Elektrobusse Titel durch Klicken bei denhinzufügen Verkehrsbetrieben Zürich (VBZ) Präsentation für die Veranstaltung Stadtbusse in der Beschaffung Showcase Zürich, Bremen, 11.12.2013 Erstellt durch Alexander Wötzel (Dipl.-Ing. für Verkehrswesen), Projektleiter Fahrzeugbeschaffung Bus
Die VBZ bewältigen über 50% der städtischen Mobilität Die Verkehrsbetriebe Zürich (VBZ) sind neben den Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) der grösste Anbieter von Transportdienstleistungen im Zürcher Verkehrsverbund (ZVV). Das Einzugsgebiet umfasst einen Ballungsraum von ca. 1.4 Mio. Einwohnern Die VBZ befördern täglich 885 000 Menschen. Ca. 80 % der Transportleistung wird aktuell über Elektromobilität erbracht 2
Ohne öv funktioniert die Stadt nicht Der öv leistet einen wesentlichen Beitrag zu einer gesunden Umwelt und zur Lebensqualität Der öv ist ein wesentlicher Standortfaktor für den Wirtschaftsraum Zürich
Die VBZ: Zahlen und Fakten (2012) 2448 Mitarbeitende je 587 Mio. Franken Aufwand/Ertrag Täglich über 885 000 Fahrgäste 1.8 Mio. Personenkilometer / Tag täglich zweimal um die Erde Mitbetriebene Unternehmen Forchbahn AG Dolderbahn-Betriebs-AG UBS Polybahn AG 4
Das Liniennetz der VBZ Tramnetz: 119 km Trolleybus: 54 km Busnetz: 324 km 703 Haltestellen 258 Tramfahrzeuge 215 Busse (ca. 70 Trolleybusse) 5
Ein Blick 131 Jahre zurück 6
Das Zürcher Tramnetz entwickelt sich rasch und wird städtisch. 1882 Rösslitram der Zürcher Strassenbahn AG 1894 Erste elektrische Tramlinie (Bellevue-Burgwies) 1896 Gründung der Städtischen Strassenbahn Zürich (StStZ) Paradeplatz nach dem Umbau auf den elektrischen Betrieb 7
Ein Auto für alle Konkurrenz auf Pneus für das Tram 1927 Erste Autobuslinie 1939 Erste Trolleybuslinie Die dritte Autobuslinie führt vom Klusplatz nach Witikon. 8
Entwicklung der Stadt Zürich Dynamische Siedlungsentwicklung Die städtische Bevölkerung soll in den nächsten 20 Jahren um rund 70 000 Einwohner (+20%) und 55 000 Beschäftigte (+15%) zunehmen. Verstärkte Nachfrageentwicklung auf dem öv öv muss Grossteil der künftigen Verkehrsentwicklung in der Stadt übernehmen Anzahl Fahrgäste bei den VBZ bis 2030 nimmt um ca. 30% zu Einzuhaltende politische Rahmenbedingungen 2000-Watt-Gesellschaft (Umsetzung bis 2050) Städteinitiative (Stadtverkehr 2025, Steigerung ÖV-Anteil an urbaner Mobilität) Ausbau des Liniennetzes und zusätzliche Transportkapazitäten sind zur Bewältigung dieser Herausforderung absolut notwendig 9
Warum Trolleybus in Zürich? Bewährte Technologie mit einer hohen Effizienz des Antriebssystems Anspruchsvolle Topographie (Steigungen bis 9%) Hohe Transportleistungen und Passagierzahlen Hohe betriebliche Anforderungen (6-Minuten-Takt) Keine lokalen Emissionen und damit ein wesentlicher Beitrag zur Verbesserung der Lebensqualität in urbanen Gebieten Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern mit der Gewährleistung längerfristiger stabiler Energiekosten Hohe Betriebsdauer von 17 Jahren mit einer Laufleistung von mehr als 1.2 Mio km Geringere Instandhaltungskosten über die Lebensdauer der Fahrzeuge im Vergleich zu vergleichbaren Dieselbussen 10
