Projekt MuLI: Bremsenergie zum Laden nutzen

23.08.2021 – Die Kölner Verkehrs-Betriebe (KVB), RheinEnergie und Ford haben im Kölner Stadtteil Bocklemünd die Ladeinfrastruktur des Projektes MuLI – Multimodale Lademodul-Integration – in Betrieb genommen. Damit wird unter anderem die Bremsenergie der Stadtbahn genutzt, um Batteriebusse der KVB und zugleich E-Autos zu laden.

Ziel: Demonstration eines innovativen Ladesystems

Ziel des Projektes MuLI ist die Demonstration eines Ladesystems mit integrierten Lademodulen für verschiedene Fahrzeugklassen. Dabei ist dessen System im Kern für die Nachladung von Batteriebussen ausgelegt. Gleichzeitig ist das multimodal ausgelegte Ladesystem an verschiedene Spannungsebenen des Wechsel- und Gleichstroms (10 kV AC, Bahn-DC) angeschlossen. Mit dem Projekt soll die technische Vereinbarkeit demonstriert werden.

KVB Haltestelle E Busse Projekt Muli Web
An der KVB-Haltestelle in Bocklemünd beziehen die E-Busse ihre Energie aus ausrangierten E-Auto-Akkus. Foto: Christoph Seelbach

Ladeinfrastruktur umfasst mehrere Komponenten

Die Ladeinfrastruktur besteht aus einer Ladestation, einem Lademast für E-Busse und zwei Ladesäulen mit jeweils zwei Ladepunkten für Elektrofahrzeuge. Die Ladestation wiederum unterteilt sich in einen Batterieraum und einen Mittelspannungsschaltraum. Der Lademast befindet sich im Bereich der KVB-Haltestelle „Bocklemünd“, an der die Stadtbahn-Linien 3 und 4 sowie die Bus-Linien 126, 143 und 145 halten. Die Ladesäulen für Elektrofahrzeuge befinden sich im Erdgeschoss der direkt benachbarten P&R-Anlage.

An der genannten Endhaltestelle entstand ein E-Mobilitäts-Hub, an dem neben den auf der Linie 126 eingesetzten E-Bussen auch andere Fahrzeugklassen, wie z. B. Transporter der KEP-Dienste sowie CarSharing-Autos geladen werden können. Im Anschluss lassen sich ggf. weitere E-Mobilitäts-Hubs aufbauen. Eine Kombination mit Mobilstationen, in denen Sharing-Angebote gebündelt werden, ist laut den Kooperationspartnern ebenfalls denkbar.

Batterieraum Projekt Muli Web
Der Batterieraum der Ladestation mit den eingebauten „Second Life“-Batterien. Foto: Christoph Seelbach

Strom aus Rekuperation speichern und zum Laden nutzen

In der Praxis setzt der Bremsvorgang der Stadtbahn Energie frei, die in Strom umgewandelt wird. Dies bezeichnet man als Rekuperation. Dieser Strom wird in der Ladestation in sechs Batterie-Stacks gespeichert und für die Ladung von E-Bussen und Elektrofahrzeugen abgegeben.

Durch die Zwischenspeicherung in Batterien werden unter anderem Spannungsschwankungen vermieden. Diese würden entstehen, wenn Straßenfahrzeuge im Schnellladeverfahren geladen werden und zugleich eine Stadtbahn anfährt. Da die KVB für den Stadtbahnbetrieb den Kooperationspartner zufolge Ökostrom der RheinEnergie einsetzt, ist demnach der durch die Rekuperation wiedergewonnene Strom ebenfalls Ökostrom.

Projektpartner bringen spezifische Kompetenzen mit ein

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Von links nach rechts: Dr. Dieter Steinkamp, Vorstandsvorsitzender RheinEnergie, Stefanie Haaks, Vorstandsvorsitzende Kölner Verkehrs-Betriebe, Gunnar Herrmann, Vorsitzender der Geschäftsführung Ford-Werke GmbH. Foto: Christoph Seelbach

Die KVB verfügt seit 2016 über Erfahrungen mit elektrisch angetriebenen Bussen auf der Linie 133 und will ihren gesamten Busbetrieb bis 2030 auf alternative Antriebe umstellen. Zudem verfügt die KVB mit ihrem Stadtbahnnetz über eine Infrastruktur der Bahnstromversorgung. Für das Projekt MuLI wurden drei Batterie-Gelenkbusse beschafft, die vor allem auf der Bus-Linie 126 (Bocklemünd – Chorweiler) eingesetzt werden, aber auch auf den weiteren E-Bus-Linien fahren können.

Auf der Linie 133 arbeitet die RheinEnergie bereits mit der KVB zusammen. Hier hat das Unternehmen die Ladeinfrastruktur aufgebaut und betreibt diese, genauso wie das derzeit an verschiedenen weiteren Endhaltestellen im Stadtgebiet erfolgt. Hierzu gehören im Projekt MuLI insbesondere der Batterieraum und der Mittelspannungsschaltraum, in denen die Energiespeicherung, Energieumwandlung und das gesamte technische Management stattfinden.

Second Life: Autobatterien als Speicher eingesetzt

Im Unterschied zur bisherigen Ladeinfrastruktur für den Busbetrieb der KVB werden im Projekt MuLI Autobatterien im „Second Life“ als Speicher eingesetzt. Die Ford-Werke haben hierfür einen Speicher aus jeweils sechs Einheiten mit 48 Batteriemodulen (à 20 Einzelzellen) zusammengeführt. Die Speicher besitzen jeweils ein Gewicht von 700 Kilogramm, sind 2,20 Meter hoch, 1,20 Meter breit, 0,60 Meter tief und haben eine installierte Gesamtspeicherkapazität von rund 300 Kilowattstunden (kWh). Sie sind eingebettet in ein Energiemanagementsystem.

Unterstützt werden die Projektpartner im Projekt MuLI durch das Dortmunder Ingenieurbüro Fehringer. Die Experten nutzen ein Batterielabor und arbeiten mit Batterien in allen notwendigen Teilthemen. (ds)

www.kvb.koeln
www.rheinenergie.com
www.ford.com

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