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Energie
Verkehr
Das Elektrobus-System ist ein öffentliches Verkehrssystem, das ausschließlich mit Elektrobussen betrieben wird. Elektrobusse bieten ökologische Vorteile, da sie keine lokalen Emissionen verursachen. Außerdem sind sie aufgrund ihrer längeren Lebensdauer und der geringeren Betriebskosten finanziell vorteilhaft.
Erschwingliche und saubere Energie
Industrie, Innovation und Infrastruktur
Nachhaltige Städte und Gemeinden
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Beschreibung
In Europa sind heute 25% aller Treibhausgasemissionen (THG) mit dem Verkehr verbunden, wobei Busse 8% zu den Gesamtemissionen beitragen. Daher bietet die Einführung von Verkehrssystemen wie Elektrobussystemen eine Lösung zur Verringerung der Emissionen bei gleichzeitiger Verbesserung der Verkehrs- und Lebensqualität(UITP, 2019).
Das Elektrobussystem ist ein öffentliches Verkehrssystem, das ausschließlich mit Elektrobussen betrieben wird. Wie jedes öffentliche Verkehrssystem kann es Fahrkartenverkauf, Kundeninformation und ein Überwachungssystem umfassen. Außerdem ist es wichtig, dass die Elektrobusse aufgeladen werden können. Aufgrund des Ladevorgangs wird ein Managementsystem für den Betrieb, die Planung der Reichweite und die Routenoptimierung noch wichtiger als bei herkömmlichen Bussystemen (siehe auch SCIS).
Zu lösende Probleme
Schlechte Luftqualität
Hohe Kosten
Lärm
Mangelnder Komfort
Im Vergleich zu herkömmlichen Motoren sind elektrische Bussysteme lokal emissionsfrei. Außerdem wird beim Fahren weniger Lärm erzeugt. Obwohl die Anschaffungskosten für Elektrobusse höher sein können, können die Gesamtkosten von Elektrobussystemen je nach Nutzung niedriger sein als die anderer Systeme.
Vorteile
Der Nutzen zeigt greifbar, wie die Umsetzung einer Lösung die Stadt oder den Ort verbessern kann.
Das Hauptziel des Elektrobussystems ist es, die lokale Luftverschmutzung in den Städten zu reduzieren. Darüber hinaus erzielt die Lösung die unten aufgeführten Vorteile. Während einige Vorteile bereits mit einer grundlegenden Implementierung der Lösung erfüllt werden können, hängt die Erfüllung der potenziellen Vorteile von den Funktionen ab, die in einem bestimmten Projekt implementiert werden.
Wichtigste Vorteile
Reduzierung des Verbrauchs von Fossilien
Förderung von nachhaltigem Verhalten
Potenzielle Vorteile
Reduzierung der Treibhausgasemissionen
Reduzierung der lokalen Luftverschmutzung
Förderung nachhaltiger privater Verkehrsmodelle
Funktionen
Funktionen helfen Ihnen zu verstehen, was die Produkte für Sie tun können und welche Ihnen helfen werden, Ihre Ziele zu erreichen.
Jede Lösung hat mindestens eine Hauptfunktion, die zum Erreichen des grundlegenden Zwecks der Lösung erforderlich ist, und mehrere Zusatzfunktionen, die hinzugefügt werden können, um zusätzliche Vorteile zu bieten.
Hauptfunktionen
Umzug Passagier mit dem Bus
Öffentliche Verkehrsmittel
Bezahlen Busdienst
Digitale Option für die Bezahlung
Aufladen Elektrobusse
Bereitstellung von Ladestationen
Zusatzfunktionen
Überwachung Bussystem
Verwaltung der Optime-Funktionalität
Informieren Fahrgäste über das Bussystem
Kommunizieren Sie Vorteile und Technologie
Varianten
Eine Variante ist im Allgemeinen etwas, das sich von anderen ähnlichen Dingen leicht unterscheidet. Im Zusammenhang mit Lösungen sind Varianten verschiedene Optionen oder möglicherweise Teilbereiche/Abzweigungen, mit denen die Lösung umgesetzt werden kann, z.B. verschiedene technologische Optionen.
