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Öffentlicher Personen-Nahverkehr (ÖPNV)

Zurück auf Strom – Elektrische Antriebe für Stadtbusse

Bei immer größer werdenden Städten spielt der ÖPNV eine zentrale Rolle für die Mobilitätskonzepte der Zukunft, sowohl für die Stadt als auch für die Anbindung der Region. Bereits heute transportiert der ÖPNV in Deutschland jährlich rund 10 Milliarden Fahrgäste. Seine Fahrzeuge sind effizienter, brauchen durch ihre höhere Passagierkapazität wesentlich weniger Fläche im Straßenverkehr und sparen damit wichtige Ressourcen wieZeit, Geld und Energie.

Der ÖPNV eignet sich aufgrund des professionellen Managements mit Wartung und Betrieb besonders gut, um die Entwicklung elektrischer Antriebe voranzutreiben. Fahrer, Fahrgäste und weitere Verkehrsteilnehmer erleben mit den rein elektrischen Bussen ein Musterbeispiel für die Umstellung auf E-Mobilität. Mit der Elektrifizierung des ÖPNV haben Sie als Kommune die Chance klar zu zeigen, dass Elektromobilität alltagstauglich ist.

Die Arbeitsgruppe „Innovative Antriebe Bus“, organsiert durch die NOW (Ansprechpartner Oliver Hoch), trifft sich im regelmäßigen Turnus, um aktuelle Themen rund um das Thema emissionsfreie Busse zu diskutieren. Die Treffen bieten den Teilnehmern die Möglichkeit, im direkten Dialog mit der Politik, Impulse für die Ausrichtung der Förderprogramme „Elektromobilität vor Ort“ (BMVI) und „Erneuerbar Mobil“ (BMUB) zu geben.

Antriebe & Modelle

Umsetzung

Vorteile

Bus-Projekte

Ridepooling

Eine Frage des Antriebs

Linienbusse legen Tag für Tag 200-400 km zurück und bremsen und beschleunigen wesentlich öfter als Pkw. Bei einer erwarteten Lebenszeit von 12 Jahren und mindestens 750.000 gefahrenen Kilometern, müssen die Fahrzeuge hohe Robustheit aufweisen, sollen aber gleichzeitig möglichst komfortabel sein.

Trotz dieser hohen Anforderungen beweisen bereits heute über 10 Millionen Testkilometer aus Pilotprojekten, dass es technisch möglich ist, sämtliche Linienbusse bis zum Jahr 2030 komplett elektrisch zu betreiben. Grundsätzlich können alle für den ÖPNV vorgesehenen Busklassen mit Strom betrieben werden: Solobusse, Gelenkbusse und Midi-Busse. Hierfür stehen verschiedene elektrische Antriebstechnologien zur Verfügung.

Im verlinkten PDF finden Sie eine aktuelle Marktübersicht über verfügbare Busse und Ladeinfrastrukturen. Die Übersicht umfasst batterieelektrische Fahrzeuge, Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb, mit Oberleitungsversorgung und mit Plug-In-HybrisSystemen.


–> Download Marktübersicht Busse & Ladeinfrastruktur

Induktiv ladender Elektrobus in Braunschweig

Für jede Anforderung das passendeFür jede Anforderung das passende anzeigen

  1. Batterie-elektrisch

    • Ladung im Depot: Eine große Batteriekapazität ermöglicht den ununterbrochenen Fahrbetrieb, nachgeladen wird nachts im Depot. Linienbusse legen allerdings 200 bis 400 Kilometer pro Tag zurück. Batterien, die eine Reichweite von 400 km ermöglichen, sind derzeit technisch und wirtschaftlich nur eingeschränkt realisierbar.
    • Ladung während des Betriebes: Während des Betriebes lädt der Bus über induktives oder konduktives Schnellladen an Halte- und Wendestellen oder über eine Oberleitung. Auf diese Weise werden die benötigte Batteriekapazität und die Standzeit drastisch reduziert.

