Wasserstoffmobilität im ÖPNV - Busflotten- und Infrastrukturentwicklung bei der RVK Public Transport Using Hydrogen Mobility Bus Fleets and ...

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Wasserstoffmobilität im ÖPNV - Busflotten- und Infrastrukturentwicklung bei der RVK Public Transport Using Hydrogen Mobility Bus Fleets and ...
Wasserstoffmobilität im ÖPNV
Busflotten- und Infrastrukturentwicklung bei der RVK
Public Transport Using Hydrogen Mobility
Bus Fleets and Infrastructure Development at RVK
Wasserstoffmobilität im ÖPNV - Busflotten- und Infrastrukturentwicklung bei der RVK Public Transport Using Hydrogen Mobility Bus Fleets and ...
2         Von einem visionären Projekt zum alltagstauglichem Einsatz mit Null-Emission

          Die Regionalverkehr Köln GmbH (RVK) ist ein modernes Verkehrs-              Die durchweg positiven Erfahrungen, die finanziellen Unter-
          unternehmen, das die Kapazität, das Wissen und das verbindliche             stützungen der Europäischen Union (JIVE und MEHRLIN), der
          Ziel hat, die Menschen im Rheinland auf technisch höchstem                  nationalen Förderplattform (NIP2) sowie des Landes NRW und
          Niveau zu bewegen. Im Jahr 2009 startete im Auftrag einer euro-             die nationale Wasserstoffstrategie bestärken die RVK, ihren Aus-
          päischen Allianz die Produktion der ersten 18 Meter langen                  bau einer Null-Emissions-Flotte voranzutreiben. Die Flotte wird
          Phileas-Brennstoffzellen-Hybridbusse bei APTS. Zwei dieser                  bereits im Frühjahr 2020 über 37 lokal emissionsfreie Brennstoff-
          Prototypen nahmen bereits 2011 ihren fünfjährigen Betrieb im                zellen-Hybridbusse verfügen. Bis Anfang 2022 werden weitere
          Linienverkehr der RVK in den Städten Hürth und Brühl. Möglich               15 Brennstoffzellen-Hybridbusse ihren Betrieb aufnehmen. Für
          wurde der Betrieb durch die Wasserstoff-Tankstelle in Hürth-                den Betrieb der Fahrzeuge stehen zwei eigene 350-bar-Wasser-
          Knapsack, an der Nebenprodukt-Wasserstoff bereitgestellt wird.              stoff-Tankstellen auf den RVK-Betriebsgeländen zur Verfügung.
          2014 erweiterte die RVK ihren Fuhrpark um zwei Vorserienfahr-               Eine darüber hinausgehende Erweiterung von Busflotte und
          zeuge des Typs A330 Fuel Cell vom belgischen Hersteller Van Hool.           Infrastruktur ist bereits in Planung.

                                  2 Prototypen der Phileas-Busse      2 Busse der A 330 FC Vorserie                                Busse der A330 FC Serie & Solaris
       Projektstart               (außer Betrieb)                     2 buses from the A 330 FC pre series                         Buses from the A330 FC series & Solaris
     Null-Emission                2 prototypes of the Phileas buses                                                                  10            +25           +15
    Project kick off              (not in service)
     Null-Emission
                       2010        2011         2012        2013      2014         2015         2016         2017        2018         2019         2020          2021

                       H2-Tankstelle in Hürth/Köln*
                       H2 filling station in Hürth/Köln*
                                                                                                                         H2-Tankstelle          2 H2-Tankstellen
                                                                                                                    Köln Bonn Airport*          2 H2 filling stations
                                                                                                                     H2 filling station
                                                                                                                at Köln Bonn Airport*
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From a visionary project to public transport with zero-emissions fit for everyday use                                                           3

       Regionalverkehr Köln GmbH (RVK), is a modern public transport          The positive feedback as well as the financial support from the
       company that has the capacity, know-how and the firm goal to           European Union (JIVE and MEHRLIN), national (NIP2) and state
       transport passengers in the Rhineland region using state-of-the-       funding (North Rhine-Westphalia) and the recently adopted
       art technology. In 2009, the company APTS began production, on         national hydrogen strategy have encouraged RVK to push ahead
       behalf of a European alliance, of the first 18-meter-long Phileas      with the expansion of its zero-emission fleet. By spring 2020 the
       fuel cell hybrid bus. In 2011, two of these prototypes started         fleet will boast 37 zero-emissions fuel cell hybrid local buses.
       their five-year operation in regional public transport operated by     By early 2022, 15 more fuel cell hybrid buses will be serving the
       RVK in the cities of Hürth and Brühl. Operation was made pos-          region. RVK’s bus depot has two hydrogen filling stations with
       sible thanks to the hydrogen filling station in Hürth-Knapsack,        350 bar for refuelling the buses. And the company already has
       which provides the by-product hydrogen. In 2014, RVK added two         plans to expand its fleet of buses and infrastructure.
       pre-series A330 fuel cell buses built by the Belgian bus manufac-
       turer Van Hool.

