Vergleichsstudie. Erdgas- und Diesel-Busse beim Busbetrieb Olten Gösgen Gäu (BOGG)

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1 Vergleichsstudie Erdgas- und Diesel-Busse beim Busbetrieb Olten Gösgen Gäu (BOGG)

2 Erdgas-Busse fordern Diesel-Busse zur Aufholjagd heraus Die Diesel-Bus-Technologie hat gegenüber anderen Antriebstechnologien einen jahrzehntelangen Erfahrungsvorsprung. Als in den 90er- Jahren in der Schweiz erstmals Erdgas-Busse zum Einsatz kamen, waren sie lange Zeit gegenüber den langjährig optimierten Diesel-Bussen wirtschaftlich uninteressant und nur wegen starker Umweltvorteile attraktiv. Die relativ neue Erdgas-Bus-Technologie hat sich aber sehr schnell entwickelt und fordert die Dieseltechnologie nun zur Aufholjagd hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Umweltleistung und Zuverlässigkeit heraus. Gesamtkosten Erdgas-Busse Diesel-Busse (in CHF/100 km) Euro-4-Diesel-Busse EEV-Erdgas-Busse Kapitalkosten Treibstoffkosten Unterhaltskosten Fundierte Studie liefert betriebswirtschaftliche Fakten Um fundierte Erkenntnisse über die Wirtschaftlichkeit von Diesel- und Erdgas-Bussen zu erhalten, wurde im Rahmen der Mobilitätsprojekte von Novatlantis Nachhaltigkeit im ETH-Bereich in Zusammenarbeit mit dem Busbetrieb Olten Gösgen Gäu (BOGG) eine Betriebswirtschaftlichkeits-Studie erstellt. Die hier erläuterte Studie verdeutlicht, wie sehr sich die beiden Technologien hinsichtlich Kosten angenähert haben und dass bei einer Busbeschaffung die Kosten nicht mehr das entscheidende Argument sind. Vielmehr rücken durch die angeglichenen Betriebskosten die Umweltfaktoren der beiden Antriebssysteme in den Vordergrund. Zur Berechnung der Gesamtkosten für den Vergleich der beiden Antriebsarten sind beim BOGG die drei Kostenarten Kapitalkosten für die Fahrzeuge, Treibstoffkosten und der variable Teil der Unterhaltskosten relevant. Die Gesamtkosten-Analyse lieferte folgende Ergebnisse: Die Gesamtkosten der untersuchten Erdgas-Busse lagen im Jahr CHF/100 km (4,4 %) über denjenigen der Diesel-Busse. Dabei sind die knapp 17 % höheren Kapitalkosten ausschlaggebend, die aber durch die rund 30 % günstigeren Treibstoffkosten zu einem guten Teil kompensiert werden. Die variablen Unterhaltskosten weisen zwar einen grossen Unter- schied auf, wirken sich aber mit weniger als 5 % auf die Gesamt- kosten beider Antriebssysteme nur schwach aus.

3 Kapitalkosten Treibstoffpreis, -verbrauch, -kosten Die in dieser Studie untersuchten Erdgas-Busse kosteten zum Kaufzeitpunkt CHF bzw. 16,7 % mehr als die Diesel-Busse. Die Kapitalkosten der Erdgas-Busse liegen bei einer durchschnittlichen jährlichen Laufleistung von rund km somit CHF/100 km höher als bei den Diesel-Bussen. Der Unterschied bei den Kapitalkosten der beiden Antriebsarten ist im Falle des BOGG beträchtlich und der Hauptfaktor für die leicht höheren Gesamtkosten der Erdgas-Busse. Ob und wie schnell sich die Fahrzeugpreise im Markt zukünftig aneinander angleichen werden, ist noch offen. Brutto- Treibstoffpreis Einheit Die Treibstoffkosten der beiden Antriebssysteme werden vom Brutto- Treibstoffpreis, der Zollrückerstattung pro Treibstoffart und dem durchschnittlichen Treibstoffverbrauch bestimmt. Der um ca. 66 % billigere Netto-Treibstoffpreis von Erdgas (in Literäquivalent) ist der ausschlaggebende Grund, warum Erdgas-Busse bei den Treibstoffkosten punkten können. Dieser Vorteil wird allerdings durch einen ca. 22 % grösseren Energieverbrauch der systembedingt weniger energieeffizienten Erdgas-Busse teilweise aufgehoben. Trotz dieser Tatsache liegen beim BOGG die ermittelten Treibstoffkosten bei den Erdgas-Bussen insgesamt 9.70 CHF/100 km bzw. rund 30 % unter denjenigen von Diesel- Bussen. Erdgas- Busse Einheit Diesel- Busse CHF/kg 1.39 CHF/lt 1.54 Zollrückerstattung CHF/kg 0.63 CHF/lt 0.59 Netto- Treibstoffpreis CHF/kg 0.76 CHF/lt 0.95 CHF/Literäquivalent 0.58 CHF/lt 0.95 Treibstoffverbrauch pro Bus kg/100 km 42,8 lt/100 km 44,3 Literäquivalent/100 km 56,5 lt/100 km 44,3 Treibstoffkosten pro Bus pro 100 km CHF/100 km CHF/100 km Differenz CHF/100 km 9.70

