Dieter Steinkamp, Vorstandsvorsitzender Rhein-Energie, Stefanie Haaks, Vorstandsvorsitzende Kölner Verkehrs-Betriebe, Gunnar Herrmann, Vorsitzender der Geschäftsführung Ford-Werke GmbH haben die Ladeinfrastruktur des Projekts „MuLI“ offiziell in Betrieb genommen. Foto: KVB / Seelbach
Die Unternehmen Kölner Verkehrs–Betriebe (KVB), RheinEnergie und Ford haben in Bocklemünd die innovative Ladeinfrastruktur des Projektes MuLI offiziell in Betrieb genommen. Mit dem Projekt MuLI – Multimodale Lademodul–Integration – wird u. a. die Bremsenergie der Stadtbahn genutzt, um Batteriebusse der KVB und zugleich Kfz mit Elektroantrieb zu laden. 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. In der Praxis setzt der Bremsvorgang der Stadtbahn Energie frei, die in Strom umge–wandelt wird (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 u. a. Spannungsschwankungen vermieden. Diese würden entstehen, wenn Straßenfahrzeuge im Schnellladeverfahren geladen werden und zugleich eine Stadtbahn anfährt. Da die KVB für den Stadtbahn–betrieb Ökostrom der RheinEnergie einsetzt, ist auch der durch die Rekuperation wiedergewonnene Strom Ökostrom. Die Projektpartner bringen ihre spezifischen Erfahrungen in das Projekt MuLI ein.
So verfügt die KVB seit 2016 über Erfahrungen mit elektrisch angetriebenen Bussen auf der Linie 133 und wird ihren gesamten Busbetrieb bis 2030 auf alternative Antriebe umstellen. Zudem verfügt die KVB mit ihrem Stadtbahnnetz über eine umfangreiche 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.
Stefanie Haaks, Vorstandsvorsitzende der KVB: „Wir sind als KVB Vorreiter beim Thema Klima– und Umweltschutz in Köln. Unser Fachwissen bringen wir daher sehr gern in die Entwicklung innovativer Ladeinfrastrukturen ein, um durch Rückgewinnung und clevere Speichermöglichkeiten verwendeten Ökostrom für weitere Verkehrsmittel sozusagen nochmals einzusetzen. Solche charmanten Lösungen könnten mit den Erfahrungen aus dem Projekt MuLI auch weitere Anwendungsfälle finden.“ Bereits auf der Linie 133 ist die RheinEnergie Partner der KVB. 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.
Dr. Dieter Steinkamp, Vorstandvorsitzender der RheinEnergie: „Die Elektromobilität spielt eine bedeutende Rolle beim Klimaschutz. Mit flexiblen Speicherlösungen wie MuLI können wir den Ausbau der benötigten Ladeinfrastruktur in Köln noch schneller vorantreiben, indem wir auf das bereits vorhandene Stromnetz der KVB zurückgreifen. Die Technik unterstützt uns auch dabei, Spannungsschwankungen in den Stromnetzen auszugleichen, wie sie z. B. durch die Erzeugung volatiler Erneuerbarer Energie entsteht.“ 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 Kilowatt–Stunden (kWh). Sie sind eingebettet in ein Energiemanagementsystem. „Ressourcenschonung und Second Life sind heute in aller Munde. Mit diesem Modellprojekt konnten wir die Zweitverwertung von Hochvoltbatterien untersuchen, ein Thema, das mit zunehmender Elektromobilität immer wichtiger wird,“ betont Gunnar Herrmann, Vorsitzender der Geschäftsführung der Ford–Werke GmbH. „Mit unseren Batterien konnte ein lokaler Energiespeicher konzipiert werden, der die rekuperierte Energie der einfahrenden und dabei bremsenden Stadtbahnen speichert und gleichzeitig zum Laden von Fahrzeugen an den Ladesäulen verwendet wird. Dies ist ein gangbarer Weg zur Zweitverwertung von Batterien von Elektrofahrzeugen.“
KVB, RheinEnergie und Ford haben bereits seit 2012 im Projekt colognE–mobil und seit 2018 in einem Projekt zum Geofencing von E–Transportern zusammengearbeitet. Unterstützt werden die Projektpartner im Projekt MuLI durch das Ingenieurbüro Fehringer (Dortmund), das seit über 25 Jahren auf den Themenfeldern der Elektrotechnik aktiv ist. Die Experten nutzen ein Batterielabor und arbeiten mit Batterien in allen notwendigen Teilthemen.
Ziel ist die 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 aus–gelegte Ladesystem an verschiedene Spannungsebenen des Wechsel– und Gleichstroms (10 kV AC, Bahn–DC) angeschlossen. Mit dem Projekt soll die technische Vereinbarkeit demonstriert werden.
Ergänzend wurde die skalierbare Speicherlösung realisiert. Grundlage für die Energie–speicher bilden Fahrzeughochvoltbatterien, deren Speicherkapazität für mobile Anwen–dungen nicht mehr ausreicht, die jedoch in stationären Anwendungen einer weiteren Nutzung im „Second Life“ zugeführt werden können. Diese Batterien werden zur Netz–stabilisierung, Minimierung des Leistungsbezugs und optional als Regelleistungsreserve für lokale Stromnetze genutzt. Hierdurch können die Kosten sowohl für die mobilen Anwendungen (z. B. E–Pkw) als auch die stationären Speicher reduziert werden. Mit dem Projekt MuLI wird der geeignete Einsatz solcher Batterien im Systemverbund erprobt.
Das Projektbudget umfasst insgesamt rund sechs Millionen Euro. Hierin befindet sich eine Förderung des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur nach der Förderrichtlinie „Elektromobilität vor Ort“ in Höhe von 1,87 Millionen Euro. Aus der Fördersumme erhalten die Kölner Verkehrs–Betriebe rund 700.000 Euro für die Projektleitung und den Erwerb von drei E–Bussen. Die RheinEnergie wird mit rund 980.000 Euro für den Aufbau und Anschluss der Ladeinfrastruktur gefördert. Und die Ford–Werke erhalten rund 195.000 Euro für den Aufbau der Energiespeicher. In die fördertechnische Abwicklung sind die NOW GmbH – Nationale Organisation Wasserstoff– und Brennstoffzellentechnologie und der PtJ Projektträger Jülich im Forschungszentrum Jülich eingebunden. (KVB/PM/Sr)