Die Elektrobusstrategie der VBZ umfasst auch den Einsatz von Hybridgelenkbussen zur Ablösung eines Teils der Dieselbusflotte. Die Fahrzeuge verfügen über einen teilelektrischen Antriebsstrang und schlagen die Brücke vom herkömmlichen Dieselbus zum Elektrofahrzeug. Adrian Vogel, Leiter Flottenmanagement Bus bei den VBZ, äussert sich im Interview zur laufenden Beschaffung der neuen Hybridgelenkbusse.
Herr Vogel, die VBZ erhalten von Mai bis September 13 neue Volvo-Hybridgelenkbusse. Freuen Sie sich auf die neuen Busse?
Ja, ich freue mich darüber, weil wir mit den neuen Fahrzeugen ca. 25 % Diesel einsparen und damit den CO2-Ausstoss sowie andere Schadstoffemissionen entsprechend verringern können. Einen ersten Hybridbus von Volvo haben wir ja zu Testzwecken bereits seit März 2015 im Einsatz. Fahrgäste sowie Anwohnerinnen und Anwohner zeigen sich vor allem auch über die markante Lärmminderung gegenüber Dieselbussen erfreut. Allein mit den 14 Hybridgelenkbussen reduzieren wir den CO2-Ausstoss um jährlich 380 Tonnen. Die Beschaffung von Hybridbussen ist daher ein bedeutender Schritt in der Elektrobusstrategie «eBus VBZ».
Wieso beschaffen die VBZ auf dem Weg zu einer emissionsfreien Busflotte Dieselhybridbusse? Das ist doch ein Widerspruch?
Wir beschäftigen uns bereits seit einigen Jahren mit der Frage, was die Antriebstechnologie von morgen sein wird. Wir sind der Überzeugung, dass dies der Elektroantrieb ist. Momentan befinden wir uns in einer Transformationsphase. Wie die Betreiber arbeiten auch die Bushersteller an ihren Strategien zur Elektromobilität. Batteriebusse sind heute als Prototypen oder Kleinstserien in der Praxiserprobung. Ab ca. 2020 werden Batteriebusse Serienreife erreichen und für grössere Flottenerneuerungen verfügbar sein. Bis dahin ist der Hybridbus die Brückentechnologie.
Können Sie uns in einfachen Worten erklären, wie ein Hybridbus funktioniert? Was bedeutet der Begriff Hybrid?
Hybrid bedeutet, dass im Fahrzeug zwei Antriebstechnologien zusammen eingesetzt werden. In unserem Fall ist es auf der einen Seite ein konventioneller Dieselmotor mit einem automatisierten Schaltgetriebe, aber eben auch ein Elektromotor und eine Traktionsbatterie. Durch den Elektromotor und die Traktionsbatterie wird es möglich, die Bremsenergie für den Antrieb des Fahrzeugs zu nutzen. Das kann ein reiner Dieselbus nicht.
Ziel ist es, die beiden Antriebssysteme möglichst effizent einzusetzen. Typischerweise lässt sich das Funktionsprinzip bei einem Linienbus am Beispiel der An- und Wegfahrt an einer Haltestelle erklären:
Wenn die Chauffeure beim Anfahren der Haltestelle bremsen, wird der Elektromotor zum Generator. Die Masseträgheit des rollenden Fahrzeugs treibt nun den Generator an. Dieser bremst das Fahrzeug ab und erzeugt dabei Strom, der in der Traktionsbatterie gespeichert wird und somit für den Antrieb des Elektromotors zur Verfügung steht. Diesen Vorgang nennt man Rekuperation. Wenn das Fahrzeug nun für die Wegfahrt aus der Haltestelle beschleunigt, geschieht dies durch den Elektromotor. Der gespeicherte Strom aus dem Bremsvorgang wird nun aus der Batterie entnommen, und das Fahrzeug fährt geräuscharm und emissionslos aus der Haltestelle.
«Allein mit den 14 Hybridgelenkbussen reduzieren wir den CO2-Ausstoss um jährlich 380 Tonnen»
Welches sind Kriterien, dass der Bus von Batteriebetrieb auf Dieselantrieb wechselt? Können die Chauffeure dies aktiv beeinflussen?
Die Antriebssteuerung des Fahrzeugs wählt immer den unter den gegebenen Umständen effizientesten Antrieb. Grundsätzlich kann der Bus nur mit Elektromotor fahren, nur mit Dieselmotor fahren oder beide Antriebe gleichzeitig verwenden. Beispielsweise wird für das Anfahren – bei «normaler Leistungsanforderung» durch die Chauffeure – rein elektrisch gefahren. Ab einer bestimmten Geschwindigkeit (z.B. ab 30km/h) kommt jeweils der Dieselmotor dazu und beide Antriebe sind über die Phase der Beschleunigung aktiv.
Nach Erreichen der Zielgeschwindigkeit, wenn für das Halten der Geschwindigkeit weniger Energie notwendig ist, arbeitet der Dieselmotor alleine. Beim Bremsen wiederum ist nur der Elektromotor aktiv und rekuperiert die Bremsenergie in die Traktionsbatterie.
