Einsatz und Bewertung innovativer Antriebe im Busverkehr in Deutschland

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1 Einsatz und Bewertung innovativer Antriebe im Busverkehr in Deutschland Heinrich Klingenberg Dr. Michael Faltenbacher Dresden, 10. Oktober 2011

2 Modellregionen Elektromobilität Deutschland als Leitmarkt für Elektromobilität Förderung aus verschiedenen Bundesministerien Förderprogramm für acht Modellregionen Elektromobilität durch das BMVBS ÖPNV als relevanter Bestandteil der Ausrichtung auf Elektromobilität 2

3 Überregionale Plattformen Kommunikation und Erwartungsmanagement Ordnungsrechtlicher Rahmen Sozialwissenschaftliche Begleitforschung Begleitforschung Umwelt Busse Pkw/Transporter Infrastruktur Plattformen Plattform- Koordinator Einzelprojekte Koordinationsbereich der regionalen Projektleitstellen. Koordinationsbereich der übergreifenden Plattformen. Organisierter Erfahrungsaustausch während der Marktvorbereitung als Basis für die Marktentwicklung Vernetzung über alle Modellregionen 3

4 Ziele der Plattform Bus 1 Nachweis der Praxistauglichkeit von Hybridbussen Dokumentation des erreichten technischen Standes und der Klimaschutzvorteile Unterstützung der Akquisitionsansätze der Hersteller und Stärkung der künftigen Nachfrage Abgestimmtes Vorgehen bei der Evaluation in den Modellregionen Vereinbarung von Kriterien für eine gemeinsame und aussagefähige Bewertung der Projekte mit innovativen Antrieben auf der nationalen Ebene Maßgeblicher Marktimpuls für Hybridtechnologie 4

5 Teilnehmer Plattform Bus G = 18 m; S = 12 m Bremer Straßenbahn (2 G) Hamburger Hochbahn AG (5 G) Verkehrsverbund Rhein Ruhr (VRR) Stadtwerke Neuss (1 G) Rheinbahn (5 G) SWK Mobil (4 G) Hagener Straßenbahn (1 S, 1 G) MVHG (1 G) DSW21 (3 G) BOGESTRA (6 G) Verkehrsges. EnnepeRuhr (1 G) WSW mobil (1 G) TRD Reisen Fischer (1 S) 17 Verkehrsbetriebe 7 Hersteller und Lieferanten Forschungsinstitute und Berater BMVBS HEAG mobilo (3 S) Dresden, DVB (10 G) Leipzig - LVB (10 G) Stuttgarter Straßenbahnen (SSB) (5 G) Münchener Verkehrsgesellschaft MVG (2 G, 1 S) 5

6 Organisation der Plattform Bus Teilnehmer: Busbetreiber, Bushersteller, Zuwendungsgeber, BMVBS und unabhängige Institute/Berater Plattform auf der in transparenter und kooperativer Weise die Ergebnisse aus Linienbetrieb/Dauertest und Messungen zusammengetragen werden Abgestimmte Aussagen gegenüber Politik, Kommunen, Busunternehmen und Öffentlichkeit Zweck: Informationsaustausch + Marktvorbereitung/-entwicklung (Multiplikatoren, Vorbereitung weiterer Förderprogramme ) Kooperationsvereinbarung zwischen Teilnehmern zu Regelung Rechten und Pflichten sowie Vertraulichkeit 6

7 Themenfelder und Kriterien für Evaluation Praxistauglichkeit und Einsatzreife Laufleistung & Betriebsdauer Betriebsstatus Anzahl Fahrtabbrüche Effizienz Kraftstoffverbrauch aus Dauertest und Verbrauchsmessungen Reduktion CO 2 Ökologie und Klimaschutz Feinstaub/PM 1 NO x 1 Schall² Akzeptanz Bewertung durch Fahrer/-innen Akzeptanz Kunden/Nichtkunden 1 Stuttgart, Rhein-Ruhr ² Rhein-Ruhr 7

8 Kontinuierliche Datenerfassung mit SoFi Webtool Datenerfassung aus dezidierten Messungen Datenerfassung für Evaluation Datenerfassung und -auswertung erfolgt gemäß den gemeinsam mit BMVBS, Verkehrsbetrieben und Herstellern definierten Bewertungskriterien Evaluierung ruht auf 2 Säulen der Datenerfassung Online Auswertung Evaluierung Busbetr. x Busbetr. y Busbetr. z Administrator Messungen bei Betreibern - VRR Begleitvorhaben - SaxHybrid - GreenMove Vertraulichkeit wird über zentralisierte und anonymisierte Auswertung durch PE INTERNATIONAL ( Daten Clean Room ) und eindeutiges Nutzerrechtsmanagement in SoFi Webtool geregelt 8

