Elektro-ÖPNV: Flywheel lädt Bensheimer Busflotte in 150 Sekunden

Nachdem erst im Juni der Baubeginn für das mit 2,3 Millionen Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte E-Mobilitäts-Pilotprojekt „Buffered-HLL“ (zwischengespeichertes Hochleistungsladen) in Bensheim begonnen hatte, fand heute die offizielle Inbetriebnahme statt: Am Bahnhof in Bensheim in Hessen werden nun erstmals in Deutschland elektrische Busse des regionalen ÖPNV an einer Hochleistungsladestation (High Power Charger) mit einem Schwungrad-Pufferspeicher zwischengeladen.

Der innovative High Power Charger gilt als eine Schlüsseltechnologie für das ultraschnelle Laden. Adaptive Balancing Power (ABP), eines der technologisch führenden Unternehmen für puffergespeicherte Speicher- und Ladelösungen mit Sitz in Pfungstadt, hat den Schwungrad-Pufferspeicher entwickelt, mit dem E-Busse schneller, flexibler und bedarfsgerechter zwischendurch geladen werden können.

Das System bedient sich einer althergebrachten Technik: Der Pufferspeicher speichert Energie in einer Schwungmasse (Flywheel). Es ist ein mechanisches System, das elektrische Energie in Form von kinetischer Energie speichert. Das Schwungrad wird beschleunigt und die Energie wird als Rotationsenergie gespeichert. Mit Hilfe eines Pantografen wird dann der zwischengespeicherte Strom übertragen.

Mit dem Hochleistungsspeicher können batterieelektrische Busse mit 240 kW innerhalb von 150 Sekunden – also innerhalb eines etwas längeren Stopps an einer Haltestelle - zwischengeladen werden. Das verlängert die Batteriereichweite deutlich und bietet Effizienzvorteile, sowohl durch kleinere Fahrzeugbatterien als auch durch unterbrechungsfreie Strecken.

Adaptive verzichtet dabei auf Batterie-Chemie, über 95% der Bauteile sind frei von seltenen Erden, der Speicher hat eine Lebensdauer von 25 Jahren und kann im Sinne der Circular Economy fast vollständig recycelt werden.

Dr. Hendrik Schaede-Bodenschatz, Geschäftsführer der Adaptive Balancing Power GmbH: „Die Mobilität der Zukunft muss klimaneutral, zuverlässig, bezahlbar und alltagstauglich sein. Genau dafür entwickeln und produzieren wir die richtigen Lade- und Speichertechnologien.“

Das eingesetzte Fahrzeug ist ein VDL Citea LLE 99 electric von VDL. Aktuell wird der Bus vorrangig auf den Stadtbuslinien in Bensheim eingesetzt (671, 672, 673). Dabei kommt das Fahrzeug rund alle 30 Minuten am Bensheimer Bahnhof vorbei.

Ein Ladehalt mit dem innovativen Energiespeicher beim Ein- und Aussteigen von rund 150 Sekunden reicht dabei für eine komplette Tour. Nach einem erfolgreichen Projektabschluss im Laufe des kommenden Jahres, soll das Infrastrukturmodell auch in andere Regionen übertragen werden.

Karl Reinhard Wissmüller, Geschäftsführer der Verkehrsgesellschaft Gersprenztal mbH: „Mittelständische Busunternehmen sind das Rückgrat des öffentlichen Verkehrs jenseits von Ballungsräumen. Die Umstellung des Fuhrparks von Diesel auf E-Mobilität oder Wasserstoff ist eine Herausforderung. Umso wichtiger ist es, dass wir praktikable Verkehrslösungen mit Blick auf Fahrzeugkosten und Reichweiten testen und etablieren.“

Die Elektrifizierung des ÖPNV ist eine wichtige Säule der Mobilitätswende und zur CO₂-Reduktion im Verkehrssektor. In der Fläche wird der ÖPNV oft über mittelständische, gewerbliche Busunternehmen abgebildet. Sie profitieren besonders von der neuen Ladelösung.

Denn dank des neuen Systems von Adaptive Balancing Power können Busse deutlich flexibler eingesetzt werden. Stand- und Ladezeiten von nur wenigen Minuten reichen aus, um den Bus für die nächste Strecke erfolgreich nachzuladen. Damit kann auf große Bus-Batterien verzichtet werden. Das macht die Anschaffung und den Betrieb der Busse rentabler.

Für das Projekt haben Wissenschaftler:innen des Reiner Lemoine Institut (RLI) die vollständige Umstellung des Betriebs von circa 100 Bussen der VGG auf batterieelektrische Antriebe untersucht. Aus betrieblicher Sicht ist eine Umstellung auf geeignete Elektrofahrzeuge mit Depotladung erstrebenswert.

Wie Simulationen zeigen, ist dies aber mit der aktuellen Bustechnologie bei etwa 30 Prozent der Umläufe – Strecken, die ein Bus täglich insgesamt zurücklegt – nicht möglich. Deshalb müsste die VGG an 21 Endhaltestellen Ladeinfrastruktur für eine Zwischenladung aufbauen.

„Für bis zu 16 dieser Haltestellen ist eine Zwischenladung an einer Schnellladestation mit Schwungrad-Pufferspeicher möglich. Dort wird dann nur ein Niederspannungsanschluss anstelle eines Mittelspannungsanschlusses benötigt. So muss kein Transformator installiert werden, das System ist platzsparendender und die Planung wird vereinfacht. Für diesen Fall reduzieren sich die Investitionskosten um knapp 2 Mio. Euro“, sagt RLI-Projektleiter Julian Brendel aus dem Bereich Mobilität mit Erneuerbaren Energien.

Die beiden Unternehmen Isabellenhütte Hausler und CuroCon bringen die zukunftsweisende Messtechnik und eine der fortschrittlichsten Leistungselektroniklösungen in das Projekt ein.

Dr. Jan Marien, Leiter Forschung und Entwicklung der Isabellenhütte Heusler GmbH & Co. KG: „Die Entwicklung modernster Messtechnik macht den Umstieg auf E-Mobilität erst möglich. Wir sind die unsichtbaren Enabler für Sicherheit, Transparenz und Abrechenbarkeit der Verkehrswende.“

Michael Wißbach, Geschäftsführer CuroCon GmbH: „Wir sind sehr erfahren in den Bereichen Ladeinfrastruktur und High-Tech-Automation industrieller Anlagen und erfolgreich im Markt positioniert. Projekte, wie das BHLL-Projekt bieten uns vor allem eine ausgezeichnete Möglichkeit, an der Entwicklung und Umsetzung neuer Mobilitätskonzepte im Bereich der E-Mobilität zusammen mit den anderen Konsortialpartnern zu arbeiten.