Nehlsen GmbH & Co. KG. Neru GmbH & Co. KG

Transkript

1 Nehlsen GmbH & Co. KG Neru GmbH & Co. KG Demonstrationseinsatz von Abfallsammelfahrzeugen mit Hybrid-Antrieb & Entwicklung einer für den Hybridfahrzeugeinsatz optimierten Tourenplanungssoftware Dr. Martin Wittmaier

2 Gliederung 1. Projektziele 2. Projektpartner 3. Hybrid-Abfallsammelfahrzeuge 4. Ergebnisse 5. Zusammenfassung 2

3 Hintergrundinformationen Das Projekt Demonstrationseinsatz von Abfallsammelfahrzeugen mit Hybrid-Antrieb & Entwicklung einer für den Hybridfahrzeugeinsatz optimierten Tourenplanungssoftware ist eines von insgesamt rund 40 Projekten im Schaufenster Bayern Sachsen ELEKTROMOBILITÄT VERBINDET und wird mit Euro vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur im Rahmen der Schaufensterinitiative der Bundesregierung gefördert. Die Bundesregierung hat im April 2012 vier Regionen in Deutschland als Schaufenster Elektromobilität ausgewählt und fördert hier auf Beschluss des Deutschen Bundestags die Forschung und Entwicklung von alternativen Antrieben. Insgesamt stellt der Bund für das Schaufensterprogramm Fördermittel in Höhe von 180 Mio. bereit. In den groß angelegten regionalen Demonstrations- und Pilotvorhaben wird Elektromobilität an der Schnittstelle von Energiesystem, Fahrzeug und Verkehrssystem erprobt. Weitere Informationen unter 3

4 Projektpartner Nehlsen GmbH & Co. KG Projektleitung IEKrW Wissenschaftliche Untersuchungen Analysen und Potenzialermittlung Couplink Group AG Optimierung mobiler Prozesse Telematiklösungen Neru GmbH & Co. KG Neru GmbH & Co. KG Lokaler Abfallentsorger in Sachsen 4

5 Projektziele Hybrid-Abfallsammelfahrzeugen (H-ASF) in der alltäglichen Abfallsammlung Vergleich der H-ASFmit dem herkömmlicher ASF Entwicklung einer Tourenplanungssoftware Geräuscharme Sammlung 5

6 Abfallsammelfahrzeuge (Hybrid) Fahrzeug 3- Achs- Plug- In 4- Achs- Dual Power Achsen 3 4 Antriebsart Fahrgestell: Diesel; Au au: Elektrisch Diesel / Elektrisch Leergewicht [Mg] Zuladung [Mg] Zul. Gesamtgewicht [Mg]

7 Abfallsammelfahrzeuge (Hybrid) Fahrzeug 3- Achs- Plug- In 4- Achs- Dual Power Gesamtkilometer [km] Gesamtabfallmenge [Mg] Einsatzstunden [h] Ausfallstunden [h] Ausfallquote [%] 0,7 25 7

8 Anzahl Datensätze (Tage): 46 8

9 Anzahl Datensätze (Tage): 46 9

10 Anzahl Datensätze (Tage): 46 10

11 Anzahl Datensätze (Tage): 46 11

12 Abweichung++der+Anzahl+gesammelter+MGB s+vom+mi:elwert+[in+%]+ 40$ 30$ 20$ 10$ 0$!10$!20$!30$!40$ Tour$1$(1195)$ Abweichungen+der+Anzahl+gesammelter+MGB s+auf+sammeltouren+vom+ jeweiligen+mi:elwert+4cachserckonveneonell+[%]++ Tour$2$(1151)$ Tour$3$(894)$ Tour$4$(1385)$ Tour$5$(1170)$ Tour$6$(917)$ Tour$7$(1040)$ Tour$8$(885)$ Tour$9$(959)$ Tour$10$(837)$ Auswahl+gemessener+Touren+ Anzahl Datensätze (Tage): 50 12

13 Anzahl Datensätze (Tage): 50 13

14 Treibstoffverbrauch 3-Achs-Dualpower und 3-Achs-KonvenAonell , Achs-DualPower (Hybrid) Treibstoffverbrauch [in l/100km] ,6 42,4 42,9 3-Achs-Konv. (Dieselantrieb) Anmerkung: Einsparung durch den Hybrid: - in der Sammlung: 37,6 % - während der Regiefahrt: 1,0% - Gesam our: 28,5% 20 0 Durchschni2licher Treibstoffverbrauch Sammlung [l/100km] Durchschni2licher Treibstoffverbrauch Regiefahrt [l/100km]

15 100% 90% Messwerte%ausgewählter%realer%Touren%für%4:Achs:Dualpower%und%% 84,3% 4JAchsJDualpower%(Hybridantrieb)% 80% 70% 63,4% 67,0% 71,9% 4JAchs%Konv.%(Dieselantrieb)% Wert% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 6,4% 6,2% 0% Gesamtstrecke%Tour%[km]% Kra<stoffverbrauch%pro% Tonnenkilometer%[L/100km*Mg]% Kra<stoffverbrauch%[l/100km]% Auswahl%Vergleichszahlen% 15

16 Teststrecke: Anmerkung: Ermi lung des Kra stoffverbrauchs durch 4- minü ge Tes ahrt bei konstantem Fahren je Geschwindigkeit 16