                                                                                               Ab 2030 ausschließlich emissionsarme Fahrzeuge
                                                                                               im Fuhrpark der RVK
                                                                                               From 2030 RVK’s fleet will consist only of
                + 55**
                                                                                               low-emission vehicles

   2022          2023         2024          2025    2026       2027         2028      2029       2030
                    H2-Tankstelle Hürth**                                                                         * Nutzung fremder H2-Infrastruktur
                    H2 filling station in Hürth**                                                               		*Using external H2 infrastructure
H2-Tankstelle BGL**                                                                                                 ** in Planung in planning
H2 filling station at BGL**
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4   Erste Brennstoffzellen-Hybridbusse in Serie: sicher, geräuscharm & innovativ

    Sowohl von außen als auch von innen können die Fahrgäste bei      Leistungen der in Serie gefertigten Busse vom Typ A330 FC
    den Brennstoffzellen-Hybridbussen kaum einen Unterschied zu
                                                                      Reichweite       ca. 350 km
    üblichen Dieselbussen erkennen. Die Serienfahrzeuge A 330 FC
                                                                      Verbrauch        9 kg H2/100 km* (energieäquivalent ca. 29,7 l Diesel)
    Brennstoffzellen-Hybridbusse von Van Hool haben die Zulassung
                                                                      Wasserstoff-     38.5 kg – nutzbar ca. 35.8 kg bei 350 bar
    für den europäischen Markt und bieten allen gewohnten Komfort     tankkapazität
    und moderne Sicherheitssysteme wie z. B. einen Abbiegeassis-      Antrieb          Elektromotoren (Siemens): max. Leistung 210 kW
    tenten. Sie verfügen über vergleichbare Fahrgastkapazitäten wie   Energiewandler   Brennstoffzelle (Ballard HD85): max. Leistung 80 kW
    ein Dieselbus.                                                    Energie-         Traktionsbatterien Lithium-Titanat-Oxid (LTO (Actia):
                                                                      speichersystem   Energiegehalt 36 kWh, Leistung ca. 160 kW
    Doch auf den zweiten Blick gibt es Unterschiede. Die Brenn-
    stoffzellen-Hybridbusse sind geräuscharm und
                                                                       2
    emissionsfrei. Die technische Innovation
    steckt vor allem in der Brennstoffzelle. Zudem                                     3
    sind bei Brennstoffzellen-Hybridbussen einige                                                         4
    Komponenten wartungsärmer, da z. B. der
    Elektromotor wesentlich geringere Alterungs-
    erscheinungen als ein Verbrennungsmotor über
    die gesamte Betriebszeit aufweist. Dies haben
    die langjährigen Erfahrungen der RVK belegt.
                                                             1
    1 Frostschutz Brennstoffzelle Anti-freeze fuel cell
    2 Klimaanlage Fahrgastraum (+ Kühl-Gruppe Antriebsbatterie)
    	Air conditioning for the passenger compartment
      (+ Kühl-Gruppe traction battery)
    3 Antriebsbatterie Traction battery
    4 Wasserstoffbehälter Hydrogen tank
                                                                                                                             © Van Hool NV
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First fuel cell hybrid buses in the series: safe, quiet & innovative                                                                          5

From both inside and out passengers hardly notice a difference     Performance figures for the A330 FC buses
between fuel cell hybrid buses and conventional diesel buses.
                                                                   Range           approx. 350 km
Van Hool’s A 330 FC fuel cell hybrid buses are approved for the
                                                                   Consumption     9kg H2/100 km* (equivalent to approx. 29.7 l of diesel)
European market and offer all the usual comfort as well as being
                                                                   Hydrogen tank   38.5 kg – useable approx. 35.8 kg at 350 bar
equipped with modern safety features such as a blind-spot          capacity
assistant. They can carry the same number of passengers as a       Drive           train electric motors (Siemens): max. performance 210 kW
conventional diesel bus.                                           Energy converter Fuel cells (Ballard HD85): max. performance 80 kW
                                                                   Energy storage Traction batteries lithium-titanate-oxide (LTO (Actia):
But take a second glance and you will notice differences.
                                                                   system         Energy content 36 kWh, performance approx. 160 kW
The fuel cell hybrid buses are quiet and have zero-
emissions. The technical innovation is mainly to
be found in the fuel cell. Moreover fuel cell hy-
brid buses have some components that require
less maintenance because, as RVK’s many
years of experience have demonstrated, the
electric motor shows far fewer signs of ageing
than an internal combustion engine over the
operational life of the bus.

