move2zero
Im Projekt move2zero wird ein ganzheitliches Konzept für die vollständige Dekarbonisierung des städtischen Bustransportsystems in Graz erarbeitet. Ziel ist ein emissionsfreier Betrieb, von der Energieaufbringung über die Infrastruktur bis zu den Fahrzeugen. Auf geringe Emissionsfaktoren und hohe Reuse- und Recyclingfähigkeit aller Komponenten wird im Zuge des gesamten Dekarbonisierungsprozesses geachtet.
Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds im Rahmen des Programms „Zero Emission Mobility“ gefördert und bis April 2024 umgesetzt.
Innovatives Förderprojekt zur Dekarbonisierung des Grazer Bussystems
Das Leuchtturmprojekt move2zero entwickelt ein Umsetzungs- und Implementierungskonzept für die vollständige Dekarbonisierung und Attraktivierung eines städtischen Bussystems, das zukünftig auf viele weitere städtische Verkehrssysteme übertragen werden kann. Darüber hinaus werden ergänzend zum bestehenden ÖV-System innovative On-Demand Services unter Einbindung von Nutzer:innen entwickelt und getestet. Basierend auf einem multi-disziplinären Forschungsansatz und einer umfassenden Demonstrationsphase wird move2zero den Weg zu einer schrittweisen effizienten und effektiven Umstellung städtischer ÖV-Systeme in Richtung emissionsfreier Zukunft ebnen!
Grafik emissionsfreies öffentliches Transportsystem
Das Projekt umfasst folgende Kernelemente:
Demonstrationsbetrieb emissionsfreier Busse als Basis für die Umstellung der gesamten Flotte:
Im Demonstrationsbetrieb werden ein batterieelektrischer Bus und ein Wasserstoff-Brennstoffzellenbus im Linienbetrieb zum Einsatz kommen. Damit können Erfahrungen mit zwei unterschiedlichen Technologien im Realbetrieb auf unterschiedlichen Linien mit verschiedenen topographischen Rahmenbedingungen und Streckenlängen gesammelt werden. Ein paralleler Einsatz der Busse auf denselben Linien sorgt dabei für Vergleichbarkeit der Daten. Die erforderliche Ladeinfrastruktur zur Energiebereitstellung für den batterieelektrischen Bus wird im Buscenter der Holding Graz errichtet und betrieben. Für die Betankung des Wasserstoff-Brennstoffzellenbusses wird die bestehende Wasserstofftankstelle der OMV in der Grazer Ostbahnstraße genutzt.
Die wissenschaftlichen Partner begleiten den Demonstrationsbetrieb und führen ergänzende Forschungsarbeiten durch. Für die Auswahl eines optimalen emissionsfreien Technologiemixes zur vollständigen Dekarbonisierung der Busflotte wird ein Optimierungsmodell entwickelt. Gezieltes Monitoring und Datenauswertungen im Rahmen des Demonstrationsbetriebs liefern die erforderlichen Daten für die Berechnung des Optimierungsergebnisses. In einem weiteren Schritt wird dieses Optimierungsergebnis mit einer Simulation verifiziert.
Um eine möglichst effiziente Wasserstofferzeugung zu erreichen, d.h. den Effizienzverlust bei herkömmlicher mechanischer Kompression zu vermeiden, wird im Zuge des Projektes an elektrochemischen Kompressionstechnologien geforscht. Elektrochemische Kompression weist wesentliche Vorteile hinsichtlich Effizienz, Wasserstoffqualität und der Reinheit von Wasserstoff auf.
Demonstrationsbetrieb eines bedarfsabhängigen Flughafenshuttles und Konzept für die Integration bedarfsabhängiger Services in den öffentlichen Verkehr
Neben der Umstellung von Antriebstechnologien gilt es im öffentlichen Verkehrssystem Innovationen im Bereich der Nachfrageorientierung voranzubringen, um so ÖV-Systeme der Zukunft attraktiver zu gestalten. In move2zero wurde daher ergänzend zum bestehenden ÖV-System ein innovatives On-Demand-Service unter Einbindung von Nutzer:innen entwickelt und getestet.
Durchgeführt wurde der Testbetrieb eines batterieelektrischen, bedarfsabhängigen Shuttle-Systems zwischen dem Flughafen Graz, der S-Bahn-Station Flughafen Graz-Feldkirchen, der Regionalbushaltestelle Abtissendorf Flughafenstraße und dem Amedia Express Graz Airport-Hotel für eine attraktive und bequeme Anbindung an den ÖPNV. Zum Einsatz kamen E-Fahrzeuge, die mit einem innovativen, automatisierten Ladesystem über in den Parkflächen integrierte Ladeplatten (Matrix Charging) geladen wurden. Für die Buchung des Shuttles wurde eine innovative Buchungsplattform entwickelt.
Zur Bedarfsermittlung und Entwicklung eines möglichen großflächigen Geschäftsmodells für ein On-Demand System in Graz werden anonymisierte Mobilfunkdaten analysiert und ausgewertet. Im nächsten Schritt werden unterschiedliche Szenarien dieses Angebots entwickelt und bewertet. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt im Projekt widmet sich einem Konzept für einen möglichen autonomen Betrieb von On-Demand-Services in der Zukunft.
