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E-Bus
04.06.2020

Schnell weiter

Immer mehr Großstädte wollen auf Linienbusse mit batterie-elektrischen Antrieben umstellen. Zu den Pionieren in Deutschland gehören die Verkehrsbetriebe Hamburg-Holstein. Ein Besuch vor Ort zeigt: Die Ladeinfrastruktur muss von Anfang an berücksichtigt werden.

Erwin arbeitet regelmäßig bis spät in die Nacht. Am nächsten Morgen beginnt seine Schicht trotzdem oft vor Sonnenaufgang, nur gelegentlich darf er mittags etwas ruhen. Arbeitsschutzgesetze verletzen die anstrengenden Schichten nicht, denn Erwin ist ein zwölf Meter langer Linienbus, der im Februar seine neue Stelle bei den Verkehrsbetrieben Hamburg-Holstein (VHH) angetreten hat. Schon vor vier Jahren hatte VHH-Geschäftsführer Toralf Müller angekündigt, ab dem Jahr 2020 nur noch emissionsfreie Busse anzuschaffen. Nun ist es so weit, die ersten 16 Elektro-Busse stehen auf dem Betriebshof in Bergedorf, weit im Osten der Hansestadt. Sie alle tragen Namen, die mit „E“ beginnen, ausgesucht in einem Wettbewerb unter den Mitarbeitern.

Wir verlangen von den Elektrobussen die gleiche Flexibilität wie von Fahrzeugen mit Dieselmotor.

Toralf Müller, Geschäftsführer Verkehrsbetriebe Hamburg-Holstein (VHH)

Einmal volltanken, bitte: Geladen werden die Elektrobusse nur im Depot, nicht auf freier Strecke.

Die Elektrobusse müssen sich von Anfang im normalen Linienbetrieb bewähren. Der besteht aus sogenannten „Umläufen“, einer festgelegten täglichen Fahrstrecke vom Ausrücken bis zur Rückkehr ins Depot. Dabei kann der Bus auch auf verschiedenen Linien eingesetzt werden. Ein typischer Umlauf für einen Stadt-Linienbus umfasst eine Fahrstrecke von rund 200 Kilometern. So lange muss der Akku eines E-Busses halten, falls er nicht zwischendurch Strom tanken kann. Für die Elektrobusse Sonderregeln einzuführen, etwa andere Umläufe, kommt für Müller nicht in Frage: „Wir verlangen von den Elektrobussen die gleiche Flexibilität wie von Fahrzeugen mit Dieselmotor.“ Dem Laden auf freier Strecke, etwa an den Endhaltestellen, hat der Geschäftsführer von Anfang an eine Absage erteilt – das hätte den Einsatz der Elektrobusse von vorne herein auf spezielle Linien beschränkt oder sehr viel Geld gekostet.

Spitzenlast reduzieren

Geladen wird also nur im Depot. Auch dort muss es relativ fix gehen, denn die Batteriemodule eines einzelnen Busses, eingebaut im Heck und auf dem Dach, haben in Summe einen Energieinhalt von 243 Kilowattstunden. Die durch die maximale Stromstärke begrenzte Ladeleistung beträgt 150 Kilowatt. Zum Vergleich: die Anschlussleistung eines normalen Reihenhauses beträgt nur 50 Kilowatt. Addiert man die rund 120 Busse, die künftig im Bergedorfer Betriebshof jede Nacht ans Stromnetz müssen, kommt eine Spitzenleistung von 18 Megawatt heraus – das entspricht einem kleinen Stadtteil. Auch wenn der Betriebshof der VHH direkt neben einem Umspannwerk liegt, wäre es ein enormer Aufwand, die Spitzenleistung jederzeit bereit zu stellen. Deshalb arbeitet Hendrik Wüst, verantwortlich für die Ladeinfrastruktur, mit seinem Team an einem intelligenten Lademanagement. In der ersten Ausbaustufe lassen sich damit zunächst nur Ladeleistung sowie Beginn und Ende des Ladevorgangs vorab programmieren. Später können Wüst und seine Mitarbeiter dann auch Lastprofile festlegen und externe Daten – etwa zum aktuellen Angebot an Grünstrom – berücksichtigen. „Nicht jeder Bus fährt zum gleichen Zeitpunkt vom Hof und je nach geplantem Einsatz muss der Akku auch nicht immer vollständig geladen werden“, erläutert Wüst. „Unsere Berechnungen zeigen, dass wir mit einer intelligenten Ladestrategie die Spitzenlasten um rund 50 Prozent reduzieren können.“ Noch im Versuchsstadium befindet sich ein Batteriespeicher mit einer Kapazität von rund 500 Kilowattstunden, in dem sich Strom aus dem Netz puffern lässt. Damit kann Strom dann bezogen werden, wenn er besonders reichlich vorhanden und damit billig ist. Der Clou: Die Lithium-Ionen-Akkus im Speicher hatten ein Vorleben in Linienbussen von MAN.

