Busverkehr Linienbusse unter Strom
Der städtische Busverkehr wird zukunftsfest: Die Hamburger Hochbahn zeigt, wie der Umbau weg vom Diesel und hin zum Wasserstoff funktioniert. Von Christoph Schwarzer
© Hochbahn
Busse am ZOB Hamburg
Eitelkeiten sind im öffentlichen Nahverkehr nicht gefragt. Hier wird der Betrieb nüchtern und nach Zahlen geführt. Das Ziel ist, den Stadtmenschen von A nach B zu transportieren und dabei ökonomisch sinnvoll zu wirtschaften. Gerade darum plant die Hamburger Hochbahn, Deutschlands zweitgrößter Anbieter, ab 2018 keine konventionellen Dieselbusse mehr zu kaufen. In zwei Schritten rüsten die Hanseaten auf Elektromotoren um: Zuerst kommen Busse mit Dieselhybridantrieb zum Einsatz. Später folgt die wasserstoffbetriebene Brennstoffzelle. Beide Systeme fahren jetzt im täglichen Dauertest.
Radfahrer und Fußgänger bemerken den Unterschied als Erste. Wenn der Bus an der Haltestelle anfährt, müssen sie keine Abgase einatmen. Der 18 Meter lange Mercedes Citaro bewegt sich und maximal 132 Passagiere rein elektrisch. Angetrieben wird er von vier Radnabenmotoren, die ihren Strom aus einer Lithium-Ionen-Batterie mit 30 Kilowattstunden Kapazität beziehen. Das entspricht der scheinbar geringen Menge von rund drei Litern Diesel. Genug, um mehrere Kilometer rein elektrisch und emissionsfrei zu fahren.
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Seit 2007 lebt die Mehrheit der Menschen in Städten. Ihr natürliches Bedürfnis nach Mobilität befriedigen sie mit Autos und Motorrädern, mit Bussen und Bahnen. Die Quittung dafür ist die permanente Gesundheitsbelastung durch Abgase und Lärm. Ein möglicher Ausweg aus diesem Dilemma ist die Elektrifizierung der Verkehrsträger: Die nahe Zukunft fährt elektrisch. Auch, weil die Verknappung der fossilen Ressourcen den Umstieg irgendwann zum ökonomischen Zwang machen wird. ZEIT ONLINE stellt in einer Serie die neuesten Entwicklungen vor.
Dann springt der Dieselmotor an, um über einen Generator die Batterie wieder zu laden. Techniker nennen das einen seriellen Hybrid, weil es im Gegensatz zum parallelen (Volkswagen Touareg) oder dem leistungsverzweigten Hybrid (Toyota Prius) keine mechanische Verbindung zwischen Verbrennungsmotor und Elektroantrieb gibt. Der Diesel kommt mit viel weniger Hubraum aus; statt zwölf Litern Motorvolumen, 260 kW (354 PS) Leistung und 960 Kilogramm Gewicht reichen nun 4,8 Liter, 160 kW (218 PS) bei 400 Kilogramm Ballast. "Wir gehen von einem Minderverbrauch von 20 bis 30 Prozent aus", sagt Michael Göpfarth, Geschäftsführer von Mercedes Omnibusse. Und der stolze Unterton schwingt bereits mit, dass diese Schätzung sehr konservativ ist. Je häufiger der Bus im Stadtverkehr mit Stillstand und Wiederanfahren gerät, desto größer wird sein Vorteil gegenüber dem Standard-Diesel.
Ob sich das wirklich rechnet, wird der Alltagstest der frisch in Dienst gestellten Fahrzeuge zeigen. Normalerweise verbraucht ein Bus rund 50 Liter auf 100 Kilometer. Über die Lebenszeit von zwölf bis 14 Jahren und eine Laufleistung von rund 900.000 Kilometern kommt so ein Spritkostenvorteil von weit mehr als 100.000 Euro zusammen. Noch ist das zu wenig, denn mit 750.000 Euro kostet der Dieselhybrid etwa doppelt so viel wie der Normalbus.
