Wasserstoff für Linienbusse und Pkw-Flotten - Symposium "Brennstoffzellen-Elektromobilität im Schienenverkehr"; Berlin, 10. Februar 2016 Heinrich ...

Wasserstoff für Linienbusse und Pkw-Flotten

Symposium „Brennstoffzellen-Elektromobilität im Schienenverkehr“; Berlin, 10. Februar 2016

Heinrich Klingenberg, hySOLUTIONS GmbH

Inhalt

•   Ziele und Anforderungen

•   Innovationslinie 109

•   Europäische Beschaffungsinitiative für Brennstoffzellenbusse

•   Wasserstoffinfrastruktur

•   Zusammenfassung

                                    1

Über hySOLUTIONS

Gründung 2005
Ziel: Förderung der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie in Hamburg

2009: hySOLUTIONS wird Regionale Projektleitstelle Elektromobilität entsprechend
den Vorgaben des Förderprogramms des BMVBS

Akquisition von Förderzuwendungen aus nationalen wie europäischen Programmen

Koordination von aktuell etwa 30 Vorhaben
in der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie sowie der Elektromobilität
(Mobilität, Luftfahrt, Schifffahrt,
Wasserstoff-Herstellung/-speicherung)

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Klare Positionierung Hamburgs

•   Seit 2014 für die Beschaffung von Fahrzeugen in Verwaltung und kommunalen
    Unternehmen neue Vorgaben: Änderung des Regel-Ausnahme-Verhältnisses

•   Masterplan zum Ausbau der öffentlichen Lade-Infrastruktur: die Zahl der
    öffentlichen Ladepunkte bis Ende 2016 vervierfacht (ca. 600 Ladepunkte)

•   Aktuell sind ca. 1.800 E-Fahrzeuge im Einsatz mit Schwerpunkt auf Flotten

•   Branchenspezifische Potenziale in Hafen/Logistik, Luftfahrt, Industrie,
    Einzelhandel etc. werden systematisch ermittelt und umgesetzt

•   Ca. 500 E-Fahrzeuge in Behörden und öffentlichen Unternehmen

•   Elektromobilitäts-Gipfel mit BM Dobrindt, führenden Vertretern der Automotive-
    Industrie sowie der Städte auf Einladung des Ersten Bürgermeisters

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Ab 2020 beschafft HOCHBAHN nur noch
Busse mit emissionsfreien Antrieben

•   Weiterer Ausbau der Attraktivität und Leistungsfähigkeit
    ihres Angebotes

•   Sicherung der Zukunftsfähigkeit auch bei hohen Preisen
    bzw. sinkender Verfügbarkeit fossiler Treibstoffe
    (Risikoausschluss)

•   Neben wachsenden Anforderungen an Luftqualität auch
    CO2-Emissionen und Lärm ein Thema

•   Rechtzeitige Vorbereitung technischer Anlagen und
    Werkstätten und Schaffen von Expertise bei Mitarbeitern

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Innovationslinie 109

Ziele

•   Sichtbar machen der neuen Technologien für
    die Öffentlichkeit

•   Sammeln von Erfahrungen mit dem Einsatz
    neuer Antriebstechnologien
       Betrieb
       Energieversorgung
       Instandhaltung
       Flexibilität, Produktivität
       Flächenbedarfe, Energieversorgung

•   Evaluation als Grundlage für weitere
    Entwicklungsschritte und Entscheidungen

•   Aufzeigen künftiger Entwicklungspotentiale

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Innovationslinie 109 –
innovative Bustechnik auf ganzer Linie

Teil-elektrisch betriebene Busse:

Diesel-elektrischer Hybridbus

5 serielle Gelenkbusse von EvoBus
5 parallele Solobusse von Volvo
15 parallele Gelenkbusse von Volvo
• Effekt: weniger CO2

Plug-in-Bus

3 Solobusse von Volvo
• Effekt: noch weniger CO2
• Überwiegend elektrisch und leise

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Innovationslinie 109 –
innovative Bustechnik auf ganzer Linie

Rein elektrisch betriebene Busse:
Brennstoffzellenbus

4 Solobusse von EvoBus
• Effekt: Null CO2
• Leise und besonders komfortabel

Batteriebus mit Brennstoffzelle als
Range-Extender

2 Gelenkbusse von Solaris
• Effekt: Null CO2
• Leise und besonders komfortabel

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Fahrzeugeinsatz

 Beschreibung                         Hersteller     Fahrzeugtyp      Anzahl    seit

 Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor

Diesel-elektrischer Hybridbus
                                       EvoBus      Gelenkbus, 18m       5       2010
seriell
Diesel-elektrischer Hybridbus                      Doppelgelenkbus,
                                        Hess                            2       2012
seriell                                                 24m
Diesel-elektrischer Hybridbus
                                        Volvo        Solobus, 12m      39*      2011
parallel
Diesel-elektrischer Hybridbus
                                        Volvo       Gelenkbus, 18m     15       2014
parallel

Plug-In-Bus                             Volvo        Solobus, 12m       3       2014

Reine Elektro-Fahrzeuge

Brennstoffzellenbus                    EvoBus        Solobus, 12m       4       2011

Batteriebus mit Brennstoffzelle als
                                       Solaris     Gelenkbus, 18m       2       2015
Range-Extender

Batteriebus                             Volvo        Solobus, 12m       3      ab 2016

* 34 Fahrzeuge bei Jasper/SBG
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Innovationslinie 109

Begleitende Analyse und Bewertung

•   Erfassen und Auswerten von Daten als Grundlage für weitere Entwicklungsschritte
    gemeinsam mit der Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW)
        Verbrauchsdaten
        Verfügbarkeitsdaten
        Einsatzzeiten, Betriebsleistung
•   …

•   Vertiefende Begleituntersuchung gemeinsam mit ika - Institut für Kraftfahrzeuge
    der RWTH Aachen University

•   Ergänzende Untersuchung gemeinsam mit IVI: Bewertung des Einsatzes von
    Elektrobussen mit Dezentraler Ladeinfrastruktur am Beispiel der HOCHBAHN

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Erste betriebliche Erfahrungen

• Bisher überwiegend Fahrzeuge und Infrastruktur im Fokus – nunmehr als System
  verstehen (Betrieb, Energieversorgung, Überwachung etc.)

• Fahrpersonal und Betriebslenkung haben großen Einfluss auf den Umsetzungserfolg

• Viele neue und zusätzliche Anforderungen an das Fahrpersonal (wird sich in Zukunft
  noch verschärfen)

• Aufwendungen für betriebliche Schulungen sowie Steuerungsfunktionen
  (Betriebslenkung) anfänglich unterschätzt (insbesondere wegen der Vielzahl an
  unterschiedlichen Fahrzeugen gepaart mit den betrieblichen Rahmenbedingungen)

• Systemkomplexität muss insbesondere für Fahrdienstmitarbeiter beherrschbar
  bleiben (Herausforderung im Hinblick auf engen Personalwettbewerb)

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Erste betriebliche Erfahrung –
Umlauf- und Dienstplanung

• Der Personalbedarf steigt voraussichtlich aufgrund der Zunahme von Diensten
  (Produktivitätsnachteil bei Batteriebussen)

• Plug-In: Durchgehende Sicherstellung ausreichender Wendezeiten zum Laden
  (auch nach der Einsetz- und vor der Aussetzfahrt)

• Erheblicher Zusatzbedarf an Lade-Infrastruktur (Flächen, Energieversorgung bei
  Plug-In und Batterie), zentrales Konzept in Prüfung

• Brennstoffzellenbusse genauso flexibel und produktiv einsetzbar wie Dieselbusse

• Da die Linie von 2 Betriebshöfen bedient wird und der Fahrzeugeinsatz möglichst
  flexibel disponiert werden soll, mussten in kurzer Zeit rund 750 Mitarbeiter
  (Fahrdienst und Betriebssteuerung) geschult werden

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Ausblick – Wir bereiten 2020 vor

• Analysen zur Systemübertragungen auf andere Linien

• Intensivierung der Zusammenarbeit mit Herstellern (Fahrzeuge und
  Infrastruktur)

• Kritische Bewertung E-Cell- versus F-Cell (Technische Reife,
  Flexibilität, Risikovermeidung, Synergien)

• Monetäre Bewertung/Simulation – Was wird das mehr kosten?