5 24V-Bordnetzbatterien 24V electrical system batteries       5
6 Antriebsmotor Drive motor                                                                                                               7
7 Spannungsumrichter und Induktionsspule Antriebssystem                                                                                   8
  Voltage converter and induction coil drive system
8 Spannungsumrichter Nebenverbraucher
  Voltage converter auxiliary drive
9 Brennstoffzelle Fuel cell                                                                                                               9
                                                                                                        6                 © Van Hool NV
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6   Wasserstoff-Infrastruktur                                            Hydrogen infrastructure in the
    im Großraum Köln/Bonn                                                Cologne/Bonn region

    Zwei neue Wasserstoff-Tankstellen stehen im Jahr 2020 auf den        Two new hydrogen filling stations will be available at RVK’s de-
    RVK-Betriebsgeländen im Rhein-Sieg-Kreis (Meckenheim) und            pots in the Rhein-Sieg district (Meckenheim) and in the Rhein-
    im Rheinisch-Bergischen Kreis (Wermelskirchen). An beiden            isch-Bergisch district (Wermelskirchen) in 2020. Both locations
    Tankstellen können täglich jeweils mindestens 20 Busse betankt       can refuel at least 20 buses every day. The stations have, among
    werden. Die Anlagen verfügen u. a. über einen Hochdruckspei-         other things, a high pressure storage facilities, a compressor and
    cher, einen Verdichter und eine Zapfsäule. Die Betankung der         a pump. The buses are refuelled in an energy-efficient manner
    Busse erfolgt energieeffizient und per Überströmen aus innova-       and using overflow from innovative storage facilities. The capaci-
    tiven Vorratsspeichern. Die Kapazitäten sind jederzeit skalierbar.   ties are scalable at any time. RVK plans to open additional filling
    Weitere RVK-eigene Tankstellen sind in Planung.                      stations.

    Brennstoffzellen-Hybridbusse benötigen 350-bar-Wasserstoff-          Fuel cell hybrid buses require 350 bar hydrogen filling stations
    Tankstellen, um eine Betankungszeit von circa 10 Minuten für         in order to refill a tank with 38 kilograms of hydrogen in around
    eine Tankfüllung mit 38 Kilogramm Wasserstoff zu erreichen.          10 minutes.

    Zusätzlich zu den neuen RVK-H2-Tankstellen wird bereits seit         In addition to the new RVK-H2 filling stations, the hydrogen
    2010 in Hürth bei Köln der im Chemiepark Knapsack verfügbare         generated during chloride-alkaline electrolysis in the Knapsack
    Wasserstoff, der als Nebenprodukt bei der Chlor-Alkali-Elektro-      chemical park in Hürth near Cologne has been used to fuel RVK‘s
    lyse anfällt, für die Betankung der RVK-Busse genutzt. Pro Tag       buses since 2010. About ten buses per day can be refuelled in
    können an dieser Tankstelle rund zehn Busse betankt werden.          this way. This is so-called “grey” hydrogen. Two other publicly
    Hierbei handelt es sich um sogenannten „grauen“ Wasserstoff.         accessible 350-bar H2 filling stations belonging to H2 MOBILITY
    Zwei öffentlich zugängliche 350-bar-H2-Tankstellen der               Deutschland are located at Köln Bonn Airport and in Frechen.
    H2 MOBILITY Deutschland befinden sich am Köln Bonn Airport
    und in Frechen.
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                                                                                 Rh e
                                                                                  in
                                                                                                                       RBK/Wermelskirchen

                                                                                           Leverkusen

                                                                                 Köln
                                                                                 Cologne

                                                                       Frechen

                                                                                  Hürth
                                                                                                   Köln Bonn Airport
© Meckenheim: AREVA Konsortium, Wermelskirchen: Linde; Bus: Van Hool

                                                                                                        Bonn

                                                                                               RSK/Meckenheim
                                                                                                                   Rhein
8   Unerschöpfliche Energie, Transport & Speicherung, vielseitige Anwendung

    Das Thema Wasserstoff ist in Wirtschaft und Gesellschaft an-     Die Erzeugung grünen Wasserstoffs wird innerhalb der Region
    gekommen. Die Anteile von erneuerbaren Energien auf dem          bzw. durch Offshore-Anlagen an den deutschen Küsten ange-
    Energiemarkt steigen kontinuierlich. Der nächste Schritt ist     strebt. Zukünftig werden neben großangelegten Windanlagen-
    daher, neben der direkten Nutzung des grünen Stroms auch die     parks verstärkt skalierbare Megawatt-Solarkraftwerke in sonnen-
    Problematik der Speicherung anzugehen. Als Speichermedium        reichen Ländern konzipiert und umgesetzt. Auch aus diesen
    kann Wasserstoff das Stromnetz regulieren und so u. a. Dunkel-   Ländern könnte der per Elektrolyse erzeugte Wasserstoff nach
    flauten überbrücken.                                             Deutschland exportiert werden.

