Der «SwissTrolley plus» ist ein vom Bundesamt für Energie (BFE) unterstütztes Leuchtturmprojekt für die Realisierung eines reinen Elektromobilitätsfahrzeugs aus Schweizer Produktion mit nachhaltigen Komponenten und Steuerungen. Sein Einsatz ist Teil der Elektrifizierungsstrategie «eBus VBZ»: Diese umfasst neben dem Probebetrieb mit einem Quartier-eBus und neuen Hybridgelenkbussen auch die Umstellung der Linien 69 und 80 auf Trolleybusbetrieb. Der «SwissTrolley plus» startet in den nächsten Wochen seinen Testbetrieb vorerst ohne Fahrgäste auf unterschiedlichen Linien im Netz der Verkehrsbetriebe Zürich. Nach erfolgreicher Testphase ist der Einsatz mit Fahrgästen geplant. 

Für die Erschliessung städtischer Entwicklungsgebiete setzen die VBZ auf die Entwicklung neuer, moderner Batterie-Trolleybusse. Mit dem vom BFE unterstützten Leuchtturmprojekt «SwissTrolley plus» entsteht der Trolleybus der Zukunft: Während die heute eingesetzten Trolleybusse erst auf kurzen Teilstrecken ohne Fahrleitung verkehren, kann der zukünftige Hochleistungs-Trolleybus längere Abschnitte im Batteriemodus befahren. «Mit dem «SwissTrolley plus» wird es künftig möglich sein, deutlich mehr Strecke in Batteriebetrieb zurückzulegen», hält VBZ-Direktor Guido Schoch fest.

Sauber, kosteneffizient und flexibel

Der «SwissTrolley plus» kombiniert bewährte Fahrleitungstechnik mit modernster Batterietechnologie. Seine Hochleistungs-Traktionsbatterie erlaubt Fahrten ohne Fahrleitung. So können einerseits Linien unkompliziert verlängert werden, und andererseits Verkehrsdrehkreuze von aufwändiger Fahrleitungstechnik befreit werden. Da so auf einen Grossteil der sogenannten Fahrleitungsweichen und -kreuzungen verzichtet werden kann, reduzieren sich der Wartungsaufwand und somit auch die Betriebskosten deutlich. Christoph Rütimann, Bereichsleiter Technik VBZ sieht weitere Vorteile für das System Trolleybus: «Die notwendige Hochleistungsbatterie wird so konzipiert, dass zusätzlich zum Fahren im Batteriemodus die Stromspitzen der Fahrleitung abgeflacht werden. Dadurch entlastet der «SwissTrolley plus» das Stromnetz wesentlich.» Durch ein GPS-basiertes und selbstlernendes Energiemanagement wird zusätzlich Energie eingespart. Der «SwissTrolley plus» erlaubt somit einen kosteneffizienteren, zuverlässigeren und flexibleren Betrieb von Trolleybus-Linien.

Verbesserte Energieeffizienz

«Für den «SwissTrolley plus» mussten die Ingenieure von HESS ein gänzlich neues Fahrzeugkonzept entwickeln, das die Möglichkeit bietet, das Fahrleitungsnetz in der Stadt Zürich zu entlasten», erklärt Alex Naef, CEO der Carrosserie HESS AG. Herkömmliche Trolleybusse können zwar Bremsenergie zurückgewinnen und als elektrische Energie ins Fahrleitungsnetz zurückspeisen. Dazu muss jedoch mindestens ein anderes Fahrzeug im selben Fahrleitungssektor zur selben Zeit Energie benötigen. Ist dies nicht der Fall, kann nur derjenige Anteil an Bremsenergie verwertet werden, der aktuell von den Nebenaggregaten benötigt wird. Die überschüssige Energie muss über Bremswiderstände in nutzlose Wärme verwandelt werden. Die Traktionsbatterie des «SwissTrolley plus» erlaubt 100 Prozent regeneratives Bremsen. Dadurch fällt sein Energiebedarf bis zu 15 Prozent geringer aus als derjenige eines herkömmlichen Trolleybusses.

Selbstlernendes Energiemanagement

Der «SwissTrolley plus» benötigt ausgeklügelte Steuer- und Regelalgorithmen, um den Batterieladestand vorausschauend und energieeffizient planen und steuern zu können. Lino Guzzella, Präsident der ETH spricht von wichtigen Verbesserungen für den öffentlichen Verkehr: «Die ETH liefert das nötige Know-how in der Regelungstechnik, um Batteriefahrzeuge zuverlässig und mit minimalem Energiebedarf durch die Strecke zu leiten.» Das Institut für Dynamische Systeme und Regelungstechnik der ETH Zürich entwickelt ein selbstlernendes Energiemanagement, welches Reichweite, Energieeffizienz, Batterielebensdauer, Energiebedarf der Nebenverbraucher unter Berücksichtigung von positionsabhängigen Streckeninformationen gleichzeitig optimiert. Zusätzlich wird eine Auslegungssoftware erstellt, die eine optimale Wahl der elektrischen Komponenten unter Berücksichtigung des geplanten Einsatzes ermöglicht.

