Elektromobilität

Batterieelektrisch angetriebene Fahrzeuge gibt es schon länger als man vielleicht denkt. So wurden beispielsweise bereits 1898 die ersten batterieelektrischen Omnibusse vorgestellt. Elektrofahrzeuge sind leise und erzeugen lokal weder Schad- noch Treibhausgase. In der Folgezeit jedoch setzten sich Benzin- und Dieselantriebe bei Pkw, Lkw und Bussen aufgrund der Kosten- und Reichweitenvorteile dennoch durch. Erst der Klimawandel und damit einhergehend die Notwendigkeit, den Ausstoß von Treibhausgasen drastisch zu verringern, führten zusammen mit einer verbesserten Batterietechnik zu einer Renaissance der Elektromobilität. Insbesondere Elektrofahrräder sind bereits seit einigen Jahren marktfähig: 2014 wurden in Deutschland 480.000 Stück verkauft – bei weiterhin steigender Tendenz. Erste in Serie hergestellte Elektro-Pkw sind seit ca. 2010 erhältlich. Allerdings bleiben deren Verkaufszahlen aufgrund der deutlich höheren Anschaffungskosten und der geringeren Reichweite bislang noch weit hinter den Erwartungen zurück. In Deutschland wurden 2014 gerade einmal 8.522 Elektro-Pkw verkauft – bei 3 Mio. Neuzulassungen.

Erste prototypische batterieelektrische Busse für den öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) wurden in den vergangenen Jahren in immer mehr Städten und Regionen in Deutschland eingeführt. Allerdings sind vor einer Ablösung der weit verbreiteten Dieselbusse durch Elektrobusse über den Piloteinsatz hinaus noch etliche technische und organisatorische Herausforderungen zu meistern. Busse im öffentlichen Personennahverkehr legen täglich eine Strecke von ca. 250 bis 300 km zurück. Eine Batterie, die genug Energie speichern könnte, um diese Distanz ohne Zwischenladen zu bewältigen, wäre nach dem heutigen Stand der Technik viel zu groß, zu schwer und zu teuer. Daher kann die tägliche Fahrleistung nur mit einem Nachladen der Batterie erbracht werden. Das bringt viele Probleme mit sich, die in diesem Zusammenhang gelöst werden müssen. So stehen verschiedenen Ladetechnologien, wie z. B. automatisiert über einen Stromabnehmer am Dach, über Stromschiene im Boden oder induktiv aber auch manuell über Stecker und Kabel sowie der Batteriewechsel oder auch der ergänzende Einsatz von Superkondensatoren als Möglichkeiten zur Verfügung. Für Verkehrsunternehmen stellt sich dabei nicht nur die Frage nach der für die eigenen Zwecke passenden Ladetechnologie sondern auch nach deren optimalen Anwendung. Wichtige Fragestellungen sind dabei vor allem auch unter Kostenaspekten: Soll im Depot geladen werden, an den Haltestellen oder während der Fahrt? Wo sollen Ladestellen installiert werden? Mit welcher Leistung soll geladen werden? Welche Konsequenzen ergeben sich für das Stromnetz?

Wir beschäftigen uns mit vielfältigen Forschungsthemen rund um die Elektromobilität. Zu unseren aktuellen Themen und Leistungen gehören insbesondere simulationsbasierte Studien zur Einführung von Elektrobussen im ÖPNV mit unserem Werkzeug CACTUS einschließlich der Evaluierung von Ladestrategien und Ladetechnologien sowie der Umweltbewertung von Elektrobussen gegenüber Dieselbussen, die Optimierung von Ladeinfrastruktur und Fahrzeugeinsatzplänen für Elektrobusse im ÖPNV und schließlich die Integration von Elektromobilität und Energieversorgungssystem zur Vermeidung des unnötigen Netzausbaus und der Steigerung des Anteils der erneuerbaren Energien.