Treibhausgasbilanzierung und Eco-Design:
Zur Analyse klimaschädlicher Emissionen im Projekt wurde eine umfassende Treibhausgasbilanz erstellt. Bei den Berechnungen der Treibhausgasemissionen wird nicht nur der Betrieb der Busse betrachtet, sondern darüber hinaus auch alle indirekten Emissionen berücksichtigt, die beispielsweise bei der Produktion der Busse (z. B. Li-Ionen Akku bzw. Brennstoffzellen) sowie zur Bereitstellung der erforderlichen elektrischen Energie anfallen. Zusätzlich dazu werden in zukünftigen Busausschreibungen bevorzugt Komponenten mit geringen Umweltauswirkungen und hohen Nachhaltigkeitskriterien gefordert. Diese Nachhaltigkeitskriterien werden im Projekt durch das Prinzip von Eco-Design entwickelt. Unter Eco-Design werden Aspekte einer ökologischen Produktgestaltung unter Betrachtung des gesamten Lebenszyklus verstanden.
Zu diesen Aspekten zählen:
- Berücksichtigung von unternehmens- und produktbasierten Umwelt- und Nachhaltigkeitskriterien für den Hersteller und die Zulieferkette,
- nachhaltige Materialbeschaffung in der Lieferkette,
- Maßnahmen zur Forcierung von Kreislaufwirtschaft,
- Verwendung von recycelten Materialien,
- Rücknahmesysteme am Ende der Lebensdauer und
- Second Life-Konzepte für Batterien.
Die Projektziele:
- Zero-Emission Technologien für die Energiebereitstellung
- Zero-Emission Technologien für den Betrieb der Fahrzeuge und der Infrastruktur
- Aufnahme von Kriterien zur Verwendung von Komponenten mit geringen Emissionsfaktoren und hoher Quote für Reuse und Recycling in die Ausschreibungen
- Optimale Anpassung an die Nachfrage und Bedürfnisse von ÖV-Nutzer:innen durch Entwicklung & Betrieb von On-Demand Services
- Bewusstseinsbildung und Information der Bürger:innen
- Gesamtheitliches Konzept zur Dekarbonisierung des gesamten Grazer Bustransportsystems und Übertragbarkeit auf andere Städte
Wo sind die Busse unterwegs?
Wo sind unsere beiden umweltfreundlichen Testbusse gerade unterwegs? Hier können Sie sie tracken!
move2zero in der Öffentlichkeit:
Auszeichnung VCÖ-Mobilitätspreis 2021:
move2zero wurde mit dem VCÖ-Mobilitätspreis 2021, Österreichs größtem Wettbewerb für klimaverträgliche Mobilität, ausgezeichnet.
Nominierung zum Staatspreis Mobilität 2019:
Als eines von drei Projekten wurde move2zero für den Staatspreis Mobilität 2019 nominiert. Hier gibt es ein Video dazu!
GRZ Shuttle (On-Demand-Flughafenshuttle) - your easy emission-free airport transfer
Mit dem GRZ Shuttle wurde ein innovatives Shuttle-System, das bedarfsorientiert Fluggästen auf ihrem Weg vom und zum Flughafen zur Verfügung stand, getestet. Für die Dauer des Demonstrationsbetriebs stand das Service kostenlos zur Verfügung und verband den Flughafen mit ausgewählten Haltestellen des öffentlichen Verkehrs.
Alle Informationen zum Demonstrationsbetrieb des GRZ Shuttle auf einen Blick:
- Demonstrationsbetrieb: von Mai 2022 bis August 2022
- Haltepunkte: Flughafen Graz – S-Bahn-Station (Linie S5) – Regionalbushaltestelle Abtissendorf Flughafenstraße (Buslinie 600/620) – Amedia Express Graz Airport-Hotel
- Fahrzeug: Mercedes e-Vito (batterieelektrisches Shuttle; 9-Sitzer)
- Ticket: kostenloses Service
- Buchung: Rufsystem (on-demand-Service) über grz-shuttle.at
- Ladesystem: Konduktives, automatisiertes Ladesystem über im Boden verbaute Matrix Charging Ladeplatten (System der Firma Easelink). Erster Testbetrieb dieses Ladesystems im öffentlichen Raum und im öffentlichen Personenverkehr.
Fördergeber:
Das GRZ Shuttle wurde zusätzlich durch den Steirischen Zentralraum mit Regionsmitteln – Steiermärkisches Landes- und Regionalentwicklungsgesetz 2018 – unterstützt.
Die Ergebnisse des Demonstrationsbetriebes finden Sie im PDF unterhalb!
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Ergebnisse GRZ Shuttle
Grafik move2zero Shuttle
Batterieelektrischer Bus und Ladeinfrastruktur:
Im Demonstrationsbetrieb wird ein batterieelektrischer Bus zum Einsatz kommen.
