MACHBARKEITSSTUDIE - Busse mit emissionsfreien Antrieben

Untersuchtes Unternehmen: 

Bottenschein Reisen GmbH & Co.KG

Ulmerstr.34

89584 Ehingen (Donau)

Deutschland

 

Konzepterstellung

IZAAC. ENERGY GmbH

Bei den Mühren 69A

20457 Hamburg

 

 

1      ZUSAMMENFASSUNG

1.1 Ausgangslage und Zielsetzung

Die Bottenschein Reisen GmbH & Co. KG beauftragte eine umfassende Machbarkeitsstudie zur sukzessiven Elektrifizierung ihrer Busflotte an den vier Betriebsstandorten Ehingen, Laupheim, Blaubeuren und St. Johann/Gächingen. Ziel war die Entwicklung eines technisch realisierbaren und wirtschaftlich darstellbaren Konzepts für die Umstellung auf emissionsfreie Antriebe unter Berücksichtigung der bestehenden Fahrzeugflotte (bis zu 71 Busse im Vollausbau) mit strukturell unterschiedlichen Umlaufvarianten, der erforderlichen Infrastruktur und der lokalen Energiebereitstellung.

Primäre Zielsetzung ist die Zukunftssicherung der Betriebsstandorte. Das Konzept soll sowohl ökologisch als auch ökonomisch optimiert werden. Hierzu wird die Möglichkeit erörtert, an den Standorten lokal emissionsfreie Energien zu erzeugen und bestmöglich in die Betriebsabläufe einzubinden. Ergänzend wird ein Ladeinfrastrukturaufbau konzipiert, der weiteres Wachstum des Betriebs ermöglicht.

 

1.2 Technische Machbarkeit

Die Analyse der bestehenden Umläufe zeigt, dass eine vollständige Elektrifizierung technisch realisierbar ist. Bereits in der ersten Analysephase konnte die Mehrheit Diesel-Umlaufvarianten ohne Anpassungen im 1:1-Tausch auf batterieelektrische Fahrzeuge überführt werden. Die verbleibenden Umläufe wurden durch gezielte Maßnahmen wie Umlaufteilungen, Einfügung von Tagesladefenstern am Betriebshof oder Nutzung öffentlicher Ladesäulen (ÖPNV-Ladesäule Bahnhof Münsingen, öffentliche Ladesäule Merklingen) fahrbar gestaltet.

Das empfohlene Ladekonzept basiert überwiegend auf Depotladung an den jeweiligen Betriebshöfen. Die aktuellen Fahrleistungen mit ihren teilweise langen Stand- bzw. Ladezeiten der Fahrzeuge über Nacht bieten ausreichend Spielräume, um marktpreisorientiert laden zu können. Der Faktor der Zwischenladung im Tagesverlauf bietet zusätzliches Potential zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit in Kombination mit eigener PV-Stromerzeugung.

Neben batterieelektrischen Bussen wird am Standort Laupheim der Prototyp eines generator-elektrischen Busses mit Bio-LNG-Antrieb (CMFdrive-System) eingebunden, der als CO₂-negativer Antrieb ergänzend zum batterieelektrischen Konzept betrachtet wird.

 

1.3 Stufenweise Umsetzung

Stufe 1 (ab 2026): Teilausbau mit 22 Fahrzeugen an vier Standorten

• Blaubeuren: 4 E-Busse mit ca. 394.000 km/a (Ø 98.560 km/Bus)
• Ehingen: 6 E-Busse mit ca. 584.000 km/a (Ø 97.372 km/Bus)
• Laupheim: 6 Fahrzeuge (inkl. CMF Bio-LNG-Bus) mit ca. 418.000 km/a (Ø 69.602 km/Bus)
• St. Johann/Gächingen: 6 E-Busse mit ca. 609.000 km/a (Ø 101.461 km/Bus)
• Gesamtfahrleistung Stufe 1: über 2,0 Mio. km/a mit alternativen Antrieben
• Aufbau der Grundinfrastruktur mit je 630 kVA Transformator-Nennleistung je Standort
• Werkstattertüchtigung am Standort Laupheim (Investition ca. 350.000 €)

Stufe 2 (perspektivisch): Vollausbau auf 71 Busse an vier Standorten

• Blaubeuren: 8 Busse, Ehingen: 29 Busse, Laupheim: 24 Busse, St. Johann: 10 Busse
• Vollständige Flottenerweiterung auf alle Fahrzeugkategorien (Solo-, Midi-, Gelenkbusse)
• Energieeffizienzsteigerung um über 50 % gegenüber Dieselbetrieb
• Optimale Ausnutzung der Infrastrukturinvestitionen durch deutlich höhere Fahrzeugzahl 
• Erweiterung der Netzanschlussleistung erforderlich (z. B. Laupheim: 1.000 kVA, Trafo: 1.200 kVA)

 

1.4 Energiesystemvarianten

Vier verschiedene Energiesystemkonfigurationen wurden je Standort detailliert analysiert:

• Variante 1: Reiner Netzbezug (Spotmarkt oder Festpreis)
• Variante 2: Netzbezug mit stationärem Batteriespeicher (540–1.080 kWh je Standort)
• Variante 3: Netzbezug mit 100-400 kWp PV-Anlage je Standort (Stufe 1)
• Variante 4: Netzbezug mit PV-Anlage und Batteriespeicher

Die Modellierung zeigt am Beispiel des Standorts Ehingen, dass die PV-Anlage in Variante 3 eine Eigennutzungsquote von 23 % erreicht, die durch den Einsatz eines Batteriespeichers (Variante 4) auf 75 % gesteigert werden kann. Der Strombezug am Betriebshof sinkt in Variante 3 um ca. 5 % gegenüber Variante 1. Die Spotmarkt-Variante erweist sich bereits ohne optimiertes Lademanagementsystem als nahezu pari zum Festpreis. Durch die Batterienutzung ergibt sich zwar ein günstigerer Energiepreis, die hohen Investitionskosten stehen dem jedoch gegenüber. Ein Gleichstromnetz auf der Liegenschaft steigert die Effizienz um ca. 4 %, ist jedoch aufgrund ca. 25 % höherer Investitionskosten derzeit unwirtschaftlich.

 

1.5 Wirtschaftliche Bewertung

Das elektrische Energieversorgungssystem birgt aufgrund höherer Investitionskosten einen Kostennachteil gegenüber dem aktuellen Dieselsystem. Die variablen Einsatzkosten (Energie, Wartung) liegen um 7,6 % unter dem Dieselbetrieb, während die Fahrzeugfixkosten aufgrund der deutlich höheren Beschaffungspreise der E-Busse (+113 %) und der damit einhergehenden höheren Abschreibungen (+123 %) erheblich steigen. Die Strom- und Biogaskosten liegen um 27,8 % unter den Dieselkosten.

Mehrkostenanalyse Stufe 1 (22 Fahrzeuge, alle Standorte):

• Ohne Förderung: +28,2 % gegenüber Dieselbetrieb
• Mit Fahrzeurförderung des Bundes: +15 %
• Mit vollständiger Förderung (Fahrzeug + Infrastruktur Land BW 75 %): +10,5 %

Die Mehrkostenbelastung verteilt sich unterschiedlich auf die Standorte: St. Johann weist mit +20,0 % die geringste Belastung auf, während Laupheim mit +34,4 % – bedingt durch die zentrale Werkstattertüchtigung – die höchste aufweist. Beim Vollausbau (Stufe 2) wird eine Verbesserung des Verhältnisses erwartet, da die Infrastrukturinvestitionen über eine größere Fahrzeugflotte amortisiert werden und Skaleneffekte eintreten.

 

1.6 Ökologischer Nutzen

Die Elektrifizierung führt zu einer CO₂-Reduktion von 93 % im Vollausbau bei Bezug von zertifiziertem Grünstrom mit Herkunftsnachweisen. Die verbleibenden Emissionen resultieren aus den Diesel-Zusatzheizern der Fahrzeuge. Durch die Integration eigener PVErzeugung wird der ökologische Fußabdruck zusätzlich verbessert und die lokale Wertschöpfung erhöht. Der Gesamtenergiebedarf wird durch die höhere Effizienz der Elektromotoren um über 50 % reduziert – beispielsweise sinkt am Standort Ehingen der Energiebedarf von ca. 2.013 MWh (Diesel) auf ca. 708 MWh (elektrisch).

 

1.7 Empfehlungen

1. Kurzfristig: Start mit Variante 3 (Netzbezug mit PV-Anlage, Spotmarkt-Preise) als wirtschaftlichste Variante für die erste Ausbaustufe
2. Langfristig: Erweiterung der PV-Kapazitäten im Vollausbau (bis zu 400 kWp je Standort) für erhöhte Wirtschaftlichkeit und Eigenversorgung
3. Infrastruktur: Vorausschauender Aufbau der Infrastruktur bereits in Stufe 1 (630 kVA Trafostationen), um Folgekosten zu minimieren. Netzanschlusskapazitäten frühzeitig beim Netzbetreiber beantragen
4. Fahrzeugauswahl: Empfehlung für Fahrzeuge mit fossiler Zusatzheizung zur Erhöhung der Betriebsflexibilität und Reichweitensicherheit. Bei künftiger Fahrzeugauswahl sollte genau abgewogen werden, ob Fahrzeuge mit oder ohne Zusatzheizung sinnvoller sind, da durch minimale Umlaufumstellung die gänzliche Verkehrsleistung vollständig elektrifizierbar ist
5. Förderung: Beantragung der Landesförderung Baden-Württemberg (75 % Infrastruktur) zur Kostenreduzierung sowie Nutzung der Bundesförderung für batterieelektrische Fahrzeuge
6. Vergütung: Dialog mit den Aufgabenträgern über eine Vergütungsanpassung zur wirtschaftlichen Darstellbarkeit der Antriebswende