Alternativen zum Dieselbus im ÖPNV

Eine ökologische und ökonomische Vergleichsstudie

Der Verkehrssektor verursacht nicht nur ein Fünftel der gesamten Treibhausgasemissionen in Deutschland, sondern auch einen großen Anteil der Luftschadstoffen. Seit Anfang 2018 haben mehrere Gerichte Fahrverbote für ältere Dieselfahrzeuge verhängt, unter anderem in Stuttgart, Berlin oder im Ruhrgebiet. Davon sind zum Teil sogar Autobahnabschnitte betroffen. Auch in vielen anderen Städten werden die Schadstoffgrenzwerte zu oft überschritten. Es stellt sich mehr denn je die Frage nach umweltfreundlichen Antriebskonzepten auch im ÖPNV.

Ist Strom die beste Lösung?

Die politisch gewollte Elektromobilität erfasst auch den ÖPNV. Aber ist das auch die beste technische Lösung? Dieser Frage widmet sich die die ÖPNV-Busstudie, die im Auftrag von Zukunft Gas durch Prof. Dr.-Ing. Ralph Pütz, BELICON GmbH – Institut für Fahrzeugforschung und Abgasanalytik an der Hochschule Landshut, und Dr. Frank Snaga, PwC – PricewaterhouseCoopers GmbH, erstellt wurde. Um die Umweltauswirkungen der verschiedenen Antriebssysteme zu bewerten, wurde ein vollumfänglicher Ansatz gewählt. Neben dem Busbetrieb wurden die Busherstellung, die Instandhaltung sowie die Kraftstoff- bzw. Energiebereitstellung betrachtet. Analysiert wurden die tatsächlichen Schadstoffemissionen CO2, NOX und Partikel während des Fahrbetriebs. Die Kostenbewertung basiert auf dem Total-Cost-of-Ownership-Ansatz und bezieht neben den jeweiligen Infrastrukturkosten auch die externen Kosten im Zuge der Umweltauswirkungen ein.

Gas­bus­se bie­ten das beste Kos­ten-Nutzen-Ver­hält­nis unter den alter­na­ti­ven An­trie­ben

Gas-Bus­se, die mit Bio­gas be­trie­ben wer­den, schnei­den in der Vergleichsstudie bei der Be­trach­tung al­ler Sys­tem­kom­po­nen­ten am sau­ber­sten ab – auch ge­gen­über strom­ba­sierten Sys­temen. Die kom­mu­nale Aus­gleichs­ab­ga­be fällt je­doch kaum höher als bei Diesel­bus­sen aus, da höhere An­schaf­fungs­kos­ten durch ge­ringere Be­triebs­kos­ten kom­pen­siert wer­den. Etwa 50 Kom­munen setzen be­reits um­welt­schonende und be­zahl­bare Gas-Bus­se ein. Unsere ver­öffent­lichte Ver­gleichs­studie zeigt: Bio­gas bie­tet das mit Ab­stand beste Kos­ten-Nut­zen-Ver­hält­nis unter den alter­na­tiven An­trie­ben.

Die Studie unter­sucht da­bei eine durch­schnitt­liche Bus­flot­te von 20 mo­dernen Stan­dard­bus­sen mit den An­trie­ben Diesel, Diesel-Hybrid, Erd­gas, Bio­gas (Bio­methan), Brenn­stoff­zel­len-Hy­brid und Bat­terie elek­trisch (Opportunity Charger, Overnight Charger und Trolley-Hybrid). Um die Um­welt­aus­wir­kungen der ver­schie­denen An­triebs­sys­teme zu be­wer­ten, wurde ein voll­um­fäng­licher An­satz ge­wählt. Neben dem Bus­be­trieb wur­den die Bus­her­stel­lung, die In­stand­haltung sowie die Kraft­stoff- bzw. Ener­gie­be­reit­stel­lung be­trach­tet. Ana­ly­siert wur­den die tat­säch­lichen Schad­stoff­emis­sionen CO2, NOX und Par­ti­kel während des Fahr­be­triebs. Die Kos­ten­be­wer­tung ba­siert auf dem Total-Cost-of-Owner­ship-An­satz und be­zieht ne­ben den je­wei­ligen Infra­struk­tur­kos­ten auch die ex­ternen Kos­ten im Zu­ge der Um­welt­aus­wirkungen ein.

Gas-Busse: kosteneffizienter und sofortiger Klimaschutz

Wer sofortigen Umwelt­schutz will, darf nicht auf even­tuelle Tech­no­lo­gien von mor­gen ver­wei­sen. Biogas leistet einen schnel­len und kos­ten­güns­tigen Bei­trag für den Klima­schutz – jetzt und so­fort.

