Abschlussveranstaltung zur ersten Förderphase für Hybridbusse im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative des Bundesumweltministeriums 06. Oktober 2014, Berlin Steigenberger Hotel am Kanzleramt, Ella-Trebe-Straße 5, 10557 Berlin Protokoll Begrüßung und Vorstellung des aktuellen Förderprogramms Falk Heinen, Referat Umwelt und Verkehr, Elektromobilität, Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit Das BMUB beschäftigt sich seit 2008 mit der Etablierung der dieselelektrischen Hybrid- Technologie in Nahverkehrsbussen. Mittlerweile sind zwei Phasen der Beschaffungsförderung solcher Fahrzeuge beendet: Phase 0: 2009 2011 aus dem KoPa II Es wurden 50 Hybridbusse in 12 Verkehrsbetrieben beschafft. Die Förderquote betrug 60 80%, da die Hybridbusse zu diesem Zeitpunkt bei der EU-Kommission als Umweltinnovation eingestuft wurden. Dafür mussten pro Vorhaben mindestens 10 Fahrzeuge beschafft werden. Das wissenschaftliche Begleitprogramm zeigte schon 2011 eine Zuverlässigkeit des Hybridantriebs von 80-93 %. Das Programm offenbarte aber auch Unterschiede zwischen den Fahrzeugen hinsichtlich technische Zuverlässigkeit und Umweltperformance. Zudem gab es je nach Technologie auch starke Preisunterschiede. In der Folge fand eine gewisse Marktbereinigung statt. Phase 1: 2012 2014 im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative (NKI) Es wurden mit Hilfe der Förderung weitere 58 Fahrzeuge in 6 Verkehrsbetrieben beschafft. Die Umweltanforderungen an die geförderten Fahrzeuge blieben erhalten. Allerdings wurde die Mindestanzahl an zu beschaffenden Fahrzeugen pro Vorhaben auf 3 Fahrzeuge pro Vorhaben gesenkt. Die Förderquote betrug 35-55%. Das Begleitprogramm startete im Dezember 2013. Die ersten Ergebnisse werden heute im Rahmen des Vortrags von Herrn Faltenbacher dargestellt. Parallel zur Beschaffungsförderung werden auch zwei F&E-Vorhaben im Rahmen des BMUB-Programms Erneuerbar Mobil gefördert. Das Projekt Emissionsfreier Nahverkehr in Hannover, durchgeführt von der üstra Hannoversche Verkehrsbetriebe AG, beinhaltet die Einführung von drei Elektrobussen auf der Innenstadt-Ringlinie 100/200. Am Endpunkt der Ringlinie soll ein Schnellladepunkt mit Strom aus der Oberleitung der Stadtbahn installiert und erprobt werden. Es werden Begleituntersuchungen u.a. zur Qualifizierung des Gesamtsystems, möglichen Nutzungshemmnissen, Wirtschaftlichkeit und dem Klimaschutzbeitrag durchgeführt. Im Projekt HELD, der Hamburger Hochbahn AG und der RWTH Aachen, werden drei Plug-In-Hybrid- und drei Elektrobusse im Linienbetrieb getestet. Es soll an Start- und Endhaltestellen ein Pantograph mit hoher Ladeleistung (bis zu 300 kw) installiert werden. Die RWTH Aachen untersucht den Alltagseinsatz der Fahrzeuge, die Wirtschaftlichkeit sowie die Emissionsminderung mit den Fahrzeugen. Da die Mehrkosten in Beschaffung und Betrieb weiterhin ein Hemmnis für die breite Marktdurchdringung mit den effizienten Hybrid-Fahrzeugen darstellen, plant das BKUB eine zweite Phase zur Beschaffungsförderung von Hybrid- und Plug-In-Hybridbussen im Rahmen der NKI. Die Förderrichtlinie befindet sich bereits in der Abstimmung. Sie beinhaltet weiterhin
