schaufenster elektromobilität berlin brandenburg

Schaufenster Elektromobilität Berlin - Brandenburg Berliner Verkehrsbetriebe (BVG) Bereich Infrastruktur 1. Juli 2014

Bereich Infrastruktur Ralf Baumann 01.07.2014 2

Agenda

1 Elektromobilität zur CO2-Reduzierung

2 Systemvernetzungen

3 Schaufenster Elektromobilität Berlin-Brandenburg

4 Schaufensterprojekt E-Bus Berlin

5 VDV-Arbeitsgruppen

6 Ladung/ Ladesysteme

7 E-Buslinie der BVG als Pilotprojekt

8 Arbeits- und Fahrzeugschutz

9 Exkurs: Projektskizzen BVG im Rahmen des Schaufensters Elektromobilität


Schon heute trägt die BVG wesentlich dazu bei, dass Berlin umweltfreundlicher wird. Sie spart 400.000 t CO2

36,3%

63,7%

Diesel Elektromobil

Fahrgäste der BVG nach Antriebsart • Der MIV verursacht ca. 15 % aller CO2-Emissionen in Berlin

• Die BVG verursacht mit ihren ÖPNV-Leistungen nur ca. 2 % aller CO2-Emissionen in Berlin

• 937 Mio. Fahrgäste ersetzen rd. 780 Mio. PKW-Fahrten pro Jahr

• Die BVG vermindert jährlich 400.000 t CO2 durch ihre umweltfreundliche Fahrgastbeförderung (800.000 t CO2 äquivalent zu entsprechenden KFZ-Fahrten; 400.000 t CO2 eigenverursacht)


Die BVG versteht sich als Rückgrat des multimodalen Verkehrs.

• Durch Elektromobilität können direkt anfallende Emissionen reduziert werden. Das gilt für CO2, Feinstaub aber besonders auch für Lärm.

• Die Dynamik rund um die Elektromobilität wird von der wieder aufflammenden

Entwicklung neuer Mobilitätsangebote begleitet. Sie können die heute üblichen Mobilitätsangebote zum Beispiel durch Auto- und Radverleihsysteme (Flinkster, Car2go, Call a bike) ergänzen.

• Mobilität wird immer stärker als Dienstleistung und nicht als Leistung mit dem

eigenen Fahrzeug verstanden. Smartphones und mobiles Internet lassen die Bereitschaft zur Verzahnung der Verkehrsmittel steigen.

© BMW © Kay Strasser © Berlin Partner, Foto: D. Lässig.


Treiber für die Elektromobilität ist die Emissionsreduzierung

2014 – 2021 Ab 2050

Bis 2025: Senkung der verkehrsverursachten Luftschadstoffbelastungen in Berlin (Benzol, Stickstoffdioxid, Feinstaub PM2,5 bzw. PM10 ) mit dem Ziel der deutlichen Unterschreitung (25 %) der in den EU-Richtlinien enthaltenen Grenzwerte.

Bis 2025: Senkung der verkehrsbedingten Klimagasemissionen in Berlin um 25 % (Basis 2008)

2050: Das Weißbuch Verkehr der EU Kommission setzt CO2-freie Innenstädte als Ziel für 2050

2022 - 2050

Europäische Richtlinie 2009/33/EG: Auftraggeber und bestimmte Betreiber sind dazu verpflichtet, beim Kauf von Straßenfahrzeugen die Energie- und Umweltauswirkungen […] zu berücksichtigen, um den Markt für saubere und energieeffiziente Fahrzeuge zu fördern und zu beleben und den Beitrag des Verkehrssektors zur Umwelt-, Klima- und Energiepolitik der Europäischen Union zu verbessern

Bis 2020: Reduktion der CO2-Emissionen der BVG um 20%

Bis 2020: Reduktion der Lärmbelästigung um 30 % im Straßenverkehr im Vergleich zu 2008 in Deutschland laut Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung

Bis 2030: Stadtentwicklungs- Konzept (StEK Klima) mit CO2-Minderung aus Anpassung ÖPNV-Flotten und Mobilitäts- Management

2025: Stadtentwicklungs- Plan (StEP Verkehr) mit stadtverträglicher Mobilität / Stärkung Umweltverbund

2050: Klimaneutrales Berlin 2050 Perspektive Stadtumbau

2015: Energiewendegesetz Land Berlin (derzeit in Vorbereitung, verbindliche Klimaschutzziele, im ersten Schritt insbesondere für öffentliche Verwaltung & Kommunalwirtschaft)


Elektromobilität wird dann zu einer sinnvollen Entwicklung, wenn unterschiedliche technische Systeme vernetzt werden.