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- Datum 01.04.2010 - 15:32 Uhr
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beruht allein darauf, das es zukünftig gelingen könnte, den Bedarf an Wasserstoff kostengünstig aus Solar-, Wind- oder Wasserkraft zu gewinnen.
Das könnte vielleicht klappen, aber auch hier gilt, die primäre Energiequelle ist zwar unendlich, aber gilt das auch für die Gewinnung?
Neben der Streckung fossiler Brennstoffe stellt sich schon die Frage, ob tatsächlich am ende mehr Energie gewonnen werden kann, als in die Produktionsmittel reingesteckt wurde.
Das hängt sicher auch ganz erheblich mit der Lebensdauer der Kraftwerke zusammen.
H.
Die Brennstoffzelle erfährt aber auch deshalb einen Aufschwung, weil es immer deutlicher wird, dass es für die ungleichmäßige Stromerzeugung bei den Erneuerbaren Energien auch Puffer bedarf. Die Brennstoffzelle verbraucht damit im Endeffekt im Idealfall nur den Strom, der wegen der Überlastung des Netzes normalerweise nicht hätte eingespeist werden können - dadurch erhöht sich die Rentabilität der Erneuerbaren Energieproduktion - was ja nur von Vorteil sein kann.
Oder anders gesagt, das Problem das Sie ansprachen, nämlich die Relation von in die Kraftwerke investierte Energie und der gewonnenen Energie verbessert sich im Idealfall durch die Brennstoffzellentechnik.
... das Sie dies:
"Neben der Streckung fossiler Brennstoffe stellt sich schon die Frage, ob tatsächlich am ende mehr Energie gewonnen werden kann, als in die Produktionsmittel reingesteckt wurde.
Das hängt sicher auch ganz erheblich mit der Lebensdauer der Kraftwerke zusammen."
... nicht wirklich ernst meinen. Vielleicht möchten Sie das aber erneut und dieses mal genauer erklären.
Übrigens ist bei einem so großen Energieumsatz wie der im Artikel angedeutete, die Energie zur Produktion der Brennstoffzelle fast vernachlässigbar.
Die Brennstoffzelle erfährt aber auch deshalb einen Aufschwung, weil es immer deutlicher wird, dass es für die ungleichmäßige Stromerzeugung bei den Erneuerbaren Energien auch Puffer bedarf. Die Brennstoffzelle verbraucht damit im Endeffekt im Idealfall nur den Strom, der wegen der Überlastung des Netzes normalerweise nicht hätte eingespeist werden können - dadurch erhöht sich die Rentabilität der Erneuerbaren Energieproduktion - was ja nur von Vorteil sein kann.
Oder anders gesagt, das Problem das Sie ansprachen, nämlich die Relation von in die Kraftwerke investierte Energie und der gewonnenen Energie verbessert sich im Idealfall durch die Brennstoffzellentechnik.
... das Sie dies:
"Neben der Streckung fossiler Brennstoffe stellt sich schon die Frage, ob tatsächlich am ende mehr Energie gewonnen werden kann, als in die Produktionsmittel reingesteckt wurde.
Das hängt sicher auch ganz erheblich mit der Lebensdauer der Kraftwerke zusammen."
... nicht wirklich ernst meinen. Vielleicht möchten Sie das aber erneut und dieses mal genauer erklären.
Übrigens ist bei einem so großen Energieumsatz wie der im Artikel angedeutete, die Energie zur Produktion der Brennstoffzelle fast vernachlässigbar.
Die Brennstoffzelle erfährt aber auch deshalb einen Aufschwung, weil es immer deutlicher wird, dass es für die ungleichmäßige Stromerzeugung bei den Erneuerbaren Energien auch Puffer bedarf. Die Brennstoffzelle verbraucht damit im Endeffekt im Idealfall nur den Strom, der wegen der Überlastung des Netzes normalerweise nicht hätte eingespeist werden können - dadurch erhöht sich die Rentabilität der Erneuerbaren Energieproduktion - was ja nur von Vorteil sein kann.
