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Nutzen der Elektrifizierung

Ökobilanz von Bus-Antrieben

Klima-, Umwelt- und Energieziele geben vor, dass die Emissionen im Mobilitätssektor rasch und deutlich gesenkt werden müssen. Wichtigster Hebel dabei ist die Verlagerung des Modalsplits vom motorisierten Individualverkehr (MIV) auf den ÖV. Darüber hinaus ist jedoch auch die Umstellung auf umweltfreundliche Antriebe zwingend, sowohl beim PKW, beim Lastwagen als auch beim Bus. Umweltfreundlich bedeutet dabei «erneuerbar, effizient und emissionsarm». Doch welche Antriebe schneiden über den gesamten Lebenszyklus – von der Wiege bis zur Bahre – am besten ab? Welche Einflussfaktoren spielen eine Rolle? Ist Elektromobilität tatsächlich besser als fossile Antriebe? Wie schneidet Wasserstoff ab?

Dazu gibt es unterschiedlichste Studien und Aussagen – die Diskussion rund um den «ökologischen Rucksack» von Batterien ist wohlbekannt. Die VBZ wollten es genau wissen. Gemeinsam mit dem ZVV und weiteren Auftraggebern haben sie eine lebenszyklusbasierte Ökobilanz von Stadtbussen mit verschiedenen Antriebstechnologien durchführen lassen. Der Bericht basiert auf der breiter angelegten Studie «Umweltauswirkungen von Fahrzeugen im urbanen Kontext» der Stadt Zürich und wurde mit denselben Parametern und derselben Methodik erstellt. Neben Dieselbussen werden Diesel-Hybridbusse sowie verschiedene Elektrobusse (Trolleybus, Depotlader, Zwischenlader) und Brennstoffzellenbusse betrachtet.

Treibhausgasemissionen (Herstellung Strom und Wasserstoff für Betriebsphase mit VBZ-Strommix gerechnet)
Treibhausgasemissionen (Herstellung Strom und Wasserstoff für Betriebsphase mit VBZ-Strommix gerechnet)

Die Studie zeigt klar auf, dass insbesondere elektrisch angetriebene Fahrzeuge sehr deutliche Reduktionen der Treibhausgasemissionen ermöglichen – auch wenn man die Herstellung der Batterie mit einrechnet. Mit dem VBZ-Strommix (100% erneuerbare Energie) emittieren Elektrobusse im günstigsten Fall nur 15% der Treibhausgase eines Dieselbusses. Selbst Depotlader mit grossen Batterien und Brennstoffzellenbusse emittieren in einer Lebenszyklusbetrachtung weniger als 25% der Treibhausgase eines Dieselbusses. Ebenso trifft die Studie Aussagen zum Primärenergieverbrauch (erneuerbar und nicht erneuerbar), Partikel- und Stickoxidemissionen sowie Rohstoff- und Wasserverbrauch verschiedener Antriebsformen.

Zürich Mobilitäts-Umweltindex (globale Perspektive) (Herstellung Strom und Wasserstoff für Betriebsphase mit VBZ-Strommix gerechnet)
Zürich Mobilitäts-Umweltindex (globale Perspektive) (Herstellung Strom und Wasserstoff für Betriebsphase mit VBZ-Strommix gerechnet)

Da für die «Gesamtumweltbilanz» jedoch nicht nur die einzelnen Indikatoren relevant sind, sondern auch deren Gewichtung zueinander, wurden auch Kombinationen gebildet, die ein Gesamtbild ermöglichen. Die Studie betrachtet zwei etablierte Methoden (UBP 2013 und ReCiPe). Zudem wurde ein spezifischer «Zürich Mobilitäts-Umweltindex» entwickelt, welcher eine lokale und eine globale Betrachtung erlaubt. Beispielsweise spielen Treibhausgase bei einer globalen Betrachtung eine grosse Rolle, während sie in einer lokalen Betrachtung nur wenig Gewicht haben – bei Partikelemissionen oder beim Lärm ist es genau umgekehrt. Bei allen drei Methoden zeigt sich, dass Trolley- und Batteriebusse in Bezug auf den Gesamt-Lebenszyklus sehr vorteilhaft abschneiden. Teilweise trifft dies auch für Brennstoffzellenfahrzeuge zu, wobei dort aufgrund der tieferen Gesamteffizienz der verwendete Strommix eine grössere Rolle spielt.

