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Chancen der Elektromobilität im öffentlichen Personennahverkehr
10. Deutscher Nahverkehrstag / Koblenz
Prof. Dr. O. Türk, Dipl.-Ing. (FH) J. Schied, Dipl.-Ing. (FH) J. Walter, Cand. M. Sc. B. Helsper
Die Transferstelle Bingen
Gründung 1989
An-Institut der Fachhochschule Bingen
Themenschwerpunkte: Beratung zu regenerativen Energiesystemen, rationeller Energienutzung, nachhaltige Mobilität, nachwachsende Rohstoffe und Ressourceneffizienz
Heutige wissenschaftliche Leitung:Prof. Dr. Ralf Simon, Stellvertretung Prof. Dr. Oliver Türk
Die TSB ist integriert in das Institut für Innovation, Transfer & Beratung gGmbH (ITB gGmbH), das die Projekte kaufmännisch abwickelt
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Daten & Fakten TSB
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20 fest angestellte Ingenieure + 20 freie Mitarbeiter (Studierende) + 5 Professoren
Bundesweite Projekte mit Schwerpunkt RLP
1,7 Mio. Euro Umsatz im Jahr
Ca. 130 Energie- und Nachhaltigkeitsprojekte jährlich
9 Fachtagungen zu unterschiedlichen Energiethemen
1.800 Besucher auf den Fachtagungen in 2012
Leistungen der TSB im Bereich des ÖPNV mit Schwerpunkt E-Busse
• Lokalisierung von geeigneten Strecken innerhalb einer Region
• Bewertung einzelner Strecken (Länge, Höhenprofile)
• Übertragung von bereits gewonnenen Erkenntnissen auf andere Strecken
• Auswertung von CAN-Bus-Daten des Herstellers
• Netzwerk im Bereich
• Bushersteller• Batteriekonzepte • Batterieforschung
• Bewertung Einflüsse der Nebenverbraucher in einem Fahrzeug
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Leistungen der TSB im Bereich des ÖPNV mit Schwerpunkt E-Busse
• Erstellen und Vergleich von Energie- und Emissionsbilanzen der eingesetzten Fahrzeuge
• Erstellen von Wirtschaftlichkeitsberechnungen
5
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
konv. Dieselbus E‐Bus 1 E‐Bus 2 E‐Bus 3
Kosten
[€/a]
Kostenvergleich zwischen den untersuchten Bussen
Kapitalkosten ohne Fördermittel Verbrauchskosten sonstige Betriebskosten
These:
Elektromobilität beginnt am sinnvollsten dortwo die Fahrzeuge berechenbare Strecken zurücklegen – wenn die Reichweite für diese Strecken ausreicht.
Dies ist vor allem im ÖPNV gegeben.
Der ÖPNV ist damit der logische Ansatzpunkt, um mit der Umsetzung der Elektromobilität zu beginnen.
7 Geobasisdaten, Landesamt für Vermessung & Geobasisinformation RLP
Vorstudie Elektrobusse in Bingen:Cobus 2500e auf der Buslinie 604
10 x 13,5 km+ An- und Abfahrt:ca. 170 Tageskilometer10 Min. Wendezeit
Vorstudie Elektrobusse:Contrac Cobus – Cobus 2500e
Produktinformation Cobus 2500e
Vorstudie Elektrobusse:Contrac Cobus – Cobus 2500e
http://www.swr.de/odysso/imgruenenrp/elektrobus-auf-testfahrt-bingen-will-e-mobilitaet-voranbringen/-/id=10728412/did=8831838/nid=10728412/ylum6i/index.html
• Akkumulatoren: Li-Fe-Phosphat 150 kWhel, Batteriegewicht: 1,5 t
• Garantie auf die Batterie: 5 Jahre
• Elektromotor: 100 kWel Dauerleistung, 150 kWel Maximale Leistung
• Reichweite: 120 – 160 km
• Verbrauch: deutlich unter 1 kWh / km (Hersteller)1,2 kWh (Test Bingen)
• On-Board Ladegerät (230 V): 3 x 3,2 kWel Ladeleistung, 7 Stunden Ladezeit
• Externes Ladegerät (500 V): 62,5 kWel Ladeleistung, 3 Stunden Ladezeit
• 23 Sitzplätze und 42 Stehplätze
• Räumliche Trennung zwischen Fahrer und Fahrgästen
• Preis: ca. 450.000 €, Verschiedene Modelle möglich