Technologie Mobilitätsmanagement Energie

Mobilitätskarte Mobilitätsplattform Apps Kooperation Carsharing

Versorgung E-Fahrzeuge Speichertechnologie

Elektrobus E-Auto-Fuhrpark


Das Schaufensterprojekt Elektromobilität der Bundesregierung

• Um dem Ziel der Bundesregierung bis 2020 1 Mio. Elektrofahrzeuge auf die Straßen zu bringen einen Schritt näher zu kommen, hat das Bundeskabinett im Mai 2011 das Regierungsprogramm Elektromobilität verabschiedet. Die „Schaufenster Elektromobilität“ sind auf drei Jahre angelegt. Der Bund stellt für das Programm insgesamt Fördermittel in Höhe von 180 Mio. € zur Verfügung.

• Am 3. April 2012 hat die Bundesregierung über die Schaufensterbewerbungen entschieden. Neben Berlin sind Baden-Württemberg, Niedersachsen und Bayern/Sachsen Schaufenster geworden.

• Die Länder Berlin und Brandenburg haben eine gemeinsame Bewerbung für ein Schaufenster

Elektromobilität abgegeben. Erarbeitet wurde die Bewerbung von der Berliner Agentur für Elektromobilität (eMO), die von Berlin Partner und der Technologiestiftung Berlin getragen wird. Die BVG ist Premiumpartner der eMO.


Eckdaten zum Schaufenster Berlin-Brandenburg

• Laufzeit: 2013 – 2015 (Projekte enden teilweise in 2016)

• Projektvolumen: rd. 90 Mio. €

• Projektpartner: rd. 100 Unternehmen und wiss.

Einrichtungen

• Kernprojekte: rd. 30

Mittelgeber Summe

Eigenmittel der Unternehmen

35 Mio. €

Fördermittel Bund 37 Mio. €

Länder Berlin und Brandenburg

19 Mio. €

Elektrofahrzeuge im Schaufenster

Aktuell (Werte gerundet)

Geplant (Werte gerundet)

Pkw 350 680

Nutzfahrzeuge 40 70

Einspurige Fahrzeuge 20 150

Insgesamt 410 900

Infrastruktur Ralf Baumann 01.07.2014 9

• „Orte der Elektromobilität“ sollen als Kommunikationträger besonders herausgestellt werden.

• Zehn bis zwölf geografische Schwerpunkte in der Region werden die breite Öffentlichkeit über Elektromobilität informieren sowie die Möglichkeit bieten, neue Technologien selbst auszuprobieren und zu erleben.

• Sie sind durch Informationstafeln miteinander verbunden und stellen ein Wegeleitsystem durch das Schaufenster dar.

Im Rahmen des Schaufensters sollen Orte der Elektromobilität geschaffen werden


Schaufenster Elektromobilität Berlin-Brandenburg:

Die Region Berlin-Brandenburg wird zum Leitmarkt und Schaufenster der Schaufenster mit gezieltem internationalem Austausch.

Vernetzung Erfahrbarkeit Vielfalt

Flexibilität Fahrzeuge

Nutzergruppen

Anbindung Stadt / Umland

Ladekonzepte

IKT

Umweltschutz

Intermodalität

Interoperabilität Akzeptanz

Mehrwert

Einbindung Erneuerbarer Energien Neue Geschäftsmodelle

Regionale Wertschöpfungsketten

Einzigartige Präsenz aller Spitzenunternehmen Stadtentwicklung

Alltagstauglichkeit

Internationale Sichtbarkeit

Aushängeschild Deutschlands

Übertragbarkeit auf andere Millionenstädte

Magnet für Touristen

Anziehungskraft für Fachkräfte

Kongressstadt

Die Alleinstellungsmerkmale des Berliner Schaufensters

Akteure (Wirtschaft, Wissenschaft, Verwaltung)

Zentrum der nationalen u. internationalen Medien


Partner des Schaufensters Berlin-Brandenburg

Premiumpartner

Partner

Netzwerkpartner

Clubmitglieder


Die vier Schwerpunkte des Schaufensters Berlin - Brandenburg

Projekte mit den Schwerpunkten „Fahren, Laden, Speichern, Vernetzen“ sollen Elektromobilität erlebbar machen. Die Hauptstadtregion soll international sichtbarer Standort für elektromobile Entwicklung werden. Dabei soll die gesamte Wertschöpfungskette abgebildet werden.