Projektinfos:
- Demonstrationsbetrieb: voraussichtlich ab August 2023
- Fahrzeug: batterieelektrischer Bus MAN Lion‘s City 12 E mit Ladung im Depot
- Fahrzeuggröße: 12,2 m Länge, 34 Sitz- und 41 Stehplätze
- Reichweite: ca. 280 km (Batteriekapazität 480 kWh)
Grafik move2zero batteriebetriebener Bus
Wasserstoff-Brennstoffzellenbus und Tankinfrastruktur:
Im Demonstrationsbetrieb wird ein Wasserstoff-Brennstoffzellenbus zum Einsatz kommen.
Projektinfos:
- Demonstrationsbetrieb: ab März 2023
- Fahrzeug: Wasserstoff-Brennstoffzellenbus Hyundai FC ELEC City mit 700 bar Druckniveau
- Fahrzeuggröße: 11 m Länge, 24 Sitz- und 36 Stehplätze
- Reichweite: ca. 590 km (845 l bzw. 34 kg H2 Tankgröße)
Der Bus ist auch Teil des Forschungsprojekts „HyBus Implementation“.
Ziel des Demonstrationsbetriebs ist der Test von beiden Technologien unter realen Einsatzbedingungen, um Daten zu erheben und den optimalen Technologiemix für die vollständige Umstellung der Busflotte ermitteln zu können.
Grafik Brennstoffzellenbusse
Technologievergleich batterieelektrischer Bus versus Wasserstoff-Brennstoffzellenbus:
Vorteile gegenüber der anderen Technologie
| Batterieelektrischer Bus | Wasserstoff-Brennstoffzellenbus |
|---|---|
| Hohe Energieeffizienz durch direkte Nutzung von elektrischem Strom | Höhere Reichweiten |
| Niedrigere laufende Energiekosten | Niedrigeres Fahrzeuggewicht |
| Ladeinfrastrukturerrichtung stufenweise und mit wenig Aufwand und Vorlaufzeit möglich | Kurze Betankungsdauer |
| Hohe Verfügbarkeit von grünem Strom | - |
Nachteile gegenüber der anderen Technologie
| Batterieelektrischer Bus | Wasserstoff-Brennstoffzellenbus |
|---|---|
| Hohes Gewicht von Batterie und Fahrzeug | Geringer Wirkungsgrad (Effizienzverlust) durch Umwandlung von elektrischer Energie in Wasserstoff |
| Geringere Reichweite | Höhere laufende Energiekosten |
| Lange Ladedauer | Aufwändige Infrastruktur-Errichtung einer neuen Wasserstofftankstelle |
| Erweiterung des Stromnetzes erforderlich bei mehreren Bussen | Aufwändige Wasserstofferzeugung bei Eigenproduktion inkl. Erweiterung des Stromnetzes |
Begleitforschung zum Projekt:
In der Begleitforschung zum Projekt werden weitere innovative Maßnahmen durchgeführt:
- Entwicklung eines Optimierungsmodells zur Bestimmung der optimalen Zusammensetzung von unterschiedlichen emissionsfreien Antriebstechnologien für den vollständig emissionsfreien Betrieb der gesamten Grazer Busflotte (ca. 170 Busse).
- Aufbau und Umsetzung eines Simulationsmodells, um mit den Realdaten aus dem Demonstrationsbetrieb das Ergebnis des Optimierungsmodells zu validieren.
- Erarbeitung eines gesamtheitlichen Umsetzungskonzeptes, welches auf andere Städte und Verkehrsbetriebe übertragen werden kann (Erfahrungen und Erkenntnisse zu Machbarkeit, optimaler Technologie, Ausschreibungsprozesse, Betrieb, Kosten und Finanzierung, etc.).
- Definition von Eco-Design Kriterien zur Bewertung von umweltrelevanten Aspekten im Ausschreibungsverfahren für emissionsfreie Busse und Infrastruktur.
- Berechnung der Treibhausgasemissionen und des kumulierten Energiebedarfs für den gesamten Lebenszyklus der Busse und für die Infrastruktur.
- Forschung an mechanischen und elektrochemischen Kompressionstechnologien von Wasserstoff (Erhöhung der Energieeffizienz in der Verdichtung, Verringerung der Kosten und Wartungsintervalle).
- Auswertung anonymisierter Mobilfunkdaten zur Auswahl von potentiellen Gebieten für bedarfsabhängige E-Shuttle-Services ergänzend zum öffentlichen Linienverkehr und Entwicklung eines entsprechenden Geschäftsmodells.
- Konzept für den autonomen Betrieb von bedarfsabhängigen E-Shuttles (Potentiale, Herausforderungen, Machbarkeit, etc.) und Erhebung der Akzeptanz.
- Integration relevanter Stakeholder:innen sowie Bewusstseinsbildung und Information der Bürger:innen hinsichtlich eines emissionsfreien, öffentlichen Verkehrssystems der Zukunft.
Wissenschaftliche Veröffentlichungen und Publikationen zum Projekt move2zero können Sie über die Homepage der Grazer Energieagentur (Projektkoordinator) downloaden: https://www.grazer-ea.at/move2zero-paper/