Oder anders gesagt, das Problem das Sie ansprachen, nämlich die Relation von in die Kraftwerke investierte Energie und der gewonnenen Energie verbessert sich im Idealfall durch die Brennstoffzellentechnik.
Sicher ist es nicht einfach, aber man soll ja weiter forschen und neue Wege gehen. Das schafft Arbeitsplätze und sichert den Standort. Auf jeden Fall sollte die Politik der Industrie mal europaweit ind den Allerwertesten treten, damit die Sachen auch auf den Markt kommen. Ansonsten bring die Autoindustrie lieber konventionelle Technik, damit lässt sich leichter Geld verdienen. Es ist ganz wichtig, dass das eingesehen wird. Man hat ja gesehen, das es ansonsten JAHRE dauert, einen dämlichen Partikelfilter einzubauen (Trotz Tausendschaften an Ingenieuren).
Schöne Grüße aus Mailand.
"......und eine Laufleistung von rund 900.000 Kilometern kommt so ein Spritkostenvorteil von weit mehr als 100.000 Euro zusammen. Noch ist das zu wenig, denn mit 750.000 Euro kostet der Dieselhybrid etwa doppelt so viel......."
Wieviele Akkusätze sind in der Zeit verbraucht worden? Wirklich nur einer?
Es wibt ja durchaus berufene Stimmen, die sturukturbedingte Nachteile jeglicher elektochemischer Lösungen benennen, im Vergleich zur Robustheit des Systemes Kohlenwasserstoff-Eisen (Verbrennungsmotor).
Kohlenstoff ist zwar Primärenergie für unsere technische Zivilisation, und insofern sind Debatten zu dessen Ablösung legitim. Aber unabhängig von der Primärenergie ist er auch Speicher- und Transportform von Energie, und das macht uns die biologische Evolution seit x-100 Mio Jahren vor. "Strom" wird von Lebewesen bestenfalls zum Signaltransport verwendet, nicht aber für größere mengen an Energie. Das hat vieleicht Gründe...... Gleiches könnte jetzt auch für den Wasserstoff gelten. Bequem zu handhaben, und verlustarm ist das System ja keinesfalls.
@ otto_B
Herr B,
Hier geht es nicht um den Wettkampf zweier Technologien. Die bisherige auf Kohlenwasserstoff basierte Fortbewegung neigt sich in den nächsten Jahrzehnten dem Ende entgegen. Um weiterhin mobil zu bleiben müssen neue Wege gefunden werden. Es ist klar, dass diese nicht sofort konkurrenzfähig mit dem seit über einem Jahrhundert gewachsenen und optimierten momentanen System ist. Sonst hätte es dieses schon längst abgelöst. Das Argument nur geringe Energie oder Leistungen per Strom zu übertragen ist ein Witz. Alleine in Deutschland werden Jahreshöchstlasten von ca. 80 Gigawatt an Übertragungsleistung erreicht. Diese Leistung entspricht einer Motorleistung von ca. 500.000 Autos mit jeweils etwa 200 PS.
Guten Tag.
Was auf gem Wege der Induktion passiert, ist nicht infragezustellen. Also sozusagen mechanische Arbeit unter Benutzung metallischer Leiter ZEITGLEICH vom Ort A nach dem Ort B zu bringen. Das ist zwar auch ohne Vorbild in der Natur, aber der ELEKTRONEN-transport durch Metalle ist immerhin "robust". Gleiches gilt für den IONEN-Transport in elektrochemischen Systemen aller Art schon deutlich weniger. Ob das die Zellreaktionen in galvanischen Elementen sind, oder die Katalysatoren in Brennstoffzellen. Alles unterliegt einem Verschleiß, und beteiligt sind dabei chemische Elemente, die i.d.R. nicht an der Erdoberfläche einfach so rumliegen. (....im Gegensatz zur Photosynthese....)