4 Unterhaltskosten Erdgas-Busse Diesel-Busse (in CHF/Jahr) CO 2 -Emissionen Erdgas-Busse Diesel-Busse Euro-4-Diesel-Busse Einheit EEV EEV (Bus 1) (Bus 2) Einheit Euro 4 Euro 4 (Bus 1) (Bus 2) Treibstoffverbrauch kg kg/100 km 43,1 42,5 EEV-Erdgas-Busse Durchschnitt kg kg/100 km 42, Treibstoffverbrauch lt Literäquivalent/100 km 56,9 56,1 lt/100 km 42,9 45,8 Ölwechsel Lambda-Sonde Durchschnitt lt Literäquivalent/100 km 56,5 lt/100 km 44,3 Ventileinstellungen Zündkerzenwechsel Zündkabel CO 2 -Emissionen kg/100 km 110,4 108,7 lt/100 km 111,9 119,6 Tankbehälter-Prüfung PM-Kat (CRT-Partikelfilter-Abschneidesystem) Durchschnitt kg/100 km 109,5 lt/100 km 115,7 Differenz kg/100 km 6,2 Diejenigen Unterhaltskosten, die bei den beiden Antriebsystemen unterschiedlich ausfallen, unterscheiden sich um 55,4 % zugunsten der Diesel-Busse. Bei einer durchschnittlichen jährlichen Laufleistung von rund km beträgt diese Differenz 2.90 CHF/100 km. Der grösste Kostentreiber bei den Erdgas-Bussen ist die systembedingte Zündanlage (Zündkerzen und -kabel), die bei den Diesel-Bussen wegfällt. Umgekehrt fallen beim Diesel-Bus Kosten für den Unterhalt des PM-Katalysators an. Der PM-Kat muss alle km (rund alle 1,5 Jahre) ausgewechselt werden. In der oben stehenden Tabelle sind in den variablen Unterhaltskosten die entsprechenden Arbeits- und Materialkosten enthalten. Der Treibstoffverbrauch der Diesel-Busse liegt gemäss BOGG-Mess- daten ca. 22 % unter dem der Erdgas-Busse. Hingegen hat Erdgas gegenüber Diesel einen treibstoffbedingten CO 2 -Vorteil von etwa 25 %. Dies resultiert in einer nahezu ausgeglichenen CO 2 -Bilanz beider Antriebsarten, mit einem leichten Vorteil von rund 5 % bzw. 6,2 kg/100 km auf Seiten der Erdgas-Busse. Ein wesentlicher Unterschied zwischen Erdgas- und Diesel-Bussen hinsichtlich Umweltauswirkungen besteht in der Verwendung von erneuer- baren Treibstoffen. Aus Abfällen hergestelltes Biogas kann dem Erdgas zugemischt werden und ist aufgrund der chemischen Homogenität in jedem Erdgas-Bus bis zu 100 % einsetzbar. Der Agrotreibstoff Biodiesel kann bei den modernen Euro-5-Diesel-Bussen mit Partikelfilter nur dann beigemischt werden, wenn der Hersteller dies ausdrücklich zulässt. Im Gegensatz zum Biogas, das aus Abfällen hergestellt wird, basiert die Herstellung von Biodiesel auf pflanzlichen Rohstoffen, für deren Produktion deutlich mehr Energie aufgewendet werden muss als für Biogas. Hinsichtlich seiner Ökobilanz ist Biodiesel wesentlich weniger vorteilhaft als Biogas und als Nahrungsmittelkonkurrenz umstritten.

