Methodischer Technologievergleich von Systemkonzepten für die Elektrifizierung von Stadtbussen

Die Elektrifizierung des öffentlichen Personennahverkehrs ist ein wichtiger Schritt zur Reduzierung der Umweltbelastung in urbanen Ballungsräumen. Diverse Elektrobus-Projekte wurden initiiert, dennoch stehen Betreiber weiterhin vor der Problematik die Potentiale einzelner Technologien unter Berücksichtigung der Randbedingungen zu bewerten. In der vorliegenden Arbeit wird unter Berücksichtigung einer ganzheitlichen Betrachtungsweise
eine praxisrelevante Methodik zur Bewertung der verschiedenen Systemkonzepte für die Elektrifizierung von Stadtbussen vorgestellt. Der Fokus in dieser Arbeit liegt auf reinen batterieelektrischen Systemlösungen, kann jedoch auch auf andere Konzepte wie z.B. Brennstoffzellenbusse angewendet werden. Im ersten Schritt wird das Zielsystem definiert, welches die kundenwerten Merkmale untersucht und diese mit Systemmerkmalen korreliert. Basierend auf einer relationsorientierten Funktionsmodellierung wird die hohe Komplexität des Systems veranschaulicht und Wechselwirkungen
sowie Abhängigkeiten sichtbar gemacht. Diese werden mit der Produktstruktur in Beziehung gesetzt und, abhängig von den zu untersuchenden Teilsystemen, können die konzeptrelevanten Systemmerkmale identifiziert werden. Darauf aufbauend wird ein Simulationsmodell für das Gesamtsystem erstellt, welches die konzeptrelevanten Systemmerkmale quantitativ bestimmt. Abschließend können diese gegenübergestellt und verglichen werden. Die Anwendung der Methodik wird am Beispiel von Batterie- und Ladesystemen für die Elektrifizierung einer Buslinie in Berlin demonstriert.
Auf Basis der vorgestellten Methodik lassen sich unterschiedliche Konzepte auf ihre Machbarkeit untersuchen und es kann somit eine Technologie- und Konzeptvorauswahl getroffen werden. Diese wenigen vorausgewählten Varianten dienen dann als Eingangsdaten für eine vollständige wirtschaftliche Total-Cost-of-Ownership-Analyse.