Abgesehen von Bussystemen, die nicht ausschließlich mit Strom betrieben werden (Hybridsysteme), gibt es drei Hauptvarianten für Elektrobussysteme (batteriebetrieben mit Nachtaufladung, Gelegenheitsladung oder Busse mit Brennstoffzelle). Darüber hinaus kann es weitere Unterscheidungen geben, je nach Ladesystem (Plug-in-Laden, Andocken), Batterietypen (z.B. Lithium-Ionen-Technologie (LFP, NCM/NCA, Li-Titanat)) usw.
Die Batterie des Busses wird einmal am Tag aufgeladen - in der Regel nachts an den Ladestationen im Betriebshof. Diese Busse sind für kürzere Tagesstrecken (ca. 100-200km) geeignet.
Diese Busse haben eine kleinere Batterie, die gelegentlich aufgeladen wird - meist an der letzten Haltestelle jeder Route. Sie können auf langen Tagesstrecken eingesetzt werden (ca. 300 km). Wegen des Ladevorgangs brauchen sie normalerweise länger an der letzten Haltestelle und benötigen nahe gelegene Umspannwerke. Neue Technologien erhöhen die Effizienz solcher Ladevorgänge, z.B. Schnellladung oder Rückgewinnung von Pausenenergie (z.B. 1MW-Ladegeräte mit bereits vorhandenen 400kW-Ladegeräten).
Der Bus erzeugt die Energie für den elektrischen Antrieb mit seiner eigenen Brennstoffzelle und Wasserstoff, der in einem Tank mitgeführt wird. Das System eignet sich für lange Tagesstrecken. Auf dem Betriebshof wird eine Wasserstoff-Infrastruktur benötigt.
Für welche unterstützenden Faktoren und Merkmale einer Stadt ist diese Lösung geeignet? Welche Faktoren würden die Umsetzung erleichtern?
Je nach Variante werden zusätzliche Infrastrukturen wie Ladestationen oder Wasserstoffinfrastruktur benötigt.
Die Effizienz und die Notwendigkeit von Elektrobussystemen sind an Restriktionen gebunden, die auf städtischer oder höherer politischer Ebene umgesetzt werden. Es wird erwartet, dass Elektrobussysteme in Zukunft durch nationale und internationale Politik und Finanzierung unterstützt werden.
Im Allgemeinen werden Emissionsvorschriften zuerst im Bussektor eingeführt, bevor die Vorschriften für Autos eingeführt werden. Daher wird erwartet, dass ein Dieselfahrverbot in städtischen Gebieten zuerst für Busse eingeführt wird.
Die Verordnung (EU) 2019/1242 legt CO2-Emissionsstandards für schwere Nutzfahrzeuge fest. Ab 2025 müssen die Hersteller die Emissionen im Vergleich zum EU-Durchschnitt im Referenzzeitraum (1. Juli 2019 - 30. Juni 2020) um 15% senken. Ab 2030 muss eine Reduzierung um 30% erfolgen.
Ein starkes Energienetz, das zum Laden der Elektrobusse genutzt werden kann, vereinfacht die Umsetzung dieser Lösung.
Es wird empfohlen, in nachhaltige und lokale Energieerzeugung zu investieren, um die Energiekosten zu senken und den Umweltnutzen des Elektrobus-Systems zu erhöhen.
Ein lokales intelligentes Stromnetz unterstützt den Lastausgleich.
Regierungsinitiativen
Welche Anstrengungen und Maßnahmen unternehmen die lokalen/nationalen öffentlichen Verwaltungen, um diese Lösung zu fördern und zu unterstützen?
Die EU investiert 2,2 Milliarden Euro in 140 wichtige Verkehrsprojekte, zu denen auch Elektrobusprojekte gehören. Die Projekte werden durch die Fazilität "Connecting Europe" (CEF) unterstützt und sind Teil der Bemühungen, den europäischen Green Deal zu erfüllen.
Die meisten E-Busse, die derzeit in Betrieb sind, werden von lokalen Regierungen als Teil eines Pilotprojekts unterstützt. In Deutschland gibt es ein Förderprogramm namens "Anschaffung von Elektrobussen im öffentlichen Personennahverkehr", das den Kauf oder das Leasing von Bussen mit Elektro- oder Hybridantrieb unterstützt. Die gesamte nationale Förderung beläuft sich auf 650 Millionen Euro.
