Abgeschlossene
Forschungsprojekte

Potentialbewertung emissionsfreier Transportmittel im Raum Stuttgart (?PNV2)

In den St?dten entstehen durch das wachsende Verkehrsaufkommen immer mehr Einschr?nkungen (Stau, fehlende Parkfl?chen, L?rm, Schadstoffemissionen etc.). Um die Anzahl der Pkw in urbanen R?umen zu reduzieren, müssen alternative Verkehrsmittel angeboten werden. Vor allem Verkehrsmittel des Umweltverbundes (nichtmotorisierte Verkehrsmittel, ?ffentliche Verkehrsmittel, Carsharing, Mitfahrzentralen) sind zu f?rdern. Dabei k?nnte bei den ?ffentlichen Verkehrsmitteln der Schadstoffaussto? pro Personenkilometer noch weiter verringert werden, würden diese statt mit Diesel, mit erneuerbaren Energien angetrieben. 

Die Studie untersuchte aus diesem Grund die Produktion von Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen, dessen Abgabe an einer Tankstelle sowie die Weiterverwendung in Verkehrsmitteln des ?ffentlichen Personennahverkehrs (?PNV). Im Anschluss daran wurde mittels einer Potentialanalyse ermittelt, inwiefern sich die Ergebnisse übertragen lassen.

Hier k?nnen Sie sich den offiziellen Abschlussbericht herunterladen:

Abschlussbericht

 

 In der Studie wurden folgende Punkte aufgearbeitet:

Regulative Rahmenbedingungen

Da die Zukunftsperspektiven der Antriebskonzepte wesentlich von den regulativen Vorgaben beeinflusst werden, wurden die Rahmenbedingungen herausgearbeitet. Dazu z?hlen unter anderem die Renewable Energy Directive, das Erneuerbaren-Energien-Gesetz, die Alternative Fuels Infrastructure Directive sowie die Clean Vehicles Directive.

Wasserstoffinfrastrukturen und Mobilit?tsanwendungen

Für den Standort Waiblingen ist die Errichtung einer Power-to-X-Anlage (PtX-Anlage) geplant. Ziel der Studie war es hierbei, die potentiellen Betreiber der H2-Anlagen und Mobilit?tsanwendungen zu informieren.

Emissionsfreie Busse und deren Einsatzpotentiale

Für einen emissionsfreien Betrieb kommen sowohl batterieelektrische als auch wasserstoffelektrische Busse in Frage. Für batterieelektrische Busse wird zwischen drei verschiedenen Ladetechnologien unterschieden: ?bernachtladung, Gelegenheitsladung und Batteriewechsel. Bei Brennstoffzellenbussen kommen sowohl brennstoffzellendominante Antriebe wie auch Range-Extender-Systeme zum Einsatz. Diese sind Dieselbussen in Bezug auf Infrastruktur und Betriebsverhalten am ?hnlichsten.

Bei der Wahl einer Antriebstechnologie für eine Buslinie ist auf verschiedene Indikatoren zu achten, da die Technologien unterschiedliche Bedarfe und Eigenschaften aufweisen.

Fallstudien und -beispiele

In der Studie werden drei Fallbeispiele betrachtet, zwei Buslinien sowie eine Zuglinie, die m?gliche Abnehmer für den Wasserstoff darstellen k?nnen.

Potentiale für weitere Wasserstoffproduktionsanlagen und Elektrobusse

Zun?chst erfolgte eine Identifizierung des Potentials für die H2-Produktion nutzbarer erneuerbarer Energien. Dann wurden regulative Anforderungen insbesondere der Clean Vehicles Directive in Beziehung zum aktuellen Busbestand gesetzt. Diese legten einen dringenden Handlungsbedarf nahe. Angesichts der Notwendigkeit fallspezifischer Analysen werden die Schwierigkeiten einer ?bertragung lokaler Ergebnisse auf Landkreis und Region thematisiert. Schlie?lich wurden in einfachen, auf Annahmen basierenden Szenarien zukünftig steigende Bedarfe an Wasserstoff und Elektrolyseuren im Rems-Murr-Kreis und der Region abgeleitet.

Analyse eines zukunftsweisenden Zuglinienkonzeptes im Rems-Murr-Kreis

Im Projekt Wieslauftalbahn wird die Eignung einer eingleisigen Bahnstrecke zwischen Schorndorf und Rudersberg für emissionsfreie ?V-Konzepte geprüft. Dabei werden batterieelektrische und wasserstoffelektrische Züge untersucht, da die Strecke nicht für einen durchgehenden Betrieb mit Oberleitung geeignet ist.

Ziel des Projekts ist es eine emissionsfreie L?sung für die Strecke der Wieslauftalbahn zu finden und Grundsteine für diese zu legen, da die Verbindung zwischen Schorndorf und Rudersberg-Oberndorf derzeit von alten Dieselzügen befahren wird.