                                                                                           H2 H2 H2               H2
Limitless energy, transport & storage coupled with versatility                                                                         9

Hydrogen has become accepted in industry and society.              The ambition is to generate green hydrogen within the region or
The share of renewable energy in the energy mar­ket is rising      by means of offshore plants off the German coastline. In addition
continuously. The next step is thus to tackle not only the         to huge wind farms, scalable megawatt solar power plants in
direct use of green electricity but also the issue of storage.     sunny countries will be designed and implemented in the future.
As a storage medium, hydrogen can support the power grid and       The hydrogen generated by electrolysis in these countries could
help to overcome periods of low supply and thus avoid blackouts.   then be exported to Germany.

     H2                     H2 H2
10   ÖPNV auf dem Weg in eine emissionsfreie Zukunft

     Die Regionalverkehr Köln GmbH hat bereits frühzeitig ihre Unter-      Die RVK wird im Regionalverkehr zukünftig lokal emissionsfreie
     nehmensziele auf den Ausbau der Fahrzeugflotte mit lokal emissions-   Brennstoffzellen-Hybridbusse einsetzen und sich am Ausbau der
     freien bzw. klimaneutralen Fahrzeugen ausgerichtet. Ab dem Jahr       Wasserstoff-Infrastruktur beteiligen. Derzeit wird der vorhandenen
     2030 wird die RVK nur noch entsprechende Fahrzeuge beschaffen.        Wasserstoff, der z. B. als Nebenprodukt im Chemiepark Knapsack an-
                                                                           fällt, genutzt. Langfristig sollen die Busse mit grünem Wasserstoff
     Ob mit Biogas, mit Wasserstoff oder rein batterieelektrisch betrie-
                                                                           fahren, der mit Strom aus erneuerbaren Quellen erzeugt wird.
     bene Fahrzeuge eingesetzt werden, wird jeweils nach den Strecken
     und deren Anforderungsprofilen sowie regionalen Möglichkeiten         Wasserstoff wird künftig mit seinen Vorzügen als transportablem Ener-
     entschieden. Die Bewertung erfolgt technologieoffen nach dem          giespeicher eine zentrale Rolle im Energiemarkt einnehmen. Hierbei
     größtmöglichen Nutzen innerhalb der Wertschöpfungskette.              spielen die Kosten für den Ausbau der Infrastruktur sowie der Wir-
                                                                           kungsgrad eine untergeordnete Rolle, da mit Wasserstoff der Energie-
                                                                           markt eine Stellschraube zur Regulierung des Energiebedarfs erhält.

                                      „Als Vorreiter der
                                                                           Pluspunkte der Wasserstoffmobilität im öffentlichen Nahverkehr
                                        Energie- und Mobilitäts-
                                          wende bieten wir unseren         • Kurze Betankungszeiten: pro Tankfüllung circa 10 Minuten
                                            Fahrgästen saubere Luft,       •	Hohe Reichweiten zwischen 350 und 400 Kilometer pro Tag –
                                            eine geräuschärmere Um-           auch bei Nutzung von elektrischer Klimaanlage oder Heizung
                                            welt und unseren Mitarbei-     • Aktuell liegt die Verfügbarkeit der Fahrzeuge bei 89 Prozent
                                            terinnen und Mitarbeitern      • Im Betrieb sind die Fahrzeuge vollkommen emissionsfrei
                                           einen zukunftsorientierten      • Wasserstoffmobilität ist geräusch- und vibrationsarm
                                          Arbeitsplatz.“                   • Attraktive Arbeitsplätze: hohe Akzeptanz beim Fahrpersonal

                                      Eugen Puderbach,
                                  Geschäftsführer Regionalverkehr
         © EnergieAgentur.NRW/
            Frank Wiedemeier        Köln GmbH
Public transport heading for a zero-emission future                                                                                      11

