September 10 + 11, 2019
Stuttgart, Germany

[DE] Sondernewsletter Juli 2019

Stuttgart, Deutschland, July 8, 2019

Dr.-Ing. Frank Koch, Senior Experte bei der EnergieAgentur.NRW, Fokus Brennstoffzellenmobilität, leitet auf der f-cell in Stuttgart am 11. September 2019 die Session „Heavy Duty: Buses“.

Sondernewsletter PDF Download

Brennstoffzellenbusse erste Wahl im ÖPNV

Deutsche Hersteller sind gefordert!

Dr. Frank Koch, Experte für Brennstoffzellenmobilität bei der EnergieAgentur.NRW, wird auf der f-cell 2019 im Haus der Wirtschaft in Stuttgart am 11. September 2019 die Session „Heavy Duty: Buses“ leiten. Die Newsletter-Redaktion sprach mit ihm über die Vorteile der Brennstoffzellenbusse gegenüber batteriebetriebenen Fahrzeugen im ÖPNV und über die Kosten für den Aufbau der jeweiligen Infrastrukturen.

Herr Dr. Koch, wie beurteilen Sie – als langjähriger Experte für Brennstoffzellenmobilität bei der Ener-gieAgentur.NRW – die derzeitigen Entwicklungen im Wasserstoff- und Brennstoffzellenbereich? Momentan scheint sich der Schwerpunkt der Diskussion von den Pkw hin zu schweren Nutzfahrzeugen, Bussen und Schiffen zu verlagern. Was sind die Gründe für diese Entwicklung?

Vor allem bei Nutzfahrzeugen kann die Brennstoffzelle ihre Vorteile im Vergleich zu den Batteriekonzepten ausspielen und punktet mit großen Reichweiten und kurzen Betankungszeiten. Ein Brennstoffzellenbus kann durchaus 400 Kilometer mit einer „Tankfüllung“ schaffen. Bei einem batteriebetriebenen Elektrobus mit vergleichbarer Reichweite würden die Batterien so schwer, dass nur eine deutlich geringere Anzahl an Passagieren befördert werden könnte. Ansonsten würde die maximal zulässige Achslast überschritten. Gleiches gilt für Lkw, die ja mit der Nutzlast Geld verdienen und nicht mit dem Transport von Batterien. In der Logistik spielen zudem die kurzen Betankungszeiten eine Rolle, denn in dieser Branche heißt es: „Zeit ist Geld“. Da kann und will man sich nicht lange mit dem Laden einer Batterie aufhalten.

Was sind die Treiber für einen sauberen ÖPNV? Welche Rolle spielen EU-Vorgaben wie die „Clean Vehicle Directive“? Welche Ziele gibt diese vor?

Neben der bekannten Diesel- bzw. Feinstaubproblematik gehören die Vorgaben der EU sicherlich zu den wesentlichen Treibern für einen – lokal – emissionsarmen und in Zukunft völlig emissionsfreien ÖPNV. So hat das Europäische Parlament im April 2019 die Clean Vehicle Directive (CVD) verabschiedet, die voraussichtlich 2021 in Kraft treten wird. Demnach müssen bis Ende 2025 bei öffentlichen Ausschreibungen 45 Prozent der Busse alternative Antriebe besitzen. Davon müssen die Hälfte der Busse – also rund 23 Prozent – Nullemissionsfahrzeuge sein, zu denen sowohl batterie- als auch wasserstoffbetriebene Busse zählen. Bis 2050 soll der Anteil der emissionsfreien Busse auf knapp 33 Prozent steigen.

Was heißt das für die Verkehrsgesellschaften? Ab wann werden diese keine Euro-VI-Dieselbusse mehr bestellen dürfen? Was passiert danach?

Die oben genannten Zahlen gelten für den durchschnittlichen Anteil von emissionsarmen Bussen an der Gesamtzahl der ausgeschriebenen Busse in ganz Deutschland. Das heißt, manche Unternehmen könnten durchaus weiterhin komplett am Dieselantrieb festhalten, wenn dafür andere Nahverkehrsunternehmen in Deutschland zu 100 Prozent emissionsfreie Busse beschaffen. Auch damit ließe sich die CVD-Vorgabe erfüllen. Da das kaum zu kontrollieren ist, werden wohl alle Verkehrsbetriebe die Beschaffung von emissionsfreien Bussen einplanen. Gleichwohl sehe ich die Gefahr, dass so manches Unternehmen seine Neubeschaffungen bis 2021 vorzieht und bis dahin ausschließlich Euro-VI-Dieselbussen kauft.
Im Rahmen von JIVE und JIVE 2 sollen europaweit mehrere Hundert Brennstoffzellenbusse beschafft und auf die Straße gebracht werden. Wie ist der Stand dieses Projekts?
In JIVE 1 sind mittlerweile fast alle der insgesamt 140 Busse – bis auf zwei Standorte – geordert. Mit der Auslieferung wird voraussichtlich noch in diesem Jahr begonnen. In JIVE 2, das ein Jahr später gestartet ist und rund 160 Brennstoffzellenbusse umfasst, beginnen nun die ersten Ausschreibungen.

