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, NO_X 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, NO_Xund 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.

Summary ÖPNV-Busstudie

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.

Umrüstung auf Bio-LNG

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.

Der Umstieg von Diesel- auf Gas-Busse ist kosteneffizient.

Download Summary ÖPNV-Busstudie Vorteile CNG als Kraftstoff

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

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.

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