Marktsituation und innovative Busprojekte in Deutschland Auswertung und Erkenntnisse aus der Praxis

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1 Marktsituation und innovative Busprojekte in Deutschland Auswertung und Erkenntnisse aus der Praxis Dr. Michael Faltenbacher thinkstep AG (vormals PE International AG) Elektromobilität vor Ort 3. Fachkonferenz des BMVI Aachen,

2 Übersicht AG Innovative Antriebe Bus Baut auf früheren Begleitforschungsaktivitäten/ Prüfprogramm von BMVI/ BMUB aus auf (KoPa II) Koordination AG Bus: Koordination Begleitforschung: Teilnehmer: 34 Verkehrsbetriebe 10 Hersteller und Zulieferer 12 Verbände, Forschungsinstitute und Beratungsunternehmen Laufzeit:

3 AG Bus - Projektübersicht G = Gelenk S = Solo M = Mini-/Midi- E = Elektro BZ = Brennstoffzelle P = Plug-In Hybrid Hybridbusse in Hannover üstra (10 G) Emissionsfreier Nahverkehr für Hannover üstra (3 SE) Hub Osnabrück Stadtwerke Osnabrück AG (2 ME) EMIL Braunschweiger Verkehrs-AG (1 SE, 4 GE) EFBEL Verkehrsverbund Rhein Ruhr Krefeld - SWK Mobil (4 G) Hagener Straßenbahn (2 S, 2 G) Dortmund - TRD Reisen (2 S) Bochum - BOGESTRA (5 G) Null Emission Köln - RVK (2 S BZ, 2 G BZ) FREE Kassel - Regionalmanagement Nordhessen (1 ME) Primove Mannheim Mannheim - RNV GmbH (2 SE) Hybridbusse für Stadtverkehr HH VB Hamburg-Holstein (10 S) ebto Hochbahn (5 G) ErPaD Hochbahn (5 S, 15 G) Held Hochbahn (3 SP, 3 SE) SaHyb Jasper (24 S), Süderelbe Bus (10 S) NaBuZ demo Hochbahn (4 S BZ, 2 G BZ) HyLine-S Stuttgart - SSB (5G + 5 GP) S-Presso Stuttgart - SSB (4 S BZ) Hybridbusse für einen umweltfreundlichen ÖPNV Stadtverkehr Lübeck (5 S, 5 G) Inmod Mecklenburg-Vorpommern GBB/Nahbus (1 ME), BBW (1 S), AVG (1 S) Hybridbus Wolfsburg Wolfsburger Verkehrsgesell. (3 S) E-bus Berlin BVG (4 SE) Hybridbusse für Ingolstadt Stadtbus Ingolstadt (3 S) ElvoDrive Voith AG (1 S) Hybridbuserprobung München - MVG (1 S, 2 G) Fördernde Ministerien 31 Projekte 34 Betreiber 179 Dieselhybridbusse 97 Solobusse 82 Gelenkbusse 25 Elektrobusse 12 BZ Busse RegioHybrid Regiobus Mittelsachsen (10 S) Dresden - DVB (3 S, 3 G) Leipzig - LVB (3 G) 5 weitere Betreiber (11 S) SaxHybrid Dresden - DVB (10 G) Leipzig - LVB (10 G) SaxHybrid Plus FhG IVI (1 PG) SEB-EDDA-Bus FhG IVI (1 SE) Linie 79 Dresden DVB (1 SE) Pilotlinie 64 Dresden DVB (1 G) ebus Batterfly Leipzig LVB (2 SE) ebus Skorpion Leipzig LVB gefördert durch Sächsisches Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr BMVI BMUB BMWi BMBF Stand:

4 Übersicht Bewertungskategorien und Evaluationskriterien Gemeinsam von AG Teilnehmern entwickelt Untersuchung Dieselhybrid als im Einsatz befindliche Brücken-technologie für zukünftige Busse mit reinelektrischem Antrieb Aufbau einer Datenbasis für Batteriebusse Technologieoffener Ansatz: Berücksichtigung weiterer Antriebstechnologien (z.b. BZ- und Trolley Hybrid) geplant 5

5 Datengrundlage Gesamtlaufleistung AG Bus Datenbasis: Datenbasis: Batteriebusse 4 Midi (Konduktiv Kabel) 8 Solo (7 Induktiv, 1 Konduktiv mit Stromabnehmer) 4 Gelenk (Induktiv) Dieselhybrid 76 Solo (20 seriell, 56 parallel) 78 Gelenk (51 seriell, 17 parallel, 10 leistungsverzweigt) Diesel: 25 Solo, 24 Gelenk Wesentliche Verbreiterung Datenbasis gegenüber Vorgängerbegleitforschung Grundstein für Datenbasis für Batteriebusse 6