Klar ist, dass die Emissionen in den Städten gesenkt werden müssen. Dies kann sowohl mit batterie-elektrischen als auch Brennstoffzellenbussen gelingen. Was sind die Vor- und Nachteile der beiden Technologien?

Die Entscheidung für das richtige Konzept hängt vor allem von der Länge der täglichen Linienumläufe und den topografischen Randbedingungen ab. Bei Batteriebussen mit „Overnight Charging“ liegt die Grenze bei einer Umlauflänge von 150 bis 200 Kilometern pro Tag. Bei höheren Reichweiten werden die Batterien zu schwer. Bei dem „Opportunity Charging“-Konzept, das mit kleineren Batterien auskommt, müssen an den Endpunkten Schnellladepunkte mit Leistungen bis 300 Kilowatt errichtet werden. Außerdem muss sichergestellt seien, dass der Bus nach maximal zwei Umläufen auch wirklich geladen werden kann. Ist der Ladepunkt zum Beispiel wegen Straßenbauarbeiten nicht erreichbar, kann die Linie nicht mehr mit den Batteriebussen bedient werden.
Ein Brennstoffzellenbus dagegen kann flexibel auf vielen Linien eingesetzt werden und rund 400 Kilometer pro Tag mit einer Wasserstofftankfüllung fahren – bei akzeptablem Gewicht des Antriebsstrangs inklusive Tanks, Brennstoffzelle und Batterie. Ein weiterer Vorteil des BZ-Buses ist es, dass er im Winter die Abwärme der Brennstoffzelle zum Heizen nutzen kann, ohne dass der Wasserstoffverbrauch dadurch merklich steigt. Ein Batteriebus, der elektrisch heizt, verliert sowohl an Reichweite als auch an Fahrdynamik. Dies zeigen Beispiele aus der Praxis. Alternativ können Batteriebusse zwar mit einem externen diesel- oder ethanolbasierten Heizgerät ausgestattet werden, allerdings fährt er dann nicht mehr vollständig emissionsfrei.

Welche Infrastrukturen müssen die Nahverkehrsunternehmen für die emissionsfreie Mobilität aufbauen? Welchen Kosten sind damit verbunden?

Für kleinere Flotten ist eine Ladeinfrastruktur der günstigere Weg, weshalb viele Unternehmen zum „Ausprobieren“ zunächst auf Batteriebusse setzten. Brennstoffzellenbusse benötigen von Anfang an eine relativ teure H2-Tankstelle. Ab einer bestimmten Flottengröße, verschiedene Experten gehen von rund 50 Fahrzeugen aus, kippt das Kosten/Nutzen-Verhältnis. Bei großen Flotten wird eine Ladeinfrastruktur aufgrund der Stromanschlusskosten in der Regel teurer, wohingegen die Infrastrukturkosten pro Fahrzeug bei Wasserstofftankstellen sinken.

Woher wird kurz-, mittel- und langfristig der Wasser-stoff für die BZ-Mobilität stammen? Ist grauer Wasserstoff eine Option für die Übergangszeit?

Meiner Meinung nach schon. Aus Erdgas gewonnener Wasserstoff spart bereits 30 bis 50 Prozent der CO2-Emissonen im Vergleich zum Diesel ein. Einfach schon deshalb, weil die Brennstoffzelle deutlich effizienter arbeitet und Erdgas ein höheres Wasserstoff/Kohlenstoff-Verhältnis hat als ein flüssiger Verbrennerkraftstoff. Langfristig sollte jedoch der Wasserstoff mittels Elektrolyse aus grünem Strom hergestellt werden, damit die Klimaziele erreicht werden. Die oft diskutierten Wirkungsgradverluste wird man dann wohl oder übel in Kauf nehmen müssen.

In NRW setzt die Regionalverkehr Köln GmbH (RVK) bereits BZ-Busse ein. Welche Erfahrungen konnte das Unternehmen bisher sammeln? Wie sind die Rückmeldungen von den Fahrern?

Die RVK ist offenbar so zufrieden mit ihren Brennstoffzellenbussen, dass sie im Rahmen von JIVE beim gleichen Hersteller weitere 30 BZ-Busse bestellt hat. Langfristig soll die gesamte Flotte, soweit dies betrieblich möglich ist, auf Brennstoffzellenbusse umgestellt werden. Teilweise sollen auch Biogasbusse eingesetzt werden. Die Fahrer stehen voll hinter dem Konzept. Ohne deren Bereitschaft, sich mit den BZ-Bussen, die am Anfang durchaus noch mit Kinderkrankheiten zu kämpfen hatten, positiv auseinanderzusetzen, wäre die RVK nicht so erfolgreich unterwegs.