Trolleybusse der VBZ Doppelgelenktrolleybus lightram3 Hersteller Carosserie Hess AG, 600V Elektrik: Vossloh KIEPE GmbH Fahrzeugausführung 4-achsiger DGT in 100% Niederflurtechnik Länge 24.7 m, Breite 2.55 m, Höhe 3.44 m, Einstiegshöhe ca. 330 mm Transportkapazität (maximal) 212 Personen (60+1 Sitzplätze, 152 Stehplätze) Notfahr-Aggregat 75 kw elektrisch (Traktionsbatterie in Li-Ionen-Technologie) Gelenktrolleybus Swisstrolley4 Hersteller Carosserie Hess AG und Vossloh KIEPE GmbH Fahrzeugausführung 3-achsiger GT in 100% Niederflurtechnik Länge 18.7 m, Breite 2.55 m, Höhe 3.45 m Transportkapazität (maximal) 150 Personen (44+1 Sitzplätze, 106 Stehplätze) Notfahr-Aggregat 75 kw elektrisch (Traktionsbatterie in Li-Ionen-Technologie) 11
Zukunft Trolleybus in Zürich Antriebstechnologie wird in naher Zukunft seine Berechtigung auf Linien mit anspruchsvoller Topographie sowie hohen Verkehrsströmen behalten, insbesondere im Zusammenhang mit steigenden Gefässgrössen (Doppelgelenktrolleybus) VBZ wollen mit der Umsetzung der Trolleybusstrategie als Teilstrategie der übergeordneten Liniennetzstrategie züri-linie 2030 zwei weitere Linien (Linien 69 und 80) elektrifizieren und somit die Attraktivität und Nachhaltigkeit des ÖPNV in Zürich weiter erhöhen Zur Bewertung der technischen, ökonomischen und ökologischen Aspekte des Einsatzes verschiedener Antriebstechnologien wurde für diese beiden Linien eine Systemanalyse durchgeführt Es werden dabei in einer ersten Realisierungsstufe 21 Gelenkautobusse mit einer Jahresfahrleistung von 60 000 km mit sämtlichen benötigten Infrastrukturkosten der Betrachtung zugrundegelegt 12
Energie- und Umweltbetrachtung Primär-/Endenergiebedarf / Energy Demand Energy Demand [kwh/year] Energy Demand [kwh/pass.-km] Vergleich Energiebedarf nach Antriebssystem 12000000 10000000 8000000 6000000 4000000 2000000 0 (Diesel) (Erdgas) (Biogas) (Trolleybus) Endenergiebedarf 7'298'256 9'487'733 9'487'733 2'772'000 Primärenergiebedarf 8'908'200 11'100'600 4'271'400 3'376'800 Vergleich Energiebedarf nach Antriebssystem 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 (Diesel) (Erdgas) (Biogas) (Trolleybus) Endenergiebedarf 0.29 0.38 0.38 0.11 Primärenergiebedarf 0.35 0.44 0.17 0.13 Geringster Primärenergiebedarf und damit wesentlichster Beitrag zur 2 000 Watt-Gesellschaft ist bei einer Umstellung auf Trolleybus erreichbar Einsparpotential bei Elektrifizierung der beiden Linien ca. 5.5 Mio. kwh Primärenergie im Vergleich zur aktuellen Situation Bei einer Umstellung auf Gasbus ist energetisch nur die auf Biogas vertretbar, bei Erdgas deutlich höherer Energiebedarf als bei aktuellem Betrieb mit Diesel-Gelenkautobussen 13
Energie- und Umweltbetrachtung CO 2 - Emission CO2-Emission [kg/fzkm] CO2-Emission [t/year] 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 (Diesel) (Erdgas) (Biogas) (Trolleybus) CO2-Ausstoss 2.14 2.06 0.39 0.06 Tausende CO 2 -Ausstoss nach Antriebssystem Gelenkautobus Zusammenfassung CO2-Reduktion nach Antriebssystem 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 (Diesel) (Erdgas) (Biogas) (Trolleybus) CO2-Ausstoss 2'688 2'604 483 75.6 CO2-Reduktion - 84 2'205 2'612 