Vorstudie Elektrobusse:Contrac Cobus – Cobus 2500e
Produktinformation Cobus 2500e
Vorstudie: Testfahrt Cobus 2500e
i.e. ca. 11% der Kapazität von 150 kWh für 13,5 km, damit ca. 1,2 kWh/km
Vorstudie: Testfahrt Cobus 2500e Rekuperation, Fahrt 2
Vorstudie: Testfahrt Cobus 2500ehoher Energieverbrauch in der Innenstadt
Vorstudie: Testfahrt Cobus 2500ehoher Energieverbrauch in der Innenstadt
• „Winterbetrieb“• Keine induktive Ladung durchgeführt, damit:• Nach Tagesstrecke kann Betriebshof nicht
mehr erreicht werden
Vorstudie: ReichweitensimulationCobus 2500e, Variante 3b
Anforderungsprofil Stadtwerke
Anforderungen der Stadtwerke an einen Linienbus
Niederflurtechnik mit Klappe für Rollstuhlfahrer
Kneeling-Funktion
Reichweite: 170 km
Fahrzeuglänge: 12 m
Platzangebot: 90 Fahrgäste (mit 34 bis 36 Sitzplätzen)
Temperierung Sommer: Klimaanlage Busfahrerplatz
Temperierung Winter: Heizung Fahrgastraum (ca. 17 °C)
Fahrschein: Erwerb eines gültigen Ticket im Bus
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Machbarkeitsstudie:EBus – Bingen am Rhein
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Solaris Urbino electric
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Hersteller Solaris
Herkunft PolenModell Urbino electric 12Max. Anzahl Sitzplätze 23-34
Batteriekapazität [kWhel] 210
Reichweite [km] 150
Marktverfügbarkeit ja
Länge [m] 128,9
Leergewicht [kg] Abhängig von kWh
Preis [€] 650.000
Info Solaris. (2013). Urbino electric. Infobroschüre.
http://roter-renner.de/uploads/pics/sor_ebn_105city.jpg
VDL Citea electric
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http://www.omnibusrevue.de/weltpremiere-vdl-citea-electric-1247822.html
Hersteller VDL
Herkunft NiederlandeModell Citea electricAnzahl Fahrgäste
Batteriekapazität [kWhel]
Reichweite [km]
Marktverfügbarkeit
Länge [m] 12
Leergewicht [kg] 11.560
Preis [€]
Info http://www.vdlbuscoach.com/Home.aspx
AMZ CS12E
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Hersteller AMZ (Midea)
Herkunft PolenModell CS12EMax. Anzahl Sitzplätze 31
Batteriekapazität [kWhel] 230
Reichweite [km] 220
Marktverfügbarkeit ja
Länge [m] 1210
Leergewicht [kg] k. A. (10 m = 11.500 kg)
Preis [€] 500.000
Info AMZ. (2013). Präsentation Herr Riess 08.10.2013
Präsentation Herr Riess 08.10.2013
EBE Blue City Bus
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Hersteller EBE
Herkunft DeutschlandModell Blue City BusMax. Anzahl Sitzplätze 28
Batteriekapazität [kWhel] 240
Reichweite [km] 180 -200
Marktverfügbarkeit ja
Länge [m] 1210
Leergewicht [kg] 12.000
Preis [€] 485.000
Info InfobroschüreEBE Blue City Bus
Infobroschüre EBE Blue City Bus
Eurabus 1.0
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Hersteller Tewoo(Euracom Group)
Herkunft DeutschlandModell EurabusMax. Anzahl Sitzplätze 42
Batteriekapazität [kWhel] 242
Reichweite [km] 180
Marktverfügbarkeit Nein (Prototyp)
Länge [m] 11,48
Leergewicht [kg] 11.800
Info http://eurabus.com/
http://www.autobild.de/artikel/elektro-linienbus-3475288.html
Eurabus 2.0
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Hersteller Tewoo(Euracom Group)
Herkunft China / DeutschlandModell Eurabus 2.0Max. Anzahl Sitzplätze 39
Batteriekapazität [kWhel] 214, 242, 318
Reichweite [km] 200, 230, 285
Marktverfügbarkeit ja
Länge [m] 11,98
Leergewicht [kg] 12.500
Preis [€] 425.000 – 450.000
Info Euracom. (op). Präsentation Eurabus2.0.