Batterielebensdauer

Trotz modernster Batterietechnologie übersteigt die Lebensdauer von Trolleybussen diejenige von Batterien. Um die Batterie dennoch nicht unnötig oft austauschen zu müssen, forscht das BFH-CSEM-Zentrum Energiespeicherung der Berner Fachhochschule an entsprechenden Vorhersagemodellen und Methoden, wie die Batterielebensdauer maximiert werden kann. «Wir testen die Batterie unter möglichst realen Bedingungen. Die leistungsstarken Akkus werden durch die lernfähige Steuerung noch effizienter. Dieses Zusammenspiel muss aber bei allen Witterungen und Temperatureinflüssen stabil funktionieren», führt der Leiter des BFH-CSEM-Zentrums Energiespeicherung, Andrea Vezzini, aus.

Gebündeltes Know-how

Das Projekt «SwissTrolley plus» wurde von der Carrosserie HESS AG in Zusammenarbeit mit den VBZ lanciert. Die Partner ETH Zürich und Berner Fachhochschule nutzen das Projekt als Forschungsplattform für Untersuchungen in den Bereichen Steuerung und Optimierung sowie Batterietechnologie. Das Bundesamt für Energie unterstützt das Vorhaben im Rahmen seiner Förderprogramme für Energieforschung und Leuchtturmprojekte. Philippe Müller, Leiter Sektion Cleantech BFE unterstreicht die Bedeutung des «SwissTrolley plus»: «Das BFE sieht in diesem innovativen Projekt einen wichtigen Schritt in Richtung eines nachhaltigen Energiesystems, das darüber hinaus auch einen Beitrag zur Stärkung des Schweizer Wirtschaftssystems leisten kann».

Den Anteil elektrisch betriebener Fahrzeuge möchten die VBZ weiter steigern, um den Primärenergieverbrauch, die Treibhausgas- und Lärmemissionen sowie die Abhängigkeit von fossilen Treibstoffen weiter zu reduzieren. Dank gebündeltem Know-how von Industrie, Forschung und Verkehrsunternehmen kann die Zukunft des Busantriebes aktiv mitgestaltet und ein wesentlicher Beitrag an die Energieziele 2050 des Bundes und die Energieziele der Stadt Zürich geleistet werden. Für Stadtrat Andres Türler ist klar: «Der Einsatz des «SwissTrolley plus» stärkt den Ruf von Zürich als ÖV-Stadt, aber auch als Stadt mit einer Vorreiterrolle auf dem Weg in die 2000-Watt-Gesellschaft.»

Trolleybus – unverzichtbar für Zürich

Der Trolleybus zählt seit über 75 Jahren zu den beliebtesten Verkehrsmitteln in Zürich und spielt in der Strategie «eBus VBZ» auch fortan eine wichtige Rolle. So bietet er auf stark nachgefragten, topographisch anspruchsvollen Linien ein zuverlässiges und leistungsfähiges Angebot. Trolleybusse setzen die Energie sehr effizient um, verursachen keine lokalen Schadstoff-Emissionen und sind sehr leise: «Dank direkter Stromversorgung ab der Fahrleitung sind starke Steigungen, anspruchsvolle Strecken und ein hohes Fahrgastaufkommen für den Trolleybus kein Problem. Als ideale Ergänzung zum Tram vereint er so alle Vorzüge eines wirtschaftlichen, sauberen und leistungsfähigen Transportmittels für die Stadt Zürich», betont VBZ-Direktor Guido Schoch. Dank des Einsatzes von Traktionsbatterien sind Trolleybusse in der Lage, Teilstrecken ohne Fahrleitung zu befahren. So verkehren die Trolleybusse auf den Linien 33 und 72 seit Sommer 2015 zwischen Albisriederplatz und Hardplatz planmässig im Batteriemodus. Damit wurden die Flexibilität und die Wirtschaftlichkeit des Trolleybusses weiter erhöht. Zudem sollen die Buslinien 69 und 80 im Zeitraum 2019 - 2022 auf Trolleybusbetrieb umgestellt werden.

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Daniela Tobler, Mediensprecherin VBZ, 044 411 47 18, daniela.tobler@vbz.ch

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