Elektro-Linienbus

Veröffentlicht am 18.11.2020

Unter dem Begriff Elektrobus (auch E-Bus oder Batteriebus) werden vollelektrisch betriebene Fahrzeuge zusammengefasst, die ausschließlich von einem Elektromotor angetrieben werden und zur Energieversorgung über Speichersysteme verfügen.

Im städtischen Linienverkehr ist der Standardlinienbus mit ca. 12 m Fahrzeuglänge zurzeit der am häufigsten anzutreffende Elektrobus. Elektro-Gelenkbusse mit 18 m Fahrzeuglänge waren zunächst weniger verbreitet, werden aber inzwischen zunehmend von den Verkehrsunternehmen eingesetzt. Auch Elektro-Minibus und Elektro-Midibus mit Länge von 5,5 – 10 m werden mittlerweile angeboten.

Im Regionalverkehr werden aktuell noch keine Elektrobusse in nennenswertem Rahmen eingesetzt.

Einsatzfelder und Technik


Prinzipiell weisen Elektrobusse im Stadtverkehr die gleiche Einsatzcharakteristik wie dieselgetriebene Busse auf. Auch der Niederflureinstieg und die Platzkapazität sind vergleichbar. Durch Ausstattungsvarianten (z. B. Bestuhlungsvarianten mit 2+1- oder 2+2-Bestuhlung, 3. Tür) kann das Fahrzeug an spezifische Verkehrsaufgaben angepasst werden. Infolge ihres guten Beschleunigungsvermögens und der Rekuperation sind Elektrobusse insbesondere auf Linien mit kurzen Haltestellenabständen und häufigem Anfahren bzw. Abbremsen besonders geeignet.

Ein entscheidender Punkt beim Einsatz von Elektrobussen ist die mitzuführende Batteriekapazität und – daraus resultierend – die Reichweite, die das Fahrzeug mit einer Batterieladung erzielt. Das Reichweitenspektrum umfasst in der Praxis aktuell ca. 100 bis 300 km pro Tag. Aus diesem Reichweitenspektrum ergibt sich, welche Ladeinfrastruktur bzw. welche Kombination aus Batteriekapazität an Bord und Ladeinfrastruktur vorgehalten werden muss, um den Linienbetrieb praxistauglich durchführen zu können.

Grundsätzlich stehen folgende Lademöglichkeiten zur Verfügung:

  • Nachtladung: Vollständige Ladung der Fahrzeuge im Betriebshof (Ladezeit: 3 – 6 Stunden, teilweise bis zu 10 Stunden in Abhängigkeit von Batteriekapazität und Ladeleistung). Die Reichweite umfasst in der Praxis ca. 100 bis 200 km,

  • Zwischenladung: Nachladen an den Endhaltestellen oder an ausgewählten Unterwegshaltestellen mittels Schnellladung (Ladezeit: bis 10 Minuten), die vollständige Ladung erfolgt im Betriebshof, üblicherweise über Nacht. Mit Zwischenladung umfasst die Reichweite in der Praxis bis ca. 300 km.

Bei Systemen mit Zwischenladung ist die Batteriekapazität so ausgelegt, dass nicht zwingend an jedem Linienende nachgeladen werden muss, um Verspätungen puffern bzw. den evtl. Ausfall oder die Nichtverfügbarkeit der Ladeinfrastruktur auffangen zu können, z.B. bei Umleitungsverkehren.

Die Nachtladung im Betriebshof erfolgt in der Regel über ein Plug-in-System. Für die Zwischenladung stehen unterschiedliche Lademöglichkeiten zur Verfügung. In NRW weit verbreitet ist das Laden mit Hilfe eines Pantografen, der auf dem Dach des Fahrzeuges montiert ist und sich mit der Ladestation verbindet. Die andere Option ist, dass sich der Pantograf von der Ladestation auf das Fahrzeug absenkt (invertierter Pantograf).

Weniger verbreitet ist ein berührungsloses Induktivladesystem über Platten im Fahrzeugboden. Das Induktivladesystem kann zum Nachladen an der Haltestelle aber auch zur Vollladung im Betriebshof eingesetzt werden.

Bei vorhandener Oberleitung besteht auch die Möglichkeit der Zwischenlandung über die Oberleitung (Verbindung mit dem Fahrzeug über Pantografen).

Reichweitenreduzierend wirken sich insbesondere Heizung und Klimaanlage aus. Im Praxisbetrieb sinkt dadurch speziell an kalten Tagen (< -5°C) die Reichweite um bis zu 50%. Vergleichbare Reichweiten wie im Frühjahr oder Herbst lassen sich im Winterbetrieb beispielsweise mit einer Dieselheizung erreichen. Rein elektrisch betriebene Klimasysteme mit integrierter Wärmepumpe befinden sich derzeit in der Entwicklung bzw. werden gerade in den Markt eingeführt.

Einsatzräume in NRW


Elektrobusse werden bereits bei vielen Verkehrsunternehmen in NRW eingesetzt. Der aktuelle Einsatz von Elektrobussen gestaltet sich vielerorts noch als Versuchsbetrieb. Mehrere Städte bestellen Elektrobusse aber inzwischen in größerer Stückzahl und verfolgen damit das langfristige Ziel einer vollständigen Umstellung der Busflotte auf Elektrobetrieb.