ambitionierte Umweltanforderungen, die Beschaffung von mind. 3 Fahrzeugen sowie eine Förderquote von 35-55% auf die förderfähigen Kosten. Neu: Projekte, die Busse mit einer CO 2 -basierten Klimaanlage beschaffen, werden bei der Prüfung bevorzugt behandelt. Nach der Veröffentlichung im Bundesanzeiger wird die Richtlinie auch auf der Website www.erneuerbar-mobil.de eingestellt. Abschließend stellte Herr Heinen noch die gemeinsame AG Innovative Antriebe Bus des BMVI und BMUB vor. Die Teilnahme weiterer Projekte / Hersteller / Zulieferer / Verbände ist jederzeit willkommen. Die bisherige Ansprechpartnerin beim Projektträger VDI/VDE-IT, Frau Brückner, wird zum 15. Dezember 2014 in Elternzeit gehen. Neuer Ansprechpartner wird Herr Dr. Eyk Bösche sein. Projektresümee Hamburg über 50 neue Hybridbusse für die Hansestadt Jens-Michael May, Geschäftsführer der Friedr. Jasper Rund und Gesellschaftsfahrten GmbH, Süderelbe Bus GmbH Herr May erläuterte eingangs die Rahmenbedingungen in Hamburg und bei der Hamburger HOCHBAHN für einen elektrifizierten ÖPNV. Ab 2020 sollen in Hamburg nur noch Busse mit emissionsfreien Antrieben beschafft werden. Bis dahin werden Fahrzeugmodelle mit verschiedenen Antriebstechnologien getestet. Seit 2011 sind bei den Tochtergesellschaften JASPER und SBG Parallel-Hybridbusse im Einsatz, davon 21 vom BMUB gefördert. Ab Herbst 2014 werden auch bei der HOCHBAHN 20 aus der NKI bezuschusste Parallel- Hybridbusse eingesetzt. Die Verfügbarkeit liegt über 90 Prozent, die Kraftstoffeinsparung bisher bei 22% (SORT 1) bzw. 19% (SORT 2). Die Wirtschaftlichkeit ist allerdings noch nicht erreichbar. Die zusätzlichen Beschaffungskosten sind Hauptgrund, warum sich die Investition in den ersten Jahren vor allem nicht amortisiert. Auch der stagnierende Dieselpreis läuft einer positiven Bilanz über die Kraftstoffeinsparungen entgegen. Nachträgliche Beitrag DVB: Höhere Fördersätze, wie in KoPa-Förderung, würden Zusatzkostenhemmnis bei Beschaffung deutlich senken. Antwort des BMUB: Den Förderbedingungen liegt immer eine gründliche Analyse des Marktes zu Grunde. Mitnahmeeffekte sind zu vermeiden, daher ist eine stufenweise sinkende Förderung nötig. Denn langfristig sollte nicht der Staat die Zusatzkosten auffangen, sondern auch die anderen Beteiligten dazu beitragen, dass die reduzierte, aber immer noch bestehende Wirtschaftlichkeitslücke geschlossen wird. U. a. soll die sinkende Förderung dazu beitragen, dass Anreize zur Reduzierung der Fahrzeugpreise entstehen. Keynote: Bedeutung alternativer Antriebe im ÖPNV aus Sicht des VDV Martin Schmitz, Geschäftsführer Technik, Verband Deutscher Verkehrsunternehmen e.v. Es sprechen viele Gründe dafür, den Weg der konventionellen Mobilität zu verlassen: Abhängigkeit vom Erdöl, Klimawandel, demografischer Wandel, Verstädterung. Allerdings ist Verkehrsvermeidung keine Lösung, insbesondere im ÖPNV. Vielmehr sollte eine nachhaltige Gestaltung und Weiterentwicklung im Fokus stehen. Durch eine gesicherte Energieversorgung und kalkulierbare Kostenentwicklung ist der ÖPNV gut für die Einführung alternativer Antriebe geeignet. Allerdings müssen dabei Lernkurven durchschritten werden (Personalschulung, Infrastrukturaufbau, Sprungkosten). Aber bei einer schrittweisen Umstellung des Fuhrparks sind die Anlaufkosten im Nachhinein günstiger als bei einer aufgeschobenen unmittelbaren Umstellung. Es gibt aber noch einige offene Fragen zu beantworten. Verkehrsunternehmen müssen beim Fahrzeugkauf mehrere teilweise in Konkurrenz stehende Aspekte beachten, z.b. Kosten vs. Umweltfreundlichkeit oder Innovation vs. Versorgungssicherheit. Der Dieselbus ist heute dafür universell einsetzbar und bedient vor allem das Feld Wirtschaftlichkeit, das für die meisten Betriebe im Vordergrund steht. In Zukunft wird es aber nicht mehr das eine Antriebskonzept geben, sondern es
