Busse unter Strom

Die Zukunft des elektrifizierten Stadtbusses ist bereits angebrochen. Und sie werden mittelfristig im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) Busse mit klassischen Verbrennungsmotoren ersetzen. Die EU setzt sich mit der Clean-Vehicle-Direktive das Ziel, dass bis Ende 2025 mindestens 45 Prozent der neu zugelassenen Stadtbusse mit alternativen Antrieben ausgerüstet sind. Bis zum Jahr 2030 soll die Quote auf 65 Prozent wachsen. Dazu zählen dann allerdings nicht nur elektrisch angetriebene oder mit einer Brennstoffzelle ausgerüstete Fahrzeuge, sondern auch Antriebe mit Biokraftstoffen oder Flüssiggas. Im städtischen Einsatz können heutige Batteriebusse auf rund ein Drittel der bestehenden Busverbindungen eingesetzt werden. 80 Prozent der deutschen Fuhrunternehmen erwarten eine durchgehende Reichweite von 250 Kilometer und mehr. Die nächste Generation soll über 300 Kilometer am Stück erreichen. Lange galt die Kombination aus schwerem Nutzfahrzeug wie dem Bus und einem E-Motor als unvereinbar. Doch Linienbusse absolvieren die immer gleichen Strecken: Haltestellen, Fahrzeit, Topografie sind bekannt.

Diese Planungssicherheit hat den Markt für batterieelektrische Linienbusse beschleunigt. Und das Ziel der „Zero Emission“ im Straßenverkehr ist gerade für Städte ein wichtiges Thema. Mit Elektrobussen kann ein erheblicher Beitrag zum Klimaschutz, zur Luftreinhaltung und zum Lärmschutz geleistet werden. Davon profitiert nicht nur die Umwelt, sondern Radfahrer, Fußgänger und Anwohner gleichermaßen. So verkehren heute bereits in vielen Städten und Kommunen Elektrobusse. Der Verband Deutscher Verkehrsunternehmen (VDV) hat eine interaktive Karte publiziert, die eine Übersicht zu aktuellen Projekten und Linieneinsätzen von Elektrobussen im Bundesgebiet gibt.

Der Markthochlauf bei den E-Bussen gewinnt weiter an Schwung. Nach Schätzungen des VDV wird die Zahl der E-Busse in hiesigen Städten von derzeit 400 bis Ende 2020 auf rund 1.000 steigen. Allein in Deutschland fördert die EU öffentliche Verkehrsbetriebe und Busunternehmen bis 2021 mit 650 Millionen Euro. Die Unternehmensberatung SCI geht in einer aktuellen Analyse davon aus, dass der Markt in Europa bis 2030 um 40 Prozent zunimmt. Europaweit sind laut verschiedener Schätzungen zufolge 3.500 bis 4.000 Elektrobusse inklusive Hybride unterwegs. Mit rund 600.000 bis 700.000 Euro ist ein E-Bus in der Neuanschaffung jedoch mehr als doppelt so teuer wie ein entsprechendes Dieselfahrzeug mit neuestem Diesel-Euro-VI-Motor. Hinzu kommen Um- und Neubaukosten für Betriebshöfe, Tankstellen, Netzanschlüsse und Werkstätten sowie steigende Personalkosten. Da die Reichweiten von E-Bussen vorerst geringer als beim Diesel sein werden, benötigen Anbieter mehr Fahrzeuge und Fahrer, um das Linienangebot aufrechtzuerhalten.

In Europa produzieren über ein Dutzend Hersteller Elektrobusse, darunter Volvo und Daimler Buses seit 2019 mit dem eCitaro von Mercedes-Benz, die polnische Firma Solaris sowie die deutschen Mittelständler Sileo und Eurabus. Mit MAN und Scania versucht auch die VW-Nutzfahrzeugtochter Traton Anschluss gewinnen. In diesem Jahr sollen die ersten elektrischen Serien-Stadtbusse ausgeliefert werden. Marktführer ist die niederländische VDL. In Holland gibt es mit über 700 Einheiten die meisten Elektrobussen in einem europäischen Land. Während Europa versucht aufzuholen, ist das leise Summen eines Elektrobusses in China längst ein bekanntes Geräusch an der Haltestelle. Antreiber dieser Entwicklung sind die weltweit führenden Hersteller Yutong und BYD (Built Your Dreams), die stark nach Europa expandieren, allerdings immer wieder negativ mit Qualitätsproblemen auffallen. Im Hintergrund agiert zudem der chinesische Staat.