6 Ergebnisse Praxistauglichkeit, Effizienz und Ökologie Dieselhybridbusse Erfahrung aus bis zu 5 Jahren Betrieb belegen Praxistauglichkeit weitestgehend erreicht (Ø km an 23 Betriebstagen/ Monat, Verfügbarkeit bis 92%) Kraftstoffeinsparung und Treibhausgase: bei Einsatz auf geeigneten Routen 20% und mehr vs. konv. Dieselbus, bereits t CO 2 eingespart Schadstoffemissionen (NO X, PM) und Lärm: je nach Antriebskonzept noch höheres Einsparpotential (>50%) durch zeitweise rein elektrischen Betrieb (z.b. bei An-/Abfahren und Stand an Haltestellen) Zeitlicher Anteil rein elektrisches Fahren je nach Antriebskonzept bei bis zu ~60% -2% -13% -28% -26% -51% -43% -56% Beispiel Solohybrid seriell Euro VI -96% 7

7 Marktübersicht Batterieelektrische Busse 2 Ladekonzepte: - Gelegenheitsladung auf Strecke - Übernacht-/ Depotladung Gelegenheitsladung: 8 Hersteller, 8 18,6 m verwendete Energiespeicher: - Supercaps: 25 kwh - Batterie: kwh Übernacht-/ Depotladung 14 Hersteller, 8-18 m Batterie kwh Marktübersicht in Broschüre Projektübersicht 2015/16 Hybrid- und Elektrobus-Projekte in Deutschland 8

8 Übersicht implementierte Bussysteme Batterieelektrische Busse Ladekonzept Verkehrsbetrieb Stromübertragung Fahrzeuge Einsatzkontext (Länge, Wendezeit) Anzahl Ladepunkte Ladeleistung Braunschweiger Verkehrs-GmbH Induktiv 1 12 m Solaris, 4 18 m Solaris Linie M19, 12 km, 12 min (Hbf) 2 Hbf, 2 auf Strecke Depot: 1x 200 kw Gelegenheitsladung BVG Berlin Rhein-Neckar- Verkehr DVB Dresden Induktiv Induktiv Konduktiv Stromabnehmer 4 12 m Solaris Linie 204, 6 km, 6 min 2 12 m HESS Linie 63, 9,4 km, 2-3 min 1 12 m Solaris Linie 79, 5,2 km, 16 min Je 1 Endhalt, 200 kw Depot: 1x 200, 4x 30 kw Je 1 Endhalt, 4 Strecke Depot: 1x 200 kw 1 am Endhalt, 200 kw Depot: 1x 35 kw Hamburger Hochbahn Konduktiv Stromabnehmer 3 12 m Volvo Plug-In Hybrid Linie 109, 10 km, 6-7 min Je 2 Endhalt, 120 kw Depot: 3x 11 kw Übernachtladung Stadtwerke Osnabrück KVG Kassel Konduktiv Kabel Konduktiv Kabel 1 6 m Breda 1 9 m PVI Linie 94, 3,7 km 2 im Depot, 8,8 & 25 kw 1 10,5 m SOR Linie 16, 12,8 km, 1 im Depot, 22 kw Betrieb auf einzelnen ausgewählten Linien (4-12 km Länge) Planungs-/Umbaudauer Infrastruktur: 6-9 Monate/ 1 Wo.- 2 Monate Anpassung Werkstätten (Dacharbeitstand, Werkzeuge) Mitarbeiterqualifikation (nach BGI 8686, 3 Stufen, 4-5 Tage) 9

9 Praxistauglichkeit und Einsatzreife Verfügbarkeit Batteriebus Technologie am Anfang Lern- und Erfahrungskurve Tendenzen nach 6 Monaten Betrieb: 12/18 m Gelegenheitslader: Verfügbarkeit ca. 76% akzeptabel (ähnlich zu Dieselhybrid bzw. einzelne VU s besser) 4 Midi Busse (Okt 14 - Nov 15): ~86% ( (seit Aug 13: Ø 72%) Zunehmende Komplexität Gesamtsystems, zentrale Bedeutung der Ladeinfrastruktur Nutzung bestehender Energieinfrastruktur teilweise anspruchsvoll Nächster Schritt: Erprobung Übertragbarkeit auf (Teil-)Netze Ladeinfrastruktur Dresden: Monat (2016) Jun Jul Aug Sep Okt Nov Verfügbarkeit 88 % 95 % 100 % 99 % 94 % 68 % 10

