Umstellung auf E-Mobilität

Mit der Erweiterung um die Parameter der E-Mobilität können auch Elektrofahrzeuge optimal verplant werden. Zu den Parametern gehören u.a. die Reichweite, der Verbrauch, die Ladetechnologie der Busse sowie die Ladeinfrastruktur. Mit Simulationen können bereits vor der Lieferung der ersten E-Busse verschiedene Einsatzszenarien simuliert und die Auswirkungen auf verschiedenste Bezugsgrößen analysiert werden – wie etwa der Fahrzeug- und der Personalbedarf, aber auch die Reichweite. Darüber hinaus lassen sich Szenarien für verschiedene Temperaturbereiche erstellen – ein äußerst wichtiger Faktor, da sich Heizen und Kühlen massiv auf die Reichweite des E-Busses auswirken. Auf diese Weise liefern die Simulationen gerade in der Planungsphase, in der Erfahrungswerte fehlen, wichtige Erkenntnisse und helfen, alle Arten von Risiken zu minimieren. Denn nur, wenn die Auswirkungen der E-Mobilität auf verschiedenste Bezugsgrößen bekannt sind, können adäquate Maßnahmen eingeleitet werden.

„Die Planungssoftware liefert uns in jeder Einführungsphase die Antworten auf die Frage, worauf wir bei der Planung jeweils achten müssen. Dank der Simulationen war uns von Anfang an klar, dass wir die komplette Umstellung auf E-Mobilität bewerkstelligen würden“, führt Geschäftsführer Thorsten Gundacker aus.

Damit konnte festgestellt werden, dass die E-Busse problemlos auf allen Umläufen zum Einsatz kommen können – was auch an der begrenzten Größe des Bediengebietes liegt. Wichtige Prämisse bei der Planungsarbeit in Völklingen: Die neuen E-Busse sollen möglichst viel zum Einsatz kommen, denn nur dann kommen ihre ökologischen, aber auch wirtschaftlichen Vorteile gegenüber Dieselbussen voll zum Tragen. Aus diesem Grund werden die E-Busse seither auf den größten Umläufen eingesetzt.

Auch das Ladekonzept der VVB erwies sich dank der Simulationen als durchführbar: Mangels möglicher Standorte für Ladesäulen auf der Strecke setzten die VVB von Anfang an auf Ladevorgänge ausschließlich im Depot. Die nötigen Umbauten im Depot, u. a. der Bau einer eigenen Trafostation, wurden bereits absolviert. Mit einer Zwischenladung im Depot vormittags, nachdem der Schülerverkehr absolviert ist, fahren die nun mittlerweile sechs Elektrobusse bis zum Abend durch, in einigen Fällen mit einer weiteren Zwischenladung abends.

Die Tatsache, dass das Optimierungstool MOBILEopti² auch die Dienstplanung berücksichtigt, wird in Völklingen besonders begrüßt. Denn so konnten auch die Auswirkungen auf den Personalbedarf in den Simulationen erprobt werden – und im späteren Einsatz der E-Busse mit sehr viel weniger Aufwand eine robuste Umlauf- und Dienstplanung erstellt werden. Die Simulationen zeigten vorab, dass sich der Personalbedarf nicht erhöht.

Um sicherzugehen, dass kein Bus auf der Strecke liegen bleibt, wird nicht die gesamte Reichweite für den jeweiligen Umlauf ausgenutzt. Stattdessen wird ein Puffer von 20 % eingeplant, der aber mit der Zeit noch reduziert werden soll. Trotz des relativ großen Puffers für die Reichweite ist man mit dem bisher erreichten Wirkungsgrad der eingesetzten E-Busse zufrieden und führt dieses positive Ergebnis auf den Einsatz von eMOBILE-PLAN zurück.

Phase drei des Völklinger E-Mobilitätsprojektes ist bereits eingeläutet. Seit Herbst 2023 wird der Einsatz der 15 bestellten Elektrobusse simuliert. Dabei zeigte sich: Mit einer nur 15-minütigen Zwischenladung bewerkstelligen die Busse auf kürzeren Umläufen den gesamten Betriebstag, bei längeren Umläufen sind teilweise bis zu drei Stunden lange Zwischenladungen erforderlich.

Mit der sukzessiven Erhöhung der Elektrobusflotte ergibt sich für die VVB eine weitere wichtige Frage: Wie sind Ladeinfrastruktur und Stromanschluss zu dimensionieren? Auch hier lässt sich mittels Simulationen verschiedener Szenarien der heutige und zukünftige Strombedarf und damit die Dimensionierung der benötigten Stromleitung ermitteln. Für die derzeit noch im Einsatz befindlichen sechs Elektrobusse reicht die aktuelle Leistung noch.

Klar ist aber heute schon, dass mit der nächsten Vergrößerung der E-Bus-Flotte die Anschlussleistung nicht mehr ausreichen wird. Dies bedeutet, dass die Ladevorgänge der dann 21 Elektrobusse nicht mehr alle gleichzeitig starten dürfen. Auch hierbei hilft eMOBILE-PLAN. Zunächst muss die maximale Leistung, die nicht überschritten werden darf, ermittelt und in eMOBILE-PLAN hinterlegt werden. Die Planung der Ladeslots wird dann entsprechend angepasst: Das bedeutet, dass nicht alle Busse direkt vor Start des Umlaufs oder nach dem Einrücken ins Depot geladen werden, sondern die Ladevorgänge werden über den gesamten zur Verfügung stehenden Zeitraum zwischen den Umläufen verteilt. Dieser Peak-Shaving genannte Prozess ermöglicht darüber hinaus auch die Reduktion der Stromkosten.

Noch eine weitere Änderung wird sich mit der zusätzlichen Erweiterung der E-Bus-Flotte ergeben: Die 21 Busse werden nicht mehr auf festen Umläufen unterwegs sein. Dazu bedarf es der Nutzung eines ausgeklügelten Betriebshofmanagementsystems. Auch dafür sind die VVB gerüstet und werden das ebenfalls von INIT Mobility Software Solutions entwickelte MOBILE-DMS nutzen, das zur Umlaufeinteilung, aber auch zur Stellplatzzuordnung im Depot und für das Schadens- und Werkstattmanagement eingesetzt werden wird. Damit sind die Vorzeichen gut für einen erfolgreichen Übergang in die letzte Einführungsphase der E-Mobilität im Jahr 2031, wenn die gesamte Flotte elektrifiziert ist. Die Weichen für das Gelingen haben die VVB bereits 2022 mit eMOBILE-PLAN gelegt.