werden je nach Anforderungen verschiedene Systeme koexistieren. Denn die anderen Themenfelder treten für Betriebe und Fahrgäste immer mehr in den Vordergrund. Hybridantriebe können rein physikalisch maximal 35% Einsparung bringen. Daneben gibt es neben den alternativen Antrieben weitere Stellschrauben, die Effizienzpotentiale bergen (Leichtbaukonzepte, Batteriesysteme etc.). Vor allem im Bereich Batterien ist eine rasante Weiterentwicklung hinsichtlich Energiedichte und Leistung zu beobachten. Die Lösung kann nicht sein, einfach den Dieselmotor durch einen E-Motor zu ersetzen. Von der wirtschaftlichen Seite betrachtet sind die Rahmenbedingungen derzeit nicht günstig, um die Etablierung der noch teureren Hybridbusse im Alltagsbetrieb voranzutreiben. Bis 2011 war ein starker Anstieg des Ölpreises zu beobachten, dessen Trend-Fortsetzung erwartet wurde. Entsprechend optimistisch wurde die wirtschaftliche Einführung alternativer Antriebe im ÖPNV erwartet. Nun ist aber der Ölpreis wieder merklich gefallen und befindet sich fast wieder auf dem Niveau von 2009. Eine Amortisierung der höheren Fahrzeugkosten durch Kraftstoffeinsparungen ist in naher Zukunft nicht zu erwarten. Kurz- und mittelfristig sind daher eine Senkung der Beschaffungspreise und Betriebskosten ebenso wichtig wie eine weitere öffentliche Förderung. Der VDV begleitet aktiv zahlreiche Projekte mit Hybrid-, Plug-In-Hybrid, und E-Bussen in Deutschland und fördert deren Weiterentwicklung. Innovation und Nachhaltigkeit im Stadtverkehr Ingolstadt Dr. Robert Frank, Geschäftsführer, Stadtbus Ingolstadt GmbH Die Stadtbus Ingolstadt hat drei MAN-Solo-Hybridbusse beschafft. Für Ingolstadt ist insbesondere die Rolle der Hybridbusse als Imageträger für den ÖPNV deutlich geworden. Wo sonst eher Beschwerden ihren Weg in den Verkehrsbetrieb finden, äußern sich Fahrgäste aktiv positiv zu den Fahrzeugen. Zudem zeichnen sich die Busse in der bisherigen Betriebszeit durch eine durchschnittliche Kraftstoffeinsparung von 28% aus, was über den Erwartungen des Betreibers liegt. Die Verfügbarkeit ist vergleichbar mit einem konv. Dieselbus. Allerdings sind die Fahrzeuge mit zusätzlichen Beschaffungskosten von jeweils 150.000,- immer noch deutlich teurer als das Diesel-Modell. Durch den Einsatz der Hybridfahrzeuge können die verkehrsberuhigte Fußgängerzone in der Innenstadt und das Audiwerk in die Linienführung mit einbezogen werden. Hier kommen die Vorteile des Zero-Emission-Betriebs und der Lärmminderung voll zum Tragen. Die nächsten Entwicklungsstufen der Hybridtechnologie bei Volvo Andreas Heuke, Business Region Europe, Volvo Bus Corporation Während der konventionelle Dieselmotor im Stadtbus maximal einen Wirkungsgrad von 32% erreicht und zusätzliche Verluste über das Getriebe entstehen, können mit einem E-Motor 90% Wirkungsgrad erzielt werden. Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs ist daher ein Kernthema des Volvo-Stadtbusprogramms. Hybridbusmodelle sind bereits in Solo- und Gelenkversion erhältlich. Auf der IAA 2014 wurde gerade der Plug-In-Hybridbus als Solovariante vorgestellt. Dieser soll 2016 auf den Markt kommen, die Gelenkversion ab 2017. Der voll elektrische Stadtbus ist für 2016/2017 geplant. Der Plug-In-Hybridbus ist seit Juni 2013 im Demobetrieb in Göteborg (mehr Infos über www.hyperbus.se). Das Serienmodell soll mind. 7 km rein elektrisches Fahren erlauben und maximal 7 min Ladezeit erfordern. Es wird eine Kraftstoffeinsparung von mind. 75-80% angestrebt. Die Nachladung erfolgt im ersten Schritt über einen Pantographen, zukünftig soll aber auch induktives Laden realisiert werden. Das Fahrzeug verfügt über eine Li-Ion- Eisenphosphat-Batterie (19,0 kwh). Der Batteriebus soll maximal vier solcher Module haben. Die volle Potentialausschöpfung kann mit dem Volvo-Zonenmanagementsystem erreicht werden, das die Linienplanung verbrauchsoptimierend unterstützt.
Hinsichtlich eines reinen E-Bus-Modells werden gerade Fahrzeuge in China eingesetzt. Diese sind allerdings noch nicht reif für die Anforderungen des europäischen Marktes. Der Batteriebus macht jetzt schon dort Sinn, wo er von den Rahmenbedingungen hinpasst. Drei Volvo-Modelle werden im Projekt HELD aus dem BMUB-Programm Erneuerbar Mobil in 2015 getestet. Frage: Sind die Batteriekosten im E-Bus gleich denen im Plug-In-Hybridbus bzw. sind für einen Elektrobus über die Abschreibungsdauer mehr oder genauso viele Batterien wie einem Plug-in Hybridbus nötig? Herr Heuke, Volvo: Ja, sofern beim Elektrobus keine zu großen Amplituden bei Ladung/ Entladung entstehen. Erfolge und Ausblick der Hybridisierung beim MAN Stadtbus Dr. Goetz Freiherr von Esebeck, Engineering Powertrain Alternative Drivetrain (EPA), MAN Truck & Bus AG Die Herausforderungen in der Zukunft können nur mit einem anwenderspezifischen Technologie-Mix bewältigt werden (z.b. Optimierung Verbrennungsmotor, Erdgasantrieb, Hybridantrieb, elektrischer Antrieb, Brennstoffzelle) Hinsichtlich Hybridantrieb bietet das serielle Konzept im Innenstadtbereich (SORT 1 + 2) die höchsten Effizienzpotentiale während das parallele Konzept am Stadtrand (SORT 3) optimal wäre. Denn nach den Untersuchungen von MAN hat der Antrieb des parallelen Systems zwar einen höheren Wirkungsgrad (34% gegenüber 30% seriell), dafür ist der Wirkungsgrad der Rekuperation beim seriellen Hybrid deutlich höher (63% gegenüber 55% parallel). In der Summe ist überwiegt bei häufigen Stopps die Effizienz des seriellen Systems. Das Modell Lion s City Hybrid ist seit 2010 auf dem Markt, seitdem wurden kontinuierlich Optimierungen durchgeführt. Beispiel MVG: Im Jahresmittel werden Kraftstoffeinsparungen von 27% erreicht. Das Fahrpersonal hat dabei einen hohen Einfluss auf die Verbrauchswerte. Der Energiespeicher im MAN-Hybrid-Solobus ist ein Ultracap-Modul. Die Speicher halten nach umfangreichen Datenanalysen >10-12 Jahre bei den Temperaturen in Europa (auch bei dynamisches Ladeverhalten), wobei das Kriterium von 80% Restkapazität nicht unbedingt maßgeblich für die Notwendigkeit des Speicheraustausches ist. Im Herbst 2014 wurde das Maxwell-UC-Konzept unter Einbeziehung von Siemens überarbeitet, so dass das Volumen bei gleicher Leistung von 6 auf 5 Module reduziert werden konnte. Kurzfristig sind UC die wirtschaftlichere Lösung für Hybridbusse, da unabh. vom Ladekonzept bei Verwendung von Batterien mindestens einmal in der Fahrzeugnutzungsphase ein Austausch erfolgen muss. Mittelfristig mit Fortschreiten der Batterietechnologieentwicklung wird MAN aber auch Batteriespeicher in die Fahrzeugentwicklung einbeziehen (Ziel modulare Systeme). Kombinationslösungen aus UC und Batterie sind nach MAN-Erfahrungen nicht zielführend. Hinsichtlich Nachladung sind konduktive