Welche Interessengruppen müssen bei der Planung und Umsetzung dieser Lösung berücksichtigt werden (und wie)?
Interessenvertreter für elektrische Bussysteme (BABLE, 2021)
Marktpotenzial
Wie groß ist der potenzielle Markt für diese Lösung? Gibt es EU-Ziele, die die Umsetzung unterstützen? Wie hat sich der Markt im Laufe der Zeit und in letzter Zeit entwickelt?
Im Jahr 2019 gab es in Europa und den Vereinigten Staaten etwa 3.000 Elektrobusse, was nur 1% aller Busse entspricht. Für die nächsten Jahre wird jedoch ein schnelles Wachstum vorhergesagt, das in hohem Maße durch gesetzliche Vorschriften und Regierungsinitiativen angetrieben wird. Städte wie Paris, Moskau oder Berlin planen, in den kommenden Jahren Hunderte von neuen Elektrobussen zu kaufen.
Die Zahl der Elektrobusse in Deutschland hat sich seit 2009 enorm entwickelt und Prognosen sagen für die Zukunft einen weiteren Anstieg der Elektrobusse voraus.
Entwicklung der Elektrobusse in Deutschland seit 2009 (PwC, 2020)
Kostenstruktur
Diehohen Investitionskosten von Elektrobussen im Vergleich zu herkömmlichen (Diesel-)Bussen können durch niedrigere Betriebskosten und eine längere Lebensdauer ausgeglichen werden (z.B. Bild Proterra). Einige Betreiber erzeugen ihre eigene regenerative Energie für die Busse. Die Rentabilität von E-Bussen wird zunehmen, sobald es strengere Emissionsvorschriften oder sogar Dieselfahrverbote in städtischen Gebieten gibt. Es wird erwartet, dass in den nächsten Jahren in verschiedenen europäischen Städten Beschränkungen eingeführt werden.
Beispiel Proterra
Die Grafik zeigt die Rentabilität des Betriebs von Elektrobussen im Vergleich zu anderen Bussen über eine Lebensdauer von zehn Jahren. Die Daten stammen aus den Herstellerangaben von Proterra, einem der drei Hersteller von Elektrobussen (Stand März 2017), die Busse in großem Maßstab anbieten. Nach dieser Berechnung sind Elektrobusse trotz höherer Investitionskosten günstiger, da die Kosten für Kraftstoff und Wartung im Vergleich zu herkömmlichen Bussen viel niedriger sind.
Diese Berechnung berücksichtigt nicht die Infrastruktur der benötigten Ladestationen, die oft die eigentliche Herausforderung darstellt. Je nach Technologie kann die Infrastruktur ein Vielfaches der Implementierungskosten für die Busse kosten. Das Ausschreibungsverfahren sollte für einen wirtschaftlichen Aufbau der Infrastruktur geeignet sein. Eine Lösung könnte darin bestehen, dass die Gemeinde die Infrastruktur bereitstellt und die Busbetreiber nur die Busse liefern.
Rechtliche Anforderungen
Einschlägige gesetzliche Richtlinien auf EU- und nationaler Ebene.
Richtlinie 2009/33/EG: Richtlinie über saubere Kraftfahrzeuge: Richtlinie zur Förderung sauberer und energieeffizienter Fahrzeuge(EUR-Lex, 2021)
Verordnung (EU) Nr. 582/2011 : Aktualisierung der Richtlinie (EG) Nr. 595/2009 über die Emissionen von schweren Nutzfahrzeugen (EUR-Lex, 2021)
VO(EG) 595/2009: über die Typgenehmigung von schweren Nutzfahrzeugen (EUR-Lex, 2021)
UN-R49 Verordnung: über Maßnahmen gegen Emissionen von Motoren für den Verkehr(EUR-Lex, 2021)
2007/46/EG: Vorschriften über Busse im Allgemeinen(EUR-Lex, 2021)
UN-R100: Sicherheitsvorschriften für Elektrofahrzeuge(EUR-Lex, 2021)
Richtlinie zur Förderung der Anschaffung von Elektrobussen im öffentlichen Personennahverkehr, des deutschen Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit(beck-online, 2021)
Die Entwicklung dieser Lösung wurde mit EU-Mitteln unterstützt.