Ich sprach auch ganz klar von "Speicherung", und da lassen sich deutliche physikochemische Argumente für das System "Kohlenwasserstoff" anführen. Warum sonst sollte sich die Auto-Branche so stark (mit lauteren und unlauteren Mitteln) an das "System Biokraftstoff" klammern?
Mal einen technischen Vorschlag zur Güte: Wenn man über technisch erzeugten Wasserstoff verfügt, dann könnte man ihn statt für das "System Brennstoffzelle" auch benutzen, um Biomasse (Kohlenhydrate) zu Kohlenwasserstoffen zu reduzieren. Was da besser oder schlechter in Gesamtwirkungsgrad bzw. Wirtschaftlichkeit abschneidet, das wollte ich mal sehen.
@ otto_B
Herr B,
Hier geht es nicht um den Wettkampf zweier Technologien. Die bisherige auf Kohlenwasserstoff basierte Fortbewegung neigt sich in den nächsten Jahrzehnten dem Ende entgegen. Um weiterhin mobil zu bleiben müssen neue Wege gefunden werden. Es ist klar, dass diese nicht sofort konkurrenzfähig mit dem seit über einem Jahrhundert gewachsenen und optimierten momentanen System ist. Sonst hätte es dieses schon längst abgelöst. Das Argument nur geringe Energie oder Leistungen per Strom zu übertragen ist ein Witz. Alleine in Deutschland werden Jahreshöchstlasten von ca. 80 Gigawatt an Übertragungsleistung erreicht. Diese Leistung entspricht einer Motorleistung von ca. 500.000 Autos mit jeweils etwa 200 PS.
Guten Tag.
Was auf gem Wege der Induktion passiert, ist nicht infragezustellen. Also sozusagen mechanische Arbeit unter Benutzung metallischer Leiter ZEITGLEICH vom Ort A nach dem Ort B zu bringen. Das ist zwar auch ohne Vorbild in der Natur, aber der ELEKTRONEN-transport durch Metalle ist immerhin "robust". Gleiches gilt für den IONEN-Transport in elektrochemischen Systemen aller Art schon deutlich weniger. Ob das die Zellreaktionen in galvanischen Elementen sind, oder die Katalysatoren in Brennstoffzellen. Alles unterliegt einem Verschleiß, und beteiligt sind dabei chemische Elemente, die i.d.R. nicht an der Erdoberfläche einfach so rumliegen. (....im Gegensatz zur Photosynthese....)
Ich sprach auch ganz klar von "Speicherung", und da lassen sich deutliche physikochemische Argumente für das System "Kohlenwasserstoff" anführen. Warum sonst sollte sich die Auto-Branche so stark (mit lauteren und unlauteren Mitteln) an das "System Biokraftstoff" klammern?
Mal einen technischen Vorschlag zur Güte: Wenn man über technisch erzeugten Wasserstoff verfügt, dann könnte man ihn statt für das "System Brennstoffzelle" auch benutzen, um Biomasse (Kohlenhydrate) zu Kohlenwasserstoffen zu reduzieren. Was da besser oder schlechter in Gesamtwirkungsgrad bzw. Wirtschaftlichkeit abschneidet, das wollte ich mal sehen.
... das Sie dies:
"Neben der Streckung fossiler Brennstoffe stellt sich schon die Frage, ob tatsächlich am ende mehr Energie gewonnen werden kann, als in die Produktionsmittel reingesteckt wurde.
Das hängt sicher auch ganz erheblich mit der Lebensdauer der Kraftwerke zusammen."
... nicht wirklich ernst meinen. Vielleicht möchten Sie das aber erneut und dieses mal genauer erklären.
Übrigens ist bei einem so großen Energieumsatz wie der im Artikel angedeutete, die Energie zur Produktion der Brennstoffzelle fast vernachlässigbar.