Die Hauptstadtregion setzt auf Vernetzung

Berlin – Brandenburg will europäische Leitmetropole für Elektromobilität werden.

In der Region sind mehr als 150 Projekte rund um das Thema Elektromobilität in der Umsetzung. Dazu gehören vor allem Flottenprojekte, aber auch das dynamische Laden und Speichern.

In der Hauptstadt sind heute schon rund 1.300 Elektrofahrzeuge unterwegs. Mit über 400 Ladepunkten hat Berlin eine vergleichsweise große öffentlich zugängliche Ladeinfrastruktur.

Ein Ausbau auf 1.600 Ladepunkte bis 2015 wurde durch eine EU-weite Ausschreibung des Landes Berlin eingeleitet.

© InnoZ GmbH, Foto: Kai Abresch


Elektromobilität in Berlin-Brandenburg

• 1.300 Elektro-Pkw und Nutzfahrzeuge (davon 450 im e-

Car-Sharing) • 400 öffentlich zugängliche Ladepunkte • 4 Wasserstoff-Tankstellen


Schaufensterprojekte Berlin – Brandenburg

Bildung und Forschung

Energie- und Lade-

infrastruktur

Güterverkehr Personen-verkehr

Lernwelt Elektromobilität Netzwerk für

Qualifizierungen und Karrierewege in der

Elektromobilität

EFFF Fahrschule Elektromobilität-Mobilitätsschule

Aus- bzw. Fortbildung für FahrlehrerInnen,

FahrschülerInnen und FuhrparkleiterInnen

IPIN Integrationsplattform Intelligente Netze

Zukünftigen Bedarf an Speichertechnologien

ermitteln

Micro Smart Grid EUREF Ausbau Carsharing-Flotte zu

100% mit regenerativer Energie

Erweiterung Ladeinfrastruktur

1.600 Ladepunkte im öffentlichen und

halböffentlichen Raum bis 2015

Combined Charging System (CCS)

Entwicklung und Demonstration von

Schnellladestationen

NANU! Mehrschichtbetrieb und

Nachtbelieferung mit elektr. Nutzfahrzeugen

SMART E-USER Konzept für elektrische

Stadtlogistik

DisLog Ressourceneffiziente Distribution für urbane

Räume mit elektr. angetriebenen

Verteilfahrzeugen

E-Müllfahrzeuge Einsatz von

Entsorgungsfahrzeugen in der Abfallwirtschaft

KV-E-CHAIN Ganzheitliche elektromobile

Transportkette des kombinierten Verkehrs

Elektrifizierung Landesfuhrpark

Umstellung auf nachhaltige E-Antriebe

E-BUS Berlin Voll elektrischer Busbetrieb

inkl. Ladestruktur

Intelligente Mobilitätsstation

Themenbahnhof „Vernetzte Mobilität und Energie“

Rahmenbedingungen Mobilitätskarten

Intermodale Informations-, Abrechnungs- und Vertriebssysteme

Pedelec-Korridor Elektrofahrräder ersetzen

Pendlerauto


Warum E-Bus Projekte?

Politische Vorgaben (Luftreinhaltung, Energiewende etc.)

Sichere Energieversorgung

Einführung einer neuen Technologie kann nur schrittweise gelingen (Sprungkosten)

Ausreichend Zeit für Ausbildung von Experten (Technik) und betriebliche Weiterbildung

Aufbau der benötigten Infrastruktur (Werkstatt) nur sukzessive möglich (Technologie, Kosten, Know-how)

Vermeidung von Produktivitätsverlusten im Fahrdienst

Bei sukzessiver Umstellung Anlaufkosten günstiger als bei späterer unmittelbarer Umstellung

Quelle: RVK, BYD


Lenkungskreis EBUS - Wechselwirkungen


VDV- Lenkungskreis EBUS - Arbeitsgruppen


Status – Normung/Standard DKE – Automotive


Lenkungskreis EBUS – Technologien Übersicht

Technologie Betrachtung Basis mit elektrischem Antrieb, elektrischen Nebenverbrauchern (DC 24V/AC 400V) und einem Basis-Energiespeicher. (Verschiedene Fahrzeuggrößen!) Basis + Energieversorgungsmodul: Batterie-System Brennstoffzellen-System Diesel-Generator-System Gas-Generator-System Stromabnehmer-System


