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SEKTOR VERKEHR

Der Verkehrssektor ist der drittgrößte Verursacher von Treibhausgasemissionen in Deutschland. Die Verkehrsemissionen werden wegen einer zunehmenden Verkehrsdichte überwiegend im Straßenverkehr produziert. Neben Maßnahmen zur Vermeidung, Verlagerung und Optimierung von Verkehr kommen eine Erhöhung der fahrzeugspezifischen Energieeffizienz, eine zunehmende Elektrifizierung sowie ein Wechsel der eingesetzten Energieträger in Betracht, um die Klimaziele zu erreichen. Nachhaltige Mobilität benötigt daher klimafreundlichere und effizientere Fahrzeuge, erneuerbare Kraftstoffe und alternative Antriebe. Dieses Kapitel beschäftigt sich deswegen mit zwei Fragen. Einerseits: Wie kann in den unterschiedlichsten deutschen Regionen die Wasserstoff-und Brennstoffzellentechnologie etabliert werden? Andererseits: Wie werden Konzepte für eine unternehmensübergreifende Nutzung von elektrischen Poolfahrzeugen und Ladeinfrastrukturen in der Realität erprobt?

GRÜNER WASSERSTOFF

HyLand – Wettbewerb zur Förderung von Wasserstoffregionen mit lokal integrierter Wasserstoffwirtschaft mit Schwerpunkt im Verkehr.

Die Klimaschutzziele der Bundesregierung erfordern die Integration des Verkehrssektors in ein ganzheitliches Energiesystem auf Basis von regenerativen Energien. Die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie ist eine Schlüsseltechnologie zur Erreichung dieses Ziels. Insbesondere für lange Strecken, egal ob bei Nutzfahrzeugen, Bussen, Zügen oder sogar im Schiffs- und Flugverkehr, ist die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie als Ergänzung zu den rein batterieelektrischen Antrieben für die Elektrifizierung des Verkehrs unverzichtbar. Die regionale Vernetzung der Energieinfrastrukturen zur Vermeidung langer Transportwege und zur Etablierung effizienter Kreisläufe kann diesen Innovationsprozess befördern.

Daher hat das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) zur Förderung von Wasserstoffregionen in Deutschland den Wettbewerb HyLand ins Leben gerufen. Der Wettbewerb um die regionale Förderung ist Teil des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie (NIP) und soll dazu beitragen, Wasserstoff als Energieträger im Verkehrssektor durch die Nutzung lokaler Synergien konkurrenzfähig zu machen. Regionale Wasserstoffkreisläufe von Erzeugung auf Basis erneuerbarer Energie und Verbrauch können als Keimzellen für Innovationen im Bereich der Wasserstofftechnologie dienen.

Im Fokus der HyLand-Regionen steht die Integration von erneuerbarem Wasserstoff im Verkehrssektor, um seinen möglichen Beitrag zur Erreichung der CO2-Reduktionsziele zu demonstrieren. Da jedoch keine Region in Deutschland wie die andere ist, ist HyLand in einem dreistufigen Ansatz auf die Bedürfnisse unterschiedlich entwickelter Regionen zugeschnitten.

HYSTARTER                     

Diese Regionen werden circa ein Jahr lang organisatorisch und inhaltlich beraten. Vor Ort wird eine Akteurslandschaft aus Politik, kommunalen Betrieben, Industrie, Gewerbe und Gesellschaft gebildet. Gemeinsam sollen erste Konzeptideen entwickelt werden, die sich mit den Themen Wasserstoff und Brennstoffzellen auf der Basis erneuerbarer Energien im Verkehr beschäftigen. Dabei sollen zusätzlich auch die Bereiche Wärme, Strom und Speicher berücksichtigt werden.

Als HyStarter wurden ausgewählt:

Region Kiel, Rügen-Stralsund, Kreis Schaumburg, Lausitz, Weimar, Kreis Marburg, Neustadt an der Waldnaab, Reutlingen, Allgäu

HYEXPERTS                     

Bei den HyExperts handelt es sich um Regionen, die bereits Potenziale identifiziert haben oder auch erste Erfahrungen mit Wasserstoff und Brennstoffzelle sammeln konnten. Projektpartner haben gemeinsam Projektideen formuliert, die sie nun mithilfe maßgeschneiderter Beratungsleistung in konkrete Wasserstoffkonzepte überführen können.

Als HyExperts wurden ausgewählt:

Brake, Kreis Emsland, Essen, Frankfurt am Main, Fulda, Ingolstadt, Kreis Lippe, Kreis Oberallgäu, Kreis Osterholz, Kreis Recklinghausen, Saarland, Ulm, Kreis Wunsiedel im Fichtelgebirge

HYPERFORMER              

HyPerformer sind die Regionen, die bereits bestehende Konzepte vorweisen konnten. Ihnen werden Investitionszuschüsse zur Verfügung gestellt, um diese bereits bestehenden regionalen Konzepte zur lokalen Erzeugung von Wasserstoff und dessen Nutzung insbesondere in Brennstoffzellenfahrzeugen umzusetzen.