Schnellladekonzepte das Ziel. MAN verfolgt in jedem Fall die Weiterentwicklung des Hybrid-Stadtbusses mit dem Ziel, weitere 7% Einsparpotential auszuschöpfen. Parallel wird eine hohe Priorität auch in einem vollelektrischer Bus gesehen. Frage: Wie gestaltet sich denn die Nachfrageverteilung europaweit nach Hybridbussen? MAN: In Deutschland sind die Verkehrsbetriebe eher konservativ, es werden höchstens Kleinflotten beschafft. In z.b. London, Paris, Barcelona werden bereits Großflotten eingesetzt. Erste Ergebnisse aus dem wissenschaftlichen Begleitprogramm Dr. Michael Faltenbacher, Principal Consultant, PE INTERNATIONAL
Das Prüfprogramm baut auf das erste 2012 abgeschlossene wiss. Begleitprogramm zum Förderprogramm Hybridbusse für einen umweltfreundlichen ÖPNV des BMUB auf. Zudem fließen Arbeiten der AG Innovative Antriebe Bus des BMVI und BMUB ein. Einbeziehung von 6 aktuell geförderten Betreibern sowie der üstra, insgesamt 76 Hybrid- und 16 Dieselreferenzfahrzeuge. Wichtigste Zwischenergebnisse: Inbetriebnahme: - Formal keine Besonderheiten ggü. Dieselbussen (Zulassung) - Abnahme beim Hersteller i.d.r. mit gesondertem Protokoll (insb. Sicherheitsaspekte) - Kein Mehraufwand beim Einbau kundenspezifischer Anlagen - Hybridspezifische techn. Probleme nur in einem der 7 VU Laufleistung: - Bisher im Schnitt rd. 5.000 km pro Fahrzeug --> Verfügbarkeit durchschn. 91% entspr. Dieselbus, positive Entwicklung zu verzeichnen Wartung/Instandhaltung: - Ersatzteile bei Hybridbussen erfordern teilweise längere Wartezeiten als bei Dieselbussen (v.a. E-Komponenten 10-13 Tage Wartezeit) - Wenn Fehler auftraten, dann meist durch Vertragswerkstatt behoben (überwiegend Vermittlung durch Hersteller) Fahrerschulung/Akzeptanz Personal: - Deutliches Ergebnis, dass längere Schulung Umstellung des Fahrpersonals erleichtert - Akzeptanz der Busse beim Fahrpersonal gut, aber Verbesserungswünsche bei Beschleunigung, Geräuschwahrnehmung Kraftstoffverbrauch: - Sehr gute Entwicklung seit 2012, bisherige Daten zeigen 18 27% Einsparung bei guten Rahmenbedingungen (flache Topographie) Emissionen: - Bisher führten die untersuchten Projekte (inkl. Hannover) zu einer Einsparung von 176.000 l Dieselkraftstoff, was 510 t CO 2äqu entspricht. - nachträgliche Ergänzung: Nur bezogen auf die aus der NKI geförderten Projekte (ohne Hannover) ergibt sich eine Einsparung von 460 t CO 2äqu - Messfahrten mit Erhebung der Luftschadstoff- und Lärmemissionen folgen noch, Erfahrungsberichte zeigen aber bereits deutliche Reduzierung der Dieselmotoreinsatzzeit Elektrische Fahrstrecke: - In Praxis nicht über 500 m - ein Betreiber machte elektrische Fahrstrecke zum Vergabekriterium Betriebskosten: - Annahmen: 12 Jahre Nutzungsdauer, 720 tkm Laufleistung, keine Förderung - Solobusse haben noch 15-20 ct/km Mehrkosten (je nach Modell), Gelenkbusse 32 ct/km - Aber insgesamt positive Entwicklung: Senkung der Mehrkosten seit 2011/2012 um 5-10 ct/km - Gründe: Senkung Beschaffungspreis, höhere Effizienz, ca. 10% höherer Dieselpreis Neben Untersuchungen soll auch ein Excel-Tool für Verkehrsbetriebe entwickelt werden, das auf Basis definierter Eingangsdaten Fahrzeugkonzepte je nach Rahmenbedingungen bewertet. Hierbei Zusammenarbeit mit VDV, um relevante Kriterien und Anforderungen an Tool abzustimmen. Zudem enge Abstimmung mit beteiligten Verkehrsbetrieben. Das Tool stellt keine Kaufempfehlung dar, es soll eher als Orientierungshilfe dienen.