Organigramm Ladekonzept induktiv


Lenkungskreis EBUS - Technologie - Ladesystem


Prinzip der induktiven Leistungsübertragung


Bushaltestellen mit integrierter Induktivladung


Schematische Darstellung des induktiven Ladens von Conductix-Wampfler


In der niederländischen Stadt s‘Hertogenbosch


Das induktive Ladesystem PRIMOVE der Fa. Bombardier


Das Prinzip des Gelegenheitsladens


PRIMOVE e-Bus Systemkomponenten optimiert für schnelles Gelegenheitsladen


Die BVG wird im Schaufenster Elektromobilität die Buslinie 204 mit induktiver Ladetechnik betreiben

• Die BVG beabsichtigt den Betrieb einer Elektrobuslinie inklusive induktiver Ladeinfrastruktur zu etablieren.

• Die Batteriekapazität im Bus kann aufgrund der Gelegenheitsladung auf eine Größe von 90kWh minimiert werden.

• Die durchschnittliche Ladezeit der induktiven Ladung liegt bei 6 Minuten und einer Leistungsübertragung von bis zu 200kWh.

• Es wird geprüft, in wie weit das Laden aus der Straßenbahninfrastruktur erfolgen kann.

• Die Partner der BVG in diesem Projekt sind: - Bombardier: Induktives Ladesystem und

Energiespeichersystem - Solaris: Elektrobuslieferant, - Vossloh-Kiepe: Traktionsmotor und

Energiemanagement, - TU-Berlin: Wissenschaftliche Begleitung


Die BVG plant sowohl die induktive Ladung als auch die Ladung über Nacht zu testen

E-Bus

Oberleitung On-Board-Speicher

Batterie Super-Caps

Übernachtladung Wechselbatterie Gelegenheitsladen

Induktiv Konduktiv Pantograph

Konduktive Steckverbindung

manuell automatisch

Werden von der BVG getestet

Zum Zeitpunkt des Schaufensterantrags

nicht verfügbar

Zu geringe Energiedichte

Auf Grundlage einer Übersicht des Fachgebiets Methoden der Produktentwicklung und Mechatronik der TU


Die Linie 204 verbindet Orte der Elektromobilität im Berliner Zentrum

Sie verkehrt in der City-West zwischen den Bahnhöfen Zoologischer Garten und

Südkreuz

Die Streckenlänge beträgt 6,1 Km

Die Ladestation in der Hertzallee am Zoologischen Garten wird von der TU

Berlin betrieben

Am Bahnhof Südkreuz wird der Elektrobus in die dort geplante intelligente

Mobilitätsstation integriert

Linie 204 Benötigte Umläufe 4

Leistungskilometer aller Fahrzeuge 1.494 Tsd. km


Grundlage für den im Projekt verwendeten Bus ist der Solaris Urbino 12 electric

Bus basierend auf Solaris Urbino 12 electric

Fahrgäste Ca. 34 Sitzplätze und 40 Stehplätze (abhängig vom Fahrzeuggewicht)

Höchstgeschwindigkeit 65 km/h

Ladesystem Induktives Laden Bombardier PRIMOVE 200 Ladeleistung: 200KW, Wirkungsgrad >90%, Netzanbindung: AC 400 V/DC 750 V wahlweise möglich

Antriebssystem Vossloh-Kiepe (Traktionssystem Batteriebus), Typ e-Maschine Asynchronmotor, Antriebsleistung: 120kW

Batteriesystem Bombardier (Typ: Li-Ion, Kapazität: 90 KWh, Spannungsniveau: 660 V)

Energiebedarf [KWh/km]

1,3-1,8 (angenommener Durchschnittsverbrauch)

Durchschnittliche Ladezeit

6 Minuten (ca. 3kW pro min.)


• Das Projekt E-Bus Berlin wird erstmals eine komplette Buslinie im Berliner Zentrum elektrisch betreiben.

• Als eines der größten Einzelprojekte in den Schaufenstern korrigiert es die Fixierung auf PKW im Rahmen der Schaufenster Elektromobilität und verschafft dem ÖPNV eine besondere Wahrnehmung.

