Auf dem Weg zur Elektromobilität in Hamburg

Die Verkehrsbetriebe Hamburg-Holstein GmbH (VHH) wird ab 2020 für das Hamburger Gebiet ausschließlich Elektrobusse beschaffen. Ab 2030 soll in der Freien und Hansestadt die Umstellung auf Elektromobilität abgeschlossen sein. Der Wandel zu einem e-mobilen Unternehmen wird dabei kommunikativ umfassend begleitet. Erkennbar ist der Wandel zur Elektromobilität an der eigens geschaffenen Marke elexity.

Neben der Bereitstellung moderner, emissionsfreier und geräuscharmer Elektrobusse ist auch die Etablierung eines stabilen Regelbetriebs wichtig. Die VHH arbeitet derzeit mit Hochdruck an der Bereitstellung der dafür unabdingbaren Infrastruktur. Dazu gehören unter anderem neue Werkstätten und die Ladeinfrastruktur, aber auch geänderte Anforderungen an geschultes Fahrpersonal, ein intelligentes Betriebsleitsystem, eine tiefgreifende Digitalisierung und nicht zuletzt ein smartes Lademanagement.

Infrastruktur für Elektrobusse

Die VHH investierte rund zehn Millionen Euro in eine moderne Werkstatt auf dem Busbetriebshof in Bergedorf, die speziell auf die Wartung und Instandsetzung von Elektrobussen ausgelegt ist. Der rund 2.700 Quadratmeter große und 10 Meter hohe Hallenbau, der im Januar 2019 von Hamburgs Erstem Bürgermeister, Dr. Peter Tschentscher, eröffnet wurde, verfügt über insgesamt fünf Busspuren mit einer Länge von je 44 Metern. Diese Busspuren können doppelt belegt werden, also entweder mit zwei 12 Meter langen Standardbussen oder mit einem 18 Meter langen Gelenkbus. Die Busspuren sind außerdem so breit, dass die Arbeitssicherheitsanforderungen für Arbeiten an Hochvoltsystemen eingehalten werden können. Zusätzlich erlauben Dacharbeitsplätze und eine Kranbahn Arbeiten an den elektrischen Dachkomponenten.

Jeder Arbeitsplatz ist so ausgelegt, dass ein mobiles Ladegerät angeschlossen und der Bus bei Bedarf geerdet werden kann. Auch eine Batteriewerkstatt mit Möglichkeiten zur Lagerung, Ladung und Entladung sowie einfachen Montagetätigkeiten an der Batterie ist eingerichtet. Die Beleuchtung ist energiesparend in LED-Technik ausgelegt.

Installation der Ladeinfrastruktur

Eine der wichtigsten Etappen der Elektrifizierung des Busbetriebs bei der VHH ist die Einrichtung einer modernen Ladeinfrastruktur. Mit der Ausrüstung des ersten Busdepots für Elektrofahrzeuge in Hamburg-Bergedorf hat die VHH das Unternehmen Ekoenergetyka – Polen aus Zielona Góra beauftragt.

Eine Ladestation versorgt bis zu 16 E-Busse über eine Steckerverbindung, über den CCS-konformen Combo-2-Anschluss, mit Energie. Jeweils vier Fahrzeuge teilen sich dabei Leistungseinheiten von 300 kW, die variabel auf die Busse verteilt werden können. Die an die VHH gelieferte Ladeinfrastruktur wird mit einem intelligenten Power-Mangement-System ausgestattet, das die Ladung von Bussen mit einer variablen Ladeleistung ermöglicht.

NEW 4.0 – Norddeutsche Energiewende

Seit Ende Juli 2018 ist die VHH Partner im norddeutschen Verbundprojekt „Norddeutsche EnergieWende – NEW 4.0“. Ziel des Projektes ist es, Lösungen für die nächste Stufe der Energiewende zu finden. Die VHH ist beteiligt, da das Projekt auch untersucht, wie Strom, der mit Windenergieanlagen erzeugt wird, zur Ladung von Elektrobussen genutzt werden kann.

Die VHH wird im Projekt NEW 4.0 in Zukunft ein wichtiger Abnehmer für den regenerativ erzeugten Strom. Wenn die gesamte Busflotte auf Elektroantrieb umgestellt wird, besteht ein geschätzter Leistungsbedarf von rund 31 Megawatt täglich. Der Strom wird bei der VHH besonders Nachts benötigt, denn die Elektrobusse sollen in einer sogenannten Übernachtladung „betankt“ werden. Ein positiver Nebeneffekt dieser geplanten Ladung über Nacht: Auf diese Art bezieht der Busbetrieb genau zu den Zeiten Energie, in denen überschüssige (Wind-)Energie vorhanden ist. Strom, der bislang nicht ins Netz eingespeist werden konnte, findet so eine optimale Anwendung. Dies könnte also ein sinnvoller Beitrag zur Energiewende im Norden sein.

Betriebliche IT neu gedacht

Auch die betriebliche IT muss neu gedacht werden: Denn die Steuerung der Ladeinfrastruktur kann nur in Abhängigkeit von anderen Betriebssystemen sowie der Strom- und Netzanbieter funktionieren. Ein smartes Lademanagement sollte beispielsweise den erwarteten Energiebedarf prognostizieren können, aktiv die Reichweiten der Fahrzeuge überwachen und im Bedarfsfall neu disponieren.

Das Lademanagement muss unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden, dazu zählen insbesondere:

  • Peak Shaving zur Begrenzung der Anschlussleistung an das öffentliche Stromnetz
  • Sicherstellen einer hohen Energieeffizienz der Ladung
  • Optimieren des Energiebezuges zur Reduktion von Einkaufspreisen
  • Gewährleisten einer ausreichenden betrieblichen Flexibilität
  • Schonendes Laden zur Erhöhung der Batterielebensdauer
  • Überwachen der Funktionsfähigkeit der Ladeinfrastruktur
  • Integration unterschiedlicher Ladetechnik und Fahrzeuge