E-Flotte: Hier ist Platz für 120 Busse, die künftig im Bergedorfer Betriebshof jede Nacht ans Stromnetz müssen.

Der Ladevorgang selbst ist so unspektakulär wie bei einem Elektro-Pkw. Der Fahrer nimmt nach Dienstende den genormten CCS-Stecker aus der Säule, steckt ihn in die Ladebuchse und verriegelt die Steckverbindung. Geladen wird mit Gleichstrom auf einer Spannungsebene von rund 750 Volt. Transformiert und gleichgerichtet wird er in zwei containergroßen Anlagen, die in der Endausbaustufe über eine in den Boden eingelassene Leitung jeweils 64 Ladepunkte versorgen. Ein wenig Platz braucht die gesamte Elektro-Infrastruktur. Im Bergedorfer Industriegebiet ist das kein großes Thema, doch die VHH verfügt über ein rundes Dutzend weiterer Betriebshöfe im Großraum Hamburg, auf denen es teilweise deutlich enger zugeht. „Gesteuertes Laden“, so Wüst, „kann auch dazu dienen, den Flächenbedarf zu verringern.“ Eine weitere Maßnahme: Die VHH hat sich für Doppelladesäulen eines polnischen Herstellers entschieden, die die Leistung splitten können: Hängt nur ein Bus am Netz, stehen die vollen 150 Kilowatt zur Verfügung, sind es zwei, teilen sie sich die angebotene Leistung.

Aufs Dach steigen

Elektrobusse sind grundsätzlich weniger wartungsanfällig als Dieselmotoren. Weder Motoröl noch Kraftstofffilter müssen getauscht werden, und da die E-Maschine den größten Teil der Bremsvorgänge absolviert, verschleißen auch die Bremsen seltener. Trotzdem hat die VHH in eine moderne Wartungshalle investiert. Mike Ehmke, für die Technik der E-Busse zuständig, erläutert, warum dies notwendig war: „Bei den Elektrobussen befindet sich ein Großteil des Energieversorgungssystems auf dem Dach. Wir wollten deshalb Arbeitsplätze schaffen, bei denen das Wartungspersonal gefahrlos Zugang aufs Dach hat.“ Deshalb ist auf Dachhöhe in der Halle eine zweite Arbeitsebene eingezogen worden. Die einzelnen Segmente lassen sich so nah an die Dachkante des Busses heranfahren, dass auf keiner der vier Seiten eine Spalte bleibt.

Auch wenn die VHH seit Jahren versuchsweise Elektro- und Hybridbusse auf einzelnen Linien eingesetzt hat, muss sich vieles jetzt erst bewähren. Wir hoch ist die Verfügbarkeit wirklich? Wie hoch der Energiebedarf in der Praxis, der im Vorfeld gemeinsam mit der Helmut-Schmidt-Universität für jede Linie genau berechnet wurde? Wie schnell entwickelt sich die Batterietechnik weiter? VHH möchte die gesamte Flotte bis Ende des Jahrzehnts umgestellt haben. „Mit heutiger Batterietechnik können wir rund 50 Prozent der Umläufe abdecken“, sagt Toralf Müller. Und der Rest? Da gilt, was der Geschäftsführer als bisher wichtigstes Lernergebnis der Umstellung propagiert: „Wir müssen Veränderungen aktiv angehen und dürfen keinen Stein auf dem anderen lassen.“

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