Momentan scheinen Solaris und van Hool die einzigen größeren europäischen Bushersteller zu sein, die – wenn auch mit sehr langen Lieferzeiten – in der Lage sind, Brennstoffzellenbusse zu liefern. Warum sind aus Ihrer Sicht die deutschen Hersteller noch nicht in den Markt eingestiegen?

Das stimmt so nicht ganz: Weitere Hersteller sind zum Beispiel Wrightbus aus England, die Busse im „H2BUS Europe“-Projekt liefern, oder die ebe EUROPA GmbH mit Bussen aus Polen. Im Laufe des Jahres wird auch noch Caetano aus Portugal einen Brennstoffzellenbus präsentieren. Wir finden es auch sehr bedauerlich, dass es aktuell keinen Bus aus deutscher Produktion gibt, zumal die meisten Nahverkehrsunternehmen am liebsten nur deutsche Busse kaufen würden. Im deutschen Brennstoffzellenbus-Cluster haben die darin vertreten 25 Busbetriebe schon eine Nachfrage nach 500 H2-Bussen angemeldet. Da fragt man sich schon, worauf die deutschen Hersteller eigentlich noch warten. Die EvoBus GmbH, ein Tochterunternehmen der Daimler AG, will erst 2021 einen Brennstoffzellenbus präsentieren und von MAN Truck & Bus SE hört man bisher nichts.

Wie ist die Situation in anderen Regionen der Welt? Was passiert zum Beispiel in Kalifornien oder in Korea, Japan oder China? Laufen wir Gefahr, wieder eine Technologie in Richtung Osten zu verlieren, wie es bei der Photovoltaik und der Batterieproduktion schon geschehen ist?

In Japan und Korea, die ohnehin bei der Brennstoffzellenmobilität führend sind, passiert auch im Bussegment sehr viel. Bekanntlich werden während der Olympischen Sommerspiele 2020 in Tokio 100 Brennstoffzellenbusse des Typs Toyota „SORA“ die Athleten zu den Wettkampfstätten transportieren. In Korea sollen in den nächsten Jahren sämtliche Erdgas- durch Brennstoffzellenbusse ersetzt werden. Und China verstärkt seine Aktivitäten im Brennstoffzellenbereich signifikant und hat bereits erste BZ-Busse präsentiert. In der Tat sollten europäischen Bushersteller gewarnt sein: Nach den Batteriebussen könnten künftig auch BZ-Busse aus Asien größere Marktanteile in Europa gewinnen.

Auf der Jahrestagung Mobilität der EnergieAgentur.NRW ging es Ende Juni um ein eng verwandtes Thema: den alternativen Antriebs- und Kraftstoffoptionen im Schwerverkehr. Was waren die wichtigsten Erkenntnisse, die Sie aus dieser von Ihnen mitgestalteten Veranstaltung gezogen haben?

Auf der Veranstaltung wurde deutlich, dass es nicht den „einen“ alternativen Antrieb der Zukunft gibt. In der City-Logistik und bei kleineren Nutzfahrzeugen ist der Einsatz von Batterien durchaus sinnvoll. Bei längeren Strecken oder wenn Zusatzaufgaben wie die Kühlung der Fracht zu erledigen sind, kann die Brennstoffzelle ihre Stärken ausspielen. Nicht zuletzt durch das geringere Gewicht gegenüber den Batterien.
Derzeit gibt es aber auch ein wachsendes Angebot an LNG- und CNG-Trucks und der dafür benötigten Tankstelleninfrastruktur. Da es sich um Verbrennungsmotoren handelt, sind diese Fahrzeuge preislich günstiger als elektrisch betriebene Nutzfahrzeuge. Aufgrund der Kostensensibilität der Logistikbranche ist dies sicherlich ein attraktiver Zwischenschritt, zumal sich so auch bei den Emissionen Verbesserungen im Vergleich zum Diesel realisieren lassen.
Langfristig müssen wir jedoch von den fossilen Kraftstoffen wegkommen. Sollten wir bei verbrennungsmotorischen Antrieben bleiben wollen – oder in einigen Bereichen wegen besonders anspruchsvoller Anforderungsprofile bleiben müssen – könnten wir in diesen Fällen auf „grünes“ Methan oder synthetische Kraftstoffe umstellen.

Welche Erwartungen haben Sie als langjähriger Begleiter der f-cell an die diesjährige Impulsveranstaltung in Stuttgart? Welchen Stellenwert hat die f-cell 2019 für das Netzwerk Brennstoffzelle, Wasserstoff & Elektromobilität NRW und die EnergieAgentur.NRW?

Wir sind seit vielen Jahren mit einem Gemeinschaftsstand Aussteller auf der f-cell und haben auch gerne den einen oder anderen Vortrag gehalten. Wir schätzen diese Veranstaltung als wichtigen Treffpunkt für die Wasserstoffszene. Vor allem die Mischung aus Kongress und Messe finden wir sehr attraktiv und kommen daher immer wieder gerne nach Stuttgart.