Der Oberbürgermeister
Vorlage
Federführende Dienststelle:
Fachbereich Stadtentwicklung und Verkehrsanlagen
Beteiligte Dienststelle/n:
Vorlage-Nr:
Status:
AZ:
Datum:
Verfasser:
FB 61/0256/WP17
öffentlich
24.08.2015
Dez. III / FB 61/300
Elektromobiler ÖPNV - Vorstellung der Ergebnisse
Systemuntersuchung des Fraunhofer Instituts Beratungsfolge:
TOP:__
Datum
Gremium
Kompetenz
10.09.2015
MA
Entscheidung
Beschlussvorschlag:
Der Mobilitätsausschuss nimmt den Bericht des Gutachters und der Verwaltung zustimmend zur
Kenntnis. Er beauftragt die Verwaltung und die ASEAG, das Szenario Batteriebusse mit
Schnellladung an Endhaltestellen weiter zu verfolgen. Hierzu soll bis zum Jahresende ein konkretes
Umsetzungskonzept von Stadt und ASEAG erarbeitet werden in dem neben den technischen
Fragestellungen auch ein Konzept zur Sicherung der Fahrplanstabilität auf den in Frage kommenden
Linien sowie ein umfassendes Finanzierungskonzept enthalten sein soll.
Vorlage FB 61/0256/WP17 der Stadt Aachen
Ausdruck vom: 31.08.2015
Seite: 1/6
finanzielle Auswirkungen *
Investive
Ansatz
Auswirkungen
2015
Fortgeschriebener Ansatz
Fortgeschriebe-
Ansatz
ner Ansatz
2016 ff.
2015
Gesamt-
Gesamtbedarf (alt)
2016 ff.
bedarf
(neu)
Einzahlungen
0
0
0
0
0
0
Auszahlungen
0
0
0
0
0
0
Ergebnis
0
0
0
0
0
0
+ Verbesserung /
0
0
Deckung ist gegeben/ keine
Deckung ist gegeben/ keine
ausreichende Deckung
ausreichende Deckung
vorhanden
vorhanden
- Verschlechterung
konsumtive
Ansatz
Auswirkungen
2015
Ertrag
Fortgeschriebener Ansatz
Fortgeschriebe-
Ansatz
ner Ansatz
2016 ff.
2015
2016 ff.
Folgekos-
Folgekos-
ten (alt)
ten (neu)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Abschreibungen
0
0
0
0
0
0
Ergebnis
0
0
0
0
0
0
Personal-/
Sachaufwand
+ Verbesserung /
0
0
Deckung ist gegeben/ keine
Deckung ist gegeben/ keine
ausreichende Deckung
ausreichende Deckung
vorhanden
vorhanden
- Verschlechterung
* Laut Auskunft der Fachverwaltung entstehen bei der Erarbeitung des Umsetzungskonzeptes keine
finanziellen Auswirkungen.
Vorlage FB 61/0256/WP17 der Stadt Aachen
Ausdruck vom: 31.08.2015
Seite: 2/6
Erläuterungen:
Anlass
Die Stadt Aachen beabsichtigt, den ÖPNV mittelfristig von konventionellen Dieselantrieben auf
elektrische Antriebe umzurüsten. Ziel ist, die Schadstoff- und Treibhausgas-Emissionen zu reduzieren
sowie den Lärmpegel in der Stadt zu senken. In der Anfang 2014 von allen im Stadtrat vertretenen
Parteien verabschiedeten Vision im Rahmen der Verkehrsentwicklungsplanung wird der Förderung
der Elektromobilität eine besonders hohe Bedeutung beigemessen:
“Aachen ist ein europäisches Kompetenzzentrum für Elektromobilität. Die Verkehrsmittel in Aachen
sollen vollständig ohne fossile Kraftstoffe auskommen. Die benötigte Energie wird klimaneutral
hergestellt - soweit möglich in der Region Aachen selber. Es wird angestrebt, das 2011 von der EU
formulierte Ziel, dass 2050 in Stadtgebieten alle PKW lokal emissionsfrei fahren, in Aachen bereits
früher zu erreichen."
Basierend auf diesem politischen Bekenntnis arbeiten derzeit zahlreiche Akteure daran, sinnvolle und
finanziell machbare Lösungen auch für den ÖPNV in Aachen zu entwickeln.