Es ist ein offenes Geheimnis, dass Peking heimische Anbieter mit vielen Milliarden Euro subventioniert und dadurch den Ausbau erst möglich gemacht hat. Allein in der Millionenmetropole Shenzhen fahren im öffentlichen Nahverkehr alle 17.000 Busse rein elektrisch. Insgesamt sind über 420.000 E-Busse auf chinesischen Straßen unterwegs. Das macht inzwischen mehr als 95 Prozent aller gefahrenen Busse mit elektrischem Antrieb aus – weltweit. Laut einem Bericht von Bloomberg New Energy Finance spart die Flotte täglich 270.000 Barrel Diesel ein. Das ist Bloomberg zufolge mehr als das Dreifache des Volumens, das durch sämtliche Elektroautos eingespart wird. Die Elektrifizierung der chinesischen Busflotten hat aber auch Schattenseiten: Ein Großteil des Stromes kommt nach wie vor aus Kohlekraftwerken.

In Deutschland sind rund 40.000 Busse im Personennahverkehr unterwegs. Die meisten werden mit Diesel betrieben und die Lebensdauer beträgt durchschnittlich zwölf Jahre. Kommunen können im Kampf um saubere Innenstadtluft die Busse aber nicht einfach gegen einen Elektrobus mit emissionsfreiem Antrieb tauschen. Die Kosten für den Umstieg wären für sie kaum zu stemmen. Eine Lösung liegt darin, die Busse mit Verbrennungsmotor auf deutschen Straßen auf emissionsfreie E-Antriebe umzurüsten. Das Nachrüstkonzept e-troFit der gleichnamigen Firma beinhaltet neben einer Elektroantriebsachse von ZF, aktuelle Batterietechnik für eine Reichweite von 260 Kilometer und die komplexe Umrüstung der Steuerungselektronik. Der Umbau dauert lediglich 4 Wochen, für einen neuen E-Bus müssen Verkehrsunternehmen bis zu 18 Monate Lieferzeit einplanen.

Die Stadt Hamburg möchte den öffentlichen Nahverkehr bis zum Jahr 2030 elektrifizieren. Dafür sind jedoch nicht nur guter Wille und Geld nötig. Für einen zuverlässigen Regelbetrieb muss auch die Infrastruktur geschaffen werden Denn dann besteht bei den Verkehrsbetrieben Hamburg-Holstein GmbH (VHH) ein geschätzter Leistungsbedarf von rund 31 Megawatt täglich. Der Strom wird insbesondere nachts benötigt, denn die Elektrobusse sollen in einer sogenannten Übernachtladung betankt werden. Auf diese Art bezieht der Busbetrieb genau zu den Zeiten erneuerbare Energie, in denen überschüssige Windenergie vorhanden ist. Strom, der bislang nicht ins Netz eingespeist werden konnte, findet so eine optimale Anwendung.

Für den Einsatz während der Tour hat ABB hat ein Schnellladesystem für Busse entwickelt. Bei der TOSA-Lösung (Trolleybus Optimisation Système Alimentation) kommt der Bus an einer Haltestelle zum Stehen. Automatisch richtet sich ein beweglicher Ladearm auf dem Dach des Busses auf und verbindet sich mit dem Kontakt der Ladestation. Während die Fahrgäste ein- und aussteigen, werden die Onboard-Batterien binnen 20 Sekunden mit 600 Kilowatt nachgeladen, so dass der Bus genügend Energie für die Weiterfahrt bis zur nächsten Ladestation hat. Vollständig aufgeladen werden die Bordbatterien dann in maximal fünf Minuten an den Endhaltestellen. Im französischen Nantes und in Genf ist TOSA bereits erfolgreich im Alltagsbetrieb. Das induktive Ladesystem Primove von Bombardier dagegen hebt sich automatisch an die Empfangsspule im Wagenboden. Die Ladestation überträgt die Energie dann über ein Magnetfeld und sorgt für Energienachschub. Erste Testprojekte verliefen jedoch nicht erfolgreich. Wie beim Elektroauto werden auch beim Elektrobus manche Anbieter und Ideen wieder von der Bildfläche verschwinden.