Elektrobus an Haltestelle
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26.02.2018 Kurzinformation 615 0

Die Elektrifizierung des ÖPNV geht voran

2014 verpflichtete sich die Bundesregierung mit dem Klimaschutzplan 2020 zur Minderung von bis zu 10 Mio. Tonnen Treibhausgasemissionen im Verkehrssektor. Einer der größten Treiber hierbei: Die Umstellung auf Elektromobilität – vor allem im viel genutzten ÖPNV. Deshalb arbeiten VDE|DKE und Projektpartner an einer europaweiten Norm zur Ladeinfrastruktur für E-Busse – und ebnen damit der breiten Anwendung den Weg.

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Alexander Nollau

Ihre Entschlossenheit das Aktionsprogramm Klimaschutz 2020 und den Klimaschutzplan 2050 zu verwirklichen, hat die deutsche Regierung beim Pariser Klimaabkommen 2015 von Neuem bekräftigt. Parallel erließ die europäische Kommission im Mandat M/533 einen Auftrag: Europaweit sollen Normen für die Infrastruktur alternativer Kraftstoffe ausgearbeitet werden. Ziel dabei: Ein ressourcenschonendes Europa voranzutreiben und die globale Erderwärmung zu begrenzen. VDE|DKE hat diesen Auftrag angenommen und erarbeitet derzeit passende Normen und Standards für die Ladeinfrastrukturen bei Elektrobussen.

Elektromobilität ist längst bereit für eine reibungslose Integration

Statistiken des Internationalen Verbands für öffentliches Verkehrswesen (UITP) zeigen, dass insgesamt 79 % der europäischen, innerstädtischen Busse mit Diesel, weitere 10 % mit Biodiesel betrieben werden. In naher Zukunft sollen bis zu 41,5 der innerstädtischen Busse durch E-Busse ersetzt werden. Ziel ist der ganzheitliche Umstieg auf alternative Kraftstoffe. Bis dahin ist der Weg noch weit: Oft wird die Elektromobilität noch als unpraktisch und schwer integrierbar eingestuft, vor allem wegen des langsamen Ladens im Vergleich zum klassischen Auftanken.

Fakt ist aber: Die Elektromobilität ist längst bereit für eine erfolgreiche Integration in unser Verkehrsnetz. Städte wie Barcelona, Stockholm oder Shenzhen beweisen uns: Elektrofahrzeuge lassen sich sehr gut in den innerstädtischen Verkehr integrieren. Hamburg will schon 2020 die komplette Busflotte auf E-Busse umstellen und Shenzhen in China hat bereits alle kommunalen Busse durch E-Busse ersetzt. Was noch fehlt ist die einheitliche, europaweite Norm. In vielen nationalen und europäischen Projekten werden dabei unter­schiedliche Elektrobustypen mit verschiedenen Antriebstechnologien auf ihre Alltagstauglichkeit im Linienverkehr getestet:

  • Schnellladung (fast charging): Köln, Münster, Düsseldorf, Berlin;
  • Übernachtladung (overnight charging): Bonn, Bremen;
  • induktive Ladung (inductive charging): Berlin, Mannheim, Braunschweig;
  • Plug-in-Hybrid: Hamburg, Flensburg, München.

Damit ein Wildwuchs in den verschiedenen Ladeinfrastrukturen und ein einheitlicher E-Busmarkt in Europa aufgebaut werden kann, setzt sich die EU-Kommission mit dem Mandat dafür aktiv ein. Dabei gab es bereits zahlreiche innovative Entwicklungen und Pilotprojekte, die auf der Suche nach einer optimaler Lösungen waren. Sowohl die Bundesregierung, als auch die Europäische Union förderten in den letzten Jahren systematisch Projekte wie ZeEUS, eBusCS oder EmoStar2k. Sie stärkten zudem die Entwicklung von Elektrobussen mit Zuschüssen von 13,5 Millionen Euro, die sobald wie möglich die aktuellen Busflotten in Europa ersetzen sollen. Gleichzeitig investierten Institutionen und Initiativprojekte von Universitäten, um zu einer Lösung beizutragen.