10 Energieeffizienz Energieverbrauch Batteriebus Kurzer Erfassungszeitraum Energieverbräuche ab Netz: 12 m (verschiedene Linien): 1,2-2,4 kwh/km 18 m: 2,3-3,1 kwh/km Erste Indikation: Höhenprofil nicht so relevant (Rekuperation), klimatische Einflüsse dominieren 2 Heizkonzepte: elektrisch oder kraftstoffbasiert Elektrische Heizung: Anstieg Verbrauch: Jul Dez 16: ~ 60% Dieselzusatzheizung: in Wintermonaten vergleichbarer Energiebedarf wie Fahrantrieb Energiebedarf Heizung im Jahres Ø: ~40% Fahrenergiebedarf Elektrische Fahrgastraumheizung Temperatur Verbrauch Dieselzusatzheizung Fahrantrieb Zusatzheizung * *Erhöhung Energiebedarf Fahrantrieb aufgrund Streckenänderung 11

11 Energieeffizienz Ladewirkungsgrad Batteriebus Kurzer Erfassungszeitraum Ladeeffizienz: Induktiv: ~ 90% Konduktiv: 92-95% 12

12 Ökologie und Klimaschutz Treibhausgasemissionen (THG) Batteriebus Verlagerung der Emissionen von Busbetrieb in Energiebereitstellung Betrachtung Lebenszyklus THG Dieselbus: Busherstellung/ -verwertung 9%, Dieselherstellung 14%, Betrieb 77% THG Batteriebus: abhängig von Strombereitstellung: Strommix vs. Strom aus erneuerbaren Energien Herstellung/Verwertung 13 62%, Stromerzeugung 87 38% bei Nutzung von Strom aus EE Einsparpotential von >80% Zusatzheizung je 100 km: Diesel (10 l): + 31 kg CO 2 e, Strom + 58/ 5 kg CO 2 e (DE-/EE Mix) Beispielverbrauchswerte, kein direkter Routenbezug 13

13 Wirtschaftlichkeit Umweltkosten am Beispiel Hybrid Aus wirtschaftlicher Sicht derzeit kein Anreiz innovative Antriebe einzusetzen Bsp. Dieselhybrid Solo: Mehrkosten vs. Diesel ct/km Motivation für Einsatz innovative Antriebe: Reduktion/Vermeidung THG, Schadstoffe, Lärm Berücksichtigung externe Umweltkosten nach UBA Euro V Euro VI Methodenkonvention 2.0: Reduktion Mehrkosten Euro V/ VI um 11 bzw. 6 ct./km Derzeit noch keine Betrachtung Batteriebusse aufgrund Vorserienstatus 14

14 Begleitforschung AG Innovative Antriebe Bus Zusammenfassung und Ausblick Dieselhybrid: Praxistauglich, 20 % Einsparung Kraftstoff, noch höhere Einsparungen bei Schadstoffen & Lärm Weitere Verbesserung Energieeffizienz (Nebenverbraucher, Energiemanagement), Lebensdauer Hauptkomponenten (z. B. Energiespeicher) zu beobachten, signifikante Reduktion Fahrzeugmehrkosten erforderlich Batteriebusse: Im Betrieb emissionsfrei und leise, Umstellung einzelner Linien machbar für angemessene Technologiebewertung Verbreiterung Datenbasis erforderlich Nächster Schritt: Betrieb mehrerer Linien und (Teil-) Netzen zur Bewertung betriebliche Stabilität & Flexibilität (z.b. saisonale Einflüsse Energiebedarf (Heizung/ Klimatisierung), Auswirkungen von Verspätungen, Umleitungen etc.) Gute Eignung ÖPNV als Leuchtturm für Einführung innovativer Antriebe: 1 Mio. E-Fahrzeuge Ziel der Bundesregierung entspricht 440 Stadtbussen: heute bereits erreicht, täglich Hundertausende von Nutzern Fortführung AG Bus in Vorbereitung 15

15 Vielen Dank den fördernden Bundesministerien den Partnern für die aktive Mitarbeit und Datenbereitstellung für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt: Dr. Michael Faltenbacher, Oliver Braune, Heinrich Klingenberg, 16