BIOMETHAN FÜR DEN ÖPNV. Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 01

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1 BIOMETHAN FÜR DEN ÖPNV Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 01

2 VERANTWORTUNG DER LOKALPOLITIK Der ÖPNV ist ebenso eine Daseinsvorsorge für die Bürger einer Stadt, wie die Energie- und Wasserversorgung oder die Abfallbeseitigung. Damit entscheiden die Lokalpolitiker auch über die ökologisch und ökonomisch sinnvolle Technologie der eingesetzten Arbeitsmittel und Fahrzeuge. CNG-Fahrzeuge sind eine Technologie, um die ökologische Zielsetzung einer Kommune auch im Rahmen der Energiewende zu erreichen. Der erste Schritt ist immer die Entscheidung der Kommune. Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 02

3 DERZEITIGE SITUATION (1) o JEDER WARTET AUF DEN ELEKTROANTRIEB, WEIL DIES DER UMWELTSCHONENDSTE ANTRIEB IST. o WAS IST IM ANGEBOT? o DIESEL-HYBRIDBUSSE PREIS: DIESELBUSSE T J o ELEKTROMOTOREN MIT BATTERIEN PREIS: doppelter Dieselpreis o BRENNSTOFFZELLEN MIT WASSERSTOFF PREIS: derzeit nicht kalkulierbar LIEFERMÖGLICHKEIT: unkalkulierbar jeder Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 03

4 DERZEITIGE SITUATION (2) CNG-BUSSE o DIE TECHNOLOGIE IST AUSGEREIFT UND BAUT AUF JAHR- ZEHNTELANGEN ERFAHRUNGEN AUF. o DER PREIS LIEGT T ÜBER DIESELFAHR-ZEUGEN. o MIT BIOMETHAN FAHREN DIESE FAHRZEUGE QUASI CO2- NEUTRAL UND SIND DER ERSTE SCHRITT ZUR ENERGIE- WENDE. Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 04

5 DERZEITIGE SITUATION (3) HEUTE WERDEN HYBRIDBUSSE GEKAUFT OHNE BERÜCK- SICHTIGUNG DER WIRTSCHAFTLICHKEIT UND NUR WEIL FÖRDERMITTEL FLIESSEN. HYBRIDBUSSE HABEN INSBESONDERE IM WINTER KAUM KRAFTSTOFFERSPARNISSE. HYBRIDBUSSE KÖNNEN IM GEGENSATZ ZU CNG-BUSSEN NICHT MIT ALTERNATIVEN KRAFTSTOFFEN BETRIEBEN WERDEN. Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 05

6 DIE SITUATION IN AUGSBURG DIE BUSSE DES ÖPNV Augsburg ist die erste und bislang einzige Stadt in Deutschland, die konsequent die Umstellung der Busflotte auf CNG im Zuge von Neubeschaffungen beschlossen hat (Februar 1995) noch ohne Förderzusage. Dabei war es hilfreich, dass der Fahrzeughersteller mit dem Namen der Stadt im Namen der Firma Erdgasfahrzeuge im Angebot hatte. Heute sind die Stadtwerke Augsburg das einzige Verkehrsunternehmen in Deutschland, das die komplette Entwicklungslinie der MAN auf diesem Sektor betreibt und so Auskunft über die Entwicklung der Technologie bezüglich Zuverlässigkeit, Wartung und Verbräuche geben kann. Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 06

7 DIE SITUATION IN ÖSTERREICH Auch in der Schweiz gibt es Städte, die beim ÖPNV auf Erdgas setzen: Basel Bern Olten Grenchen Erdgasfahrzeuge sind die Grundvoraussetzung für die Einführung des alternativen Kraftstoffes Biomethan, der in Deutschland Bio-Erdgas heißt. Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 07

8 AUFBAU DER AUGSBURGER FLOTTE KALEN- DER- JAHR HER- STEL- LER AN- ZAHL FAHRZEUG- TYPE VERBREN- NUNGS- SYSTEM MOTOR- LEIST. (kw/ps) 1995 MAN 8 NG 232 CNG Lambda = 1 170/ MAN 9 NL 232 CNG Lambda = 1 170/ MAN 12 NG 313 CNG Magermix 228/ MAN 13 NL 243 CNG Lambda = 1 180/245 DREH- MOMENT (Nm) 2003 MAN 10 NG 313 CNG Magermix 228/ MAN 26 NG 313 CNG Magermix 228/ MAN 6 NL 243 CNG Lambda = 1 180/ MAN 5 NL 243 CNG Lambda = 1 180/ MAN MAN SUMME: 111 NL 243 CNG NG 313 CNG Lambda = 1 Lambda = 1 200/ / Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 08