Die aktuellen CO2-Emis­sionen im Ver­kehrs­sek­tor be­le­gen, dass es nicht aus­reicht, sich auf eine Tech­no­lo­gie zu be­schrän­ken. Die Leit­währungen beim Um­welt­schutz hei­ßen aus­schließ­lich CO2-Ver­mei­dung und lo­ka­le Schad­stoff­mini­mierung. Alle För­derungen müs­sen da­her tech­no­lo­gie­of­fen ge­stal­tet wer­den und sich an kos­ten­effi­zien­tem Um­welt­schutz orien­tieren.

Vor dem Hinter­grund, dass die CO2-Emis­sionen und Schad­stoff­emis­sionen im Ver­kehr so­fort re­du­ziert wer­den müs­sen, sind Erdgas-Busse der­zeit die praxis­taug­lichste und kos­ten­gün­stigste An­triebs­alter­na­ti­ve im ÖPNV. Sie leis­ten so­for­tigen und be­zahl­baren Klima­schutz. An­stelle einer För­derung für die Nach­rüs­tung von Ab­gas-Nach­be­hand­lungs­sys­temen bei ver­alteten Diesel­bus­sen, sollte der Gas-Bus im Sin­ne eines effi­zien­ten Mit­tel­ein­satzes stär­ker be­rück­sichtigt wer­den. Wo im­mer eine Kom­mune einen Klima­schutz­plan auf­stellt, sollte sie auch über Gas-Fahr­zeuge nach­denken.

Potenzial grünes Gas im ÖPNV nutzen

Durch den Ein­satz von grünem Gas wer­den ohne nen­nens­wer­te Mehr­kos­ten über 80 Pro­zent Treib­haus­gas­emis­sionen ver­mie­den. Als ein­zige spei­cher­bare und grund­last­fähige er­neuer­bare Ener­gie stellt es einen Eck­pfei­ler der Ener­gie­wen­de dar. Auf­be­reitetes Roh-Bio­gas, also Bio­gas, wird an rund 200 An­la­gen in das Gas-Netz ein­ge­speist und so allen Gas-Kun­den be­reit­ge­stellt. Die Ver­füg­bar­keit von er­neuer­barem Gas würde aus­rei­chen, um alle ÖPNV-Bus­se in Deutsch­land zu ver­sor­gen. Die Ökobilanz ist dabei ähnlich vor­teil­haft wie bei kost­spie­ligen bat­te­rie­be­trie­benen Bus­sen, die mit er­neuer­barem Strom an­ge­trie­ben wer­den. Eine Ver­grö­ßerung des Strom­be­darfs durch Bat­te­rie­bus­se ist je­doch kontra­pro­duktiv, da etwa 35 Prozent der deutschen Brutto-Strom­er­zeugung im­mer noch aus Kohle- und Kern­kraft­wer­ken stam­men (Quelle: AGEB; Stand De­zem­­ber 2020).

Und das die Umrüstung bestehenden Diesel-Busse auf einen mit verflüssigtem Biomethan (Bio-LNG) betriebenen seriellen Hybridantrieb funktioniert, zeigen CM Fluids in Zusammenarbeit mit dem Flughafen München. Erfahren Sie mehr zu diesem spannenden Projekt des Siegers des Innovationspreises der deutschen Gaswirtschaft 2020 im House of Innovation.

Erd­gas-Bus­se sind wett­be­werbs­fähig und kön­nen zur kom­munalen Wert­schöpfung bei­tra­gen

Während der ver­gan­genen 20 Jahre wur­den Gas-Bus­se im­mer kos­ten­effi­zien­ter. Die Preis­schere bei den An­schaf­fungs­kos­ten re­du­zierte sich im Ver­gleich zu den Diesel­bus­sen im Rahmen der Ein­führung der Euro-VI Ab­gas­norm deut­lich. Diese Norm halten Erd­gas-Bus­se spielend ein, wo­hin­ge­gen Diesel­bus­se mit einem tech­nisch auf­wen­digen und da­mit kos­ten­inten­siven Sys­tem aus­ge­stat­tet wer­den müs­sen. Der grö­ßte Kos­ten­vor­teil der Gas-Bus­se entsteht bei den günstigen Kraft­stoff­kos­ten. Als Vor­teil ist auf­zu­führen, dass der Gas-Preis lang­fris­tig, flexibel und auch in Ab­hängig­keit vom Diesel­preis mit dem Gas-Ver­sorger ge­staltet wer­den kann. Auch hier gilt: Je mehr Gas-Bus­se, desto höher das Ein­sparungs­po­ten­tial. Für kom­munale Unter­nehmen in einer Stadt­wer­ke-Holding, wel­che den ÖPNV und die Ener­gie­ver­sorgung sicher­stel­len, ist der As­pekt der kom­munalen Wert­schöpfung nicht zu ver­nach­läs­sigen. Dieser kommt durch die Zu­satz­ver­mark­tung von Gas durch den Ener­gie­ver­sor­ger an das ÖPNV-Schwes­ter­unter­nehmen zu Stande. Der zu­sätz­liche Gas-Ab­satz kann das Er­geb­nis des Ener­gie­ver­sor­gungs­unter­nehmens ver­bessern.

