Auf dem Weg zum Elektrobus Analyse der Lebenszykluskosten verschiedener Busantriebskonzepte

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1 Auf dem Weg zum Elektrobus Analyse der Lebenszykluskosten verschiedener Busantriebskonzepte Prof. Dr. Ralph Pütz Hochschule Landshut Institut für Nutzfahrzeugtechnik Clean Fleets Stadtbusse in der Beschaffung Bremen, 11. Dezember 2013

2 Treiber für die Weiterentwicklung von Antriebssystemen bei Linienbus-Verkehrssystemen Wirtschaftlichkeit Geringe Investitions- und IH-Kosten Niedriger Kraftstoffverbrauch LCC-Optimierung der Fahrzeugkosten Umfangreiche automatisierte Diagnose Standardisierte Antriebskonzepte Ressourcenschonung Endlichkeit fossiler Energieträger Weltweit steigender Verbrauch Anstieg der Kraftstoffpreise Abhängigkeit von Kraftstoffimporten aus politisch instabilen Regionen Umweltschutz Lokale Emissionen Globale Emissionen Geräuschemissionen Folie 2

3 Antriebstechnologien in der deutschen Linienbusflotte (Stand: 05/2012) 4,1 94% Dieselbusse Erdgasbusse Wasserstoffbusse Trolleybusse Hybride Quelle: VDV Folie 3

4 Antriebssysteme für flexibel einsetzbare Linienbusse Folie 4

5 Externe Kosten in /a Zusammenfassung der Umweltwirkungen: Systembezogene externe Kosten einer Busflotte mit 64 Bussen im gesamten Lebenszyklus (17 a) CO2 Kraftstoffbereitstellung CO2 Busherstellung CO2 Fahrbetrieb NOx Kraftstoffbereitstellung NOx Busherstellung NOx Fahrbetrieb PM Kraftstoffbereitstellung PM Busherstellung PM Fahrbetrieb VU1 Ausgangsflotte, fossil VU1 + RME VU1 + GtL VU1 + BtL EEV-Diesel, fossil EEV-Diesel, GtL EEV-Diesel, BtL EEV-Diesel-Hybrid, fossil EEV-Diesel-Hybrid, GtL EEV-Diesel-Hybrid, BtL CNG, fossil CNG, Biogas CNG-Hybrid, fossil CNG-Hybrid, Biogas H2ICE, fossil H2ICE, regenerativ H2ICE-Hybrid, fossil H2ICE-Hybrid, regenerativ BZ, fossil BZ, regenerativ BZ-Hybrid, fossil BZ-Hybrid, regenerativ Trolleybus, fossil Trolleybus, regenerativ Batterie, fossil Batterie, regenrativ Pütz, R. /BELICON 2009

6 Auswahl zu vergleichender Antriebskonzepte und allgemeine Randbedingungen Dieselbus EEV Dieselbus EURO VI Diesel-Hybridbus EEV Batteriebus (Overnight) + Ersatzbatterie *) Batteriebus (Overnight) *) *) Starke Einschränkungen in der Fahrgastkapazität Stadtverkehrsunternehmen Betriebsmuster: SORT 2 Tägliche Fahrstrecke ohne Zwischentanken realisierbar Betriebliche Fahrzeugnutzungsdauer: 12 a Jährliche Fahrstrecke pro Bus: km 6

7 LCC: Beispiel für die gesamten Kilometerkosten eines 12-m-Diesel-Solobusses im Stadtverkehr > 0% Fahrzeugkosten als Vergleichsbasis 49% capital service maintenance fuel AdBlue driver 12% other personnel 6% other costs Nox 11% NMHC Particle 1% 8% 13% CO2 Pütz, R. /BELICON

8 Kostenansatz für Vergleich der Antriebskonzepte (Sachstand: 12/2013) Antriebskonzept Kapitaldienst Instandhaltung Kraftstoff Diesel EEV /Bus/a 41,2 l/100 km 1,10 /l Diesel EURO VI /Bus/a 38,8 l/100 km 1,10 /l Diesel-Hybrid EEV /Bus/a 35,0 l/100 km 1,10 /l Batteriebus (Overnight) + Ersatzbatterie Batteriebus (Overnight) /Bus/a (mit Engineering) /Bus/a (mit Engineering) 103 kwh/100 km 0,10 /kwh 103 kwh/100 km 0,10 /kwh Pütz, R. /BELICON

9 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Cycles Battery Life highly dependent on Charge/Discharge Capacity 10,000,000 1,000,000 HE cell - cycles HE cell - full cycle equivalents HP cell - cycles HP cell - full cycle equivalents 100,000 10,000 1,000 Source: Sinhuber, P. / RWTH, 2010 Depth of cycling 9

10 Fahrzeugkosten (Euro pro km) Ergebnis: Vergleich der Fahrzeugkosten im Lebenszyklus über 12 a (Stand: 12/2013) Kraftstoff Instandhaltung Kapitaldienst Dieselbus EEV Dieselbus EU6 Diesel-Hybrid Batteriebus (Overnight) + Pütz, R. /BELICON 2013 Ersatzbatterie Batteriebus (Overnight) 10