9 MAN-SOLOBUS NL 243 CNG Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 09

10 TECHNISCHE DATEN MAN NL 243 CNG MAN NL 243 CNG E 2876 LUH MAN NL 243 CNG E 2876 LUH Zylinderanzahl/Anordnung 6/Reihe 6/Reihe Motorhubraum (cm 3 ) Verdichungsverhältnis 11,0 : 1 11,0 : 1 max. Motorleistung (kw/ps) 200/ /310 max. Drehmoment (Nm) ab /min ab /min Abgasbehandlung 3-Wege-Kat; Lamda = 1; AGR; 3-Wege-Kat; Lambda = 1; AGR; Emissionsklasse Euro 6 Euro 6 CNG-Speicher (l) Verbrauch (kg/100 km) Anzahl Gänge 6-Gang Automatik 6-Gang-Automatik CO 2 Emission (g/km) Preisdifferenz zu Dieselfz. netto ( ) Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 10

11 MB CITARO NGT Dipl.-Ing. Roland Bartosch, Zürich # 11

12 TECHNISCHE DATEN MB CITARO NGT CITARO G NGT OMG 936 G CITARO OMG 936 G Zylinderanzahl/Anordnung 6/Reihe 6/Reihe Motorhubraum (cm 3 ) Verdichungsverhältnis 13,4 : 1 13,4 : 1 max. Motorleistung (kw/ps) 222/ /302 max. Drehmoment (Nm) ab /min ab /min Abgasbehandlung 3-Wege-Kat; Lamda = 1; AGR; 3-Wege-Kat; Lamda = 1; AGR Emissionsklasse Euro 6 Euro 6 CNG-Speicher (l) l l Verbrauch (kg oder l/100 km) Topografie, Fahrstil Anzahl Gänge 6-Gang Automatik CO 2 Emission (g/km) Preisdifferenz zu Dieselfz. netto ( ) Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 12

13 MERCEDES-BENZ ECONIC NGT Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 13

14 TECHNISCHE DATEN MB ECONIC NGT MONOVALENT CNG OMG 936 G DIESEL OM 936 LA Zylinderanzahl/Anordnung 6/Reihe 6/Reihe Motorhubraum (cm 3 ) Verdichungsverhältnis 13,4 : 1 17,6 : 1 max. Motorleistung (kw) max. Drehmoment (Nm) ab /min ab /min Abgasbehandlung 3-Wege-Kat SCR-DPF-AGR Emissionsklasse Euro 6 Euro 6 CNG-Speicher (l) l Diesel-Tank (l) 330 l Verbrauch (kg oder l/100 km) Topografie, Fahrstil Topografie, Fahrstil Anzahl Gänge 6-Gang Automatik 6-Gang Automatik CO 2 Emission (g/km) Nach Verbrauch Nach Verbrauch Preisdifferenz netto ( ) ,00 Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 14

15 VERSIEGEN DER FÖRDERMITTEL Sobald den Steuern verteilenden Körperschaften wie Bundesregierung oder Europäische Kommission die Geldmittel abhanden kommen, suchen Sie nach Fördermöglichkeiten, die nicht haushaltswirksam sind. So ist der Europäischen Kommission die Vergaberichtlinie 2033/2009 eingefallen. Diese Richtlinie betrachtet nicht mehr nur die Investitionen, sondern die gesamten Kosten während einer bestimmten Nutzungsdauer und kommt damit einer betriebswirtschaftlichen Betrachtung, die eigentlich immer angestellt werden müsste, schon sehr nahe. Neu ist dabei, dass auch Kosten für Schadstoffemissionen in die Überlegungen mit eingeführt werden, ohne allerdings zu bestimmen, wer diese bezahlt. Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 15

16 RICHTLINIE 2009/33/EG L 120/12 DE Amtsblatt der Europäischen Union ANHANG Daten zur Berechnung der über die gesamte Lebensdauer anfallenden externen Kosten von Straßenfahrzeugen Tabelle 1: Energiegehalt von Kraftstoffen KRAFTSTOFF ENERGIEGEHALT DER KRAFTSTSOFFE DIESELKRAFTSTOFF 36 MJ/l 10,00 kwh/l OTTOKRAFTSTOFF 32 MJ/l 8,89 kwh/l ERDGAS (METHAN) MJ/m3 9,17-10,56 kwh/m3 12,262-14,466 kwh/kg FLÜSSIGGAS (LPG) 24 MJ/l 6,67 kwh/l ETHANOL 21 MJ/l 5,83 kwh/l BIODIESEL 33 MJ/l 9,17 kwh/l EMULSIONSKRAFTST. 32 MJ/l 8,89 kwh/l WASSERSTOFF 11 MJ/l 3,06 kwh/l Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 16