5 Weitere Umweltfaktoren EEV*-Erdgas-Busse sind bereits seit Jahren im Einsatz, EEV-Diesel- Busse erst seit Kurzem. Hinsichtlich des Emissionsstandards haben die Diesel-Busse damit einen Rückstand aufgeholt. Jedoch fokussieren die Abgasgrenzwerte nach EEV und Euro-5 auf reglementierte Schadstoffe (NO x -Summenwert, Partikelmasse, CO, Gesamt-Kohlenwasserstoffe). Die detailliertere Abgaszusammensetzung, die z. B. auf die Ozonbildungsreaktivität oder die Toxizität einen grossen Einfluss ausübt, unterliegt nicht dieser Bewertung. Diesbezüglich sind Erdgas-Busse wesentlich sauberer und erbringen einen zusätzlichen Umweltnutzen. Klar sichtbar ist dies z. B. bei den NO 2 -Emissionen. Aufgrund der Abgasnachbehandlung von Dieselmotoren ist der problematische NO 2 -Anteil an den NO x -Emissionen in den letzten Jahren von ca. 20 % auf über 50 % angestiegen, was zu einem gegenüber früher erhöhten NO 2 -Anteil in der Stadtluft und damit lokal zu einer erhöhten Gesundheitsbelastung und Ozonbildung geführt hat. Christian Bach, Leiter Abteilung Verbrennungsmotoren Empa * Enhanced Environmentally Friendly Vehicle (EEV) ist der gegenwärtig anspruchsvollste europäische Abgasstandard für Busse und Lkws. Erfahrungen mit Erdgas-Bussen Anfänglich war die Skepsis der Mitarbeiter gross, und die Chauffeure waren gespannt, zu sehen, wie viel Kraft die Erdgas-Busse haben. Aber unsere Erdgas-Busse hinken den Diesel-Bussen bei der Leistung überhaupt nicht hinterher. Selbstverständlich hatten wir zu Beginn kleinere Probleme. Aber das ist normal, wenn man ein neues System einführt. M. Baumgartner, damaliger Direktor BOGG Erdgas hat eine grosse Akzeptanz bei unseren Fahrern. Alle Fahrer betanken ihre Fahrzeuge selber, und sie haben keine Bedenken, mit einem gasförmigen Treibstoff zu hantieren. E. Jundt, damaliger Technischer Leiter Der Erdgasmotor ist sehr sauber. Beim Ölwechsel nach km lassen wir praktisch neuwertiges Öl ab. Die Belastung des Motors ist bei den Erdgasfahrzeugen geringer. Aber der Motor wird wärmer, und die Wärmeabfuhr kann problematisch sein. Beim Lärm waren die Erdgas- Busse zu Beginn viel besser. Das waren Flüsterfahrzeuge. Aber die Dieselfahrzeuge sind ebenfalls leiser geworden. Man kann sagen, der Erdgasmotor hat den Dieselmotor sauberer und leiser gemacht. E. Jundt, damaliger Technischer Leiter Die Partikelfilter bei den Dieselfahrzeugen sind eine kostspielige Sache. Der Filter muss ca. alle 1,5 Jahre ausgewechselt werden. Er muss ausgebaut und zum Ausbrennen verschickt werden. Damit das Fahrzeug dennoch im Betrieb eingesetzt werden kann, braucht man einen Ersatzfilter. Dann muss das Fahrzeug mit dem neuen Filter von der Motorfahrzeugkontrolle geprüft werden. Dies ist alles mit einem hohen administrativen Aufwand verbunden und bedeutet, dass die Kosten der Erdgas- und Diesel-Busse mittelfristig ausgeglichen sind. M. Baumgartner, damaliger Direktor BOGG

6 Technische Daten der Busse Die Busse beider Buspaare haben denselben Jahrgang (2006), sind vom gleichen Hersteller (MAN) und werden auf den gleichen Linien mit vergleichbaren Passagierlasten eingesetzt. Die Reichweite in der Praxis beträgt bei den Erdgas-Bussen 400 km und bei den Diesel-Bussen 480 km pro Tankfüllung. Die vier Busse erfüllten die zum Kaufzeitpunkt aktuellsten Abgasstandards: Die Erdgas-Busse EEV/Euro 5 und die Diesel-Busse eine Klasse tiefer, Euro 4. Porträt des Busbetriebs Olten Gösgen Gäu Der Busbetrieb Olten Gösgen Gäu (BOGG) betreibt seit 2004 neben Diesel- auch Erdgas-Busse. Der BOGG eignet sich deshalb besonders für einen Betriebskostenvergleich, weil eine langjährige Erfahrung beim parallelen Betrieb der beiden Antriebssysteme vorliegt. Der BOGG betreibt 11 Linien in der Region Olten Gösgen Gäu mit einer Betriebslänge von 126 km. Pro Jahr werden rund 5,1 Mio. Fahrgäste befördert und rund 2 Mio. km gefahren. Der Wagenpark umfasst zurzeit 26 Diesel- und 8 Erdgas-Fahrzeuge.

7 Kontaktadresse: 04/10 Novatlantis c/o Competence Center Energy and Mobility CCEM 5232 Villigen PSI Schweiz Tel Studie erstellt von: sustainserv GmbH Gartenstrasse 25 CH-8002 Zürich Schweiz Tel Grundlagen dieser Studie Die Grundlage dieser Studie bilden die beim Busbetrieb Olten Gösgen Gäu (BOGG) im realen Betrieb ermittelten Zahlen für das Jahr Die vollständige Studie kann auf der Website von Novatlantis heruntergeladen werden: Diese Studie wurde im Rahmen des Novatlantis-Projektes Erlebnisraum Mobilität in der 2000-Watt-Gesellschaft Pilotregion Basel erstellt. Novatlantis Nachhaltigkeit im ETH-Bereich bringt Behörden und Forscher zusammen, um Projekte zu realisieren, welche gesellschaftliche und technische Aspekte der Nachhaltigkeit berücksichtigen und damit die Realisierung der 2000-Watt-Gesellschaft und des 1-Tonnen-CO 2 -Ziels fördern. Im Projekt Erlebnisraum Mobilität stehen innovative Antriebstechnologien und erneuerbare Treibstoffe im Fokus. Diese Broschüre wurde auf FSC-zertifiziertem Papier gedruckt.