From a very early stage, the company Regionalverkehr Köln GmbH      In future, RVK will use local zero-emission fuel-cell hybrid
geared its corporate targets to expanding its fleet with local      buses for regional public transport and will also contribute to
zero-emission or carbon-neutral vehicles. From 2030, it plans to    the expansion of the infrastructure necessary for using hydro-
only purchase vehicles of this kind.                                gen-powered buses. At present the buses use the hydrogen that
                                                                    is a by-product of production from the Knapsack chemical park.
Whether the company uses biogas, hydrogen or simply battery-
                                                                    In the long term, however, the buses will run on green hydrogen,
powered buses will depend on the routes, the individual profiles
                                                                    generated with electricity from renewa­ble sources
of the routes as well as what local options are available in the
region. The deci­sion as to which drive technology to use will be   In the future, hydrogen’s benefits as a portable energy storage
based on which technology creates the greatest possible benefit     medium mean it will play a central role in the energy market. The
within the value-added chain and will permit all forms of tech-     costs for expanding the necessary infrastructure and making it
nology,                                                             more efficient are less important in this respect since hydrogen
                                                                    will provide the energy market with a crucial lever enabling it to
                                                                    manage energy demand.
             “As a pioneer of the
         transformation in energy and                               Benefits of hydrogen mobility in local public transport
       mobility, we offer our passengers                            • Short refuelling times: it only takes 10 minutes to refill
     cleaner air and a quieter environment
                                                                    •	
                                                                      Long ranges of between 350 to 400 kilometres a day ‑ even
    and our employees a future-proof                                  if the air-conditioning or heating is switched on in the buses
    workplace.”                                                     •	
                                                                      The availability of the buses is currently 89 percent
       Eugen Puderbach, Managing Director.                          •	
                                                                      In service the buses are fully zero emission
         Regionalverkehr Köln GmbH                                  •	
                                                                      Hydrogen mobility is quiet and smooth
                                                                    •	
                                                                      Attractive jobs: high level of acceptance among drivers
Größte emissionsfreie Busflotten Europas                     Largest zero-emission bus fleet
im Aufbau                                                    in Europe under construction
Die Regionalverkehr Köln GmbH (RVK) erhält für die           Regionalverkehr Köln GmbH (RVK) is receiving grants
Anschaffung von Brennstoffzellen-Hybridbussen Zu-            for the purchase of fuel cell hybrid buses from FCH JU
wendungen im Zuge des EU-Förderprojekts JIVE durch           (Fuel Cell & Hydrogen Joint Undertaking) as part of the
die FCH JU (Fuel Cell & Hydrogen Joint Undertaking)          EU-funded project JIVE, as well as co-funding from the
sowie eine Ko-Förderung durch das BMVI im Rahmen             BMVI under the NIP-2 program and from the federal
des NIP-2-Programms sowie vom Land NRW. Der parallel         state of NRW. The development of the infra­structure,
stattfindende Aufbau der Infrastruktur wird ebenfalls        happening at the same time, is also supported by fund-
durch Mittel aus dem NIP-2-Programm sowie durch die          ing from the NIP-2 programme and by the INEA as part
INEA im Zuge des EU-Projekts MEHRLIN gefördert. Diese        of the EU project MEHRLIN. This funding will enable
Förderung ermöglicht es der RVK insgesamt 50 Brenn-          RVK to add a total of 50 fuel cell hybrid buses to its bus
stoffzellen-Hybridbusse bis Ende 2021 in ihre Busflotte      fleet by the end of 2021. The first 35 of these buses
zu integrieren. Die ersten 35 dieser Busse werden            will start service in the middle of 2020. The depots
bereits Mitte 2020 den Betrieb aufnehmen. An den Be-         and garages in Meckenheim (Rhein-Sieg district) and
triebsstandorten in Meckenheim (Rhein-Sieg-Kreis) und        Wermelskirchen (Rheinisch-Bergisch district) have two
Wermelskirchen (Rheinisch-Bergischer Kreis) befinden         hydrogen filling stations of their own. These invest-
sich zwei eigene Wasserstoff-Tankstellen. Diese Inves-       ments are impor­tant steps on the company’s journey
titionen sind wichtige Schritte auf dem Unternehmens-        towards running a zero-emission fleet from 2030.
weg, ab 2030 eine Null-Emissions-Flotte zu betreiben.

                                                               Impressum:
                     Gefördert durch:   Koordiniert durch:

                                                               Regionalverkehr Köln GmbH
                                                               Heiko Rothbrust
                                                               Theodor-Heuss-Ring 19-21, 50668 Köln
                                                               Telefon 0221 1637- 886 Fax 0221 1637- 4886
                                                               heiko.rothbrust@rvk.de www.rvk.de
                                                               Text: quadratpunkt.de, Grafik: SAFRAN WORKS
                                                               Stand: Juni 2020
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