Selbst wenn es gelänge, den Treibstoffverbrauch für unsere Fahrzeuge auf null zu reduzieren: wir müssten weiterhin zur Tankstelle. Einer der ausschlaggebendsten Gründe dafür ist die Klimatisierung, die im Winter den Innenraum beheizt und im Sommer für eine kühle Brise sorgt. Besonders gravierend ist der so zusätzlich entstehende Energieverbrauch bei Bussen. Hier geht rund ein Fünftel der Energie oder des Treibstoffverbrauchs und der CO2-Emission auf Kosten der Klimatechnik. Allerdings wird dieser Umstand bislang nicht ausreichend berücksichtigt. Ein Tool des Fraunhofer IVI schafft Abhilfe.

Konventionelle Fahrzeuge erzeugen CO2-Emissionen. Und je größer und leistungsfähiger ein Fahrzeug ist, desto höher ist dieser Ausstoß. Ein Bus beispielsweise stößt mehr CO2 aus als ein normaler PKW. Bei beiden wird Benzin oder Diesel verbrannt, um den Motor anzutreiben und den Innenraum mit Strom und Wärme beziehungsweise Kälte zu versorgen. Und hier wird es interessant: Denn der Anteil an Treibstoff, der bei Bussen für die integrierte Klimatechnik verbraucht wird, ist vergleichsweise hoch. Das ist sogar naheliegend, wenn man sich allein die Zeitspannen ansieht, in denen Busse ihre Türen öffnen, um Passagiere ein- und aussteigen zu lassen: Bei extremeren Temperaturen erhöht sich die Leistung der Klimaanlage bei Stadtbussen so auf bis zu 30 kW. Der Treibstoffverbrauch steigt entsprechend: Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI schätzen den Anteil auf rund 20 Prozent.

Klimatechnik – die vernachlässigte Größe

Um den Kraftstoffverbrauch von Bussen zu ermitteln, nutzen Prüfer bislang aber nicht – wie etwa bei PKWs– spezielle Tests auf Prüfständen oder (vermehrt auch) auf der Straße. Sie setzen in der Regel auf Computersimulationen. State of the art ist dabei das Tool VECTO, mit dem die CO2-Emissionen von Bussen ermittelt werden. Die Ergebnisse aber trennen nur recht unscharf oder gar nicht zwischen Emissionen, die durch die Fortbewegung an sich erzeugt werden und den Emissionen, die durch die Klimaanlage (HLK-System) entstehen.
Ein Team um die Forscher Stefan Kuitunen und Richard Kratzing vom Fraunhofer IVI hat deshalb das Tool »HVACCO2SIM« entwickelt, das den Energiebedarf und damit den CO2-Emissionsanteil unterschiedlicher Klimatisierungssysteme in Bussen bestimmt. Das funktioniert so gut, dass das ursprünglich als Ergänzung gedachte Werkzeug mittlerweile sogar deutlich mehr leistet und sich als Kalkulationstool für Verkehrsbetriebe und Fuhrparks zu etablieren beginnt.

Kosten der Klimatisierung

»HVACCO2SIM ist in der Lage, den Verbrauch verschiedenster Klimaanlagen in verschiedensten Bussen unter unterschiedlichen klimatischen Voraussetzungen an beliebigen Standorten zu berechnen. Es kann damit einen grundlegenden Beitrag leisten, die Umweltbelastungen, die durch die Klimaanlage entstehen, zu erfassen und nach Möglichkeiten zu suchen, diese zu reduzieren«, fasst Kratzing zusammen. Das ist nicht nur für die EU und die Bushersteller wichtig, die den Verbrauch von Bussen besser erfassen, analysieren und optimieren wollen. Zunehmend interessant wird das Tool auch für Verkehrsbetriebe und sonstige (Bus-)Fuhrparkbetreiber. »Mit Hilfe von HVACCO2SIM können sie die Kosten der Klimatisierung bestimmen«, sagt Kratzing. Wer beispielsweise seine Flotte mit 100 Bussen vollklimatisieren möchte, kann nun berechnen lassen, mit welchen zusätzlichen Verbrauchskosten er zu rechnen hat. Und dies nicht pauschalisiert, sondern weitgehend individualisiert. Denn das Tool berücksichtigt nicht nur rund 160 verschiedene Busmodelle und die jeweils möglichen Klimatisierungstechniken. Miteinkalkuliert wird auch der unterschiedliche Wärme- und Kühlungsbedarf im Jahresverlauf. Beispielsweise, wenn ein Bus vom 1. Januar bis Jahresende in der Woche von 8:00 bis 22:00 Uhr unterwegs ist – und das in Stockholm oder vielleicht auch in Madrid. Daraus ergeben sich dann alle relevanten Informationen zum Anteil an den Treibstoffkosten und den CO2-Emissionen. Und »quasi nebenbei« entwickelt sich eine Datengrundlage, um einzelne Klimasysteme energetisch zu bewerten und zu verbessern.

Optimierung der Systeme

HVACCO2SIM (an einem leichter zu merkenden Namen wird noch gearbeitet) ist so weit ausgereift, dass es für die Entwicklungen der Hersteller und im Alltag der Verkehrsbetriebe eingesetzt werden kann. Genutzt werden kann das Tool derzeit »auf Anfrage«. »Wir wollen bei der Simulation und den Analysen zusätzlich unsere Expertise und unsere Erfahrungen einbringen und weitere Erkenntnisse sammeln«, sagt Kratzing. Die Berechnungen werden deshalb in Kooperation gemeinsam mit Interessenten durchgeführt. (aku)

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  • Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI
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