Im November 2014 hat der Mobilitätsausschuss der Stadt Aachen die Verwaltung einstimmig
beauftragt, eine Systemuntersuchung für den Elektromobilen ÖPNV in Aachen zu vergeben.
Nach einer Ausschreibung wurde im März 2015 das Fraunhofer Institut für Verkehrs- und
Infrastruktursysteme IVI in Dresden mit der Durchführung dieser Systemuntersuchung beauftragt.
Der Auftragnehmer wurde während der Bearbeitung der Systemuntersuchung von einer Arbeitsgruppe
aus verschiedenen Fachdienststellen der Stadtverwaltung sowie Vertretern der ASEAG und der
STAWAG unterstützt.
Die Ergebnisse der Systemuntersuchung werden in der Sitzung vom Gutachter, Herrn Dr. Knote,
vorgestellt.
Aufgabenstellung und Herangehensweise
Gegenstand der durchgeführten Studie ist eine systematische Untersuchung der Möglichkeiten zur
Umstellung des Busbetriebs in der Stadt Aachen auf vollelektrische Antriebe. Dabei wurden für
ausgewählte Linien basierend auf dem Ist-Zustand
die technische Machbarkeit
die Auswirkungen der Umstellung auf die lokale Umwelt sowie das Klima und
vergleichend die Kosten
eines Elektrobusbetriebs dargestellt und bewertet.
In Abstimmung zwischen Stadt Aachen, ASEAG und Auftragnehmer wurden insgesamt 32 Buslinien
in Aachen für die Untersuchung ausgewählt, bei denen eine Umstellung auf Elektrobusbetrieb die
größte Entlastungswirkung auf das Stadtgebiet erwarten ließ.
Vorlage FB 61/0256/WP17 der Stadt Aachen
Ausdruck vom: 31.08.2015
Seite: 3/6
In einem ersten Schritt wurden die Linien nach dem Prinzip der Grobrasterung analysiert, bei der
anhand der Umlaufplanung und vorgegebenen Energieverbrauchswerten pro Kilometer eine
vereinfachte Energiebilanzrechnung vorgenommen wurde. Darauf aufbauend wurden drei Linien
mittels Fahrzeugsimulation vertiefend untersucht.
Linien, die für eine Umstellung auf elektrischen Busbetrieb besonders geeignet sind und auf denen mit
wenig Infrastrukturaufwand eine hohe Jahresfahrleistung „elektrifiziert“ werden könnte, wurden
anschließend hinsichtlich Nachhaltigkeit sowie Umwelt- und Klimaauswirkungen bewertet.
Abschließend wurden vom Gutachter verschiedene Einführungsstrategiegen vorgeschlagen und die
damit verbundenen Einführungskosten aufgeführt.
Ergebnisse und Einführungsstrategien
Batteriebusse – Stand der Technik
Trotz enormer Fortschritte in der Entwicklung der Batterietechnologien sind Batteriebusse derzeit
hinsichtlich ihrer Reichweite eingeschränkt. Hieraus folgt, dass Batteriebusse nur mit Umlaufplänen
mit geringer bis mittlerer Fahrweite eingesetzt werden können bzw. die Batteriespeicher im laufenden
Betrieb nachgeladen werden müssen. Für den Betrieb mit Batteriebussen sind mehrere
Nachladestrategien möglich, die für die vorliegende Systemuntersuchung betrachtet wurden:
1. Eine Nachladeregime, bei dem die elektrische Energie nur während der Betriebspausen (i.d.R.
nachts) auf dem Betriebshof nachgeladen wird,
2. das Nachladen sowohl im Betriebshof als auch an den Endhaltestellen bzw. an Haltestellen
mit längerer Wartezeit
3. das Nachladen auf dem Betriebshof, an den Endhaltestellen sowie an Unterwegshaltestellen.
Grobrasterung
Als erstes Ergebnis der zu Beginn des Projektes durchgeführten Grobrasterung ist festzuhalten, dass
die Linien 2, 5, 33, 45, 73 und 173 mit Batteriebussen grundsätzlich bedienbar sind. Hierfür sind
Schnellladestationen an den Endhaltestellen
Uniklinik,
Eilendorf Schubertstraße,
Brand Schulzentrum,
Preuswald und
Fuchserde Waldfriedhof
notwendig. Insgesamt können auf diesen sechs Buslinien mit 31 Batteriebussen über 400
Linienfahrten an Schultagen rein elektrisch betrieben werden.
