Buffered-HLL – Netzorientiertes, kosteneffizientes Hochleistungsladesystem für den mittelständischen, gewerblichen ÖPNV im suburbanen Raum

Die Elektrifizierung des Öffentlichen Personen Nahverkehrs (ÖPNV) im ländlichen Raum birgt Herausforderungen: Im Projekt Buffered-HLL entwickelt ein Konsortium verschiedener Partner*innen daher eine neue Ladetechnologie für Elektrobusse (E-Busse) auf Basis eines Schwungradspeichers und erprobt diese im Raum Bensheim im Odenwald. Das RLI erstellt in dem Verbundvorhaben eine Strategie zur Vollelektrifizierung von Bussen der Verkehrsgesellschaft Gersprenztal (VGG) und untersucht das Potential der Ladetechnologie für weitere Einsatzmöglichkeiten.

Ladeinfrastruktur für E-Busse im ländlichen Raum

Mittelständische, gewerbliche Busunternehmen bilden im ländlichen Raum eine wichtige Säule des öffentlichen Nahverkehrs. Sie sind daher relevante Partner bei der Elektrifizierung. Im Rahmen des Projektes wird eine netzorientierte Ladeinfrastruktur mit Depot- und Gelegenheitsladung für den ÖPNV entwickelt, umgesetzt und im regulären Betrieb über 18 Monate getestet.

Besondere Herausforderungen für Netzbetreiber und Verkehrsbetriebe

Busunternehmen und Netzbetreiber im ländlichen Raum haben spezifische Herausforderungen zu bewältigen. So müssen Netzbetreiber sicherstellen, dass Stromnetz und Netzanschlusspunkte mit der zusätzlichen Last durch die Elektrifizierung des ÖPNV sicher betrieben werden können. Hier können Lade- und Speicherlösungen helfen, ein leistungsfähiges, flächendeckendes Netz an Schnellladestationen (High Power Charger – HPC) zur Verfügung zu stellen, ohne dass ein starker Ausbau der Stromnetze notwendig wird. Für Verkehrsunternehmen ist eine ökonomisch sinnvolle Versorgung der elektrischen Busse mit Energie notwendig. Hier sind das Streckennetz und die Umlaufplanung der Fahrzeuge relevant. Die Busse legen häufig größere Strecken zurück.

Strategie zur Vollelektrifizierung von Bussen

Um praktische Lösungen für die Integration der benötigten Infrastruktur unter diesen Rahmenbedingungen zu erarbeiten, erstellt das RLI eine Strategie zur Vollelektrifizierung der Busse. Um die Fahrzeuge mit Strom zu laden, werden Energiesysteme an ausgewählten Haltestellen und am Depot ausgelegt. Für die HPC-Ladestationen auf der Strecke wird dabei der Einsatz von Schwungradspeichern als Puffer untersucht. So sollen die Auswirkungen der Schnellladung auf das Stromnetz minimiert werden.

Zusätzlich erarbeiten die RLI-Forscher*innen Strategien für den wirtschaftlichen Betrieb der Ladestationen. In einer Übertragbarkeitsanalyse werden die Möglichkeiten dieser Stationen für verschiedene Anwendungsfälle untersucht. So sollen die Potentiale für eine breite Anwendung der Technologie erhoben und ihr Einfluss auf Stromnetze bestimmt werden.

• Entwicklung einer Strategie zur Vollelektrifizierung
• Energiesysteme an Haltestellen und im Depot auslegen und optimieren
• Potentialerhebung für Flexibilitätsoptionen
• Identifizierung von Geschäftsmodellen
• Potentialerhebung für den Einsatz von Schwungradspeichern

• Elektrobusse sind in der Anschaffung teuer. Durch innovative Betriebsmodelle können Verkehrsunternehmen jedoch langfristig Kosten einsparen, wodurch ein guter ÖPNV unterstützt wird.
• Schwungradspeicher vereinfachen oft den Aufbau von Schnellladestationen, machen diese günstiger und entlasten dabei die Netze.
• In Betriebshöfen können intelligente Ladestrategien die Energiekosten um bis zu 50 % verringern und gleichzeitig die Integration von Erneuerbaren Energien unterstützen.
• Die optimale Auslegung und Betriebsstrategie des e-Bus Systems hängen von lokalen Besonderheiten, wie den Einsatzzeiten der Fahrzeuge und den Netzbedingungen, ab.
• Wissenschaftler des RLI haben in dem Projekt das Simulationstool SimBA entwickelt, mit dem sie das e-Bus System abbilden und individuelle, wirtschaftlich optimale Lösungen für Verkehrsunternehmen aufzeigen können.