Zum Bericht: »» Busantriebe im Vergleich: Eine Ökobilanz

Wirkungsanalyse der Betriebsphase

Ohne den öffentlichen Verkehr sind die schweizerischen Klima- und Umweltziele im Mobilitätssektor nicht zu erreichen. Die ÖV-Branche hat sich das Ziel gesetzt, die Energieeffizienz weiter zu steigern und den CO2-Ausstoss zu reduzieren. Neben der Verlagerung des Modalsplits vom MIV auf den ÖV ist die Einführung umweltfreundlicher Busantriebe dabei der grösste Hebel. Obwohl es bisher keine schweizweiten Vorgaben für die Entwicklung des Flottenmix gibt, haben einzelne Verkehrsbetriebe (wie auch die VBZ) bereits einen Zielpfad definiert und treiben die Elektrifizierung ihrer Busflotte voran. Die Umstellung auf innovative Antriebstechnologien schlägt sich bereits in der Zusammensetzung der Busflotte nieder:

VBZ-Busflotte nach Antriebsart

VBZ-Busflotte nach Antriebsart

Mit der Umstellung der Linie 83 auf Batterietrolleybusse und dem Ersatz älterer Dieselfahrzeuge durch Hybridbusse haben die VBZ bereits einen Teil der Elektrobusstrategie umgesetzt. Die Auswertung der Treibstoffverbrauchsdaten und die daraus errechneten Energieverbräuche und CO2-Emissionen zeigen den Nutzen dieser Projekte bereits deutlich. So ist der spezifische, auf den Platzkilometer bezogene Energieverbrauch der Busflotte über die letzten Jahre kontinuierlich zurückgegangen, während der platzkilometerbezogene CO2-Ausstoss noch deutlicher abgenommen hat. Die Erreichung des Zielpfads in den kommenden Jahren hängt neben technischen Herausforderungen weiterhin massgeblich von einer ausreichenden Finanzierung ab.

Energieverbrauch und CO2-Emissionen der VBZ-Busflotte

Energieverbrauch und CO2-Emissionen der VBZ-Busflotte

Die Daten zeigen bereits heute deutliche Effekte der Elektrobusstrategie:

  • Phase 1, 2014-2016: Angebotsausbau vor allem auf Dieselbuslinien: Flottenanteil Trolleybus ist prozentual gesunken, was zu einer leichten Verschlechterung des Flottendurchschnitts führte.

  • Phase 2, 2016-2019: Ablösung zahlreicher, älterer Dieselbusse durch moderne Hybridbusse, was zu einer leichten Verbesserung des Flottendurchschnitts führte.

  • Phase 3, 2020-2021: Die Umstellung der Linie 83 auf Batterietrolleybusbetrieb und die Einführung der neuen eHybrid-Standardbusse im Jahr 2020 ist in den Daten als deutlicher «Knick» erkennbar. Dass die Abnahme vor allem auf die Umstellung der Linie 83 zurückzuführen ist, erkennt man daran, dass die CO2-Emissionen gegenüber dem Energieverbrauch überproportional abgenommen haben.

  • Phase 4, 2022-2030 (Zielpfad / Prognose): Sofern die Elektrobusstrategie wie geplant weitergeführt wird, sinken Energieverbrauch und CO2-Emissionen weiter ab. Die Jahre 2023, 2025 und 2030 sind exemplarisch gemäss dem geplanten Zielpfad dargestellt. Bis 2030 wird insbesondere die Umstellung der Linien 69 und 80 auf Batterietrolleybus und der vermehrte Einsatz von Batteriebussen ins Gewicht fallen. Der spezifische CO2-Ausstoss in der Betriebsphase der Busflotte wird dann weniger als ein Viertel desjenigen von 2016 betragen, auch der Energieverbrauch wird sich auf rund einen Drittel von 2016 reduzieren.

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