In NRW werden zzt. die Linie 133 der Kölner Verkehrsbetriebe (KVB), die Linien 962 und 966 der Stadtwerke Oberhausen GmbH (STOAG), die Gemeinschaftslinie 979 der STOAG und der Vestische Straßenbahnen GmbH (VESTISCHE), die Linie 14 der Stadtwerke Münster sowie die Linien 354 in Bochum und 380 in Gelsenkirchen (BOGESTRA) zu 100% mit Elektrobussen betrieben. Ansonsten werden die bereits vorhandenen Elektrobusse im Mischbetrieb mit Dieselbussen eingesetzt.

Künftige Entwicklung


Der bei vielen Verkehrsunternehmen durchgeführte Versuchsbetrieb mit Elektrobussen verschiedener Hersteller hat zu ersten größeren Fahrzeugbestellungen geführt bzw. es befinden sich entsprechende Fahrzeugausschreibungen auf dem Weg. Die gewonnenen Erfahrungen der letzten Jahre sind auch herstellerseitig in die Weiterentwicklung des Prototyps zum Serienmodell eingeflossen. Dies zeigt sich auch bei der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Batterien, die mit immer weniger Rohstoffeinsatz deutlich effektiver und zuverlässiger geworden sind.

Es wird erwartet, dass Elektrobusse im städtischen Raum in Anbetracht der aktuellen Diskussion über Dieselfahrverbote zur spürbaren Reduktion der Schadstoffbelastung vermehrt eingesetzt werden. Neben der Fahrzeugneubeschaffungen gibt es die Möglichkeit, ein bestehendes Fahrzeug von Diesel- auf Elektroantrieb durch Tausch der Antriebsachse umzubauen. Erste Angebote sind verfügbar, z. B. bietet ZF Friedrichshafen in Zusammenarbeit mit in-tech den Umrüstservice e-troFit an. Im Einzelfall ist zu prüfen, ob eine Neuanschaffung oder eine Umrüstung wirtschaftlicher ist.

Neben dem reinen Batterie-elektrischen Antrieb gibt es den Brennstoffzellen-elektrischen Antrieb. Die für den Betrieb des Busses benötigte Energie wird mit Hilfe einer Brennstoffzelle und an Bord gespeichertem Wasserstoff bereitgestellt. Einer der Vorzüge dieser Technologie ist die größere Reichweite der Fahrzeuge. Eine Kombination der Brennstoffzelle mit Hochvoltbatterien ist ebenfalls möglich. Beispielsweise entwickelt EvoBus derzeit eine Brennstoffzelle als Range-Extender für einen Batteriebus.

Fahrzeugdaten


Fahrzeugkategorie Solobus Gelenkbus Midibus
Fahrzeuglänge (m) 12 18 8-10
Türen pro Fahrzeugseite 2 - 3 3-4 1-2
Sitzplätze 26 – 39 40-55 16-33
Stehplätze 39 - 61 81-110 49-57
Gesamtkapazität (Sitz- + Stehplätze) bis zu 92 bis zu 150 bis zu 90
Gesamtgewicht (t) 12,5- 14 17,5-20 k.A.
Reichweite lt. Herstellerangabe (km) 150 bis zu 250 je nach installierter Batteriekapazität und gewähltem Heizungskonzept für den Fahrgastraum 150 bis zu 250 je nach installierter Batteriekapazität und gewähltem Heizungskonzept für den Fahrgastraum 100 bis zu 200 je nach installierter Batteriekapazität und gewähltem Heizungskonzept für den Fahrgastraum
Reichweite im Praxiseinsatz (km) Erste Erfahrungen aus verschiedenen Städten: 100-200 km je nach installierter Batteriekapazität und gewähltem Heizungskonzept für den Fahrgastraum Erste Erfahrungen aus verschiedenen Städten: 100-200 km je nach installierter Batteriekapazität und gewähltem Heizungskonzept für den Fahrgastraum Erste Erfahrungen aus verschiedenen Städten: 100-160 km je nach installierter Batteriekapazität und gewähltem Heizungskonzept für den Fahrgastraum
Antriebsart Elektroantrieb Elektroantrieb Elektroantrieb
Motorleistung (kW) 150 bis 2x120 160 bis 4x120 120 bis 2x120
Batterieart Lithium-Eisenphosphat oder Lithium-Ionen-Batterie Lithium-Eisenphosphat oder Lithium-Ionen-Batterie Lithium-Eisenphosphat oder Lithium-Ionen-Batterie
Batteriekapazität kWh bis zu 480 bis zu 550 bis zu 230
Ladesystem Plug-in, Pantograf, induktiv Plug-in, Pantograf, induktiv Plug-in, Pantograf, induktiv
Ladeleistung (kW) 22 bis zu 300 30 bis zu 450 bis zu 80
Hersteller (beispielhaft) VDL, Solaris, Sileo, Daimler VDL, Solaris, Sileo, HESS, Daimler VDL, Solaris, Sileo