Wie kann eine E-Bus geladen werden?

Elektrobus an Ladestation

Pantographsystem für das Opportunity Charging

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Ein E-Bus kann prinzipiell in zwei Szenarien geladen werden:

  • Opportunity Charging (spontanes Laden)
  • Depot Charging (Laden im Betriebshof)

Des Weiteren ist es möglich, diese Lademöglichkeiten kabelgebunden oder kabellos aufzubauen.

Als effizienteste Technik durchgesetzt hat sich dabei das Conductive kabelgebundene Opportunity Charging, – eine Ladeinfrastruktur für Elektrobusse, bei der vorteilhafte Situationen , wie z. B. Bushalte, Endstationen, Ampelphasen, zum Laden bedarfsgerecht genutzt werden. Die Vorteile gegenüber Trolleybussen oder reinem Depot Charging über Nacht:

  • reduziertes Gewicht des Fahrzeugs
  • effizienter Energietransfer
  • geringerer Kostenaufwand

Die Verbindung zwischen dem E-Bus und der Ladeinfrastruktur wird dabei über einen sogenannten Pantographen hergestellt. Mit hochleistungsfähigen Lithium-Ionen-Batterien ist das Laden der Batterie beispielsweise bei Pausenzeiten des Busses an der Endhaltestelle möglich, ohne den Fahrplan zu verzögern. Zudem lassen sich solche Batterien auf den doppelten Streckenverlauf auslegen; fällt eine der Ladestationen aus, wird die andere noch erreicht.

In den vielen Projekten zeichnet sich bereits jetzt eine Fülle an Möglichkeiten für das kabelgebundenen Opportunity Charging ab. An dieser Stelle setzt VDE|DKE an und arbeitet mit Hochdruck an der Umsetzung des Mandat M/533 zur Ausgestaltung einer einheitlichen Ladeinfrastruktur.

Für den Bereich des Depot Charging hat das aus dem Fahrzeugbereich bekannte CCS – System (Combined Charging System mit dem Combo 2 Stecker) sich als Lösung etabliert.

VDE|DKE für Europa – Eine einheitliche Norm für die breite Anwendung

Emissionsfreier Verkehr in Europa – Grafik
DKE

Um mit den unterschiedlichen Projektpartnern die Ergebnisse der Pilotprojekte auszuwerten und in der neuen, europaweiten Norm auf einen Nenner zu bringen, hat VDE|DKE das Expertenteam DKE/AK 353.0.10 – Laden von Elektrobussen gegründet.

Um die neue Technik in das bestehende Netz zu integrieren, optimiert das Team einerseits die bestehenden Normen Anpassung der Norm für Laden mit höheren Ladeleistungen und Anpassung der Norm für elektrische Sicherheit im Fahrzeug. Andererseits wird eine Norm für die Pantograph-Systeme der Elektrobusse formuliert. Angesichts der hohen Leistungen und automatisierten Vorgänge stehen Effizienz und Sicherheit besonders im Vordergrund, genauso wie das das Easy-to-use-Kriterium.

VDE|DKE hat bei der Erarbeitung der angehenden Norm aber nicht nur die Busflotten ins Auge gefasst. Der ÖPNV bietet weitaus mehr Potenzial zur standardisierten Integration von E-Mobility, als E-Busse allein. VDE|DKE will zusätzlich Taxis und Geschäftsfahrzeuge in die Normung mit  einbeziehen. Im deutschen, innerstädtischen Verkehr sind 60 % des Verkehrs Gewerbefahrzeuge und durch eine interoperable Umstellung auf elektrische Antriebe mit einer gemeinsamen Ladeinfrastruktur, lässt sich somit ein Großteil der CO2-Emissionen einsparen.

Mit der Formulierung der Norm nimmt VDE|DKE den Herstellern und Anwendern die teure Entwicklung  eigener Lösungen ab und baut damit Handelsbarrieren für E-Mobility auf EU-Ebene ab. Auch Betreiber können davon profitieren, da für sie eine Investitionssicherheit geboten wird.

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