SimCityNet: Hanauer ÖPNV und Entsorgung mit E- und Wasserstoffbussen simuliert
Für die Stadt Hanau wurden Einsatzpotenziale von Bussen und Lkw mit alternativen Antrieben simuliert. Das Projekt soll auch für andere Städte geeignet sein.
Der "digitale Zwilling" der Stadt Hanau.
(Bild: SimCityNet)
Wenn eine ÖPNV-Busflotte von konventionellen auf Brennstoffzellen-Antrieb umgerüstet wird, ändert sich nicht der betriebliche Ablauf des Flottenbetreibers. Die Reichweiten der Wasserstoff-Busse und die Tankzeiten reichen dafür aus, hat das Forschungsprojekt SimCityNet ermittelt. Allerdings sei es teuer, eine größere Anzahl Brennstoffzellen-Busse anzuschaffen, auch sei es fraglich, ob Wasserstoff ausreichend angeliefert und auf dem Betriebshof gespeichert werden kann.
Mit batterieelektrischen Bussen sieht es im ÖPNV anders aus. Um den Betrieb aufrechtzuerhalten, müssten die Einsatzpläne der Fahrzeuge angepasst werden. Viele bestehende Umläufe könnten von E-Bussen übernommen werden, aber die begrenzten Reichweiten führen langfristig dazu, dass mehr Fahrzeuge benötigt werden. Bei den Abfallbetrieben würde bei einem Mix von Elektro- und Wasserstoffantrieb die Anzahl der Fahrzeuge nicht verändert.
In dem seit zwei Jahren laufenden Projekt SimCityNet wurde ein digitaler Zwilling des Hanauer Straßennetzes erstellt. Damit wurden die Potenziale von alternativ angetriebenen Fahrzeugen im öffentlichen Personennahverkehr und kommunalen Entsorgungsbetrieben simuliert. Das unter anderem von der Stadt Hanau, der Hanauer Straßenbahn GmbH und Hanau Infrastruktur Service geförderte Projekt wurde begleitet vom Research Lab for Urban Transport (ReLUT) der Frankfurt University of Applied Sciences. Dabei sei der digitale Zwilling so erstellt worden, dass er grundsätzlich auf andere Anwendungsfälle und Kommunen übertragbar und um andere Aspekte wie Logistik erweiterbar sei.
Notwendige Hinweise für die Dimensionierung
Für das Simulationsmodell wurden zunächst die bestehenden Prozesse der Straßenbahn und der Abfallwirtschaft analysiert und dazu umfassend Daten erhoben. Hierbei wurden unter anderem Routenplanungen und Fahrpläne optimiert und Einsparpotenziale von lokalen Emissionen identifiziert, wie die Projektbetreiber erläutern. Darauf aufbauend wurden Soll-Konzepte entwickelt, die den möglichen Einsatz alternativ angetriebener Fahrzeuge für die Zukunft beschreiben und die Prozesse in das Verkehrsmodell implementiert und validiert.
Für die Simulation unterschiedlicher Szenarien wurden einflussnehmende Parameter wie die Flottengröße, Antriebstechnik, Ladeinfrastruktur, Lademanagement und Witterung gesetzt. Da bei heutigem Stand der Technik die Reichweite der batterieelektrischen Fahrzeuge teilweise nicht ausreicht, um alle Fahrten des Busses an einem Tag ohne zwischenzeitliches Laden zu absolvieren, wurden mit Algorithmen neue Umläufe im Abgleich mit der gewählten Referenzreichweite der Fahrzeugmodelle ermittelt.
Die Prozesse beider Betriebe wurden im Verkehrsmodell visualisiert, außerdem wurden während der Simulationsberechnung permanent Auswertungen und Statistiken zu den gefahrenen Umläufen/Touren und Fahrzeugen erfasst, zum Beispiel zu Energieverbrauch, gefahrene Strecke und Ladezustand, um nicht nur die Fahrten zu simulieren, sondern auch die Ladevorgänge. "Somit konnten auch notwendige Hinweise zur Dimensionierung der Energieversorgung aufgezeigt werden", schreiben die Projektbetreiber.
Die an dem Projekt beteiligten Simplan AG und Frankfurt UAS betreiben zusammen mit der Hochschule Hannover auch das Projekt Kombinom. Dabei geht es um Simulationen als Entscheidungsstützung für die Nutzung autonomer Kleinbusse im ländlichen Raum.
(anw)