Quelle: Präsentation Eurabus 2.0
Testbetrieb Eurabus 1.0
24 Geobasisdaten, Landesamt für Vermessung & Geobasisinformation RLP
Testbetrieb Eurabus 1.0
19.12.2014:• Testfahrt auf der Linie 604• Test musste auf der 9 (12) Runde abgebrochen werden (Restladung 10 % / 25 %)
20.12.2014:
• Geschwindigkeitsmessung (2 x ca. 95 km/h auf der B 9)
• reguläre Strecke der Line 604 (einen Umlauf)
• Strecke vom FH-Campus in Büdesheim zum Bergwerk in Waldalgesheim (Höhendifferenz von 244 m)
25 Geobasisdaten, Landesamt für Vermessung & Geobasisinformation RLP
Testergebnisse Eurabus 1.0
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Energiebilanz Elektrobusse
42.000
40.000
51.000
33.000
‐ 50.000 100.000 150.000 200.000
konv.Dieselbus
Solaris:Urbino electric 12
Euracom:Eurabus 2.0
AMZ:CS12E
Effektive Endenergie [kWh Hi ,el / a] Endenergiebedarf [kWh Hi ,el / a]
162.000
51.000
49.000
65.000
Theoretischer Endenergiebedarf ohne Abwärme‐ und Reibungsverluste [kWhHi,el / a]
Sekundärenergieverbrauch [kWhHi, el / a]
Jahresenergieverbrauch der untersuchten Busse auf der Linie 604
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CO2e - Bilanz
51
29
36
25
0,5 0,6 3
0
10
20
30
40
50
60
konv.Dieselbus
Solaris:Urbino electric
12
Euracom:Eurabus 2.0
AMZ:CS12E
Solaris:Urbino electric
12
Euracom:Eurabus 2.0
AMZ:CS12E
t CO2e
/ a
CO2e Bilanzierung mit verschiedenen Energieträgern
Deutscher Strommix Windpark (Onshore)Dieselkraftstoff
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Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
90.000
100.000
110.000
40.000 80.000 120.000 160.000 200.000 240.000 280.000
Jahreskosten
[€/a]
eingeworbene Fördermittel für E‐Bus [€invest.]
Vergleich Jahreskosten in Abhängigkeit eingeworbener Fördermittel für einen E‐Bus
Solaris:Urbino electric 12
Euracom:Eurabus 2.0
AMZ:CS12E
konv. Dieselbus
210.000
150.000
29
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
32.000
71.000
39.00050.000
18.100
7.600
9.700
7.0007.300
10.300
8.000
8.800
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
konv. Dieselbus Solaris:Urbino electric 12
Euracom:Eurabus 2.0
AMZ:CS12E
Kosten
[€/a]
Kostenvergleich zwischen den untersuchten Bussen (mit 150.000 € Fördermitteln)
Kapitalkosten mit Fördermitteln Verbrauchskosten sonstige Betriebskosten
30
Bewertung
012345678910
Jahreskosten ohneFördermittel (1)
CO2e‐EmissionenWindpark (0,5)
Energiebedarf (0,5)Reichweite (1)
max. Sitzplätze (1)
Solaris: Urbino electric 12 Euracom: Eurabus 2.0 AMZ: CS12E
Technische Eigenschaften der untersuchten Elektrobusse
10 Punkte = BestwertIn Klammern Wichtung
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Zwischenbewertung
Solaris:
• zu teuer, Reichweite nicht ausreichend, um Linie 604 zu bedienen
AMZ: • bei den Kriterien Reichweite und Energiebedarf die besten Ergebnisse (zu
beachten: lediglich Herstellerangaben)
Eurabus:• Beste Ergebnisse bei Wirtschaftlichkeit und Sitzplatzangebot
(basierend auf Testfahrt am 19.12.2013)• Empfehlung für Eurabus 2.0 mit Batterie 318 kWhel
• Test mit Prototyp (1.0), Serienfahrzeug (2.0) soll aufgrund eines verbesserten Antriebssystems noch 10 % effektiver sein
• Anschaffung des Eurabus 2.0 grundsätzlich möglich wenn dieser die Linie 604 bedienen kann
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Aktuelle Entwicklung EBE Blue City Bus
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Aktuelle Entwicklung EBE Blue City Bus
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• Importeur für AMZ bietet jetzt neues Fahrzeug an
• Fahrzeug getestet in Bingen:o VDL Chassis,o Ziehl-Abegg-Radnabenmotor,o zwei verschiedene Batteriesysteme chinesischer Herstellero Heizung Webasto mit Diesel oder Biodieselo Batterie: 108 kWh (mit Diesel-Range-Extender), empfohlen 240 kWho Kosten: 480.000 € (netto)
• Leasing des Fahrzeugs und der Batterien möglich (Leasing-Gesellschaft)
• Kauf mit Batterie-Garantie möglich, vorläufiges Konzept: Gesetzliche Garantie 24 Monate, dann innerhalb der ersten 6 - 7 Jahre Rücknahme mit Gutschrift zwischen 20 und 25 % des Batteriepreises.