17 EMISSIONSKOSTEN L 120/12 DE Amtsblatt der Europäischen Union ANHANG Daten zur Berechnung der über die gesamte Lebensdauer anfallenden externen Kosten von Straßenfahrzeugen Tabelle 2: Emissionskosten im Straßenverkehr (Preise von 2007) KOHLEN- DIOXYD CO2 STICK- OXYD NOX NICHTMETHAN- KOHLENWASSER- STOFFE NMHC PARTIKEL PM 0,3 0,4 /kg 0,0044 /g 4,4000 /kg 0,001 /g 1,000 /kg 0,087 /g 87,00 /kg Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 17

18 FAHRLEISTUNGEN ÜBER DIE NUTZUNGSDAUER L 120/12 DE Amtsblatt der Europäischen Union ANHANG Daten zur Berechnung der über die gesamte Lebensdauer anfallenden externen Kosten von Straßenfahrzeugen Tabelle 3: Gesamtkilometerleistungen von Straßenfahrzeugen FAHRZEUGKLASSE (KATEGORIEN M UND N GEMÄSS RICHTLINIE 2007/46/EG) GESAMT- KILOMETERLEISTUNG IN DER NUTZUNGSDAUER PERSONENKRAFTWAGEN (M1) km LEICHTE NUTZFAHRZEUGE (N2) SCHWERE NUTZFAHRZEUGE km (N2 und N3) km BUSSE (M2 und M3) km Bei km/a = 13,3 a Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 18

19 SCHADSTOFFEMISSIONEN (1) Abgasemissionen nach ETC-Zyklus (g/kwh) Quelle: Iveco Irisbus Deutschland vom für einen 12m-Solobus von Iveco Irisbus CNG EEV DIESEL EEV GRENZWERTE EEV GRENZWERTE EU 6 CO 2,7870 0,6160 3,0000 3,0000 NMHC 0,8500 0,0100 0,4000 0,1600 CH4 0,1490 0,1490 0,6500 0,5000 NOX 0,1530 1,7610 2,0000 0,4600 PARTIKEL 0,0016 0,0180 0,0200 0,0100 Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 19

20 SCHADSTOFFEMISSIONEN (2) Abgasemissionen km-abhängig für einen 12 m-solobus (g/km) Quelle: Iveco Irisbus Deutschland vom Dies sind bisher die einzig veröffentlichten Werte eines Fahrzeugherstellers in g/km, mit denen die Forderungen der Richtlinie berechnet werden können! EMISSIONEN CNG (g/km) DIESEL (g/km) CO2 1,112/ 1,120 NOX 0,601 3,143 NMHC 0,150 0,153 Partikel PM 0,015 0,037 Verbrauch nach Sort 2 40,8 kg/100 km 42,6 l/100 km Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 20

21 KOSTEN FÜR EINEN 12 m-solobus Die nachfolgenden Kosten hat Irisbus für eine Nutzungsdauer von 8 Jahren und eine jährliche Fahrleistung von km/a ermittelt. Sie wurden für 10 Jahre Nutzungsdauer letzte Ausschreibung der Stadtwerke Augsburg und für km/a interpoliert. Weiterhin wurden Werte für einen Diesel-Hybridbus hinzugefügt. Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 21

22 KOSTEN FÜR EINEN 12 m-solobus Quelle: Ivecobus Deutschland vom CNG DIESEL DIESEL- HYBRID CNG DIESEL DIESEL- HYBRID NUTZUNGSD. (a) LAUFLEIST. (km/a) LAUFLEIST. ges. (km) FZ-PREIS ( ) (1) (1) VERBR. nach Sort 2 (kg/100 km bzw. l/100 km) 40,8 (kg/100 km) 42,6 (l/100 km) 34,0 (2) (l/100 km) 40,8 (kg/100 km) 42,6 (l/100 km) 34,0 (2) (l/100 km) KRAFTSTOFFREIS (3) 1,02 ( /kg) 1,43 ( /l) 1,43 ( /l) 1,072 ( /kg) 1,502 ( /l) 1,502 ( /l) INSTANDH. ( /km) 0,32 0,28 0,36 (5) 0,336 (4) 0,294 (4) 0,378 (4) 1 ) Preis geschätzt (bisherige Angaben lagen bei T ) 2 ) 20 % Kraftstoffersparnis (sehr optimistisch) 3 ) Iveco-Angabe (Mittelwert über 8 Jahre) 4 ) Interpoliert mit 2,5 %/a Inflationsanpassung 5 ) Geschätzt (optimistisch?) Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 22