@ otto_B
Herr B,
Hier geht es nicht um den Wettkampf zweier Technologien. Die bisherige auf Kohlenwasserstoff basierte Fortbewegung neigt sich in den nächsten Jahrzehnten dem Ende entgegen. Um weiterhin mobil zu bleiben müssen neue Wege gefunden werden. Es ist klar, dass diese nicht sofort konkurrenzfähig mit dem seit über einem Jahrhundert gewachsenen und optimierten momentanen System ist. Sonst hätte es dieses schon längst abgelöst. Das Argument nur geringe Energie oder Leistungen per Strom zu übertragen ist ein Witz. Alleine in Deutschland werden Jahreshöchstlasten von ca. 80 Gigawatt an Übertragungsleistung erreicht. Diese Leistung entspricht einer Motorleistung von ca. 500.000 Autos mit jeweils etwa 200 PS.
Guten Tag.
Was auf gem Wege der Induktion passiert, ist nicht infragezustellen. Also sozusagen mechanische Arbeit unter Benutzung metallischer Leiter ZEITGLEICH vom Ort A nach dem Ort B zu bringen. Das ist zwar auch ohne Vorbild in der Natur, aber der ELEKTRONEN-transport durch Metalle ist immerhin "robust". Gleiches gilt für den IONEN-Transport in elektrochemischen Systemen aller Art schon deutlich weniger. Ob das die Zellreaktionen in galvanischen Elementen sind, oder die Katalysatoren in Brennstoffzellen. Alles unterliegt einem Verschleiß, und beteiligt sind dabei chemische Elemente, die i.d.R. nicht an der Erdoberfläche einfach so rumliegen. (....im Gegensatz zur Photosynthese....)
Ich sprach auch ganz klar von "Speicherung", und da lassen sich deutliche physikochemische Argumente für das System "Kohlenwasserstoff" anführen. Warum sonst sollte sich die Auto-Branche so stark (mit lauteren und unlauteren Mitteln) an das "System Biokraftstoff" klammern?
Mal einen technischen Vorschlag zur Güte: Wenn man über technisch erzeugten Wasserstoff verfügt, dann könnte man ihn statt für das "System Brennstoffzelle" auch benutzen, um Biomasse (Kohlenhydrate) zu Kohlenwasserstoffen zu reduzieren. Was da besser oder schlechter in Gesamtwirkungsgrad bzw. Wirtschaftlichkeit abschneidet, das wollte ich mal sehen.
Die Speicherung ist in der Tat noch ein ungelöstes Problem und das Speicherpotential von Kohlenwasserstoffverbindungen ist enorm und der Transport relativ einfach und kostengünstig. Aber genau in diesem technischen Bereich werden große Anstrengungen unternommen die momentan verfügbaren Technologien weiter zu optimieren. Sprich Li-Ionen-Batterien. In Bezug auf die Brennstoffzellentechnologie bin ich nicht weit weg von ihrer Meinung, da die großen Hersteller (Siemens-Westinghouse, Rolls-Royce Fuel Cells etc.) Probleme haben diese Technologie in ausgereifter Form zu halbwegs wirtschaftlichen Preisen auf den Markt zu bringen. Andere Firmen, welche mit Niedertemperaturbrennstoffzellen für die Mobilität arbeiten haben ähnliche Probleme. Darum plädiere ich für die Einführung von Elektromobilität mit ausgereiften Lastmanagement (intelligenter Zähler). Das ist die Zukunft und leider haben auch deutsche Automobilkonzerne den Trend verschlafen und investieren nun große Mühen diese Technologie voranzutreiben.
