Projektziele
(Deutsch)
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- Im Vorgriff auf künftige Entwicklungen schafft das Projekt die Voraussetzungen für die Elektrifizierung der neuen tangentialen Buslinie, die im Dezember 2026 in Betrieb genommen werden soll, und vereinfacht die Erneuerung der Flotte ab 2028. Durch die Integration eines Batteriespeichersystems, das die Batterien der Busse wiederverwendet, sorgt das Projekt für einen reibungsloseren Betrieb in Spitzenzeiten und bietet eine Notstromversorgung bei Ausfällen. Darüber hinaus unterstreicht die potenzielle Einführung von dynamischen Ladesystemen für die Öffentlichkeit die Anpassungsfähigkeit an die sich entwickelnde Landschaft der Elektrofahrzeuge.
- Die Erkenntnisse aus dem Projekt kommen Engadin Bus direkt zugute und bieten wertvolle Anhaltspunkte für andere Unternehmen der Branche. Ausführliche Umsetzungskonzepte, sorgfältige Kostenanalysen und umfassende Bewertungen von elektrischen Straßensystemen (ERS) und Wärmerückgewinnungstechniken liefern umsetzbare Strategien für mittelgroße Städte und Verkehrsunternehmen.
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Abstract
(Deutsch)
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Die Schweiz verfolgt mit dem "Klima- und Innovationsgesetz" das Ziel, bis 2050 Netto-Null-Treibhausgasemissionen zu erreichen. Chur Bus plant ab 2028 eine schrittweise Elektrifizierung der Busflotte, in dessen Hinblick in diesem Projekt Umsetzungskonzepte entwickelt und die benötigten Ladeinfrastrukturkomponenten dimensioniert werden.
Das Projekt verfolgt das Ziel, mit Chur Bus als Anschauungsbeispiel Konzepte für modulare und skalierbare Ladeinfrastruktur zu entwickeln, sowie die gängigen Herausforderungen im Zusammenhang mit der Flottenelektrifizierung zu adressieren. Besondere Schwerpunkte werden auf die effiziente Nutzung der beim Ladevorgang entstehenden Abwärme gelegt. Die Integration dynamischer Lademöglichkeiten wird als ergänzender Untersuchungsaspekt betrachtet. Letzteres beleuchtet insbesondere Möglichkeiten in urbanen Umfeldern, welche sich durch Electric Road Systems (ERS) hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit und der weiteren Reduzierung von Lastspitzen ergeben.
Ein wesentlicher Bestandteil der Elektrifizierung ist die bedarfsgerechte Gestaltung der Ladeinfrastruktur. Der Endausbau sieht für das Projekt Chur Bus im Optimalfall 30 Ladepunkte mit jeweils 150kW Leistung vor, welche mit einer Netzanschlussleistung von 2’500kW versorgt werden. Dies gewährleistet eine Abdeckung von etwa 80% der betrieblichen Beriebsszenarien, einschliesslich variablem Energiebedarf, Ladezeitverschiebungen, Verspätungen und unvorhersehbare Netzausfälle. Um auch zukünftige Erweiterungen sowie ausserplanmässige Zusatzbedarfe zuverlässig abzudecken, wird eine Erhöhung der Netzanschlussleistung von 3’000kW vorgesehen.
Der Leistungsbedarf lässt sich durch verschiedene Massnahmen reduzieren. Zur Lastspitzenreduktion wird der Einsatz eines Lastmanagementsystems empfohlen, was den Leistungsbedarf um 28% reduziert. In Kombination mit einem stationären Batteriespeicher von rund 1'400kWh kann die Spitzenleistung um insgesamt 51% gesenkt werden, was erhebliche Betriebskosteneinsparungen ermöglicht. Die Integration einer Photovoltaikanlage auf dem Depotdach trägt zur Deckung eines Teils des Energiebedarfs bei und optimiert die wirtschaftlichen Nutzung der stationären Batteriespeichers.
Die Nutzung der entstehenden Abwärme, die etwa 5–6% der abgegebenen Leistung beträgt, stellt eine weitere Effizienzmassnahme dar. Durch den Einsatz von Wärmepumpen oder Umluftkühlgeräten kann ein Teil der Abwärme zum Heizen des Gebäudes oder zur Warmwassererzeugung genutzt werden.
Der Einsatz eines Electric Road Systems (ERS) wurde hinsichtlich seiner Machbarkeit analysiert. Trotz potenzieller Vorteile zur Reduktion der Fahrzeugbatteriekapazität sind derzeit erhebliche infrastrukturelle und betriebliche Herausforderungen vorhanden. Aufgrund technologischer und wirtschaftlicher Herausforderungen wird eine Implementierung im städtischen Umfeld zum heutigen Zeitpunkt nicht empfohlen.
Die Ergebnisse zeigen, dass die schrittweise Elektrifizierung der Busflotte in Chur gut umsetzbar ist. Die erarbeiteten Konzepte können als Vorbild und Anregung für weitere Elektrifizierungsprojekte herangezogen werden und tragen so zur zukunftsfähigen Transformation des öffentlichen Verkehrs bei.
