Elektrobusse – erfolgreich umsteigen auf saubere Fahrzeuge

“Clean Vehicles Directive” (CVD)

Mit der “Clean Vehicles Directive” (CVD) wurde 2019 vom Europäischen Parlament eine Richtlinie verabschiedet, die Behörden und Verkehrsbetreibern verbindliche Ziele für die Beschaffung von sauberen, energieeffizienten Fahrzeugen (z. B. Elektrobusse) vorgibt. Damit soll der bisher konventionell angetriebene ÖPNV durch emissionsarme und emissionsfreie Fahrzeuge nach und nach ersetzt werden. Deutschlandweit sind im öffentlichen Nahverkehr 22.000 dieselbetriebene Busse im Einsatz, die bis zu 20 Prozent des Schadstoffausstoßes in Städten ausmachen. Die Richtlinie gibt vor, dass bis 2025 alle abgeschlossenen öffentlichen Aufträge für Neuanschaffungen mindestens 45 Prozent alternative Antriebe aufweisen sollen, die Hälfte davon emissionsfrei. Ab 2026 gilt sogar eine Quote von 65 %. Neben Deutschland haben auch Luxemburg, Schweden, Dänemark, das Vereinigte Königreich, die Niederlande, Österreich, Belgien, Spanien, Irland, Zypern und Malta den Vorgaben aus Brüssel zugestimmt. Für die anderen EU-Länder gelten niedriger angesetzte Quoten.

E-Bus ≠ Bus

Bei der Umsetzung der EU-Vorgabe spielt Elektromobilität eine wichtige Rolle. Da sich der Betrieb mit Elektrobussen stark vom traditionellen öffentlichen Nahverkehr unterscheidet, stehen ÖPNV-Betreiber jetzt vor zahlreichen Fragestellungen: Welches System soll eingesetzt werden – Batterie, Hybrid oder Oberleitung? Welche Fahrzeuge eignen sich im Hinblick auf Reichweite, Kapazität und Ladedauer am besten? Mit wie vielen Fahrzeugen kann das Angebot bedient werden? Wie muss die Ladeinfrastruktur aussehen, damit die Elektrobusse effizient betankt werden können? Und welchen Einfluss haben die Ladestationen auf das Liniennetz?

„Eine der größten Herausforderungen ist sicherlich die geringere Reichweite von Batterien im Vergleich zu Dieselmotoren. Häufig genügt die Kapazität einer Elektrobus-Batterie nicht für einen kompletten Betriebstag. Außerdem ist die Ladezeit deutlich länger als die Dauer eines gewöhnlichen Tankvorgangs“, weiß Sebastian Sielemann, PTV- Experte auf diesem Gebiet. „Aus diesem Grund ist eine intelligente, gut geplante Ladestrategie so wichtig.“

Um einen Betrieb nach Fahrplan zu ermöglichen, fassen die ÖV-Betreiber die einzelnen Fahrten zu Ketten, den so genannten Umläufen, zusammen. So können die Fahrten jeder Kette von einem Fahrzeug erbracht werden. Damit in diesen Umläufen die Reichweite der E-Busse nicht überschritten wird, müssen zahlreiche Faktoren miteinbezogen werden. So verbraucht das Elektrofahrzeug nicht nur beim Fahren Energie, sondern auch beim Heizen oder bei der Nutzung des Scheibenwischers. Zudem reichen die Pausenzeiten am Ende einer Kette (an der Endhaltestelle) meist nicht für ausreichendes Nachladen aus oder die Ladinfrastruktur ist am aktuellen Standort nicht vorhanden.

Ladestrategien: wie machen es andere?

All diese Faktoren, der Zeitbedarf sowie die Kosten müssen in die Überlegungen zur geeigneten Ladestrategie miteinfließen. Dabei gibt es unterschiedliche Ansätze. Um das historische Stadtbild zu erhalten, entschieden sich die Verantwortlichen in Paris für das so genannte „Overnight Charging“ entschieden. Dabei werden Elektrobusse nur im Depot über Nacht geladen. So kommt die Stadt ohne zusätzliche Infrastruktur in den Straßen aus (externe Ladestationen und Oberleitungen). Diese Fahrzeuge sind mit einer großen Reichweite, d.h. mit Batterien mit hoher Kapazität, ausgestattet. Die Verkehrsbetriebe Zürich entschieden sich für die Option „In Motion Charging“. Das heißt die E-Busse laden nicht nur im Depot, sondern auch während der Fahrt über die Oberleitungen – und das bei kleiner Batteriekapazität. Am Amsterdamer Flughafen Schiphol fiel die Wahl auf die Strategie des „Opportunity Charging“. Die 100 E-Busse werden an Endhaltestellen mit 450 kW in 12 Minuten an Schnellladesäulen im laufenden Betrieb wieder „aufgetankt“. Damit legen sie 500 Kilometer pro Tag, sieben Tage die Woche, zurück.

„Es gibt keine allgemein gültige Lösung für eine intelligente Ladestrategie bei Elektrobussen. Sie ist von den jeweiligen Gegebenheiten abhängig und muss individuell betrachtet werden“, so Sebastian Sielemann. „Für die ÖV-Betreiber geht es um eine große Investition für die Zukunft, die gut geplant werden muss. Mit Hilfe von Was-wäre-wenn-Szenarien in Simulationen mit PTV-Software können die verschiedenen Fragestellungen bereits in der Planungsphase genau analysiert, modelliert und getestet werden.“

Das Release PTV Visum 2020 enthält jetzt eine neue Funktion zur Planung von Elektrobusflotten, die Sie beim Umstieg auf energieeffiziente Fahrzeuge unterstützt.