Anwendungsfälle
Sehen Sie sich Beispiele für die Umsetzung dieser Lösung in der Praxis an.
Energie
Verkehr
CNG-betriebene Busse in der Stadt Tartu
Mit dem Ziel, bis 2019 100% der Busse des öffentlichen Nahverkehrs in Tartu mit Biogas zu betreiben, hat die Stadt 60 neue Biogasbusse für das öffentliche Verkehrsnetz gekauft.
Einführung von elektrischen öffentlichen Verkehrsmitteln
Die Stadt Turku hat neue Elektrobusse in die Flotte des öffentlichen Nahverkehrs aufgenommen, um das Ziel zu erreichen, bis 2029 CO2-neutral zu werden.
Elektro- und Hybridbusse für den öffentlichen Nahverkehr
Mindestens sechs neue Elektrobusse wurden in die bestehende Busflotte Madrids aufgenommen und werden unter realen Bedingungen im Living Lab der Stadt getestet. Das Hauptziel ist es, eine saubere Busflotte in Gegenden einzusetzen, in denen es keine hochwertigen öffentlichen Verkehrsmittel gibt.
Firmenfahrzeuge auf Abruf als flexible und nachhaltige Alternative zum Firmenwagen
Dank der Digitalisierung und Optimierung sind insgesamt 14 barrierefreie Fahrzeuge erfolgreich zwischen den Standorten Bonn, Darmstadt und Frankfurt im Einsatz. Seitdem bietet der Werksverkehr den Beschäftigten der Telekom eine flexible und nachhaltige Alternative zum Dienstwagen.
Autonome Shuttles und die Nutzung von Solarenergie in den Straßen von Lamia, Griechenland
Dieses Projekt war Teil des Horizon2020-Projekts FABULOS, an dem Auve Tech zusammen mit dem Mobile Civitatem Consortium teilnahm. Trotz der Abriegelung des Landes aufgrund der COVID-19-Pandemie legten unsere autonomen, elektrischen Shuttles insgesamt 1.930 km zurück und bedienten 399 Endnutzer.
Autonomer Shuttle, der den Flughafen, das Einkaufszentrum und Ülemiste City in Tallinn verbindet
Ein autonomer, elektrischer Shuttlebus verbindet die viel besuchte Stadt Ülemiste mit dem internationalen Flughafen Tallinn und dem Einkaufszentrum Ülemiste, indem er das bestehende öffentliche Verkehrsnetz erweitert.
Das Ladesystem für Busse umfasst 5 Stromabnehmer-Schnellladegeräte (350 kW) und 6 GB/T-Kabel-Ladegeräte (120 kW). Pohjolan Liikenne betreibt in dem Gebiet 20 Elektrobusse und lädt diese im Ladesystem auf. Der gesamte Strom wird aus erneuerbaren Quellen erzeugt.
Die derzeitige EU-Verordnung über die Emissionen von Autos ist die strengste weltweit. Zusammen mit weiteren Einschränkungen können die Grenzwerte nicht mehr nur mit konventionellen Autos eingehalten werden. Eine alternative Technologie, die die lokalen Emissionen reduziert, sind Elektrofahrzeuge.
Carsharing-Systeme ermöglichen es den Kunden, verschiedene Fahrzeuge zu nutzen, ohne dass sie jedes Fahrzeug besitzen müssen. Es gibt verschiedene Arten von Carsharing-Systemen auf dem Markt. Sie unterscheiden sich unter anderem durch die Art des geteilten Fahrzeugs, wie Carsharing, Bike-Sharing, Scooter-Sharing oder Elektrofahrzeug-Sharing.
Ein Bike-Sharing-System stellt einer Gemeinschaft eine gemeinsame Fahrradflotte zur Verfügung. Der einzelne Nutzer muss also kein eigenes Fahrrad besitzen, sondern kann die Flotte flexibel nutzen.
Die Elektrifizierung von Flotten integriert Elektrofahrzeuge (EVs) in Unternehmen und Städte und reduziert die verkehrsbedingten CO2-Emissionen. Je nach den Merkmalen der Flotte und ihrer Nutzer sind verschiedene Optionen für die Elektrifizierung am vorteilhaftesten.
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