emobility : Nachhaltige Lösungen für den städtischen ÖV Ko n zep t e und Praxis b eis p iele

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1 SYMPOSIUM ELEKTRISCHEENERGIESPEICHERUNGSCHWEIZ 27. NOVEMBER 2018 Wege zur Dekarbonisierung im öffentlichen Verkehr emobility : Nachhaltige Lösungen für den städtischen ÖV Ko n zep t e und Praxis b eis p iele Beat Guggisberg Global Technology Manager Traction / Head of ESS Solutions

2 Wege zur Dekarbonisierung im öffentlichen Verkehr Ausgangslage Batteriesysteme für den öffentlichen Verkehr Praxisbeispiele Ausblick November 28, 2018 Slide 2

3 Ausgangslage CO 2 Ausstoss im Schweizer Verkehr Totaler CO 2 Ausstoss Verkehr CH: 15 Mio. Tonnen Privater Verkehr 75 % Lkw 12 % Chancen für einen Wandel des Bussystems Planbarer Betrieb km -Leistung und Umlauf sind gegeben ROI (Return On Investment) für Speichersystem kann schnell erreicht werden hohe km-le is t ung Lieferwagen 6 % Bus 3 % Politische Verantwortung der Städte keine lokalen CO 2 Em is s ionen keine St ickoxid - und Feinstaubemissionen Lärmreduktion in Städten Betriebskostenersparnisse November 28, 2018 Slide 3 Quelle: BFS, -datenbanken/grafiken.assetdetail html

4 Wege zur Dekarbonisierung im öffentlichen Verkehr Ausgangslage Batteriesysteme für den öffentlichen Verkehr Praxisbeispiele Ausblick November 28, 2018 Slide 4

5 Anforderungen an Batteriesysteme im öffentlichen Verkehr Vergleich PKW zu Bussen Tesla S85D Gewicht : 2050 kg ca. 24 kwh / 100km Reichweit e: 530 km Motor: 310 kw Batterie: 85 kwh / 450V Betriebszeit: ~ 1.5 h / Ta g Üb er gesamte Lebensdauer: km (10 Jahre) h (@40 km/ h) ebus Gewicht : kg ca. 300 kwh / 100 km Reichweite: je nach Nachladekonzept Motor: 310 kw Batterie : 70 kwh / 700V Betriebszeit : ~ 18 h / Tag Über gesamte Lebensdauer : km (15 Jahre) h Anforderungen an die Batterie sind 20 x höher beim Bus! November 28, 2018 Slide 5

6 Anforderungen an Batteriesysteme im öffentlichen Verkehr Was muss ein Batteriesystem für Bus - und Bahnanwendungen leisten können? Hohe bis sehr hohe Leistungsfähigkeit (C -Rate) Ausgezeichnete inhärente Sicherheit und thermodynamische Stabilität Sehr hohe Zyklenfestigkeit Geeignet für raue Umgebungsbedingungen Im öv sind Batteriesysteme mit hoher Zyklenfestigkeit, inhärenter Sicherheit & hoher Leistungsfähigkeit gefragt November 28, 2018 Slide 6

7 Batteriesysteme für den öffentlichen Verkehr Clean Mobile Energy mobile Speicher für Hochleistungsanwendungen ABB Batteriesysteme für Busse & Schienenfahrzeuge Batteriesystem 30kWh / 660V Batteriemodul 2.5kWh / 55V Merkmale Lebenszykluskosten Lange Lebensdauer (kalendarisch und Zyklen) Sehr geringe Verluste Leistungsfähigkeit Sehr hohe C-Raten für Entladung und Ladung Basis für Schnell - und Flashladesysteme Modularer Aufbau Hohe Zuverlässigkeit Produktion Automatisierte Produktionsanlage für Batteriemodule (Pilotlinie wird in der Schweiz aufgebaut) November 28, 2018 Slide 7

8 Wege zur Dekarbonisierung im öffentlichen Verkehr Ausgangslage Batteriesysteme für den öffentlichen Verkehr Praxisbeispiele Ausblick November 28, 2018 Slide 8