Als HyPerformer wurden ausgewählt:

Region Landshut mit den Kreisen München und Ebersberg, Metropolregion Nordwest rund um Oldenburg, Metropolregion Rhein-Neckar rund um Mannheim und Heidelberg

Der HyLand Wettbewerb wurde im Sinne eines wirkungsvollen Förderinstruments federführend durch den Projektträger Jülich (PtJ) entwickelt. Die NOW GmbH ist als Bundesgesellschaft Koordinatorin der Initiative und gemeinsam mit PtJ vom BMVI mit der Umsetzung und inhaltlichen Begleitung der Fördermaßnahme beauftragt.

GEMEINSAM LÄDT SICH'S BESSER

Die städtischen Betriebe in Berlin haben sich im Projekt SmarteFleets zusammengetan, um künftig ihren Elektroautofuhrpark gemeinsam zu organisieren. Damit sollen die Autos besser ausgenutzt und optimal entsprechend dem Stromangebot geladen werden. Zugleich wird durch die Kooperationspartner ein nicht öffentliches neues Netz an Schnellladestationen aufgebaut, damit die Fahrzeuge der beteiligten Unternehmen immer mobil sind.

In Berlin gehören die gut 300 bunt lackierten Elektroautos der städtischen Betriebe längst zum Straßenbild. Sie sind grün, gelb und orange, bedruckt mit der Silhouette der Hauptstadt und den Logos der Berliner Verkehrsbetriebe (BVG), der Berliner Wasserbetriebe (BWB) und der Berliner Stadtreinigung (BSR). „Die ersten Elektroautos haben wir bereits 2014 geleast“, sagt Heinrich Coenen, Leiter des Bereichsstabs Fuhrpark der BVG. „Die Fahrzeuge haben sich bewährt. Deshalb haben wir im Herbst 2019 erstmals E-Autos gekauft, rund 80 Stück.“ Das lohne sich nicht nur ökologisch. Die E-Autos seien auch in der Wartung nur etwa halb so teuer wie Benziner oder Diesel. Zudem spare man bei Versicherung, Steuern und Energiekosten. Coenen: „Je mehr Kilometer man fährt, desto schneller haben sich die Fahrzeuge amortisiert.“

Fehlender Überblick

Doch an der Information, wie oft welches Fahrzeug bewegt wurde, haperte es bei den städtischen Betrieben bislang. Diese Daten mussten manuell eingepflegt werden. Wie viele Kilometer ein Fahrzeug in einer Woche zurücklegte oder wie viele Stunden es ungenutzt herumstand, ließ sich nur schwer ermitteln. Das ändert sich jetzt. Zusammen mit sechs Partnern bauen die BSR, die BVG und die BWB im Projekt Smart eFleets bis zum Jahr 2022 ein digitales Managementsystem auf. Dieses soll künftig die gemeinsame Flotte aller 300 E-Autos steuern und verwalten.

Das digitale Fuhrparksystem wird nicht nur wissen, wann ein Auto verfügbar ist, sondern auch den Ladezustand aller Fahrzeuge kennen. „Wenn ich ein Auto buche, gebe ich das Fahrtziel und die Dauer meines Einsatzes ein“, erläutert Heinrich Coenen, der das Projekt Smart eFleets leitet. „Das System weist mir dann ein Auto zu, das zu dieser Zeit frei und ausreichend geladen ist.“ Durch diese Abstimmung aller Fahrzeuge soll nicht zuletzt die Zahl der Autos reduziert werden. Bislang ist die Größe des Fuhrparks nach dem Spitzenbedarf ausgelegt – der tritt bei der BVG meist dann auf, wenn an den Haltestellen in Berlin die Fahrpläne aus Papier ausgetauscht werden müssen. „Dank der intelligenten Fahrzeugplanung werden wir in Zukunft die Anzahl der Fahrzeuge um rund zehn Prozent verringern können – und trotzdem den Spitzenbedarf abdecken“, ergänzt Projektmitarbeiter ChristianBarz.