• Vorbereitung der Energiebereitstellung größeren Ausmaßes (neuer
  Betriebshof mit mehr als 250 Bussen soll 2019 bereits neue
  Antriebstechnologien in Größenordnungen versorgen können)

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Europäische Initiative
    für Brennstoffzellenbusse

•     Übergabe Letter of Intent für eine gemeinsame Beschaffung von 300 bis 400
      Brennstoffzellenbussen an EU-Kommissarin für Verkehr Violeta Bulc am 23.6.2015

•     30 europäische Städte/Regionen beteiligt, aktuell werden nationale Beschaffungs-
      cluster gebildet

•     FCH JU in 2016 und 2017 jeweils einen Call für die Förderung von Bussen
      und Wasserstoffinfrastruktur auf Depots

•     Gemeinsames Beschaffungscluster in Europa sowie
      auf nationaler Ebene

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Europäische Initiative
  für Brennstoffzellenbusse

Joint Bus Procurement:

• auf Basis der FCH JU Studie soll nun reale Busbeschaffung initiiert werden
• Ziel: mehrere hundert Busse in europäischen Städten bis 2020 (aktuell ca. 500)
• Erreichen von Skaleneffekten durch gemeinsame Standards
• 5 Cluster: UK, Nord-Europa, Frankreich, Benelux, Deutschland
• Deutschland/Norditalien: zehn Partner, voraussichtlich etwa 140 Busse

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Projekt Zero-E

• Einsatz von 20 Fahrzeuge des neuen Modells Mirai
  von Toyota zuerst in Hamburg
• Die Fahrzeuge werden primär an Taxiunternehmen
  sowie Flottenkunden vergeben
• Fahrzeuge sind alltagstauglich
     Reichweite: 550 Kilometer
     Betankungszeit: Etwa 3 min
     Betriebskosten aktuell noch höher als konventionelle
      Fahrzeuge

• Evaluation Leistungsfähigkeit und Alltagstauglichkeit
     Datenerhebung und -aggregation
     Analyse Schwachstellen und Optimierungspotenziale
     Ermittlung zusätzlicher Marktsegmente mit funktioneller
      und wirtschaftlicher Analyse der künftigen Realisierungs-
      wahrscheinlichkeit und -menge

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Wasserstoff auf dem Betriebshof

HOCHBAHN ist Partner im EU-Projekt NewBusFuel
•    13 Einzelstudien zur H2-Versorgung auf Busbetriebshöfen an 12 Standorten
•    Hamburg: 2 Studien für einen neuen Busbetriebshof mit 260 Bussen
•    1.500 m² für Wasserstoff-Infrastruktur vorgesehen
      Studie 1: Produktion vor Ort via PEM-Elektrolyse
        Studie 2: Anlieferung per Trailer

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Rahmenbedingungen,
Annahmen für Studien

Zusammenfassung

•   Die Umstellung auf saubere Antriebe ist aus Gründen des Gesundheits- und Klimaschutzes von
    grundsätzlicher Bedeutung für die Lebensqualität (nicht nur in Städten).

•   Der Einsatz von Wasserstoff in Hamburg schafft eine optionale und systematische Verknüpfung
    zwischen den Sektoren Erneuerbarer Energie und Verkehr (steuerbare Last). Diese schafft
    Klimaschutzvorteile und regionale Wertschöpfung.

•   In Hamburg sollen ab 2020 für den ÖPNV nur noch Busse mit emissionsfreien Antrieben
    beschafft werden.

•   Die Umstellung großer Busflotten auf emissionsfreie Antriebe erfordert eine lange Vorbereitung.
    Dem folgt die HOCHBAHN mit ihren Aktivitäten zur Erprobung neuer Antriebstechnologien
    schon heute.

•   Damit sichert sie ihre Leistungsfähigkeit auch in der Zukunft.

•   Die Partner in Hamburg erstellen regelmäßige Analysen und Auswertungen, die dem VDV und
    anderen Interessenten (Verkehrsbetriebe, Industrie) bereit gestellt werden.

•   In einem europaweit aktiven Netzwerk für die gemeinsame Beschaffung von Brennstoffzellen
    werden die Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Einsatz und eine zeitnahe Bestellung
    geeigneter Busse verbessert.
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Forschungsprogramme

   Die umfassenden Aktivitäten der HOCHBAHN zur Erprobung innovativer
           Antriebstechnologien sind nur im Rahmen entsprechender
                       Forschungsprogramme möglich.
        Wir danken den Zuwendungsgebern für ihre Unterstützung.

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