Batterie versus Brennstoffzelle

Credit: ICB

Über die Systemvorteile verfügbarer alternativer Antriebstechnologien beim städtischen Busunternehmen In-der-City-Bus GmbH (ICB) berichtet Abel Brhan, Projektingenieur für alternative Antriebe.

Das Konzept der Verkehrswende setzt den konsequenten Umstieg auf umweltfreundliche Mobilität voraus. Dazu zählt die Stärkung von ÖPNV-Angeboten – denn Bus und Bahn sind klimaverträgliche Alternativen zum Individualverkehr. Zudem ist der Technologiewechsel auf emissionsfreie Antriebe gefordert. Die gute Nachricht vorweg:

Als E-Pionierin erlebt die ICB die technische Leistungssteigerung im Bereich der alternativen Antriebe von Anfang an mit.
Der Markt entwickelt sich dynamisch, die bisherigen Erfahrungen – im ÖPNV spielen Einsatzzuverlässigkeit und Sicherheit eine tragende Rolle – sind sehr positiv. Und es steckt noch viel Potenzial in diesen alternativen Technologien.

Klimaneutraler Stadtverkehr

Die Stadt Frankfurt verfolgt das Ziel, bis 2030 den kompletten Frankfurter Busverkehr emissionsfrei zu erbringen. Das ist nur möglich, wenn die ICB ihre 215 Fahrzeuge starke Flotte vollständig elektrifiziert – selbstverständlich bei konstanten Verkehrsleistungen für die Fahrgäste. Das erscheint heute durchaus realistisch.
Die ICB ist gewappnet: Ende 2018 hat die ICB die erste Buslinie mit 5 Batteriebussen, 2021 zwei weitere Buslinien mit 11 Batteriebussen elektrifiziert. Parallel arbeitet die ICB an der Integration einer zweiten alternativen Antriebstechnologie, der Brennstoffzellentechnik. Noch im laufenden Jahr sollen 13 Brennstoffzellenbusse in den Stadtverkehr eingesteuert werden. Das erforderliche Know-how im Team wurde aufgebaut.

Frankfurter Mischkonzept

Das Elektrifizierungskonzept der Frankfurter Busflotte sieht die Kombination aus Nachtladung im Depot und Brennstoffzellenbetrieb vor. Die Betriebskosten von Nachtladern sind niedriger. Allerdings fährt ein Batteriebus je
nach Batteriekapazität nur rund 200 Kilometer, bevor er für 4 bis 6 Stunden an der Ladesäule hängt. Zwar nimmt die erzielbare Reichweite durch technische Neuerungen bei E-Bussen immer weiter zu, jedoch steigt bei gleichbleibender Ladeleistung auch die Ladezeit. Brennstoffzellenbusse – sie werden mit Wasserstoff betankt, der dann in der Brennstoffzelle in Strom gewandelt wird – sind zwar weniger energieeffizient, aber sie punkten durch höhere Reichweiten, schnelle Betankung und damit durch flexible Einsetzbarkeit.
Gerade das ist im Tagesgeschäft eines Verkehrsunternehmens ein zentraler Vorteil. Freilich muss für beide Antriebskonzepte eine
neue Infrastruktur aufgebaut werden. Das ist teuer. Und aufwendig. Für die Batteriebusse sind Netzanschlüsse zu erweitern, neue Trafos zu installieren, umfassende Erschließungsarbeiten zu erbringen. Der Bau einer Wasserstofftankstelle ist ebenfalls ein Großprojekt.

Zukunftsvision E-Flottenmanagement

In vollem Umfang werden die Systemvorteile der E-Technologie erst durch ein digitales Flottenbzw. Betriebshofmanagement gehoben. Zwar nutzt die ICB schon heute den Echtzeitzugriff u. a. auf Ladezustand, Verbrauchsdaten und Restreichweiten und plant den Buseinsatz situationsbezogen, um das Leistungsvolumen der Batteriebusse auszuschöpfen. In Zukunft aber
wird diese digitale Monitoring-Lösung fahrzeugseitig ausgebaut. Zudem sollen zukünftig durch die Implementierung eines intelligenten Last- und Lademanagementsystems in Verbindung mit einem Betriebshofmanagementsystem die Lasten intelligent und dynamisch gesteuert werden, indem Fahrzeuge zeitlich versetzt oder mit reduzierter Leistung bedarfsgerecht laden. Somit können teure Spitzenlasten und damit Kosten für den Netzanschluss deutlich gesenkt werden. Ein Monitoring auf der Infrastrukturseite, das Ladevorgänge und Kosten immer im Blick behält, bringt Übersicht und sorgt für Flexibilität in den Betriebsabläufen.