      Fazit: Busse mit batterieelektrischem Antrieb haben aktuell stark steigende Nachfragezahlen. Eine gesicherte Reichweite von 200 km reicht vielen Busbetreibern für die erste Umstellung gesamter Linien.
  2. Brennstoffzelle

    • Brennstoffzelle: Eine Brennstoffzelle erzeugt durch die chemische Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff elektrische Energie für den Antrieb. In etwa 10-15 Minuten tanken die Busse genügend reinen Wasserstoff für 300-400 Kilometer Fahrbetrieb. Sie eignen sich deshalb auch für längere Verbindungen. Aktuell liegt der Anschaffungspreis von Brennstoffzellenbussen allerdings deutlich über dem von batterieelektrischen Bussen und die Infrastruktur für Wasserstofftankstellen befindet sich noch im Aufbaustadium.
    • Batterie mit Brennstoffzelle als Range-Extender: Eine Batterie liefert Energie für den Antrieb und wird bei Pausen bzw. im Depot nachgeladen. Während der Fahrt wird die Batterie von einer kleineren Brennstoffzelle nachgeladen. Die beiden verschiedenen Antriebstechnologien ergänzen sich.

      Fazit: Wasserstoff-betriebene Busse sind gerade für längere Linien eine gute Alternative zu batterieelektrischen Bussen.
      Für einen tieferen Einstieg in das Thema empfehlen wir die Publikation "Einführung von Wasserstoffbussen im ÖPNV (PDF / 1,7 MB)"
      Für die Bedarfsbestimmung von Flottenstruktur und Wasserstoffbedarf sowie betrieblichen, Umwelt- und Finanzaspekten können Sie das Excel-Tool "Bedarfsbestimmung Wasserstoff-Infrastruktur" (XLSX/25KB) herunterladen.
  3. Hybrid-Antriebe

    • Serieller Hybrid-Antrieb: Das Fahrzeug wird über einen Elektromotor angetrieben. Der benötigte Strom wird in erster Linie von einem Verbrennungsmotor erzeugt.
    • Paralleler Hybrid: Hier wirken Elektro- und Verbrennungsmotor zusammen als Antrieb des Fahrzeugs.
    • Leistungsverzweigter Hybrid: Serielle und parallele Hybridantriebe können auch kombiniert werden. Je nach Betriebsart und Fahrzustand kann der Verbrennungsmotor entweder über den Generator den Elektromotor mit Strom versorgen oder aber direkt das Fahrzeug antreiben.
    • Plug-In-Hybridantrieb: Hybridantriebe gibt es auch als Plug-In-Hybride, das heißt die Fahrzeugbatterie kann zusätzlich extern geladen werden. Dies erhöht den Anteil des rein elektrischen Fahrbetriebes.

      Fazit: Hybrid-Antriebe haben im Bus-Bereich einen rückläufigen Trend. Dies ist durch die mittlerweile serienreifen batterieelektrischen Busse zu erklären.

Die Praxisbeispiele Innovationslinie 109 aus Hamburg, EMIL Braunschweig sowie Mannheim sind Beispiele für die Alltagstauglichkeit unterschiedlicher Antriebe.

Praktische Umsetzung

  1. Analyse
    Zunächst sollte durch die Kommune und Verkehrsbetriebe eine detaillierte Analyse der Strategie und Rahmenbedingungen sowie eine anschließende Zieldefinition vorgenommen werden. Wichtige Motivatoren sind beispielsweise:

    • NOx- und Feinstaubbelastungen von Innenstädten durch Dieselantriebe,
    • die gute Auslastung einzelner Buslinien,
    • der alternde Zustand der gegenwärtigen Flotte und damit verbundene Schadstoffemissionen.
  2. Umsetzung
    Ausgestattet mit Handlungsgründen sollte folgend die technische und wirtschaftliche Umsetzung konzeptioniert werden. Wichtige Schritte hierfür sind:

    • die Auswahl der Technologie (batterieelektrisch oder mit Brennstoffzelle),
    • die Planung der benötigten Ladeinfrastruktur und
    • die Sicherstellung des fachmännischen Betriebs, der Wartung und Finanzierung.

Generell bedarf es intensiver Vorausplanung und Fachexpertise in den Bereichen der Verkehrsplanung, den Verkehrsbetrieben und der Kommune. Die Checkliste-ÖPNV bietet mit den wichtigsten Fragen von den Handlungsgründen bis hin zur medialen Verwertung einen ersten Überblick für diese Akteure.