Testergebnisse EBE Blue City Bus
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Aktuelle Entwicklung Eurabus
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• Euracom hat für den Eurabus 2.0 einen Angebots-Entwurf vorgelegt, der für den aktuellen Stand im Markt sehr weitreichend ist
• Kosten Eurabus 2.0: 450.000 € (netto) mit der 314 kWh-Batterie
• Diese 314 kWh-Batterie wird empfohlen für die Linie 604 mit Heizungs- und Klimaanlageneinsatz auf batterieelektrischer Basis
• Eurabus garantiert, dass das Fahrzeug den gewünschten Betrieb auf der Linie 604 mit der 314 kWh-Batterie schafft, ansonsten Rücknahme des Fahrzeugs und Vergütung aller Kosten
• Garantie für die Batterie: 2000 Ladezyklen, d.h. ca. 8 Jahre. Danach sollte das Fahrzeug abgeschrieben sein.
Fazit Elektrobus im ÖPNV
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Der ÖPNV ist durch die Vorhersagbarkeit der Fahrstrecken der sinnvollste Ansatz zur Einführung von Elektromobilität
Durch die Entwicklungen der letzten Jahre insbesondere bei Batteriekapazitäten können Buslinien im Stadtverkehr heute von Elektrobussen ohne Zwischenladung bedient werden. Insoweit ist die Aufgabe technisch gelöst.
Die Kosten des Elektrobusses sind deutlich höher als die des konventionellen Busses mit Dieselantrieb (Differenz ca. 200.000 €).
Ohne Fördermittel liegen die Amortisationszeiten oberhalb der betriebswirtschaftlichen Abschreibedauer der Fahrzeuge.
Emissionsarmut (Abgase, Feinstaub und Lärm) ist ein Mehrwert, der schwer monetär zu bewerten ist (Situation der Anwohner!)
Erste Hersteller bieten Garantien (Batterie), die einen risikoarmen Betrieb von Elektrobussen für die Dauer von bis acht Jahren ermöglichen.
Danksagung
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• Frau Staatsministerin Eveline Lemke und dem Ministerium für Wirtschaft, Klimaschutz, Energie und Landesplanung Rheinland-Pfalz für die finanzielle Unterstützung.
Bingen, den 26.02.2014 www.tsb-energie.de
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Danksagung
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• Frau Staatsministerin Eveline Lemke und dem Ministerium für Wirtschaft, Klimaschutz, Energie und Landesplanung Rheinland-Pfalz für die finanzielle Unterstützung.
• Hr. Dr. Kaufmann, Abteilungsleiter Verkehr und Straßen, und Hr. Gerhard Harmeling, stellv. Abteilungsleiter Verkehr und Straßen, aus dem Ministerium des Inneren, für Sport und Infrastruktur für die Unterstützung unserer Mobilitätsprojekte.
• Hr. Dieter Birkholz, Werksleiter Stadtwerke Bingen, und Hr. Michael Hanne, Beigeordneter der Stadt Bingen, für die Unterstützung der Elektrobus-Projekte.
• Hr. Friedbert Belzer, Stadtwerke Bingen, für geduldige Testfahrten.
• Dem Elektrobus-Projektteam der Transferstelle Bingen (Hr. Dipl.-Ing. (FH) Joachim Walter, Hr. Dipl.-Ing. (FH) Jochen Schied, Hr. cand. M.Sc. Björn Helsper, Hr. Thorsten Goschler, B.Sc., Fr. Yvonne Mark, B.Sc., Hr. Daniel Junker, B.Sc.) für eine exzellente Zusammenarbeit.
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Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit
TSB - Mit Energie für Effizienz und Umwelt
Kontakt
Prof. Dr. Oliver Türk (06721) 98 [email protected]
Björn Helsper Cand. M. Sc.(06721) 98 [email protected]
Dipl.-Ing. Jochen Schied(06721) 98 [email protected]
Transferstelle BingenBerlinstraße 107a55411 Bingen
www.tsb-energie.de