Bio­methan-Bus­se als kos­ten­gün­stige Er­fül­lungs­option für die Clean Vehicle Directive (CVD)

Ge­mäß der euro­päischen Klima­politik soll der ÖPNV mit Bus­sen Vor­reiter wer­den. Die recht­liche Grund­lage hier­für ha­ben Euro­päisches Parla­ment und Rat mit einer Än­derung der Richt­linie 2009/33/EG zur För­derung sau­berer und ener­gie­effi­zien­ter Stra­ßen­fahr­zeuge – der "Clean Vehicles Directive", kurz CVD – am 18.04.2019 ge­schaf­fen. Die Richt­linie gibt kon­krete Vor­ga­ben für die Mit­glieds­staaten, wie groß der An­teil an sau­beren (u. a. Gas­bus­se) und emis­sions­freien Fahr­zeu­gen bei der Fahr­zeug­be­schaf­fung im öffent­lichen Be­reich und bei der Ver­ga­be von Auf­trägen im ÖPNV ab Mitte 2021 sein muss. In der Clean Vehicles Directive sind Min­dest­quo­ten für zwei mehr­jährige Perioden fest­ge­schrie­ben wor­den:

  • Erste Periode (2. August 2021 bis 31. Dezember 2025): 45 Prozent der neu zu be­schaf­fen­den Fahr­zeuge sol­len "saubere" Bus­se sein, min­des­tens die Hälfte davon soll einen emis­sions­freien An­trieb ha­ben.
  • Zweite Periode (1. Januar 2026 bis 31. Dezember 2030): die Quote für sau­bere Fahr­zeu­ge steigt auf 65 Pro­zent, er­neut soll min­des­tens die Hälfte da­von emis­sions­frei an­ge­trie­ben wer­den.

Die Quo­ten be­zie­hen sich je­doch nicht auf ein­zelne Auf­träge, son­dern auf den Durch­schnitt der ver­ge­benen Auf­trä­ge im je­wei­ligen Mit­glieds­staat. Regelungen zur Um­setzung der neuen Vor­ga­ben auf na­tionaler Ebene wur­den noch nicht er­las­sen. Im Rahmen des Sofort­pro­gramms "Saubere Luft" ha­ben Bun­des­ver­kehrs- und Bun­des­um­welt­minis­terium die An­schaf­fung von rund 820 Elek­tro­bus­sen ge­för­dert (Stand: Juli 2019), die bis 2022 zum Ein­satz kom­men sol­len. Diese An­zahl reicht jedoch bei weitem nicht aus, da in Deutsch­land mehr als 35.000 Linien­bus­se im Nah­ver­kehr unter­wegs sind. Emis­sions­freie Bus­se sind schon in der An­schaf­fung teurer als kon­ven­tionelle Diesel­fahr­zeuge. Be­triebs­höfe und Werk­stät­ten müs­sen auf elek­trische Fahr­zeuge an­ge­passt und eine ent­sprechende Ener­gie­ver­sorgungs­infra­struk­tur er­rich­tet wer­den. Auch kön­nen Bat­terie­bus­se die Diesel­fahr­zeuge oft nicht 1:1 er­setzen – in der Folge wer­den mehr Fahr­zeuge und auch mehr Personal be­nötigt. Um die Quo­ten der CVD zu er­fül­len, wird da­her ein höheres finan­zielles En­gage­ment der öffent­lichen Hand er­for­der­lich sein.

Zur Er­fül­lung des An­teils sau­berer An­triebe kön­nen Gas­bus­se – be­trie­ben mit Bio­gas – eine kos­ten­günstige Option dar­stel­len, so­fern flüs­sige Bio- und Syn­thetik­kraft­stof­fe (HVO und GtL) nicht als Rein­kraft­stoff zu­ge­las­sen wer­den bzw. nicht in aus­reichender Men­ge zur Ver­fügung stehen.

Expertenthema
Kosten- und Umweltvergleich der Antriebe im ÖPNV

Sauberer ÖPNV: Kosten- und Umweltvergleich der Antriebe im ÖPNV

Mit Biogas betrieben Gas-Busse sind nicht nur eine wirtschaftliche Alternative zu Diesel-Bussen. Sie tragen auch zum sofortigen Umweltschutz in Städten und Gemeinden bei. Die Zusammenfassung der ÖPNV-Busstudie zeigt u.. wi die Emissionsanforderungen im Öffentlichen Personennahverkehr sofort und nachhaltig erreichbar sind.