Elektrisches Bussystem

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

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.

Stadtkontext

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.

(Europäische Kommission, 2020)

Unterstützende Faktoren

1. Ein starkes Energienetz, das zum Laden der Elektrobusse genutzt werden kann, vereinfacht die Umsetzung dieser Lösung.
2. Es wird empfohlen, in nachhaltige und lokale Energieerzeugung zu investieren, um die Energiekosten zu senken und den Umweltnutzen des Elektrobus-Systems zu erhöhen.
3. Ein lokales intelligentes Stromnetz unterstützt den Lastausgleich.

Regierungsinitiativen

• 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.

(electrive.net, 2020, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, 2020, Europäische Kommission, 2020)

Stakeholder Mapping

Interessenvertreter für elektrische Bussysteme (BABLE, 2021)

Marktpotenzial

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.

Weltweite kommunale E-Bus-Flotte (Consultancy.eu & Bloomberg, 2020)

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.

Vergleich der Gesamtbetriebskosten (Proterra, 2021)

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

• 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)
• RL 2001/85/EG(EUR-Lex, 2021) und UN-R66 (EUR-Lex, 2021): Sicherheitsvorschriften für Busse
• 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)