwicklung Trolley/Batterie-Technologie — Hohe Betriebsstabilität — Verschiedene Fahrzeugtypen möglich (12 m bis 24 m) — Batterieoberleitungshybridbusse werden z. B. in Solingen, Esslingen, Eberswalde, Zürich (CH) und Landskrona (S) beschafft. — Städtebauliche Fortschritte: Durch die Hybridtechnik können besonders aufwendige Leitungskreuzungen und Weichen eingespart werden oder eine durch partielle Oberleitungen das System leichter integriert werden. — Betriebliche Fortschritte: Streckenabschnitte, auf denen nur aufwendig Oberleitungen angebracht werden können, sind durch die Hybridtechnik einfach zu überbrücken. Bild: Hybrid - Obus in Landskrona (S), Eberswalde 22 © VDV 2014 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Lenkungskreis EBUS Veröffentlichungen / VDV-Schriften Ergebnisse / Veröffentlichungen: — VDV-Schrift 230-1 „E-Bus-Lastenheft“ — VDV-Schrift 825 „Auswirkungen alternativer Technologien im Linienbus auf Betriebshöfe und Werkstätten“ — VDV-Schrift 260 „EBUS – Infrastruktur / Ladestellen“ — VDV-Mitteilung 2319 „Bewertung von E-Buskonzepten aus der Sicht von Planung und Betrieb“ — VDV-Mitteilung „Fakten-Check EBUS“ — Beziehbar unter: www.bekaverlag.de http://www.bekaverlag.de/vdv-schriften.html 23 © VDV 2014 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Lenkungskreis EBUS Standardisierung EBUS-AG Standardisierung Zusammenarbeit mit DKE / DIN mit dem Ziel einen europäischen Standard zu schaffen. Der VDV verbindet europäische Hersteller (und VDA) und Betreiber zur Erarbeitung von — Use-case-Beschreibungen — requirements zu den Themen: — Opportunity Charging — Depot-Ladung — Energieversorgung — Kontaktsystem Die Auftaktveranstaltung hat am 18.09.2015 stattgefunden. CENELEC hat im Nov ‘15 zur Entscheidung der Bildung einer AG getagt.. 24 © VDV 2014 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Warum Standardisierung? © VDV 2014 02.10.2015 13. Internationale Salzburger Verkehrstage
Bus ÖV Finanzierung / Förderung von alternativen Antrieben Förderprogramme: — BMUB Förderprogramm „Hybridbus“ (Einstieg jederzeit möglich) Laufzeit 2014 bis 2017 30 % bis 50 % der Mehrkosten Infrastruktur, Fahrzeug, Ausbildung, Werkstatt — BMVi Förderprogramm „Elektromobilität“ Stichtag für die Bewertung eingereichter Skizzen ist der 31. August 2015 — BMWi Förderprogramm "Neue Fahrzeug- und Systemtechnologien" Stichtag für die Bewertung eingereichter Skizzen ist der 30. September 2015 Infos unter http://www.tuvpt.de/index.php?id=foerderung0000 — Investitionsoffensive des Bundes (siehe VDV Rundschreiben 11/2015) Laufzeit 2015 bis 2019 bis zu 90 % der Projektkosten E-Bus, EURO 6 Bus, Kommunikation, Barrierefreiheit etc. — BMUB Förderprogramm „Batteriebus“ – in Diskussion / Erarbeitung geplante Laufzeit 2016 ff. bis 2019 ff. 30 % bis 50 % der Mehrkosten – in Diskussion Infrastruktur, Fahrzeug, Ausbildung, Werkstatt 27 © VDV 2013 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Bus- Förderkonzepte Finanzierung / Förderung von alternativen Antrieben EBUS-AG Finanzierung: Zusammenführen der einzelnen Aktivitäten, wie z. B.: — Ausdehnung der Stromsteuerermäßigung nach § 9 Abs. 1 Nr. 5 StromStG auf Hybrid- und Elektrobusse und geringere EEG-Umlage auf Busstrom — E-Bus-Förderprogramm - Kumulierung von Bundes- und Landesförderung — Bündelung der Fördermittel beim ÖPNV-Aufgabenträger – Verankerung im öffentlichen Dienstleistungsauftrag — Erzielen von Skaleneffekten, Standardisierung, Retten des Umweltvorteils der VU weitere Schritte: — Abstimmung in der EBUS-AG Finanzierung und mit dem BMUB Hinwies: Es wichtig, dass eine Förderung von Hybridbussen bzw. alternativen Antrieben nicht explizit in der Landesförderung aufgeführt ist. Sollte es dennoch vorgesehen sein, dann könnte ein Passus in die Landesförderung eingebaut werden, der eine Förderung alternativer Antriebe vorsieht, sofern es keine entsprechende Bundesförderung gibt. 28 © VDV 2013 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Elektrobusse liefern einen wichtigen Beitrag für eine nachhaltige Mobilität Generationengerechtigkeit Klimaschutz – Mobilität von Treibhausgasemissionen entkoppeln; Verbesserung des Stadtklimas; Beitrag zum Erreichen kommunaler Klimaschutz-Ziele „grüne Stadt“; EBus-Fahrstrom aus erneuerbaren Energien Ressourceneffizienz – Natürliche Ressourcen optimal nutzen; EBusse tragen zur Energiewende (= Verkehrswende) bei Lebensqualität Mobilitätsmanagement – Anreize zur Verkehrsverlagerung schaffen; Ganzheitlicher