Fraunhofer IPK

Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik

Verkehrstechnik

Elektro-AES

Elektro-Abfallentsorgungssysteme: Einsatz von drei E-Entsorgungsfahrzeugen in der Abfallwirtschaft


 

Laufzeit: 1.1.2013 – 31.12.2015

Wie kann die Abfallsammlung in urbanen Gebieten mithilfe der Möglichkeiten der Elektromobilität umweltschonender, für Bürger und Mitarbeiter angenehmer und für die Betriebe effizienter gestaltet werden?

Die Beantwortung dieser Frage ist das Ziel des Projekts „Elektro-Abfallentsorgungssysteme“ im Rahmen des „Internationalen Schaufenster Elektromobilität Berlin-Brandenburg“.

Die Vorteile elektrischer Nutzfahrzeuge im Bereich Umwelt sind offensichtlich, insbesondere durch die stark verringerte Lärmemission und die eliminierte lokale Schadstoffemission. Doch während die Elektromobilität im Individualverkehr inzwischen bereits alltägliche Anwendung findet, ist sie im Bereich großer Nutzfahrzeuge bisher nur punktuell im Rahmen einzelner Projekte angewendet worden. Grund hierfür sind die fehlenden Erfahrungen im Alltagsbetrieb, mangelhaftes Fahrzeugangebot und fehlende betriebswirtschaftliche Untersuchungen zum wirtschaftlichen Betrieb der Fahrzeuge.

Aus diesen Gründen werden im Rahmen des Projekts drei neuartige Entsorgungsfahrzeuge von führenden Entsorgungsbetrieben in Berlin und Brandenburg eingesetzt, der BSR Berliner Stadtreinigungsbetriebe, der AWU Abfallwirtschafts-Union Oberhavel GmbH und der STEP Stadtentsorgung Potsdam GmbH.

Die Fahrzeuge verfügen über einen vollelektrisch betriebenen Abfallsammelaufbau. Das heißt, das Entleeren der Abfallbehälter und die Verdichtung des Abfalls im Fahrzeug geschehen ohne den sonst dafür erforderlichen Betrieb des Dieselmotors vom Fahrgestell. Das Fahrgestell selbst verfügt über einen Hybridantrieb, wird also teilelektrisch betrieben: bei geringen Geschwindigkeiten und über begrenzte Streckenabschnitte können die Fahrzeuge vollständig elektrisch fahren, dazwischen wird dieselbetrieben gefahren und die Batterie durch Bremsenergie aufgeladen (sogenannte Rekuperation).

Durch die elektrischen Antriebe von Aufbau und Fahrgestell wird Dieselkraftstoff eingespart. Zudem sind die elektrischen Antriebe erheblich leiser, wodurch die Lärmbelastung für Anwohner und Mitarbeiter während des Sammelbetriebs beträchtlich gesenkt wird. Es treten hierbei zudem keine lokalen Abgasemissionen mehr auf. Die Anschaffungskosten der Fahrzeuge sind höher und müssen durch geringere Betriebskosten kompensiert werden, so dass die Gesamtbetriebskosten (TCO, Total Cost of Ownership) wettbewerbsfähig sind.

Diese Auswirkungen werden in qualitativer und quantitativer Hinsicht im  Rahmen der Projektevaluation untersucht. Diese vom Fraunhofer IPK in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern durchgeführte Wirkungsanalyse wird

  • den Funktionsnachweis für elektrisch betriebene Abfallentsorgungssysteme unter Praxisbedingungen erbringen,
  • die Bedingungen für betriebswirtschaftlich erfolgreichen Betrieb über den gesamten Lebenszyklus (TCO) ermitteln (anhand der Quantiizierung von Energieeffizienz, Kraftstoff- und Kostenersparnis während des Testbetriebs sowie weiterer Rahmendaten), und
  • Anforderungen an Fahrzeuge für zukünftige, spezifische Einsatzszenarien definieren.

Im größeren Maßstab anwendbar sind elektrisch betriebene Nutzfahrzeuge nur, wenn ihr Einsatz nicht nur einer verringerten Umweltbelastung führt, sondern innerhalb der drei beschriebenen Wirkbereiche

  • Betriebswirtschaft,
  • Fahrzeugtechnik, sowie
  • Umwelt, Verkehr, Volkswirtschaft

positive Ergebnisse erzielt. Das Gesamtziel des Entwicklungsprojektes besteht daher darin, die technischen, betrieblichen und politischen Anforderungen zu ermitteln, welche erforderlich sind, um in allen diesen Wirkbereichen positive Ergebnisse zu erzielen.  Die Analyseergebnisse betreffen neben den Betreiber selbst ebenfalls Anwohner, Kommunen und Fahrzeughersteller. Denn nur durch Befriedigung der Bedürfnisse aller Beteiligten ist ein erfolgreicher, d.h. wirtschaftlicher, zuverlässiger und umweltschonender Betrieb möglich.

Als Grundlage für die Untersuchungen wird am Fraunhofer IPK ein spezieller Daten-Logger entwickelt, welcher eine Vielzahl von Betriebsdaten der Fahrzeuge aufzeichnet und an einen lokalen Server versendet. Neben den so an den Fahrzeugen erhobenen quantitativen Daten werden ebenfalls qualitative Daten durch Befragung von Mitarbeitern und Anwohnern einbezogen. Grundlage für die Auswertung der Daten ist das für das Projekt entwickelte Evaluationskonzept. Es erläutert, welche Kenngrößen innerhalb der drei Wirkbereiche analysiert werden sollen und beschreibt das jeweilige Erkenntnisinteresse jeder Kenngröße. Es zeigt zudem auf, welche quantitativen und qualitativen Messgrößen für die jeweilige Kenngrößenauswertung Anwendung finden. Weiterhin erläutert das Evaluationskonzept die vorgesehene Darstellung der erwarteten Ergebnisse jeder Kenngröße.

Koordinierender Projektpartner ist die Firma Hüffermann Transportsysteme GmbH, welche ebenfalls die technische Begleitung der Fahrzeuge sicherstellt.

Projektpartner:

  • Hüffermann Transportsysteme GmbH (Projektkoordinator)
  • Fraunhofer IPK
  • AWU (Abfallentsorger, Velten)
  • BSR (Abfallentsorger, Berlin)
  • STEP (Abfallentsorger, Potsdam)

Das Projekt wird im Rahmen der Initiative „Schaufenster Elektromobilität“ gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI), Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) und Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU).

Fotos: © Fraunhofer IPK