Die Arbeitsgruppe „Innovative Antriebe Bus“, initiiert durch die NOW (Ansprechpartner Oliver Hoch), trifft sich im regelmäßigen Turnus um aktuelle Themen rund um emissionsfreie Busse zu diskutieren. Die Treffen bieten den Teilnehmern zudem die Möglichkeit im direkten Dialog mit der Politik Impulse für die Ausrichtung der Förderprogramme „Elektromobilität vor Ort“ (BMVI) und „Erneuerbar Mobil“ (BMUB) zu geben.

Veröffentlichungen zum Thema E-Bus

Eine hilfreiche Zusammenstellung von Materialien bietet die Internetseite des Verbands deutscher Verkehrsunternehmen (VDV). Dort sind verschiedene Veröffentlichungen zu heutigen Standards von E-Bussen gelistet. Unter anderem zu den Themen:

  • Rahmenempfehlung für elektrisch betriebene Stadt-Niederflur-Linienbusse
  • Auswirkungen alternativer Technologien im Linienbus auf Betriebshöfe und Werkstätten
  • Infrastruktur/Ladestellen

Reduktion von Lärm- und Schadstoffemissionen

Elektrisch betriebene Linienbusse verursachen im Fahrbetrieb weniger Lärmemissionen und keinerlei lokale Feinstaub- und Partikelbelastung sowie CO2- und NOX-Emissionen und tragen deshalb vor allem zum Gesundheits-, Umwelt- und Klimaschutz bei.

Dadurch kann insbesondere in Ballungsgebieten die Lebensqualität durch die Elektrifizierung des ÖPNV verbessert werden.

Einen Überblick über die erreichbaren Emissionsminderungen gibt der Thinkstep-Vortrag "Marktsituation und innovative Busprojekte in Deutschland – Auswertung und Erkenntnisse aus der Praxis", der auf der BMVI Fachkonferenz 2016 vorgestellt wurde.

Über die Markteinführungsinitiative von Brennstoffzellenbussen informierte die Energie.Agentur NRW.

Die Präsentation der Stuttgarter Straßenbahnen AG gibt einen Einblick in die Bemühungen zur Elektrifizierung des ÖPNV in der Stadt mit Deutschlands höchsten Feinstaubwerten.

Ausgereifte Vorteile

Mit rund 10 Jahren Erfahrung und weit über 5,5 Mio. km Fahrleistung allein in Europa sind Brennstoffzellenbusse gut erprobt. Sie bieten neben den genannten Emissionsminderungen:

  • hohe Reichweiten von bis zu 300 km
  • eine mit Dieselbussen vergleichbare Performance bspw. bei der Beschleunigung
  • einen hohen Komfort für Fahrer und Fahrgäste durch sanftes Fahren
  • schnelles Betanken in rund 10-15 Minuten

Die folgende Übersicht bietet eine Hilfestellung für Verkehrsunternehmen, die ihre Flotte erneuern und dabei passende Förderprogramme in Anspruch nehmen möchten. Die Förderungen umfassen dabei die

  • Beschaffung,
  • Forschung und
  • Entwicklungsarbeit

über die Programme "Elektromobilität vor Ort" und "Bundesförderung Wasserstoff und Brennstoffzelle (NIP)" sowie Pilotprojekte über die "Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie der Bundesregierung".

Infos zum jeweiligen Projekt sowie der Kontakt zum jeweiligen Ansprechpartner helfen Ihnen bei der Vernetzung und dem Austausch. Die Erfahrungswerte der bestehenden Projekte können Ihnen somit bei der Entscheidung für die eigene Technologie oder das eigene Ladekonzept helfen.

Die interaktive Karte zeigt eine Übersicht über Bus-Projekte in Kommunen, die durch das BMVI gefördert wurden. Alternativ können Sie die Informationen auch einer zusammenfassenden PDF-Datei entnehmen.



Ridepooling: Konkurrenz oder Ergänzung zum ÖPNV?

