Elektrobusse im ÖPNV - Strategie und Umsetzung der Hamburger Hochbahn AG

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1 Elektrobusse im ÖPNV - Strategie und Umsetzung der Hamburger Hochbahn AG Dr. Jörg Burkhardt, hysolutions GmbH 25. September 2018, Nachhaltige Mobilität - Stand der Technik, IHK Flensburg, Eggebek

2 Sieben Betriebshöfe mit 18 Hektar. Das entspricht ungefähr dem Festgelände des Hamburger Doms. HOCHBAHN Folie 1

3 924 km Streckenlänge. Das Busnetz mit 111 Buslinien der HOCHBAHN entspricht der Strecke Hamburg > Paris. HOCHBAHN Folie 2

4 820 Bus-Fahrzeuge. Aneinander gereiht ergibt das 15 Mal die Länge der Reeperbahn. HOCHBAHN Folie 3

5 Ab 2020 schafft Hamburg nur noch emissionsfreie Busse an (Rot-Grüner Koalitionsvertrag, April 2015, S. 38) HOCHBAHN Folie 4

6 Innovationslinie 109 Bündelung aller innovativen Busse der HOCHBAHN auf der Linie 109 seit Dezember 2014 Intensiver Praxistest der Fahrzeuge im Realbetrieb unter gleichen Rahmenbedingungen Sammeln wertvoller Erfahrungen im Zusammenspiel zwischen Fahrzeug, Infrastruktur und betrieblichem Einsatz Sichtbarkeit in der Öffentlichkeit 10 km Streckenlänge Je zwei Lademasten am Linienende HOCHBAHN Folie 5

7 Innovationslinie 109 Laden auf der Strecke Hohes betriebliches und finanzielles Potential Betriebliche Betrachtung zur Bestimmung der optimalen Lage der Lademasten erforderlich Abstimmungsbedarf bei Installation im öffentlichen Raum Lademasten, Erfahrungen Nachladen gut beherrschbar Ladeleistung bis 300 kw el Lernkurve bei Positionierungshilfe Laden verschiedener Busfabrikate erfolgreich HOCHBAHN Folie 6

8 Innovationslinie 109 H 2 -Brennstoffzelle Hohe Reichweite der Busse, d.h. flexibler Einsatz möglich Hohe Verfügbarkeit der Tankstelle Serienentwicklung bei Brennstoffzellenbussen derzeit unklar Genehmigungsaufwand der Wasserstoffinfrastruktur ggf. hoch Weiterer Ansatz: Brennstoffzelle als Range-Extender HOCHBAHN Folie 7

9 Innovationslinie 109 Lessons Learned Hohe Zuverlässigkeit der Streckenladeinfrastruktur und Wasserstofftankstelle Technische Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Prototypen / Kundenfelderprober noch nicht zufriedenstellend Energiebedarf der Plug-In Busse auf gleichem Niveau wie Brennstoffzellenhybridbusse Hohe Effizienz der Batteriebusse Generell positive Wahrnehmung seitens der Fahrgäste und der Busfahrer HOCHBAHN Folie 8

10 Systemstrategie E-Bus Depotladen Laden von Batteriebussen auf dem Betriebshof Prognose von Batterie-Busherstellern: Bis 2020: km Reichweite Bis 2025: km Reichweite Kritischer Faktor: Heizungs- und Klimatisierungskonzept Nur ein Teil der Bestandsumläufe ist mit den genannten Reichweiten realisierbar HOCHBAHN Folie 9

11 Systemstrategie E-Bus Analyse der Ausgangssituation * Stand: 2018 HOCHBAHN Folie 10

12 Option Option Option Systemstrategie E-Bus Strategische Optionen Basis: Batteriebusse mit Depotladung Umstellung betrieblicher Prozesse Zwischenladung auf der Strecke Brennstoffzelle (H 2 ) als Range Extender Wachsende Fahrzeugflotte Ladeinfrastruktur im öffentlichen Raum H 2 -Infrastruktur auf Betriebshöfen notwendig Neue Betriebshöfe notwendig Herausforderung für Stromversorgung Sicherheitsanforderungen für Betriebshöfe HOCHBAHN Folie 11

13 Systemstrategie E-Bus Fazit Das Depotladen ist die strategische Basis des E-Bussystems der HOCHBAHN Drei strategische Optionen zur Abdeckung aller Buseinsätze Umstellung betrieblicher Prozesse Zwischenladung auf der Strecke Brennstoffzelle als Range-Extender Intensive Beobachtung des weltweiten Marktes Abschließende Beurteilung aller strategischen Optionen vor Anfang der 20er Jahre nicht notwendig HOCHBAHN Folie 12