9 Datenquellen für Evaluation Tägl. Datenerfassung Dauertest (SoFi) Dezidierte Messungen Umfragen Effizienz Kraftstoffverbrauch aus Dauertest Verbrauchsmessungen (Linienbezogen) Ökologie und Klimaschutz Reduktion CO 2 Reduktion CO 2 Feinstaub/PM 1 NO x 1 Schall² Praxistauglichkeit und Einsatzreife Laufleistung, Einsatzstunden Betriebsstatus Anzahl Fahrtabbrüche Akzeptanz Bewertung durch Fahrer Akzeptanz Fahrgäste/ Passanten 1 Stuttgart, Rhein-Ruhr ² Rhein-Ruhr 9

10 Überblick untersuchte Fahrzeuge Hersteller EvoBus Hess MAN Solaris/Allison Solaris/Voith Volvo VDL Bustyp Gelenkbus Gelenkbus Solobus Gelenkbus Gelenkbus Solobus Solobus Hybridtechnologie seriell seriell seriell leistungs-verzweigt parallel parallel seriell Energiespeichertyp Li-Ionen-Batterie Supercap Supercap Nickel-Metallhybrid- Batterien Supercap Li-Ionen- Batterie Supercap Anzahl Fahrzeuge Einsatz in Hamburg, Bremen, Rhein- Ruhr, Sachsen, Stuttgart Rhein-Ruhr, Sachsen Rhein-Ruhr, München Rhein-Ruhr, München,Sachsen Rhein-Ruhr Rhein-Ruhr Rhein-Main Gelenkbusse 47 serielle Hybrid, 3 Hersteller 11 parallel Hybrid, 1 Hersteller (2 Varianten) 20 Diesel konventionell, 3 Hersteller (alle EEV/ Euro V) SoFi Daten für 61 Hybrid und 18 konventionelle Busse Solobusse 5 serielle Hybrid, 2 Hersteller 1 parallel Hybrid, 1 Hersteller 5 Diesel konventionell, 3 Hersteller SoFi Daten für 3 Hybrid und 4 konventionelle 10

11 Erste Ergebnisse - Dauertest 61 Hybridbusse im Einsatz Mehr als 1 Mio. km Laufleistung Laufleistung je Fahrzeug km Pro Einsatztag durchschnittlich 14 h im Einsatz Verbrauch abhängig von Einsatzprofil und Vergleichsfahrzeug 180 t CO 2 Emissionen vermieden (einschl. Kraftstoffbereitstellung) bzw l Diesel eingespart 180 t CO 2 11

12 Erste Ergebnisse Akzeptanz (1) Bisher befragt: ~ 200 Busfahrer 300 ~ 450 Fahrgäste 1300 ~ 350 Passanten 600 Fahrer: Unterscheidet sich der Hybridbus im Bedienverhalten vom Dieselbus? 3% 64% n= % ja nein keine Angaben Knapp 2/3 der Busfahrer empfinden keinen Unterschied Die Umstellung auf den Dieselhybridbus fiel der Mehrheit der Busfahrer leicht (~85%) 12

13 Erste Ergebnisse Akzeptanz (2) Fahrgäste: Schallwahrnehmung im Vergleich zum Dieselbus 5% 14% leiser 36% Passanten: Was assoziieren Sie mit dem Begriff Hybrid? n= % gleich lauter keine Angaben 31% der Passanten assoziieren mit Hybrid die Eigenschaft "umweltschonend", 21% der Passanten kennen den Begriff nicht keine Angaben sonstiges: sinnvolle neue Technologie unzuverlässig unausgereift kraftstoffsparend teuer umweltschonend kenne ich nicht n= 445 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 13

14 Begleitvorhaben BMU Förderprogramm: Hybridbusse für einen umweltfreundlichen ÖPNV Sachsen: RegioHybrid 24 MAN solo + 6 Hess Gelenkbusse in 10 Verkehrsbetrieben Hannover: 10 Solaris Gelenkbusse Lübeck: 5 MAN solo + 5 Hess Gelenkbusse Begleitvorhaben und Federführung TÜV Nord Inhalte Ermittlung der CO 2 -Emissionen der Hybridbusse im Vergleich mit herkömmlichen Standardbussen (Referenzbus) (Braunschweig Zyklus, mind. 20% Einsparung) Überprüfung der Funktion der Abgasnachbehandlungssysteme Untersuchung der Geräuschemissionen der Hybridbusse (Einhaltung von Grenzwerten) Ermittlung und Vergleich der Betriebskosten von Hybrid- und Standardbussen Begleitung Inbetriebnahme und laufender Betrieb der Hybridbus-Kleinflotten inkl. Optimierungsvorschläge Datensammlung aus Betrieb vergleichbar BMVBS-Busplattform (SoFi) 14