Die Mobilität ist im Wandel: Konventionelle Antriebe werden durch CO2-freie ersetzt und eine Vielzahl neuer Mobilitätsdienstleistungen erweitert traditionelle Formen der Mobilität. Insbesondere hinsichtlich der Dienstleistungen stellen Neuerungen nicht uneingeschränkt Verbesserungen dar und müssen daher sorgfältig in bestehende Systeme integriert werden. Folglich ist es notwendig, gezielt Bedingungen in der Kommune zu schaffen, damit beispielsweise Ridepooling, der bedarfsgesteuerte Flächenbetrieb etwa in Form von Sammeltaxis, den ÖPNV ergänzt und nicht ersetzt.

Was ist Ridepooling?
Beim Ridepooling nutzen verschiedene Personen das gleiche Fahrzeug, die eine gleiche oder ähnliche Route fahren möchten. Das Angebot wird dabei durch einen kommerziellen oder kommunalen Anbieter zur Verfügung gestellt.

Ziel ist die Verlagerung des Personenverkehrs hin zu umweltfreundlichen Mobilitätskonzepten, die gleichermaßen den Mobilitätsbedürfnissen der Nutzer*innen gerecht werden. Eine hohe Nutzung des ÖPNV ist zwar erstrebenswert, allerdings kann dieser insbesondere in ländlichen Räumen die Nachfrage zum Teil nicht ausreichend befriedigen. Es ist zudem entscheidend, dass der Wechsel zwischen den verschiedenen Mobilitätsmodi ohne Probleme funktioniert, sodass sich eine optimale Ergänzung erreichen lässt.

In diesem Zusammenhang können Kommunen den Aufbau multimodaler Mobilitätsplattformen unterstützen – sei es durch die Etablierung eigener kommunaler Ridepooling-Dienste oder das Anstoßen von Kooperationen zwischen ÖPNV und privaten Ridepooling-Anbietern. Die Digitalisierung kommunaler Verkehrssysteme wird auch vom BMVI gefördert. Darüber hinaus können Kommunen bei der Errichtung sogenannter Mobilitätsstationen helfen. Diese dienen als physische Verknüpfung verschiedenster Verkehrsmittel.

Zusätzlich können Kommunen integrierte Mobilitätsdienste sowie den Umweltverbund fördern und Privilegien für Halter*innen privater Pkw abschaffen. Seit einigen Jahren drängen zunehmend Ridepooling-Anbieter auf den Mobilitätsmarkt und machen dem ÖPNV seine bisher unangefochtene Stellung streitig. Durch die Ähnlichkeit zum ÖPNV hat das Ridepooling großen Einfluss auf das bestehende Mobilitätsangebot in Kommunen und stellt eine unmittelbare Konkurrenz zum ÖPNV dar. Kommunen sind daher herausgefordert zu reagieren und gemeinsam mit Verkehrsbetrieben den ÖPNV neu zu gestalten.

Die Studie „Ride-Pooling-Dienste und ihre Bedeutung für den Verkehr“ (S. 14) kommt zu dem Schluss, dass es einen Bedarf an einem Bus- und Bahnverbindungen-ergänzenden Mobilitätsangebot gibt. Dieses erhöht die Attraktivität des ÖPNV. Insbesondere kommen hierfür Gebiete infrage, in denen die Nutzung des ÖPNV mit längeren Fußwegen zu Haltestellen oder Wartezeiten verbunden ist. Die Entwicklung von Ridepooling-Diensten (nicht Ridehailing) sollte daher von den Kommunen unterstützt werden.

Gestaltungsspielraum für Kommunen

Der Handlungsbedarf hinsichtlich des Ridepooling ist für Kommunen groß, denn der Markt entwickelt sich aktuell rasant weiter und bringt immer neue Innovationen hervor. Perspektivisch dürften Ridepooling-Dienste noch an Attraktivität und Rentabilität gewinnen, sobald der Betrieb von autonom fahrenden Fahrzeugen möglich wird.

Wenn der ÖPNV also zukünftig noch eine zentrale Rolle für die kommunale Mobilität spielen soll, muss es schon heute eine aktive Auseinandersetzung mit Ridepooling-Angeboten geben. Keinesfalls sollten die Verantwortlichen die Entwicklung nur teilnahmslos beobachten.

Die regulatorische Abgrenzung von Pooling-Diensten gegenüber Diensten ohne Pooling bietet dabei ein großes Potential, um die öffentlichen Verkehrsangebote attraktiver zu machen. Denn durch die gleichzeitige Beförderung mehrerer Personen verursachen Pooling-Angebote ein tendenziell geringeres Verkehrsaufkommen als kommerzielle Ridehailing-Anbieter.