Sollte es trotzdem einmal eng werden, können die Mitarbeitenden eines Betriebes künftig auf Fahrzeuge eines anderen ausweichen. „Nur einige Hundert Meter von unserem BVG-Betriebshof haben die BWB eine Liegenschaft“, sagt Heinrich Coenen. Dank des digitalen Fahrzeugpools könnte ich dort künftig bei Bedarf ein Auto holen.“

Tanken bei geringer Stromnachfrage

Der digitale Fuhrpark, der im Projekt Smart eFleets entwickelt wird, bietet aber noch viel mehr Optimierungspotenzial – vor allem im Hinblick auf das Laden der Elektroautos. Wenn viele Elektroautos gleichzeitig Strom tanken, dann wird das Stromnetz stärker belastet. Tanken sie gar zu einer Zeit, in der die Stromnachfrage ohnehin hoch ist – etwa nach Feierabend, wenn daheim die Fernseher und Lichter angehen –, dann ist der Strom auch noch besonders teuer. Die Smart eFleets-Steuerung soll das verhindern. Die Fahrzeuge sollen vor allem dann tanken, wenn viel Sonnen- und Windstrom zur Verfügung steht. Damit wird das Tanken billiger und das Stromnetz entlastet. Alles in allem verhalte sich der Fuhrpark damit netzdienlich sagt Coenen.

SMART eFLEETS

Das Smart eFleets-Konsortium besteht aus neun Partnern, darunter öffentlich-rechtliche Betriebe, Energieversorger und IT-Experten. Der Projektträger Jülich (PtJ) hat dazu beigetragen, das interdisziplinäre Projekt umzusetzen. Insgesamt unterstützt das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) das Projekt mit 1,7 Millionen Euro.

Zweites Leben für Alt-Batterien

Für ihn ist Smart eFleets ein ideales Testfeld, auf dem viele verschiedene Technologien für die Elektromobilität auf Praxistauglichkeit überprüft werden können. Zum Beispiel auch Second-Life-Speicher, also gebrauchte E-Auto-Batterien, deren Kapazität im Laufe ihres Lebens geschrumpft ist. Für den anspruchsvollen Betrieb im Auto eignen sie sich nicht mehr. Zusammengeschaltet zu einem großen Speicher können sie aber noch gute Dienste leisten. Zunächst sollen auf einem Betriebshof der BVG Second-Life-Speicher installiert werden. Diese können bei einem Überangebot Ökostrom zu geringem Preis speichern. Zu Zeiten, in denen gleichzeitig viele Autos im Fuhrpark beladen werden, können sie den Strom wieder abgeben.

Trotz des Zusammenschaltens der Fahrzeuge der BSR, der BVG und der BWB sollen die Fahrzeuge auf die verschiedenen Standorte im Stadtgebiet verteilt bleiben. Dank des intelligenten Fuhrparksystems aber können sich die drei Betriebe die Autos künftig teilen. Geteilt wird in Zukunft auch ein Netz von zwölf neuen Schnellladestationen. Ein solches Netz ist wichtig, damit die E-Autos der BSR, BVG und BWB bei Bedarf jederzeit eine freie Säule finden. „Öffentliche Ladesäulen sind häufig besetzt, manche sind kaputt oder zugeparkt, sodass man sich auf diese allein nicht verlassen kann“, sagt Heinrich Coenen. „Wir bauen daher ein eigenes Netz aus Schnellladestationen auf.“ Da diese Schnellladestationen vergleichsweise teuer sind, werden sie gemeinsam finanziert und gefördert.

Die E-Autos werden dank des Fahrzeugpoolsystems künftig immer bedarfsgerecht betankt auf Fahrt gehen. Trotzdem könnte es manchmal eng werden. So kann sich eine Dienstfahrt verlängern, wenn unterwegs ungeplante Aufträge eingehen. Und an eisigen Tagen kann sich ein Akku schneller entladen als erwartet. „Die Schnellladesäulen sind eine Art Notfalloption“, sagt Heinrich Coenen. „Das System wird dem Fahrer oder der Fahrerin künftig eine freie Säule zuweisen und reservieren.“ Schon bald lässt sich der Akku dann so weit wie gerade nötignachladen.

Grundlagen für den Ausbau der Elektromobilität

Smart eFleets ist auch ein Testfeld, auf dem sich untersuchen lässt, wie sich wachsende Elektrofuhrparks so steuern lassen, dass sie dem Stromnetz dienen. Die BVG will künftig auf Elektrobusse umstellen, die noch einmal deutlich mehr Energie benötigen als die Autos. „Wir schaffen mit Smart eFleets die Grundlagen für den Ausbau der Elektromobilität“, sagt Heinrich Coenen. Denn nur, wenn immer mehr E-Autos mit regenerativ erzeugtem Strom fahren, kann der Schadstoffausstoß des Straßenverkehrs nennenswert reduziert werden.

 

Bildnachweis


Bild „Sektor Verkehr“: ©pikselstock - stock.adobe.com

Bild „Gemeinsam lädt sich's besser“: ©Wellnhofer Designs - stock.adobe.com

Bild „Smart eFleets“: Petra Lang

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