Die Grobrasterung hat jedoch auch gezeigt, dass alle anderen untersuchten Linien, darunter auch die
Linien 3A/3B, nicht bzw. nur zum Teil auf reinen Batteriebusbetrieb mit Schnellladung an den
Endhaltestellen umstellbar sind. Eine Umstellung dieser Linien ist beim gegenwärtigen Stand der
Technik nur mit größeren Eingriffen in die Umlaufplanung möglich, was mit Mehraufwendungen in der
Betriebsdurchführung verbunden wäre.
Vorlage FB 61/0256/WP17 der Stadt Aachen
Ausdruck vom: 31.08.2015
Seite: 4/6
Detailuntersuchung mit Messfahrten
Um die Ergebnisse der Grobrasterung zu untermauern, wurden die Linien 2 und 33 / 73 zusätzlich
einer detaillierten Untersuchung unterzogen. Hierfür wurden mittels Messungen reale
Geschwindigkeits-Weg-Profile aufgenommen
und anschließend zusammen mit den ebenfalls erhobenen Fahrgastzahlen der Energieverbrauch mit
e-Antrieb simuliert. Beide Messreihen stellen z. T. erhebliche Verspätungen fest, die für den Betrieb
von Batteriebussen eine signifikante Reduzierung von Ladezeiten an den Endhaltestellen bedeuten.
Vor diesem Hintergrund ist aus Sicht des Gutachters eine detailliertere Betrachtung der
Fahrplangenauigkeit und die Sicherung einer größeren Fahrplanstabilität zwingend erforderlich.
Als Alternative zum Einsatz von Batteriebussen wurde ergänzend zum Prüfauftrag der Betrieb von
Hybridtrolleybussen auf den Linien 3A, 3B, 5, 33, 45 und 73 untersucht. Dabei wäre der Aufbau von
Fahrleitungen außerhalb des Alleenrings notwendig. Nach der Untersuchung wäre es möglich, dass
auf den o.g. Linien bis zu 32 Hybridtrolleybusse mit über 400 Fahrten an Schultagen betrieben werden
könnten.
Ergänzend wurde zudem der Einsatz von Solobatteriebussen (Nachladung nachts auf dem
Betriebshof) untersucht. Hier hat sich gezeigt, dass derzeit nur ein Umsetzungspotenzial von acht
Fahrzeugen besteht. Zusätzlich müssten die Umlaufpläne am Wochenende und an Feiertagen
erheblich geändert werden.
Auf Grundlage von Grobrasterung und der Detailuntersuchungen wurden von den Gutachtern drei
mögliche Einführungsszenarien ausgearbeitet und bewertet:
Szenario 1: Linien 2, 5, 33, 45, 73 mit 31 Batteriebussen (Gelenk- und Doppelgelenkbusse)
mit Schnellladung an den Endhaltestellen
Szenario 2: Linie 2 mit 8 Batteriegelenkbussen, Linien 3A, 3B, 5, 33, 45, 73 mit 32
Hybridtrolleybussen
Szenario 3: 8 Solobatteriebusse ohne Nachladung im laufenden Betrieb
Die Szenarien 1 und 2 stehen in Konkurrenz zueinander, während Szenario 3 als Ergänzung zu den
anderen Szenarien anzusehen ist. Die Vor- und Nachteile der Szenarien 1 und 2 wurden vergleichend
ausgearbeitet. Szenario 1 zeichnet sich durch erheblich geringere Investitionskosten gegenüber
Szenario 2 aus. Hinzu kommt die leichtere Einführbarkeit von Batteriebussen im Vergleich zu
Hybridtrolleybussen. Die Vorteile von Szenario 2 sind die weitgehende Unabhängigkeit der
Hybridtrolleybusse von Verspätungen und die Bedienbarkeit der Linien 3A und 3B.
Alle Szenarien weisen Mehrkosten im Vergleich zum Dieselbusbetrieb auf. Dabei sind die Mehrkosten
unmittelbar auf die Investitionskosten für die elektrischen Busse und die notwendige Infrastruktur
zurückzuführen, die durch die geringeren Betriebskosten nicht ausgeglichen werden können.
Regionalwirtschaftliche Effekte wie auch Reduktionspotentiale durch zunehmende
Marktdurchdringung wurden nicht berücksichtigt.