Zur Erreichung klimapolitischer Ziele (internationale, nationale und städtische Vorgaben) ist eine Reduktion des Klimagases CO 2 massgebend Die mit Abstand geringsten CO 2 -Emissionen sind bei Umstellung auf Trolleybus realisierbar, Reduktionspotential für CO 2 liegt bei mehr als 2 600 t pro Jahr Bei einer Umstellung auf Gasbus ist der Einsatz von Biogas zu favorisieren, Reduktionspotential ca. 2 200 t Die CO 2 -Emissionen von Erdgas liegen in der Grössenordnung des aktuellen Gelenkautobusbetriebes mit Diesel 14
Energie- und Umweltbetrachtung Partikelmasse (PM)- Emission PM-Emission [g/fzkm] (Diesel) (Erdgas) (Biogas) (Trolleybus) PM-Ausstoss 0.058 0.0301 0.0301 0 PM-Emission [kg/year] Partikelmasse-Ausstoss nach Antriebssystem Gelenkautobus 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 Zusammenfassung Partikelmasse (PM) -Reduktion nach Antriebssystem 80 70 60 50 40 30 20 10 0 (Diesel) (Erdgas) (Biogas) (Trolleybus) PM-Ausstoss 74 42 42 0 PM-Reduktion - 32 32 74 Bei Umstellung der beiden Linien auf Trolleybus würde eine deutliche Reduktion von Partikelmasse- Emissionen in der Grössenordnung von 74 kg pro Jahr erreicht werden Die Umstellung auf Gasbusbetrieb führt ebenfalls zu deutlichen PM-Reduktionen im Vergleich zum Dieselbusbetrieb mit Emissionsstufe Euro 6 Insbesondere die Partikelmasse im urbanen Bereich sollte aber hinsichtlich einer höheren Lebensqualität und Akzeptanz der Bevölkerung nach Möglichkeit ganz vermieden werden 15
Energie- und Umweltbetrachtung Stickstoffoxyd- (NO x )- Emission Nox-Emission [g/fzkm] NOx-Emission [kg/year] 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 (Diesel) (Erdgas) (Biogas) (Trolleybus) NOx-Ausstoss 2.32 3.01 3.01 0 5'000 4'000 3'000 2'000 1'000 0-1'000-2'000 NO x -Ausstoss nach Antriebssystem Gelenkautobus Zusammenfassung NO x -Reduktion nach Antriebssystem (Diesel) (Erdgas) (Biogas) (Trolleybus) Nox-Ausstoss 2'919 3'801 3'801 0 Nox-Reduktion - -882-882 2'919 Bei Umstellung der beiden Linien auf Trolleybus würde eine deutliche Reduktion von NO x -Emissionen erreicht werden, Reduktionspotential bei ca. 3 000 kg pro Jahr Auf Grund der Antriebstechnologie bei Gasbusfahrzeugen ist eine im Vergleich zum bestehenden dieselbasierten Gelenkautobus deutlich höhere Stickstoffoxydemissionen gegeben (negative Einsparung = Mehrausstoss) Durch die Führung der beiden Linien durch innerurbane Zonen ist hinsichtlich Lebensqualität der betroffenen Bevölkerung eine Technologie ohne lokale Emissionen anzustreben 16
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Jährliche Betriebskosten / Annual Operating Costs Annual Operating Costs [CHF] Gesamtkostenvergleich Antriebssysteme, jährliche Betriebskosten (absolut, Stand 2012) 8'000'000 7'000'000 6'000'000 5'000'000 4'000'000 3'000'000 2'000'000 1'000'000 Gesamtbetriebskosten Bussystem in CHF 0 (Diesel) (Erdgas) (Biogas) (Trolleybus) 3'623'818 6'677'872 7'282'241 6'768'493 Kursbetrieb mit Dieselbussen aktuell mit Abstand wirtschaftlichste Variante Jährlichen Betriebskosten für Trolleybussystem liegen in der vergleichbaren Grössenordnung wie Betrieb mit Erdgas Biogaseinsatz vom ökologischen Aspekt sinnvoller als Erdgaseinsatz, aber bei steigender Nachfrage des Treibstoffes zukünftig schwer kalkulierbare Kostenentwicklung (Kostensicherheit!) Aufgrund der aktuell geltenden Rahmenbedingungen haben sich die VBZ für eine Realisierung des Trolleybussystems entschieden 17