Endbericht des Begleitprogramms erscheint im Sommer 2015. Ergänzung SSB: bei Luftschadstoffen ist überproportionale Reduktion von NO X bezogen auf Kraftstoffeinsparung herauszustellen. Erfahrungen in Stuttgart: bei 18% Kraftstoffeinsparung 25% weniger NO X -Emissionen. Zudem können zu hohe Lärmemissionen drastischere Maßnahmen erfordern, wie z.b. die Sperrung von Innenstädten (Bsp. Reutlingen). Die Städte müssten frühzeitig Maßnahmen ergreifen. Zusammenfassung der Veranstaltung Falk Heinen, Referat Umwelt und Verkehr, Elektromobilität, Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit Insgesamt ist den Beiträgen zu entnehmen, dass die erste Förderphase aus der NKI zu guten Ergebnissen geführt hat. Vor allem die in der Begleitforschung dargestellten Klimagaseinsparungen über 460 bzw. 500 t sind erfreulich. Neben Klimaschutz sind auch Luftschadstoff- und vor allem Lärmsenkung wesentliche Treiber der Entwicklung. Auch die positive technische Entwicklung der Fahrzeuge hinsichtlich Zuverlässigkeit und Effizienz wurde auf der heutigen Veranstaltung mehr als deutlich. Die Hybridbusse sind keinesfalls ein Hype, alle Beteiligten haben zusammen eine Entwicklung zur Veränderung des straßengebundenen ÖPNV eingeleitet. Deutlich ist aber auch, dass wir eine weitere Diversifizierung bei den Antrieben haben werden. Es wird auf absehbare Zeit ein Nebeneinander von konventionellen Antrieben und Hybrid-, Plug-in- und Elektrobussen geben. Dies haben auch die Vorträge deutlich gemacht. Deswegen ist ein regelmäßiger und Austausch über die Vor- und Nachteile der einzelnen Technologien notwendig. Hauptbaustelle ist aber weiterhin die Wirtschaftlichkeit der Fahrzeuge. Daher wird die Förderung durch das BMUB aus der NKI fortgesetzt, dabei aber so gestaltet, dass die Busse trotzdem effizienter und preiswerter werden müssen. Die geplante Förderung wird erst einmal die bisher verfolgte Markteinführungsunterstützung weiterführen. Unterstützt wird die Beschaffung von Hybrid- und Plug-in-Hybridbussen. Hierfür ist die Förderbekanntmachung bereits in der Abstimmung. Daneben prüft das BMUB ergänzend eine mögliche Gestaltung der Förderung von E-Bus-Einsätzen. Dies entweder über das F&E-Programm Erneuerbar Mobil oder die NKI. Unabhängig von der noch nicht veröffentlichten Förderrichtlinie sind Projektideen immer willkommen und können jederzeit an das BMUB oder den Projektträger VDI/VDE-IT herangetragen werden. Anlage: Teilnehmerliste