Techno-ökonomische Auslegungsmethodik für die Elektrifizierung urbaner Busnetze.

Abstract

Aufgrund verstärkter politischer, juristischer und gesellschaftlicher Tendenzen nach einer umweltverträglicheren Mobilität forcieren Städte die Transformation ihres Stadtbusverkehrs vom Diesel- zum elektrischen Antrieb. Diese Entwicklung stellt aufgrund umfangreicher ökonomischer und technologischer Aufwände sowie Unsicherheiten die Busbetreiber vor neue, große Herausforderungen. Es ergibt sich die Frage nach der langfristig technologisch und betriebswirtschaftlich optimalen Konfiguration einzelner E-Bus-Linien sowie eines stadtweiten E-Bus-Netzes. Die Arbeit soll ihren Beitrag dazu leisten, die vorhandenen Auslegungs-Zielkonflikte aufzulösen, indem sie eine techno-ökonomische Methodik einführt, wie für zu elektrifizierende Buslinien die technischen Parameter zu wählen sind. Hierbei sind über die Lebenszeit der Fahrzeuge und ihrer Infrastruktur die günstigsten Total Cost of Ownership (Lebenszykluskosten) zu gewährleisten. Die Methodik fußt auf zwei Säulen: Einerseits auf einer detaillierten technologischen Simulation des Gesamtsystems E-Bus zur Ermittlung validierter Energiebedarfe in Abhängigkeit der betrieblichen Anforderungen. Andererseits auf einer umfassenden Analyse der Lebenszykluskosten für E-Bus-Systeme, auch unter Berücksichtigung von externen Kosten. Die Berechnungen aus beiden Bereichen liefern die Eingangswerte zur anschließenden technoökonomische Optimierung. Anhand deren Ergebnisse können die Konfiguration einzelner E-Buslinien unter verschiedenen Rahmenbedingungen analysiert, Synergieeffekte zu anderen Linien in Hinblick auf eine Busnetzauslegung ermittelt und entsprechend die geeigneten kostenoptimalen technischen Parameter gewählt werden.