Brennstoffzellen-Linienbus

Veröffentlicht am 04.03.2020

Brennstoffzellenbusse (auch Wasserstoffbusse) sind Fahrzeuge mit Elektroantrieb, bei denen durch eine Brennstoffzelle elektrische Energie aus Wasserstoff erzeugt wird.

Die aktuell am häufigsten eingesetzten Fahrzeuge sind Standardlinienbusse mit ca. 12 m Fahrzeuglänge. Erste Brennstoffzellen-Gelenkbusse mit 18 m Fahrzeuglänge wurden in 2019 in Betrieb genommen (abgesehen von Testfahrzeugen).

Einsatzfelder und Technik


Brennstoffzellenbusse sind ebenso Elektrobusse wie rein batterie-elektrische Busse oder Trolleybusse. Brennstoffzellenbusse verfügen über einen Hybridantrieb. Der Elektromotor dient dabei als direkter Antrieb des Fahrzeugs. Die Brennstoffzelle nimmt die Funktion eines Generators wahr, der aus Wasserstoff über eine bei niedrigen Temperaturen stattfindende elektrochemische Reaktion Strom für den Elektromotor erzeugt. Eine Traktionsbatterie ermöglicht die Zwischenspeicherung der durch die Brennstoffzelle erzeugten Energie. Neben der Entlastung der Brennstoffzelle von Lastwechseln kann so auch die bei Bremsvorgängen erzeugte Energie gespeichert werden (Rekuperation).

Ein Brennstoffzellenbus mit einem rund 40 Kilogramm Wasserstoff fassenden Drucktank (Speicherdruck 350 bar) kann in rund sieben Minuten betankt werden. Mit einer Tankfüllung kann der Bus etwa 300 - 350 Kilometer weit fahren. Der Brennstoffzellenbus weist damit dieselbe Einsatzflexibilität auf wie Fahrzeuge mit traditionellem Diesel-Verbrennungsmotor. Auch der Niederflureinstieg und die Platzkapazität sind nahezu vergleichbar mit Dieselbussen. Durch Ausstattungsvarianten (z. B. Bestuhlungsvarianten mit 2+1- oder 2+2-Bestuhlung, 3. Tür) kann das Fahrzeug an spezifische Verkehrsaufgaben angepasst werden.

Voraussetzung für den Betrieb von Brennstoffzellenbussen ist die entsprechende Tank-Infrastruktur. Aktuell stehen in Deutschland 82 Wasserstoff-Tankstellen zur Verfügung. Als günstiger Standort für eine Wasserstoff-Tankstelle erweist sich die Nähe zur chemischen Industrie. Hier entsteht Wasserstoff häufig als Nebenprodukt. In der Region Köln fallen beispielsweise jährlich mehrere Milliarden Kubikmeter Wasserstoff an, eine Milliarde davon stünde jedes Jahr als Energieträger zur Verfügung. Dies würde für den Betrieb von 1.000 Brennstoffzellenbussen ausreichen.

Ein wesentlicher Vorteil von Brennstoffzellenbussen im Vergleich zu herkömmlichen Dieselbussen ist, dass diese lediglich Wasserdampf emittieren. Brennstoffzellenbusse sind somit frei von schädlichen NOx- und Feinstaub-Emissionen, die üblicherweise in Verbrennungsmotoren entstehen. Außerdem sind sie wesentlich geräuschärmer als Dieselbusse. Der Vorteil gegenüber batterieelektrisch betriebenen Bussen liegt in der kurzen Tankzeit in Kombination mit vergleichsweise hohen Reichweiten. Nachteilig sind die höheren Anschaffungskosten von Brennstoffzellenbussen (ca. 625.000 Euro) im Vergleich zu batterieelektrisch betriebenen Bussen (ca. 550.000 Euro, abhängig z.B. von der gewählten Batteriekapazität). Die Anschaffungskosten eines Dieselbusses liegen bei rund 250.000 Euro. Brennstoffzellenbusse als auch batterieelektrisch betriebene Busse kosten somit mehr als doppelt so viel wie ein Dieselbus.

Einsatzräume in NRW


Aktuell werden Brennstoffzellenbusse erst bei wenigen Verkehrsunternehmen in NRW eingesetzt.

Die Regionalverkehr Köln GmbH (RVK) startete bereits 2011 im Rahmen eines ersten Demonstrationsprojektes mit zwei Brennstoffzellenbussen des Typs „Phileas“ vom niederländischen Hersteller Advanced Public Transport Systems (APTS). Die eingesetzten Prototypen wurden 2014 durch Vorserienfahrzeuge des Typs A330 FC von Van Hool ersetzt und verkehren seitdem in Hürth und Brühl im regulären Linienverkehr.

Künftige Entwicklung


Seit Ende 2019 werden weitere 35 Wasserstoffbusse des Typs A330 FC von Van Hool sukzessive in den Fuhrpark der Regionalverkehr Köln GmbH (RVK) integriert. Auch die Wuppertaler Stadtwerke (WSW) haben 10 Wasserstoffbusse des niederländischen Herstellers Van Hool bestellt. Die Auslieferung hat ebenfalls Ende 2019 begonnen.

Mit zunehmenden Produktionszahlen ist eine Preisreduktion der aktuell noch teuren Brennstoffzellen zu erwarten, die sich deutlich auf den Anschaffungspreis der Fahrzeuge auswirken dürfte.

Fahrzeugdaten


Fahrzeugkategorie Solobus Gelenkbus
Fahrzeuglänge (m) 12 18
Türen pro Fahrzeugseite 2 - 3 3-4
Sitzplätze 26 – 34 34 - 38
Stehplätze 46 - 50 58 - 78
Gesamtkapazität (Sitz- + Stehplätze) 75 - 78 95 - 125
Gesamtgewicht (t) k.A. k.A.
Reichweite lt. Herstellerangabe (km) k.A. k.A.
Reichweite im Praxiseinsatz (km) >300 250 - 350
Motorleistung (kW) 2x60 bis 2x113 150 - 240
Tankgröße (kg) 33 - 38 40
Batterieart (Puffer-Batterie) Lithium-Ionen-Batterie Lithium-Ionen-Batterie
Ladeleistung Puffer-Batterie (kWh) 26 26 - 120
Hersteller (beispielhaft) Van Hool, Solaris, Mercedes Benz Van Hool