Ein Mix aus vor allem erneuerbaren Energien, vielen kleinen Stromspeichern (Autobatterien) und intelligentem Management werden uns neue Wege aufzeigen. Ich vermute Sie stehen diesem nicht allzu kritisch gegenüber. Leider lässt ihre Aussage kein Vertrauen in diese Richtung erkennen. Es ist gefährlich wenn selbst Fachleute, welche an sich schon sehr rar gesät sind, keine Hoffnung und keinen Mut aufzeigen. Bezüglich der Biomasse lässt sich sagen, dass diese rein vom Potential her die Energieproblematik in Deutschland bei weitem nicht lösen kann. Daher würde auch die vorgeschlagene Wirkungskette selbst bei gutem Wirkungsgrad nur eine Randerscheinung bleiben. Ganz zu schweigen von den Problemen der Speicherung und des Transports von Wasserstoff. Das kleine Molekül findet immer einen Weg in die Freiheit ;-)
Die Speicherung ist in der Tat noch ein ungelöstes Problem und das Speicherpotential von Kohlenwasserstoffverbindungen ist enorm und der Transport relativ einfach und kostengünstig. Aber genau in diesem technischen Bereich werden große Anstrengungen unternommen die momentan verfügbaren Technologien weiter zu optimieren. Sprich Li-Ionen-Batterien. In Bezug auf die Brennstoffzellentechnologie bin ich nicht weit weg von ihrer Meinung, da die großen Hersteller (Siemens-Westinghouse, Rolls-Royce Fuel Cells etc.) Probleme haben diese Technologie in ausgereifter Form zu halbwegs wirtschaftlichen Preisen auf den Markt zu bringen. Andere Firmen, welche mit Niedertemperaturbrennstoffzellen für die Mobilität arbeiten haben ähnliche Probleme. Darum plädiere ich für die Einführung von Elektromobilität mit ausgereiften Lastmanagement (intelligenter Zähler). Das ist die Zukunft und leider haben auch deutsche Automobilkonzerne den Trend verschlafen und investieren nun große Mühen diese Technologie voranzutreiben.
Ein Mix aus vor allem erneuerbaren Energien, vielen kleinen Stromspeichern (Autobatterien) und intelligentem Management werden uns neue Wege aufzeigen. Ich vermute Sie stehen diesem nicht allzu kritisch gegenüber. Leider lässt ihre Aussage kein Vertrauen in diese Richtung erkennen. Es ist gefährlich wenn selbst Fachleute, welche an sich schon sehr rar gesät sind, keine Hoffnung und keinen Mut aufzeigen. Bezüglich der Biomasse lässt sich sagen, dass diese rein vom Potential her die Energieproblematik in Deutschland bei weitem nicht lösen kann. Daher würde auch die vorgeschlagene Wirkungskette selbst bei gutem Wirkungsgrad nur eine Randerscheinung bleiben. Ganz zu schweigen von den Problemen der Speicherung und des Transports von Wasserstoff. Das kleine Molekül findet immer einen Weg in die Freiheit ;-)
Die Speicherung ist in der Tat noch ein ungelöstes Problem und das Speicherpotential von Kohlenwasserstoffverbindungen ist enorm und der Transport relativ einfach und kostengünstig. Aber genau in diesem technischen Bereich werden große Anstrengungen unternommen die momentan verfügbaren Technologien weiter zu optimieren. Sprich Li-Ionen-Batterien. In Bezug auf die Brennstoffzellentechnologie bin ich nicht weit weg von ihrer Meinung, da die großen Hersteller (Siemens-Westinghouse, Rolls-Royce Fuel Cells etc.) Probleme haben diese Technologie in ausgereifter Form zu halbwegs wirtschaftlichen Preisen auf den Markt zu bringen. Andere Firmen, welche mit Niedertemperaturbrennstoffzellen für die Mobilität arbeiten haben ähnliche Probleme. Darum plädiere ich für die Einführung von Elektromobilität mit ausgereiften Lastmanagement (intelligenter Zähler). Das ist die Zukunft und leider haben auch deutsche Automobilkonzerne den Trend verschlafen und investieren nun große Mühen diese Technologie voranzutreiben.
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