Pressestimmen Auswahl:

Juli 2000: Rems-Murr-Kreis: Nationaler Wasserstoffbeauftragter zu Besuch im Kreis

Juli 2000: Stuttgarter Zeitung: Wasserstoff für Wiesel im Visier

Februar 2000: Finanznachrichten: Wieslauftalbahn zur Umrüstung auf Wasserstoffbetrieb geeignet

 

W?hrend des Projektes gilt es eine gro?e Anzahl unterschiedlicher Frage- und Problemstellungen zu kl?ren:

Marktsondierung

Zun?chst müssen geeignete batterieelektrische sowie wasserstoffelektrische Fahrzeuge identifiziert werden. Dabei ist es notwendig auf die Gegebenheiten vor Ort einzugehen, wie die L?nge der Bahnsteige, die Streckenklasse, die M?glichkeiten der Infrastrukturerrichtung etc.

Infrastruktur

Darüber hinaus muss sich mit der Fragestellung der Infrastruktur für eine Elektrifizierung bzw. für eine Wasserstoffelektrifizierung besch?ftigt werden. Dies beinhaltet für batterieelektrische Fahrzeuge die Wahl der verschiedenen Ladem?glichkeiten (Inselnetzanlage, Zugvorheizanlage, Elektranten) und für wasserstoffelektrische Fahrzeuge die Betrachtung der ben?tigten Wasserstoffinfrastruktur. Ebenfalls gilt es die Eignung der denkmalgeschützten Remsbrücke, sowie den Neubau der Werkstadthalle in Rudersberg zu kl?ren. Dieser wird durch die neuen Züge notwendig, da diese l?nger sind als die Bestandsfahrzeuge. 

Wirtschaftlichkeit

Durch eine Auslegung und Kalkulation des Vorhabens erfolgt abschlie?end eine Wirtschaftlichkeitsrechnung um die Kosten zu identifizieren, welche auf den Zweckverband Verkehrsverband Wieslauftalbahn durch die neuen Konzepte zukommen.

Kommunikation nach Au?en

In Zusammenarbeit mit den Partnern sowie den Kommunen und zust?ndigen ?mtern werden Kurzpr?sentationen, welche die Ergebnisse zusammengefasst darstellen sowie Beschlussvorlagen für die Zweckverbandssitzungen erarbeitet.

Algorithmen & Performancebewertung zur Objekterkennung im Verkehrsraum

Das IAM konzentriert sich auf High-Level Informationen (z.B. Objektdaten von LiDAR Sensoren), die eine Rohdateninterpretation voraussetzt. Hier wird zum einen die State-of-the-Art Performanz bewertet und zum anderen werden neue Anforderungen hinsichtlich Pr?zision und Umfang durch neue Algorithmen und Strategien gestellt. Die Verifikation wird dabei simulativ durch Tools wie LGSVL, Carla oder Nvidia Drive untersucht und mithilfe von AD-Stacks wie Apollo oder Autoware abgebildet. Im Sinne eines Rapid-Prototyping werden so Ideen geboren, die folglich im realen Betrieb unter sicheren Bedingungen im ?ffentlichen Raum validiert werden k?nnen. Die Leistungen umfassen hierbei unter anderem:

  • Perzeptionsverl?sslichkeit (Genauigkeit, Vollst?ndigkeit, Anf?lligkeit)

  • Datengenerierung (LiDAR, Radar,  Stereo-, Kamera, Ultraschall, IMU)

  • Mapping-Pr?zision (Darstellung von statischen Umgebungsdaten)

  • Lokalisierungsgenauigkeit (Graph-SLAM, Vision-SLAM)

  • Trajektorientests zur Edge-Case Generierung (Zufallssituationsgenerator)

C2X-Kommunikationskonzepte zur Verkehrsraumsteuerung & -überwachung

Zur Integration der Infrastruktur als Erg?nzung des AD-Stacks in seiner Wahrnehmung und Entscheidungsfindung, wird ein Transportweg ben?tigt. Die derzeitigen Projekte des Instituts kommt hierzu der Aufforderung nach, technologieoffen zu sein und forscht sowohl in Richtung der 5G Mobilfunk- als auch der Automotive Wifi (IEEE 802.11p) Technologie.

Durch Einbindung der Infrastruktur kann m?glicherweise automatisiertes Fahren alltagstauglich gemacht werden und Geschwindigkeiten jenseits der 30 km/ h erreicht werden. Im Sinne einer iterativen Einführung von infrastruktureller Unterstützung, pr?feriert das IAM derzeit eine Empfehlungsstrategie.

Im ersten Schritt sollen auf Basis von digitalen Empfehlungen und pr?dizierten Ereignissen, Verhaltens?nderungen von Fahrern erwirkt werden. Beispielsweise durch die ?bermittlung von Grün-/ Rotphasen-Zeiten, einer geschwindigkeitsbasierten Kollisionsvermeidung bzw. Gef?hrdungsentkr?ftung oder einer optionalen Routenneuberechnung durch ein aktuelles Verkehrsaufkommen.

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Prof. Dr. Ralf W?rner

Studiengang TAB: jeden Montag, 08:30 - 09:30, Raum F02.342, Flandernstra?e 101, Esslingen

Studiengang WTM: jeden Freitag, 08:30 - 09:30, Raum G04.207, Robert-Bosch-Stra?e 1, G?ppingen

Tel: +49 711 397-4670
E-Mail: Ralf.Woerner@hs-esslingen.de
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