Mobilitätsverbund aus EBus + EBike, Pedelec + E CarSharing + zu Fuß gehen Gesundheit – Verkehr emissionsarm, sicher und gesundheitsfördernd gestalten; mehr Lebensqualität in Städten Gesellschaftliche Verantwortung Volkswirtschaftlicher Nutzen – Mehrwert für die Gesellschaft stiften; Integration der EBus-Infrastruktur in Stadtentwicklung und Stadtgestaltung Zukunftsfähiges Geschäftsmodell – Unternehmen verantwortungsbewusst führen; Vorreiterrolle des ÖPNV mit großem Umweltvorteil 29 © VDV 2015 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Elektrobusse liefern einen wichtigen Beitrag für eine nachhaltige Mobilität — Elektrobusse haben bereits einen Klimavorteil, wenn der heutige Strommix genutzt wird — Für den Elektrobus-Markthochlauf in Deutschland ist Strom aus erneuerbaren Energien zu verwenden der nicht anderen Bereichen entzogen, sondern zusätzlich erzeugt wird — Hohe lokalpolitische Relevanz durch Vertragsverletzungsverfahren Überschreiten der Feinstaub-Tages- mittelwerte in Leipzig und Stuttgart Überschreiten der NO2-Grenzwerte in 29 deutschen Kommunen Quelle: Gesamtwirtschaftliche Bewertung der Elektrifizierung von Dieselstrecken in Baden-Württemberg 30 © VDV 2015 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Wirtschaftlichkeit Ein Elektrobus (bei einer im ÖPNV-Regelbetrieb üblichen Nutzungsdauer von durchschnittlich 16 Stunden pro Tag) erreicht eine Entlastung bei den Schadstoffemissionen, die umgerechnet erst durch bis zu 100 Elektro-PKW erzielt werden könnte. Der Elektrobus ist also hinsichtlich der Schadstoffentlastung um den Faktor 100 besser als das Elektroauto und könnte damit schon bei deutlich geringeren Stückzahlen (und einer deutlich geringeren Förderung) als der E-PKW zu nennenswerten weiteren Entlastungen der lokalen Emissionen beitragen. Foto: VDV 31 © VDV 2016 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Ausblick Die ÖPNV-Branche ist bereit, ihren Beitrag dazu zu leisten: Aus einer aktuellen Bedarfsermittlung für Elektrobusse liegen dem VDV bereits heute Interessensbekundungen aus 30 Mitgliedsunternehmen vor, die im Zeitraum 2016 - 2020 insgesamt 550 Elektrobusse zu beschaffen beabsichtigen. Der VDV schlägt vor, hierfür eine 40%ige Förderung auf die Mehrinvestitionen des alternativen Antriebs (durch den Bund) sowie eine 80%ige Förderung auf die Ladeinfrastruktur und die Umrüstung von Betriebshöfen und Werkstätten (durch die Länder) zugrunde zu legen. So würde eine öffentliche E-Bus-Förderung in Höhe von jährlich 30 Mio. € - insgesamt 120 Mio. € über vier Jahre - ausreichen, um die geplanten E-Bus-Projekte zu realisieren. Da 550 Elektrobusse bzgl. der Schadstoffentlastung etwa 55.000 Elektroautos entsprechen, könnte so innerhalb von vier Jahren eine weitere nennenswerte lokale Schadstoffreduktion vor allem in Ballungsräumen und Städten erreicht werden. 32 © VDV 2016 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Strategie Die vorgenannte Gesamtstrategie und die in der Strategie vorgeschlagene Förderkulisse für den Markthochlauf von Elektrobussen bis 2020 sind im Gesamtkontext eines ohnehin bereits umweltfreundlichen und größtenteils elektromobil betriebenen öffentlichen Verkehrsangebots zu betrachten. Anders als beim PKW erbringen Busse und Bahnen bereits heute nicht nur einen Großteil ihres Verkehrsangebots elektrisch (z Zt. rund 60 % des Gesamtangebots), sondern sind auch mit herkömmlichen Antrieben, wie z. B. beim Dieselbus, wesentlich ökologischer und effizienter hinsichtlich Emissionen und Nutzung des begrenzten Verkehrsraums als der motorisierte Individualverkehr. Der marktfähige batteriebetriebene Elektrobus heutiger Generation kann noch nicht als Ersatz für den über Jahrzehnte etablierten und effizienten Dieselbus betrachtet werden. Die öffentlichen Verkehrsunternehmen verstehen sich hinsichtlich der Entwicklung und Markteinführung neuer Technologien als Vorreiter ökologischer, wirtschaftlicher und effizienter Verkehrsangebote und wollen auch weiterhin ihren Beitrag leisten, um die hoch gesetzten Umwelt- und Klimaziele der Bundesrepublik Deutschland zu erreichen. VDV 33 © VDV 2016 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
Homepage des VDV www.vdv.de Nutzen Sie unsere Homepage! 34 © VDV 2016 22.06.2016 Übersicht der E-Bus Projekte in Deutschland
ÖPNV steht für nachhaltige Mobilität Jens Schmitz Fachbereichsleiter E j.schmitz@vdv.de | T +49 221 57979-139 © VDV 2014
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