ÖPNV Von der Antriebsbatterie im Stadtbus zum Energiespeicher für Straßenbahnen

In einem Gleichrichter-Unterwerk in Hannover entsteht ein stationärer Energiespeicher aus Batteriesystemen, die zuvor in elektrisch angetriebenen Stadtbussen im Einsatz waren.

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Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Daimler Truck AG

Alstom Transport Deutschland GmbH

M & P Motion Control and Power Electronics GmbH

Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktur- systeme IVI

Jeder Nutzer eines Smartphones kennt das Phänomen: Ständiges Laden und Entladen stresst den Akku, früher oder später lässt seine Kapazität spürbar nach. Nicht anders bei elektrisch angetriebenen Stadtbussen. So endet die Einsatzzeit der Batterien mit NMC-Technik (spezieller Lithium-Ionen-Akku, der Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxide enthält) im Mercedes-Benz E-Citaro nach rund fünf bis sechs Jahren bei einer Kapazität von etwa 80 Prozent. Danach ist die notwendige Reichweite der Stadtbusse nicht mehr gewährleistet.

Zweites Leben als Speicher eines Gleichrichter-Unterwerks

Der Lebenszyklus einer Batterie endet jedoch nicht zwangsläufig nach dem Betrieb in einem Fahrzeug. Im stationären Betrieb ist sie in der Regel noch voll einsatzfähig – Kapazitätsverluste spielen hier nur eine untergeordnete Rolle, schreibt Daimler in einer Mitteilung. Nach bestimmungsgemäßer Nutzung der Batterien im Fahrzeug, sei ein Betrieb im stationären Bereich für mehrere Jahre möglich und erweitert damit deren wirtschaftlichen Nutzen und Umweltbilanz. Wie das im Detail umgesetzt werden kann, wird im Projekt „GUW+“ (siehe unten) untersucht.

Ein neues Gleichrichter-Unterwerk in Hannover soll helfen, die Stadtbahnen und Elektrobusse der Üstra (kurz für Überlandwerke und Straßenbahnen) mit Energie zu versorgen. Die Speicher dienen dabei als Puffer für die anfallende Rekuperationsenergie der Stadtbahnen. Mit dem Speicher sollen sowohl Lastspitzen ausgeglichen und der Betrieb bei Netzausfällen gesichert werden.

Zusätzlich will man die öffentliche Ladeinfrastruktur mit elektrischer Energie versorgen. Der Pilotspeicher verfügt über eine Kapazität von rund 500 kWh und besteht aus rund 20 Batteriesystemen, die zuvor über tausende Kilometer im E-Citaro für Erprobungsfahrten eingesetzt wurden.

Holger Elix, Leiter Infrastruktur bei der Üstra erläutert einen weiteren Aspekt: „Die Anschaffungskosten von Elektrobussen stellen eine besondere Herausforderung dar. Die stationäre Wiederverwendung der Batterien innerhalb des Verkehrsbetriebs kann perspektivisch zusätzliche Amortisationspfade schaffen und dadurch die Elektrifizierung des straßengebundenen ÖPNV weiter beschleunigen.“

Das Projekt „GUW+“

Die Erweiterung eines klassischen Gleichrichter-Unterwerks um intelligente Funktionen wird im Rahmen des vom Bundesministerium für Verkehr und Infrastruktur geförderten Verbundprojekts „GUW+“ entwickelt und demonstriert. Neben dem Konsortialführer Alstom Transport Deutschland, gehören dem Konsortium die Firmen Elpro und Motion Control and Power Electronics, das Fraunhofer IVI und die TU Dresden an. Daimler Buses unterstützt das Projekt als assoziierter Partner. Die Üstra ist als Demonstrationspartnerin an „GUW+“ beteiligt. Das 2019 gestartete Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren.

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Mercedes-Benz Energy ist als Mercedes-Benz-Tochtergesellschaft für die Entwicklung von Energiespeicherlösungen verantwortlich. Der Fokus des Unternehmens liegt insbesondere auf Anwendungen aus dem Bereich second life und Ersatzteilspeicher. Gemeinsam mit seinen Partnern hat das Unternehmen drei Großspeicher mit insgesamt rund 50 MWh Energie aus automobilen Batteriesystemen an das deutsche Stromnetz gebracht. Der erste second-life-Batteriespeicher ging im Oktober 2016 im westfälischen Lünen ans Netz.

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