Den Mehrkosten stehen jedoch signifikante Umwelt- und Klimavorteile gegenüber. So können je nach
umgesetztem Szenario bis zu 4,8 Mio. kg CO2 pro Jahr vermieden werden. Ebenso würde eine
Vorlage FB 61/0256/WP17 der Stadt Aachen
Ausdruck vom: 31.08.2015
Seite: 5/6
Umstellung nicht zu unterschätzende Auswirkungen auf die lokale Luftreinhaltung mit sich bringen.
Beispielsweise führt die Umsetzung der Szenarien 1 und 3 zu einer Verringerung der NOx-Emissionen
von jährlich rd. 10.000 kg.
Machbarkeitsstudie CharlemagnEbus
Zeitgleich zur Bearbeitung der hier vorgestellten Studie wurde von der Arbeitsgemeinschaft
Charlemagne Grenzregion, einer Kooperation der grenzanliegenden Kommunen (Parkstad Limburg,
Heerlen, Vaals, der Deutschsprachigen Gemeinschaft Belgiens, der StädteRegion Aachen und der
Stadt Aachen) mit den Themenschwerpunkten Arbeit, Wirtschaft und Infrastruktur, eine
Machbarkeitsstudie zur Untersuchung von grenzüberschreitenden Busverbindungen hinsichtlich ihrer
Eignung zur Umstellung auf Elektrobusbetrieb durchgeführt. Mit der Studie wurde das Unternehmen
Stellwerk beauftragt, was diese derzeit abschließt. Sie kommt u.a. zu dem vorläufigen Ergebnis, dass
bei den grenzüberschreitenden Verbindungen insbesondere die Linien 27 (Kerkrade-Avantis), 30
(Kerkrade-Herzogenrath, 44(Aachen-Heerlen),74 (Aachen-Avantis) und 14 (Eupen-Aachen) geeignet
erscheinen, auf Elektrobusse mit der Schnellladetechnologie umgestellt zu werden.
Ein wesentliches Ziel dieses Gutachtens ist es, auf die Notwendigkeit von wechselseitig kompatiblen
Ladesystemen in der Grenzregion aufmerksam zu machen. Vor dem Hintergrund der geringeren
Reichweite von E-Bussen, der grenzüberschreitenden Verflechtungen im ÖPNV und mit Blick auf die
kommende Elektrifizierung der Busflotte in der niederländischen Provinz Limburg erscheint es absolut
notwendig, dass ein niederländischer Elektrobus in Deutschland geladen werden kann und
umgekehrt. Nach Abschluss der Studie wird auch diese der Politik vorgestellt. Eine integrierte
Verwertung der beiden Studienresultate ist im weiteren Verlauf vorgesehen.
Beschlussvorschlag und weiteres Vorgehen
Stadtverwaltung, ASEAG und Gutachter schlagen vor, das Szenario 1 weiter zu verfolgen. In einem
ersten Schritt soll die Verspätungssituation auf den entsprechenden Linien vertieft analysiert werden.
Auf dieser Grundlage soll erneut bewertet werden, ob eine Umsetzung auf den Linien dieses
Szenarios unter dem gewählten Nachladeregime möglich und sinnvoll ist.
Parallel ist vorgesehen weitere Elektrobusse verschiedener Hersteller zu testen. Aktuell sind neue
Modelle auf dem Markt vorgestellt worden, deren Verbrauchswerte unter den konservativ angesetzten
Verbrauchswerten der aktuellen Systemuntersuchung liegen. Zudem sollen mit den Herstellern
Gespräche über die Verfügbarkeit von Elektro-Gelenkbussen und größeren Elektrobussen wie z.B.
Capacity bzw. Doppelgelenkbusse geführt werden.
Stadtverwaltung und ASEAG werden aufgefordert ein umfassendes Finanzierungskonzept für die
stufenweise Umsetzung des o.g. Konzepts zu erarbeiten und dabei – zusammen mit AVV und NVR die in Frage kommenden Fördermöglichkeiten für Elektrobusse zu eruieren. Das Konzept soll
anschließend den Gremien zur weiteren Beschlussfassung bis zum Jahresende vorgelegt werden.
Vorlage FB 61/0256/WP17 der Stadt Aachen
Ausdruck vom: 31.08.2015
Seite: 6/6