Je besser die Chauffeure die Funktionsweise des Hybridbusses verstehen, desto effizienter können sie das Fahrzeug betreiben. Der Schulung des Fahrpersonals kommt also eine hohe Bedeutung zu.
Vergleichen wir die Batteriekapazität eines Hybridbusses mit der Batteriekapazität des «SwissTrolley plus» oder des Quartier-eBus? Welche Unterschiede stellen Sie fest?
Im Hybridbus werden zwei unterschiedliche Antriebe kombiniert. Bezüglich verfügbarem Platz und Gewicht ist man jedoch eingeschränkt. Das hat zur Folge, dass beide Antriebe kleiner ausgeführt werden müssen als bei Fahrzeugen mit nur einem Antrieb. Es wird eine über beide Antriebe optimale Leistungsfähigkeit angestrebt. Diese ist jedoch nur gegeben, wenn auch beide Antriebe einsatzbereit sind. Da Grösse und Gewicht einer Batterie direkt von deren Kapazität abhängen, liegt es auf der Hand, dass hier Einschränkungen erforderlich sind. Und damit kommen wir auch schon zum heiklen Punkt von Hybridbussen: Der Elektromotor kann nur arbeiten solange die Traktionsbatterie Energie zur Verfügung stellt. Der Energieinhalt bzw. die Batteriegrösse sowie die Möglichkeit zur Energierückgewinnung sind somit die kritischen Punkte und entscheiden darüber, wie effizient ein Hybridbus arbeitet bzw. warum Hybridbusse nicht auf allen Linien gleich gut funktionieren.
Ein Beispiel:
Wenn auf der Linie X eine Steigung von einer bestimmten Länge befahren werden muss, ist es wichtig, dass genügend Energie in der Batterie vorhanden ist, damit beide Antriebe über die gesamte Steigung arbeiten können. Würde die Kapazität der Batterie nicht für die gesamte Steigung ausreichen, stünde für den verbleibenden Teil der Steigung nur noch der Dieselmotor zur Verfügung. Da dieser ja «downgesized» ist, reicht seine Leistungsfähigkeit alleine nicht aus, um die Steigung effizent zu bewältigen. Das heisst, der Bus fährt nur noch langsam, der Treibstoffverbrauch steigt und der Fahrplan kann nicht mehr eingehalten werden. Es ist also wesentlich, dass Batteriekapazität und Antriebsleistung auf den jeweiligen Anwendungsfall passen. Genau so wichtig ist es, dass die Traktionsbatterien zu Beginn der Steigung möglichst voll sind. Hierzu wäre eine Optimierung mit einem prädiktiven, also vorausschauenden Energiemanagement möglich, wie wir es aktuell im «SwissTrolley plus» testen.
«Der Schulung des Fahrpersonals kommt eine hohe Bedeutung zu.»
Die Batteriekapazität des Hybridgelenkbusses liegt bei 9.6 kWh. Die des «SwissTrolley plus» bei 65 kWh und die vom Quartier-eBus bei 170 kWh. Die Batteriekapazität vom Quartier-eBus ist also 17 mal grösser als die des Hybridgelenkbusses. Da beim Hybridbus aber immer auch der Dieselmotor an der Energiebereitstellung beteiligt ist, macht es wenig Sinn, nur die Batteriekapazitäten zu vergleichen. Man kann sicher sagen, dass «Reichweitenangst» beim Hybridbus nicht aufkommt.
Kann jeder Busfahrer einen Hybridbus fahren oder braucht es dazu spezielle Kenntnisse?
Grundsätzlich ist keine erweiterte Befähigung notwendig, um einen Hybridbus zu fahren. Wie bereits erwähnt, kann die Effizienz des Fahrzeugs jedoch gesteigert werden, wenn das Fahrpersonal gut ausgebildet wird und die Funktionsweise des Hybridbusses kennt und zu nutzen weiss.
Wo werden die neuen Busse hauptsächlich eingesetzt? Warum werden sie auf diesen Strecken eingesetzt?
Die Hybridbusse werden in der Garage Hardau stationiert sein und werden auf allen innerstädtischen Gelenkbuslinien eingesetzt, die aus der Garage Hardau bedient werden. Hybridbusse lassen sich vor allem im urbanen Umfeld effizient einsetzen. Der Stop&Go-Verkehr mit eher kurzen Haltestellenabständen ist am ehesten die Domäne des Hybridbusses.
Ab wann komme ich als Fahrgast in den Genuss, mit einem neuen Hybridgelenkbus befördert zu werden?
Der erste Bus ist seit März 2015 im Einsatz. Die übrigen 13 Busse werden sukzessive ab Mai 2017 in Betrieb gehen. Ende September sind dann alle 14 Fahrzeuge im Einsatz.
Alle Daten und Fakten zum neuen Hybridgelenkbus bei den VBZ sind in der nachfolgenden Grafik von Volvo zusammengefasst:
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