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Elektromobilität hat jetzt auch Gummiräder

Tramnews Ausgabe 97/2021

Vor dem Hintergrund der Clean Vehicle Direktive der EU und der aktuellen Beschlusslage des Bundestages zur nationalen Umsetzung ist klar – der Elektrobus wird in großem Umfang Einzug in den betrieblichen Einsatz finden. Ein Hauptkritikpunkt dabei ist der sogenannte CO2-Rucksack des Fahrzeugs, der im Vergleich zum Dieselbus aus der energieaufwändigen Batterieherstellung resultiert. Aktuelle Projekte bieten hierauf Antworten. Wie VAB die ÜSTRA Hannoversche Verkehrsbetriebe AG bei der Einführung von Elektrobussen unterstützt und wie die ÜSTRA die Nachhaltigkeit verbessert, beschreibt dieser Artikel.

Ein kurzer Blick in die Historie lässt schnell klar werden, Elektromobilität gehört seit seinen Anfängen zum ÖPNV. Seit der Eröffnung der ersten elektrischen Straßenbahnlinie in Deutschland im Jahr 1881 in Berlin ist diese Antriebsart Herz- und Kernstück für die Hochleistungsverbindungen der Personenbeförderung in Straßenbahn-, U-Bahn und S-Bahn-Verkehren weltweit.

Erste Elektrobusse mit Batterien als Energiespeicher waren in Berlin ab 1899 im Einsatz. Vereinzelte Anwendungen gab es in Deutschland seit den 1950er-Jahren immer wieder, unter anderem mit einem MAN Typ 750 HO, der in den 1970ern in Düsseldorf und Mönchengladbach zum Serieneinsatz kam.

Aus Exoten wird die Regel

Seit Mitte der 2010er-Jahre hat das Thema Elektrobus im ÖPNV deutlich Fahrt aufgenommen. Mit der Unterzeichnung des Klimaabkommens von Paris 2015 und der daraus resultierenden Verpflichtung zur Reduzierung des CO2-Austoßes wurden auch für den Verkehrssek-tor Ziele formuliert, die eine Antriebswende erforderlich machen. Ein lokal emissionsfreier ÖPNV, der mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben wird, leistet einen wesentlichen Beitrag zur Klimaneutralität. Die im Mai 2021 durch den Bundestag beschlossene Umsetzung der EU Clean Vehicle Richtlinie (CVD) setzt bezüglich der Fahrzeugbeschaffung hier den Rahmen.

Mit der Einführung von Elektrobussen entstehen in den Depots neue Aufgaben und Prozesse im Zusammenhang mit Energiebereitstellung und Laden. Vorrangig zu betrachten sind dabei:

  • die zur Verfügung stehende Anschlussleistung des Energieversorgers am Betriebshof für das Laden von Elektrobussen
  • dies ist nicht gleichzusetzen mit der gesamten Anschlussleistung, da bereits heute Energie für den Betrieb der Gebäude, Werkstatt, IT, Fahrzeugpflege und weiteres benötigt wird.
  • die zum Laden benötigte Standzeit der Fahrzeuge
  • diese Standzeit muss nicht notwendigerweise in einem Stück in der Nacht liegen.
  • die Länge und der zu erwartende Energiebedarf der mit dem Elektrobus zu erbringenden Umläufe,
  • die verbaute und zu ladende Batteriekapazität der Busse und
  • die Eigenschaften der installierten (oder zu installierenden) Ladeinfrastruktur.

Zusätzlich zu den bereits langjährig etablierten Funktionalitäten greift überall hier das Betriebshofmanagement System VABdepot ein und unterstützt das Verkehrsunternehmen bei:

  • der Einsatzdisposition der Fahrzeuge entsprechend ihrer Eigenschaften,
  • der Überwachung und im weiteren Verlauf bei der Steuerung, der Ladevorgänge zur Sicherstellung der Einsatzbereitschaft,
  • der Bereitstellung eines Dashboard zur intuitiven Visualisierung der Ladeprozesse und
  • der Protokollierung der Ladevorgänge.

Die ÜSTRA hat eine klare Unternehmensstrategie zur Erbringung eines CO2-freien ÖPNV in der niedersächsischen Landeshauptstadt Hannover. Dies ist auch mit Elektrobussen möglich, da ÜSTRA bereits seit 2015 Strom aus erneuerbaren Energiequellen bezieht. 

Als langjähriger Partner für das Betriebshofmanagement (BMS) wurde VAB bereits 2020 mit der Erweiterung des BMS um die Elektrobusspezifischen Eigenschaften beauftragt. Nach Beauftragung der EvoBus GmbH zur Lieferung von 50 Elektrobussen vom Typ eCitaro und dem Aufbau einer entsprechenden Ladeinfrastruktur realisiert VAB deren Anbindung. Eine Erweiterung dieser Ladeüberwachung um ein vollwertiges Lademanagementsystem (LMS) ist der nächste Schritt.

Nachhaltigkeit der Elektromobilität hört aber nicht mit dem Energiebezug aus erneuerbaren Quellen auf, sondern will und muss weiter gedacht werden. Insbesondere das Thema des sogenannten CO2-Rucksacks aus der Batterieproduktion ist ein häufig zu hörender Kritikpunkt.

An dieser Stelle setzt das Projekt GUW+ an: Dabei dienen ausgediente Antriebsbatterien aus dem eCitaro in einer Second-Life-Anwendung als Energiespeicher. Dieser Puffer speichert die im Stadtbahnbetrieb anfallende Rekuperationsenergie zur effizienten Nutzung. So ermöglicht dieser den Ausgleich von Lastspitzen, einen Weiterbetrieb bei Netzausfällen sowie die Versorgung der öffentlichen Ladeinfrastruktur. Der Pilotspeicher verfügt über eine Kapazität von rund 500 kWh und besteht aus rund 20 Batteriesystemen, die zuvor über tausende Kilometer im eCitaro für Erprobungsfahrten eingesetzt wurden. 

Elektromobilität kann einen Beitrag zur Erreichung der Pariser Klimaziele und zur Verbesserung der Eigenwirtschaftlichkeit der Verkehrsbetriebe leisten. Das Thema der Sektorenkopplung bietet für viele kommunale Verkehrsunternehmen mit Stadtwerken im Unternehmensverbund die Chance, einen überdurchschnitt­lichen Beitrag zur Energie-­ und Verkehrswende zu leisten.

Der Aufbau entsprechender stationärer Batteriespeicher aus Second-Life-Anwendungen der Verkehrsbetriebe ermöglicht es der Energiesparte, Schwankungen in der Stromproduktion aus erneuerbaren Energien auszugleichen, die Versorgung zu sichern und die Netze stabil zu betreiben.

Für die Verkehrsbetriebe ergeben sich neue Möglichkeiten, den Strombezug vom Strombedarf zu entkoppeln und größere Mengen Energie zu Niedriglast- und Niedrigpreiszeiten zu beziehen. Dies reduziert die Kosten und erhöht die Flexibilität beim Laden der Fahrzeuge, da die Gefahr unerwarteter Abnahmespitzen die die Kosten treiben, eliminiert wird. Heben wir nun den Blick und nehmen das Thema elektrisch und autonom mit in die Betrachtung, kann der ÖPNV der Zukunft klimaneutral, wirtschaftlich und kunden- / bedarfsorientiert organisiert werden.