23 GESAMTKOSTEN FÜR EINEN 12 m-solo- BUS NACH RICHTLINIE 2033/2009/EU Quelle: Iveco Irisbus Deutschland vom CNG DIESEL DIESEL- HYBRID CNG DIESEL DIESEL- HYBRID NUTZUNGSD. (a) FZ-PREIS ( ) KRAFTSTOFFK. ( ) INSTANDHALT. ( ) FZ-KOSTEN ges. ( ) Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 23

24 SPEZ. KOSTEN DER SCHADSTOFFEMISSIONEN CO 2 = 0,03 0,04 /kg; gerechnet mit = 0,035 /kg; NO x = 0,0044 /g = 4,40 /kg; NMHC = 0,001 /g = 1,00 /kg; Partikel = 0,087 /g = 87,00 /kg. Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 24

25 CO 2 -EMISSIONEN VON KRAFTSTOFFEN 1 kg Erdgas 2,640 kg CO 2 1 kg Biomethan 0,264 kg CO 2 1 l Diesel 2,660 kg CO 2 Quelle: ADAC-Motorwelt Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 25

26 GESAMTKOSTEN (FAHRZEUG + EMISSIONEN) FÜR EINEN 12 m-solobus NACH RICHTLINIE CNG DIESEL DIESEL- HYBRID CNG DIESEL DIESEL- HYBRID Nutzungsdauer (a) Laufleistung (km) Fz.-Kosten ( ) Kosten d. Schadstoffemission ( ) CO2 NOX NMHC Partikel PM Durch den Einsatz von Biomethan reduzieren sich die Kosten für die CO2-Emissionen um bzw (garantierte CO2-Minderungsquote = 90 %!). Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 26

27 ZUSAMMENSTELLUNG DER ERGEBNISSE Die Ergebnisse der vorherigen Folie erklären sich selbst. Interessant ist, dass mit zunehmender Nutzungsdauer die beste Variante, nämlich die CNG-Ausführung, die Kostenvorteile noch vergrößert. In Augsburg liegt die Nutzungsdauer der ersten CNG- Busse inzwischen bei 15 Jahren und es ist bei zunehmender Kürzung der Zuschüsse davon auszugehen, dass die Nutzungsdauer noch über die 10 Jahre hinausgehen dürfte, was auch noch durch die Verlängerung der Gasflaschenprüffrist von 5 auf 20 Jahre unterstützt wird. Ein weiterer Vorteil ist der Einsatz von zertifiziertem Biomethan, mit dem die CO 2 -Emissionen innerhalb eines Tages um 90 % reduziert werden können, vorausgesetzt, man hat schon eine CNG-Busflotte wie in Augsburg. Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 27

28 ZUSAMMENSTELLUNG DER ERGEBNISSE (FORTS.) Eine Nutzfahrzeugflotte, deren Fahrzeuge regelmäßig ausgetauscht werden Busflotten oder Müll-Sammelflotten bieten dem Gasversorger Planungssicherheit für die Tankstelle, die eine beträchtliche Investition darstellt. Die o. a. Flotten sind sehr häufig kommunale Flotten und haben eine Vorbildfunktion für private Autobesitzer, die bei guter Öffentlichkeitsarbeit ebenfalls zur Luftsauberhaltung beitragen und dies bei Kostenneutralität. Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 28

29 ENTWICKLUNG DES KRAFTSTOFFABSATZES Privatfahr-zeuge Städt. Ämter STAWA-Service- Fz. STAWA-Busse Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 29

30 CO2-BILANZ FÜR AUGSBURG GESAMTABGABE CNG 2012: MWh(H-Gas)/a; 4.534,9 t (H-Gas)/a; CO2-EMISSION AUS ERDGASABGABE: t/a; CO2-MINDERUNG DUCH SUBSTITUTION VON BENZIN UND DIESEL (FREMDFZ.): t/a; ZUSÄTZL. CO2-REDUZIERUNG DURCH EINSATZ ZERTIFIZIERTEN BIO-ERD- GAS: t/a; GESAMTE CO2-REDUZIERUNG FÜR DIE STADT: t/a; DAVON STÄDTISCHE FLOTTEN (BUSSE + MÜLLFZ. + SERVICE-FZ.): 75 % Dipl.-Ing. Roland Bartosch , Zürich # 30

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.