Kommunen am Scheideweg

Beim Ridepooling müssen Kommunen grundsätzlich entscheiden, ob sie ein eigenes Angebot auf dem Markt etablieren möchten oder eine Kooperation mit bestehenden Unternehmen anstreben. Diese Entscheidung ist natürlich auch von den jeweiligen Voraussetzungen vor Ort abhängig. Gibt es bereits bestehende Anbieter, sollte die Kommune diese nach Möglichkeit in die eigene Mobilitätsplanung einbinden. In jedem Fall ist es empfehlenswert, dass Pooling-Dienste durch die Kommunen aktiv koordiniert werden.

(Mit-)Gestaltung von Ridepooling-Angeboten

Ganz praktisch können Kommunen Ridepooling-Angebote als sinnvolle Ergänzung zum bestehenden ÖPNV im Nahverkehrsplan berücksichtigen. Dabei sollten sie ausreichend Spielraum für die noch sehr dynamische Entwicklung dieser Mobilitätsangebote lassen. Wird die Planung zu starr festgelegt, kann diese auch eine notwendige Anpassung verhindern.

Um ein Ridepooling-Angebot genehmigen zu lassen, bietet es sich an, dieses als „atypischen Linienverkehr mit einem virtuellen Haltestellennetz“ zu deklarieren. Diese Art der Genehmigung ist im Rahmen des heute gültigen Personenbeförderungsgesetz, Stand: April 2020, möglich.

Die positiven Auswirkungen – in Bezug auf ein geringeres Verkehrsaufkommen – können deutlich gesteigert werden, wenn die vorgeschriebene Rückkehrpflicht aufgehoben wird. Dadurch entfallen unnötige Anfahrt- bzw. Rückfahrtwege, die aktuell einen hohen Anteil der gefahrenen Kilometer ausmachen.

Je größer die jeweiligen Bediengebiete sind desto schwieriger gestaltet sich die wirtschaftliche Ausgestaltung des Angebots. Dass auch kleinere Gebiete sinnvoll bedient werden können, zeigt das Praxisbeispiel „ioki Hamburg shuttle“.

Praktische Anforderungen

Einige der praktischen Anforderungen für eine gelungene Integration von Ridepooling in das ÖPNV-Angebot finden Sie hier im Überblick:

  • Alle Angebote sollten den öffentlichen Verkehrsinteressen folgen.
  • Der Erfolg von Ride-Pooling-Angeboten hängt von einer sinnvollen Integration in den öffentlichen Verkehr sowie größtmöglicher Flexibilität ab. Hierfür ist es wichtig, dass die Genehmigungsbehörde mit den Unternehmen zusammenarbeitet.
  • Das Verkehrsunternehmen sollte die zentrale Kundenschnittstelle sein:
    • Einheitlicher Markenauftritt: das Verkehrsunternehmen sollte alle Mobilitätsangebote unter derselben Marke vertreiben.
    • Das Verkehrsunternehmen dient Kund*innen als gemeinsamer Ansprechpartner. (Aspekt der Kundenbetreuung)
  • Die Einbindung in eine vorhandene Tarifstruktur ist sinnvoll.
  • Ein zentraler Zugang zu allen Mobilitätsangeboten ist hilfreich.

Weiterführende Informationen zu den Anforderungen für eine gelungene Integration finden Sie auch in der kostenpflichtigen Studie des Verbands Deutscher Verkehrsunternehmen (VDV) „Ridepooling als Teil des ÖPNV“.

Fazit

Die Entwicklung der Sharing-Angebote unterliegt momentan einer hohen Dynamik. Das Mobilitätsangebot und die Bedeutung des ÖPNV dürfte sich auch in den kommenden Jahren noch entscheidend verändern.

Kommunen bzw. Verkehrsbetriebe sollten sich daher frühzeitig mit diesen Entwicklungen auseinandersetzen und sie frühzeitig mitgestalten. Nur so ist ein Angebot möglich, bei dem sich Services sinnvoll ergänzen und wo der klassische ÖPNV nicht an Relevanz verliert.