14 Wir fahren auf Sicht! HOCHBAHN Folie 13

15 Wir fahren auf Sicht! HOCHBAHN Folie 14 mit Wasserstoff

16 Brennstoffzellenbusse Im Einsatz bei HOCHBAHN Brennstoffzellen-Hybridbus (BZ-Hybridbus) Anzahl: 4 Stück Solobusse (12 m) von EvoBus Brennstoffzelle: 120 kw el, Batterie: 26 kwh el Batteriebus mit BZ als Range-Extender (REX) Anzahl: 2 Stück Gelenkbusse (18 m) von SOLARIS Brennstoffzelle: 100 kw el, Batterie: 120 kwh el Untersuchungen zur Installation H 2 -Infrastruktur auf Busbetriebshöfen Studie 1: Produktion vor Ort per PEM-Elektrolyse Studie 2: Anlieferung des Wasserstoffs mit Trailer Wasserstofftankstelle Wasserstoffanlage HOCHBAHN Folie 15

17 Brennstoffzellenbusse Marktsituation Aktuell keine marktrelevanten Stückzahlen Brennstoffzellenbusse (BZ-Busse) in Betrieb Deutschland - Aktuell: 16 Geplant: 79 Europa - Aktuell: 62 Geplant: > 291 Förderung von 291 BZ-Bussen in den EU-Projekten Jive 1 und Jive 2 Kein Angebot von z.b. EvoBus, MAN und Volvo REX-Busse von EvoBus ab Anfang 2020 Anbieter und Modelle: Solbus (REX), Ursus Bus (REX), Van Hool (BHB), Rampini (BHB), VDL (REX), Solaris (REX) 15 Düssel dorf 10 4 Köln 30 Hamburg 6 Karlsruhe 2 2 Wuppertal 10 Stuttgart 4 Rhein- Main* 11 *Frankfurt, Mainz & Wiesbaden Public funding EU & Germany JIVE 2 & NIP 2 NIP 2 = 2 NIP 1 & region al JIVE & NIP 2 Quelle: NOW HOCHBAHN Folie 16

18 Brennstoffzellenbusse Genehmigungsrecht H 2 -Infrastruktur BZ-Hybridbusanteil: 100% BZ-Hybridbusse Bei 6 von 8 Betriebshöfen: Genehmigung nach 12. BImSchV BZ-Hybridbusanteil: 40% Bei 2 von 8 Betriebshöfen > 5t H 2 -Lagerung Anwendung der 12. BImSchV REX-Busanteil: 100% REX-Busse Bei 2 von 8 Betriebshöfen > 5t H 2 -Lagerung Anwendung der 12. BImSchV REX-Busanteil: 40% Alle Betreibshöfe < 3t H 2 -Lagerung weder Anwendung der 4. noch der 12. BImSchV HOCHBAHN Folie 17

19 Our Mission: Zero Emission HOCHBAHN Folie 18

20 mit Batterien Wir fahren auf Sicht! HOCHBAHN Folie 19

21 Batteriebusse Im Einsatz bei HOCHBAHN Batteriebus Anzahl: 3 Stück Solobusse (12 m) von SOLARIS Batterie: 100 kw el, Ladeleistung: 300 kw el Plug-in-Bus Anzahl: 3 Stück Solobusse (12 m) von Volvo Dieselmotor: 177 kw, Batterie: 19 kwh el, Ladeleistung: 150 kw el bzw. 11 kw el (auf dem Hof) Untersuchungen zum Ladeinfrastrukturausbau auf Busbetriebshöfen Untersuchung von Energiebedarfen und benötigter Bushof-Anschlussleistungen HOCHBAHN Folie 20

22 Anforderung an die Infrastruktur Depotladen Hohe Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Ladeinfrastruktur Zum Laden auf den Betriebshöfen wird die Steckerlösung favorisiert (Combo 2 / CCS Stecker, 150 kw el ) Pro Bus ist ein Ladegerät mit 150 kw el vorgesehen Kompatibilität der Ladeinfrastruktur zu den Fahrzeugen verschiedener Hersteller Sukzessiver Ausbau der Ladeinfrastruktur auf den einzelnen Betriebshöfen IT-seitige Abbildung komplexer Regelprozesse (Lademanagement, Fahrzeugdisposition etc.) HOCHBAHN Folie 21

23 Anforderung an das Stromnetz Ausreichende und sichere Energieversorgung aus dem Stromnetz Bestehende Netzanschlüsse der Betriebshöfe sind zu klein für größere Anzahl an Elektrobussen (< 1 MVA) Erforderliche Anschlussleistungen der Betriebshöfe variieren von 3 bis 15 MW Jahresgesamtenergiebedarf nach kompletter Umstellung: Elektrobusse U-Bahn HOCHBAHN Folie 22

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