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Kompensationskosten CO 2 / Compensation Costs Compensation Costs [CHF] Kostenaufwand je Mindertonne CO 2 nach Antriebssystem Stand Kostenbetrachtung 2012 40'000 35'000 30'000 25'000 20'000 15'000 10'000 5'000 Mass für die wirtschaftliche Nachhaltigkeit eines Antriebssystems ist der finanzielle Mehraufwand in Bezug zur Erreichten CO 2 - Reduktion (Kompensationsaufwand, Referenz Diesel) Förderfähiger Kompensationsaufwand CO 2 je Mindertonne aktuell bei ca. 50 70 CHF Alle betrachteten Varianten sind im Kostenaufwand hoch, die vergleichsweise wirtschaftlichste Variante stellt die Umstellung auf Trolleybus dar Kostenaufwand in CHF je Mindertonne CO2 0 (Erdgas) (Biogas) (Trolleybus) 36'358 1'659 1'204 Eine Umstellung auf Gasbusbetrieb unter Einsatz von Erdgas ist aus wirtschaftlicher und umweltpolitischer Sicht ungeeignet 18
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Zusammenfassung Systemvergleich Aus betrieblicher, energetischer, umweltpolitischer und wirtschaftlicher Sicht ist bei dem Entscheid für eine Umstellung der Linien 69 und 80 klar der Einsatz von Trolleybussen zu favorisieren Bei Trolleybussystem keine lokalen Abgas- und nur geringere Lärmemissionen, deutlich höhere Leistungsfähigkeit sowie betriebliches Entwicklungspotential (Einsatz von Doppelgelenkbus) gegeben Elektrifizierung legt infrastrukturellen Voraussetzungen für mögliche zukünftige technologische Weiterentwicklungen (z.b.: Batteriebuseinsatz) Betrieb mit Gasbussen ist eine technologische Sackgasse (Gefässgrössen und Einsparpotentiale Traktionsenergie) 19
Stand und weitere Entwicklung Bewilligungsverfahren aktuell beim Kanton Zürich in Bearbeitung Testfahrten zur Beurteilung der Streckentauglichkeit der Fahrzeuge auf den beiden Linien haben bereits stattgefunden Dabei wurde eine Distanz von 23 km mit dem batteriebasierten Notfahrsystem absolviert Entscheid für die Realisierung der beiden Linien wird im 2014 erwartet 20
Visionen Busbetrieb VBZ Mittel- bis langfristig Umstellung der Dieselbuslinien auf nachhaltige und ressourcenschonende Technologien geplant Umstellung muss insofern die strategische Ausrichtung forciert wird - in Abhängigkeit vom jeweiligen Stand der Antriebstechnologien sowie den infrastrukturellen Rahmenbedingungen der VBZ erfolgen Wesentliches Augenmerk sämtlicher Entscheide liegt dabei aber auf wirtschaftlich vertretbaren Betriebskosten sowie hohen Fahrzeugverfügbarkeiten Kurzfristig sind Bestrebungen zur Vereinfachung der bestehenden komplexen Tram-/Trolleybus-Traktionsstromanlagen technologisch darstellbar Die VBZ betrachten die neuen Technologien als eine Herausforderung aber auch Chance für die Erbringung zukünftig wirtschaftlicher und nachhaltiger Transportdienstleistungen 21
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 11.12.2013 Präsentation.ppt 22