9 (Doppel -)gelenkbusse mit Schnell -Ladung: das TOSA -System Busse hoher Kapazität mit ABB-Schnell-Ladung unterwegs (Hess) Projektdaten Städte: Genf (12x 18m bus) Nantes (22x 24m bus) (Davos WEF) Kategorie: e-bus ABB-Lieferumfang: Compact Converter Traktionsmotoren Traktionsbatterie Energy Transfer System Lade-Infrastruktur Key data : 2x 160kW peak power ( bus) 600 kw flash charging Lieferungen: Kundenbedarf Hohes Passagieraufkommen und Oberleitungsfreier Betrieb Energ ie-effizienz und Emissionsreduktion Lösung von ABB Antriebspaket mit Permanentmagnet-Motoren und Traktionsumrichter Traktionsbatterie und voll-automatisches Schnell-Ladesystem Ladestationen für Depot, Endhaltestellen und Flash Charger SCADA-Datenerfassungs- und Analysesystem Kundenvorteile Schnell-Ladung in 15 Sekunden Schnelle und unkomplizierte Erweiterung von Linien 1 000t CO2 Einsparung pro Jahr November 28, 2018 Slide 9 Der Swisstrolley Plus zeichnet sich durch weitere Innovationen aus: z.b. eine energiesparende Wärmetauscher -Heizung. Durch ein GPSbasiertes und selbstlernendes Energiemanagement wird zusätzlich Energie eingespart (Projektbeitrag der ETH Zürich)

10 OppCharge : E-Busse mit standardisiertem Lade Interoperabilität auf Fahrzeug -, Infrastruktur - und Betreiberseite -Interface Projektdaten Städte: Bern L17 (5x 18m bus) Trondheim (35x 12m bus) Kategorie: e-bus ABB-Lieferumfang: OppCharge Ladestationen Antriebskomponenten Key data : 450 kw DC output power Lieferungen: Kundenbedarf Minim ale Lad e-infrastruktur Energ ie-effizienz und Emissionsreduktion Lösung von ABB Ladestationen für Depot und Endhaltestellen Antriebspaket mit Traktionsumrichtern und Traktionsmotoren Traktionsbatterien Kundenvorteile Standardisiertes Ladesystem Verschiedene Betreiber können dieselbe Lade-Infrastruktur nutzen Fernerfassung von Daten zu den Ladevorgängen Schnelle und unkomplizierte Erweiterung von Linien November 28, 2018 Slide 10

11 Wege zur Dekarbonisierung im öffentlichen Verkehr Ausgangslage Batteriesysteme für den öffentlichen Verkehr Praxisbeispiele Ausblick November 28, 2018 Slide 11

12 Ausblick Vehicle -to -Grid (V2G) Weshalb ist diese Netzintegration im Bussegment sinnvoll? ebus Verbindung zum Netz (Standzeiten) sind geplant und voraussehbar Grosse Batteriekapazitäten, die zur Verfügung stehen Bus-Ladegeräte von 100 bis 150 kw heute schon verfügbar und installiert in Depots Voraussetzung: Bi -direktionale Ladegeräte und Netzintegration November 28, 2018 Slide 12

13 Ausblick Welche Chancen liegen in der Elektrifizierung des öv Bus-Netzes? Ergebnis Lebenszyklusanalyse von Bussen 1) Chancen für einen Wandel des Bussystems Reduktionspotential CO 2 eq Emissionen pro Bus (Lebenszyklus): t Vorbildfunktion der Städte Signalwirkung auf andere Bereiche Reduktion der lokalen Emission en (Lärm, Stickoxid und Feinstaub) Integration der ebus Flotten in das elektrische Netz grosse Chancen für Integration Erneuerbare Energien (PV, Wind, Wasser) November 28, 2018 Slide 13 1) Quelle Grafik: Environmental assessment of current and future urban buses with different energy sources, EVS30 Symposium Stuttgart, Germany, October 9-11, 2017, Brian Cox 1, Analy Castillo, Chris Mutel ( 1 Paul Scherrer Institute, 5232 PSI Villigen, Switzerland, brian.cox@psi.ch )

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