17 Testbetrieb: 0,030# KraCstoffverbrauch#pro#Vorgang#SchüGung#und## Verdichtung#über#Drehtrommel#[l/Vorgang]# 0,029% Anmerkung: Vergleich des Kra stoffverbrauchs pro Vorgang (Schü ung und Verdichtung über Drehtrommel) über einen Anzahl von 20 Vorgängen. KraCstoffverbrauch#SchüGung#und## Verdichtung##[in#l/Vorgang]# 0,025# 0,020# 0,015# 0,010# 0,025% 0,026% 0,026% 0,005# 0,000# 3(Achser(Dual(Power## (Hybridantrieb)# 3(Achser(Konv.## (Dieselbetrieb)# 4(Achser(DualPower## (Hybridantrieb)# 4(Achser(Konv.## (Dieselbetrieb)# 17

18 Teststrecke: 18

19 Teststrecke: 19

20 Testbetrieb: Kra$stoffverbrauch/3BAchsBPlugIn/in/Abhängigkeit/der/Tonnenabstände// [in/l/100km]/und//verbrauch/der/elektrischen/schüjung/und/verdichtung/[in/kwh/100km]// 400$ Kra$stoffverbrauch/[in/l/100km]/bzw./[kWh/100km]/ 350$ 300$ 250$ 200$ 150$ 100$ 50$ 0$ 241$ kwh 180$ 186$ kwh 119$ 10$ 20$ 50$ 100$ 88$ kwh 110$ Plug0In$Dieselbetrieb$[l/ 100km]$ Sperrmüllfahrzeug$ Dieselbetrieb$[l/100km]$ Anmerkung: Beim 3- Achs- PlugIn hat sich bei Tonnenabständen von 10 und 20m die Bremse festgesetzt. Diese musste gelöst werden, daraus resul ert der Mehrverbrauch bei diesen Tonnenabständen 67$ kwh 86$ Tonnenabstände/[in/m]/

21 Tourenplanung Einbau Hardware/Telematik (FMS) Anpassung von Schnittstellen und Software Adressimport und Geocodierung Identifikation von Optimierungspotenzialen durch den Hybrid-Einsatz Abbildung der Realität im Optimierungsmodell (Enge Straßen, Einseitige- / Beidseitige Leerung, Rush-Hour Zonen, Zeitfenster,...) 21

22 Anpassung an die Anforderungen eines effizienten Hybrideinsatzes Darstellung von Steigungen / Gefälle im Kartenmaterial Anpassung des Algorithmus zur Berücksichtigung von bevorzugten Segmenten (z.b. Anzahl ASB pro Sammelstrecke) Einsatz von Qualifikationen zur Berücksichtigung von Flüstertonnen Export optimierter Touren in die Telematik 22

23 Ausgangssituation zur Optimierung von Abfuhrtagen und Sammeltouren Ausgangslage: 4 ausgewählte Sammeltouren eines Abfuhrtages im Entsorgungsgebiet Meißen ohne Elbquerung Distanz: 274,2 km Zeit: min. 23

24 4 Touren neu kombiniert Mit bestehenden konventionellen Abfallsammelfahrzeugen ohne Elbquerung Distanz: 263,1 km (-4%) Zeit: min. (-2%) 24

25 Reduzierung von Lärm durch den Einsatz des Hybrid- ASF Arbeitsplatz: Fahrerhaus Betriebsbedingung Betrieb des Fahrgestells Betrieb der Verdichtung Betrieb des Hebens, Schüttens, Senkens Herabfallen von festgelegtem Abfall 3,2 4,2 4,7 10, Emissions-Schalldruckpegel an Arbeitsplätzen (db(a)) Arbeitsplatz: Schüttung Betriebsbedingung 1,0 Betrieb des Fahrgestells Betrieb der Verdichtung 4,4 0,3 Betrieb des Hebens, Schüttens, Senkens 0 Herabfallen von festgelegtem Abfall Emissions-Schalldruckpegel an Arbeitsplätzen (db(a)) 25

26 Anmerkung: Einzelmessung (7-10 Wiederholungen) im Abstand von 5m in einer Höhe von 1,50m je Betriebsbedingung. 26

27 Lärmmessung an Abfallsammelbehältern konv. ASB: 71 db(a) Flüstertonne: -12 db(a) Optimierte Flüstertonne: -21 db(a) Gummischutz beim Schließen Tab: Ergebnisse der Emissionsmessung an ASB für verschiedene Vorgänge Umschlagschutz Schallleistungspegel in db(a) ASB konv ASB red ASB red+ L WAöffnen 73,3 58,8 50,6 Schaumstoffdichtung L WAschließen 71,8 61,2 50,7 L WArollen 60,3 55,8 47,5 L WAGESAMT 71,0 59,1 49,8 27

28 Zusammenfassung Auswertung realer Touren ist schwierig Dieselelektrischer Antrieb ist nicht oder wenig vorteilhaft Rekuperation der Bremsenergie ist sehr vorteilhaft, Hybridfahrzeug insgesamt daher vorteilhaft Tourenoptimierung ist zur Ausschöpfung der Potenziale von Hybrid-Abfallsammelfahrzeugen notwendig Wegen des Start-Stop-Betriebs bei der Abfallsammlung besteht hier ein sehr großes Potenzial zur Reduzierung der CO 2 - und Lärm-Emissionen 28

29 Ansprechpartner Name: Dr. Martin Wittmaier Funktion: Projektleiter IEKrW Institution: Institut für Energie und Kreislaufwirtschaft an der Hochschule Bremen GmbH Telefon: 0421 / wittmaier@hs-bremen.de Website: 29