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Abstract
(Englisch)
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With the ‘Climate and Innovation Act’, Switzerland is pursuing the goal of achieving net-zero greenhouse gas emissions by 2050. Chur Bus is planning a gradual electrification of its bus fleet from 2028, in view of which implementation concepts are being developed and the necessary charging infrastructure components dimensioned in this project.
The aim of the project is to develop concepts for modular and scalable charging infrastructure using Chur Bus as an illustrative example and to address the common challenges associated with fleet electrification. Particular emphasis will be placed on the efficient utilisation of the waste heat generated during the charging process and the integration of dynamic charging options. The latter particularly highlights opportunities in urban environments that Electric Road Systems (ERS) offer in terms of economic efficiency and the further reduction of peak loads.
A key component of electrification is the demand-orientated design of the charging infrastructure. In the best-case scenario, the final expansion envisages 30 charging points with a capacity of 150kW each, which are supplied with a grid connection capacity of 2’500kW. This ensures coverage of around 80% of operational scenarios, including variable energy demand, charging time shifts, delays and unforeseeable grid failures.
The power requirement can be reduced through various measures. To reduce peak loads, the use of a load management system is recommended, which reduces the power requirement by 28%. In combination with a stationary battery storage system of around 1’400kWh, the peak power can be reduced by 51% in total, which enables considerable savings in operating costs. The integration of a photovoltaic system in the depot roof contributes to covering part of the energy demand and optimizes the economic utilization of the stationary battery storage.
The use of the generated waste heat, which accounts for approximately 5–6% of the delivered power, represents an additional efficiency measure. By using heat pumps or recirculating air cooling units, the waste heat can be utilised to heat the building or to produce hot water.
The feasibility of using an Electric Road System (ERS) was analysed. Despite potential advantages for reducing vehicle battery capacity, there are currently considerable infrastructural and operational challenges. Due to technological and economic challenges, implementation in an urban environment is not recommended at this time.
The results show that the gradual electrification of the bus fleet in Chur is easily realisable. The concepts developed can be used as a model and inspiration for further electrification projects and thus contribute to the sustainable transformation of public transport.
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Abstract
(Französisch)
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Avec la « loi sur le climat et l'innovation », la Suisse poursuit l'objectif d'atteindre zéro émission nette de gaz à effet de serre d'ici 2050. Chur Bus prévoit d'électrifier progressivement sa flotte de bus à partir de 2028. Dans cette optique, ce projet développe des concepts de mise en œuvre et dimensionne les composants d'infrastructure de recharge nécessaires.
Le projet a pour objectif de développer des concepts d'infrastructure de recharge modulaire et évolutive en utilisant Chur Bus comme exemple applicatif, et de relever les défis courants liés à l'électrification de la flotte. L'accent est mis sur l'utilisation efficace de la chaleur dégagée lors du processus de chargement et sur l'intégration de possibilités de recharges dynamiques. Ce dernier point met en lumière les possibilités offertes par les systèmes de routes électriques (ERS) dans les environnements urbains en termes de rentabilité et de réduction supplémentaire des pics de charge.
Un élément essentiel de l'électrification est la conception d'une infrastructure de recharge adaptée aux besoins. L'aménagement final prévoit, dans le meilleur des cas, 30 points de recharge d'une puissance de 150 kW chacun, alimentés par une puissance de raccordement au réseau de 2'500 kW. Cela garantit une couverture d'environ 80 % des scénarios d'exploitation, y compris les besoins énergétiques variables, les décalages de temps de charge, les retards et les pannes de réseau imprévisibles.
Le besoin en puissance peut être réduit par différentes mesures. Pour réduire les pics de charge, il est recommandé d'utiliser un système de gestion de la charge, ce qui réduit la puissance requise de 28 %. En combinaison avec un stockage stationnaire sur batterie d'environ 1’400kWh, la puissance de pointe peut être réduite de 51% au total, ce qui permet de réaliser d'importantes économies de coûts d'exploitation. L'intégration d'un système photovoltaïque sur le toit du dépôt contribue à couvrir une partie des besoins en énergie et optimise l'utilisation économique du stockage stationnaire par batterie.
L'utilisation de la chaleur résiduelle produite, qui représente environ 5 à 6 % de la puissance fournie, constitue une autre mesure d'efficacité. L'utilisation de pompes à chaleur ou de refroidisseurs à air pulsé permet d'utiliser la chaleur rejetée pour chauffer le bâtiment ou produire de l'eau chaude.
La faisabilité de l'utilisation d'un système de route électrique (ERS) a été analysée. Malgré les avantages potentiels en termes de réduction de la capacité des batteries des véhicules, il existe actuellement des défis importants en termes d'infrastructure et d'exploitation. En raison des défis technologiques et économiques, une mise en œuvre dans un environnement urbain n'est pas recommandée à l'heure actuelle.
Les résultats montrent que l'électrification progressive de la flotte de bus à Chur est facilement réalisable. Les concepts élaborés peuvent servir de modèle et d'inspiration pour d'autres projets d'électrification et contribuent ainsi à la transformation des transports publics dans une perspective d’avenir.
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Zugehörige Dokumente
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