15 Brennstoffzellenbusse Übersicht Bis 2012 etwa 80 Brennstoffzellenbusse weltweit im Einsatz Europäisches Förderprojekt CHIC Clean Hydrogen in European Cities: 26 Brennstoffzellen- (hybrid)busse Aargau (Schweiz), Bozen (Italien), London (GB), Mailand (Italien), Oslo (Norwegen) 15

16 Entwicklung Demonstration von Prototypen Markteinführung CUTE HyFLEET: CUTE 3. Generation Sukzessive Umstellung Busflotte

17 Bisherige Erfahrungen 12 Städte - 36 Busse Hamburg Europa Peking Perth bis zu 9 Busse im Einsatz km Laufleistung 3 Millionen Kilometer; Stunden Verfügbarkeit über 90% 9 Millionen Fahrgäste Lebensdauer Brennstoffzellen > h Betriebsstunden Fast 3 Millionen Fahrgäste Hohe Zufriedenheit Kunden und Mitarbeiter Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen 17

18 Optimierung Leistungsfähigkeit der Brennstoffzellenbusse wächst stetig Quelle: NextHyLights,

19 Nächste Generation in Hamburg (1) Vier Brennstoffzellenhybridbusse ab 2011, weitere drei ab 2012 Wirtschaftliche Skaleneffekte mit Dieselhybridbus Strategie: Sukzessive Flottenumstellung ab ca Innovativstes Bussystem in Europa 19

20 Nächste Generation in Hamburg (2) Hybridisierung mit Energierückgewinnung und Speicherung in Lithium-Ionen Batterien 35 kg Wasserstoff an Bord; Reichweite Kilometer, Brennstoffzellen 2 x 70 kw (Pkw-Stacks) Alle wesentlichen Komponenten auf dem Dach des Busses Elektromotoren mit 120 kw Dauerleistung in den Radnaben Bessere Dauerhaltsamkeit der Brennstoffzellen-Stacks ( Std) Elektrische Nebenaggregate Reduktion Treibstoffverbrauch um 50% Reiner Batteriebetrieb möglich Quelle : Daimler 20

21 Kostenentwicklung Szenario NextHyLights: Total Cost of Ownership (Kosten per km per Bus) Vergleich von Brennstoffzellenhybridbussen und drei Alternativtechnologien Basis: 12m Linienbus Kostenprojektion zeigt obere bzw. unteren Wert Quelle: NextHyLights,

22 Strategische Treiber (1) Kosten Künftige Verfügbarkeit und Kosten fossiler Brennstoffe? Einführung neuer Technologie kann nur schrittweise gelingen (Sprungkosten etc.) Produktivitätsverluste im Fahrdienst vermeiden Aus- und Weiterbildung sowie Vorbereitung Instandhaltung braucht Zeit Aufbau Produktions- und Betankungsinfrastruktur sukzessive entsprechend Bedarf (und zur Sicherung von Skaleneffekten) Anlaufkosten eher verhälnismässig im Vergleich zu späterer plötzlicher Umstellung 22

23 Strategische Treiber (2) Markt First Mover: Verbesserung der Wahrnehmung des ÖPNV Sicherung und Steigerung von Erträgen ( Öko-Bonus ) Vorbereitung auf neue Marktpotenziale durch sozioökonomische Entwicklungen Gesellschafter/Besteller Anforderungen aus Umweltvorgaben (Luftreinhaltepläne etc.) Aktive Ausrichtung auf neue Anforderungen aus Verkehrs- und Stadtentwicklungsplänen (Elektromobilität etc.) Öffentliche Wahrnehmung und Wertschätzung als innovatives Unternehmen 23

24 Probleme Anfänglich hohe Kosten Geringe Verfügbarkeit von Brennstoffzellenbussen am Markt Keine Berücksichtigung innnovativer Technologien im Wettbewerb Keine weiteren (monetären) Incentives während der Laufzeit Noch zu wenig Einsicht in die Umstellungsnotwendigkeiten seitens der Politik (gesellschafter, Besteller) 24

25 Was ist zu tun? Verkehrsbetriebe Strategische Allianzen wie Hydrogen Bus Alliance unterstützen Bewußtsein für rechtzeitige strategische Zukunftsausrichtung stärken Politik Betriebliche und strategische Ziele und Rahmenbedingungen bei der Ausrichtung auf Elektromobilität verdeutlichen Klimafreundliche Qualitätsvorgaben in Ausschreibungen Ggf. Innovative Fahrzeuge aus der Ausschreibung rausnehmen und gesondert vorhalten Finanzielle Unterstützung der Technologie bis zu Erreichen der Marktziele Mehr Wettbewerb in der Industrie anregen Langen Atem beweisen trotz anfänglich hoher Kosten (IPCC-Philosophie) 25

26 Die Zukunft birgt immer Risiken. Je eher man sie kennt, desto besser können sie bewältigt werden. Herzlichen Dank für Ihr Interesse! 26