• Busse eignen sich aufgrund ihres bekannten und planbaren Nutzungsprofils für den elektrischen Betrieb in besonderem Maße (und besser als die meisten PKW).

• Mit Hilfe innovativer induktiver Nachladung im Betrieb kann die Reichweitenproblematik gelöst werden und die kostenintensiven Batterien können deutlich kleiner ausgelegt werden.

• Die induktive Ladetechnik erlaubt ferner einen einfachen und flexiblen Betrieb und fügt sich unauffällig ins Stadtbild ein.

• Als großes Projekt soll E-Bus Berlin eine hohe öffentliche Wahrnehmung generieren und die Akzeptanz der Elektromobilität signifikant steigern. Für Nutzer und potentielle Anwender soll der Mehrwert der Elektromobilität erlebbar und erfahrbar werden.

E-Bus Berlin verschiebt die Gewichte im Schaufenster zu Gunsten des ÖPNV


Der EUREF-Forschungscampus „Mobility2Grid“ untersucht Konzept für die Elektrifizierung von öffentlichem Bus- und Entsorgungsverkehr

• Die BVG beteiligt sich an einem Forschungscampus auf dem EUREF-Gelände.

• Die zentrale Frage des geplanten Forschungscampus sind die wissenschaftlichen, technischen, ökonomischen und sozialen Voraussetzungen und Bedingungen einer „Mobile Grid“-Lösung und damit einer intelligenten Kopplung zwischen Stromnetz und Elektrofahrzeugen.

• Ziel des gemeinsamen Antrags von BVG, BSR und TU ist es, ein Gesamtkonzept für die Elektrifizierung von öffentlichem Bus- und Entsorgungsverkehr zu erstellen und die daraus resultierenden Anforderungen an ein mit erneuerbaren Energien gespeistes lokales Smart Grid aufzuzeigen.

• Hierbei werden mögliche Synergien durch gemeinsam genutzte Infrastruktur aufgezeigt. Die Skaleneffekte bei einer flächendeckenden Elektrifizierung werden ermittelt und eine Roadmap zur langfristigen Umstellung der Fahrzeugflotten wird erarbeitet.


Die DGUV weißt schon jetzt auf die Sicherheitsaspekte hin


Personen- und Anlagenschutz


Projektideen haben wir viele …


Exkurs: Fährbären 2014 – erste Solarfähren gehen in Betrieb


Exkurs: Aus Gelb wird grün Stationen


Exkurs: Nutzung des Erdwärmepotenzials von U-Bahn-Tunnelanlagen zur Gebäudebeheizung

Im Rahmen eines Pilotprojekts wird die ständig besetzte U-Bahn-Netzleitstelle in Berlin Mitte (Orteilsteil Moabit) über eine Luft/Wasser-Wärmepumpenanlage im U-Bahntunnel mit Wärme versorgt. Ein spezieller, hocheffizienter Lamellenwärmetauscher wird im Tunnel der U-Bahnlinie 9 aufgestellt, um der Tunnelluft Wärmeenergie zu entnehmen. Die warme Luft strömt durch den Lamellenwärmetauscher und erwärmt dort ein flüssiges Heizmedium, dass die Wärme an den Ort transportiert, an dem sie benötigt wird.


Ladeinfrastruktur für E-Mobility aus dem ÖPNV-Stromnetz

1. BVG-Planung

BVG informierte BNA im November 2012 über ihre Absicht, vorerst 70 und sukzessive bis zu 800 Ladesäulen für E-Kfz im Berliner Straßenland aus ihren Stromnetzen zu versorgen. Dabei könnte auch ein größerer Anteil DC-Ladeinfrastruktur (gleich mit Gleichstrom laden) zum Einsatz gelangen.

2. Position Bundesnetzagentur

Die Vertreter der BNA sehen vorerst keine energierechtliche Relevanz und ebenso wenig eine Regulierungs-bedürftigkeit, weil die Ladesäulen in übersehbarer Anzahl auf einem räumlich begrenzten Gebiet (Stadtgebiet Berlin) als Pilotprojekt betrieben werden. Das kann sich jedoch ändern, wenn die Anzahl der Ladesäulen erheblich ansteigt und das Geschäft durch mehrere Säulenbetreiber mit Durchleitungsbegehren betrieben wird. Der BVG-Hinweis, dass überhaupt kein „Gleichstrommarkt“ existiert, blieb unbeachtet.

AC-Ladung DC-Ladung

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