Physik  |  Technik

 

Joel Billeter, 2002 | Zürich, ZH
Silvan Etter, 2004 | Zürich, ZH

 

In dieser Berufsmaturitätsarbeit geht es darum, welche Buslinie der Verkehrsbetriebe Zürich (VBZ) mit welchem Antrieb am ökologischsten und wirtschaftlichsten fahren würde. Neben einem Literaturstudium über die verschiedenen Antriebsarten wird eine Umfrage zur Akzeptanz von Oberleitungen mit einbezogen. Die ausgewerteten Informationen werden in einer Tabelle zusammengefasst, in der die zwei besten Antriebe identifiziert werden. Zu diesen werden noch genauere Daten erfasst, um die Vor- und Nachteile besser zu differenzieren. Diese Daten führen zu einer Grafik, an welcher man erkennen kann, welcher Antrieb am ökologischsten in Abhängigkeit der gefahrenen Strecke ist. Um die Frage abschliessend zu beantworten, zeigt die Arbeit auf, welche Antriebsart für welche Linien am besten geeignet ist. Es zeigt sich, dass je nach Linie ein anderer Antrieb am geeignetsten ist. Am ökologischsten wäre immer der Trolleybus, jedoch wäre der komplette Ausbau des Trolleybus-Netzes viel zu teuer. Daher macht es aus der wirtschaftlichen Sicht mehr Sinn, einen Mix zwischen Trolley- und einem Batterieelektrischen-Bus (BEV) zu betreiben. So kommt die Arbeit zum Schluss, dass die Linien 61, 62, 89 und 94 zum bestehenden Trolleybus-Netz hinzugefügt und die restlichen Linien mit batterieelektrischen Bussen betrieben werden sollten.

Fragestellung

Mit welcher Antriebsart können die verschiedenen Buslinien der VBZ am ökologischsten und zugleich am wirtschaftlichsten betrieben werden?

Methodik

Für die Datenrecherche brauchten wir das Internet. Für das Interview mit der VBZ haben wir ein audioaufnahmefähiges Mobiltelefon und einen Laptop für das Teams Meeting benötigt. Für den Vergleich der einzelnen Ergebnisse der Antriebsarten haben wir Excel verwendet. Für die Funktionsgrafiken haben wir die Software GeoGebra benützt und um die einzelnen Buslinien auszumessen haben wir das Online-Tool von Swisstopo benutzt. Die Arbeit haben wir in Word verfasst.

Ergebnisse

Von den sieben ursprünglichen Antriebsarten konnten wir uns auf zwei begrenzen. Der batterieelektrische- und “Trolley+”-Antrieb haben die besten Zukunftsaussichten. Sie sind sehr umweltfreundlich, geräuscharm und vor allem sehr effizient. Während der Trolley+, ein Trolleybus, der zusätzlich mit einem Akku ausgerüstet ist, bei der Umweltverträglichkeit einen Schritt voraus ist, ist der BEV einfacher und kostengünstiger bei der Umstellung auf die neue Antriebsart. Aufgrund des bereits gut ausgebauten Oberleitungsnetzes auf gewissen Linien sind die folgenden Linien am einfachsten auf Trolley+ umzustellen: die Linien 61, 62, 89 und 94. Für alle anderen Linien macht es aktuell aus Kostengründen keinen Sinn, auf einen Trolley+ Betrieb umzustellen. Daher sollten die folgenden Linien mit BEVs betrieben werden: die Linien 35, 37, 38, 39, 40, 64, 66, 67, 70, 73, 75, 76, 77, 78 und 79.

Diskussion

Unsere Leitfrage können wir schnell und einfach beantworten. Die Antriebsarten BEV und Trolley+ sind die zwei Antriebsarten, mit der die VBZ ihre Linien am ökologischsten betreiben kann. Jedoch stimmt unsere erste Hypothese nicht: Die Höhendifferenz spielt keine Rolle, da der elektrische Antrieb rekuperieren kann und somit bei Talfahrten viel Energie selbst zurück in den Akku speisen kann. Daher kann der BEV auch bei längeren Linien problemlos eingesetzt werden. Elektrische Antriebe sind auf allen Linien, unabhängig von der Länge und den Höhendifferenten effizienter. Unsere ursprüngliche Hypothese: “Nicht alle Linien können mit der gleichen Antriebsart betrieben werden», war jedoch richtig. Alle Linien könnten mit nur einer Antriebsart betrieben werden, jedoch gibt es für gewisse Linien bessere Lösungen und daher macht es keinen Sinn überall die gleiche Antriebsart zu verwenden.

Schlussfolgerungen

Positiv überrascht hat uns der Trolleybus. Wir hatten anfangs diese Antriebsart nicht ganz auf dem Schirm und jetzt hat sie sich als die mit beste Antriebsart herausgestellt. Ähnlich ist es uns auch mit dem BEV ergangen. Wir haben herausgefunden, dass die Technologie schon so weit fortgeschritten ist, dass man BEVs ohne Probleme auf allen Linien der VBZ einsetzen könnte. Der Wasserstoffantrieb, den wir zu Beginn als Favorit einstuften, hat uns sehr enttäuscht. Mit dieser Arbeit haben wir eine gute Einsicht in den öffentlichen Verkehr erlangt. Wir haben viel recherchiert, ein sehr spannendes Interview mit Adrian Vogel der VBZ geführt und konnten viele Fakten errechnen und Zusammenhänge aufdecken.

 

 

Würdigung durch den Experten

Prof. Dr. Reimond Wüst

Joel Billeter und Silvan Etter widmen sich der Fragestellung, welche Buslinie der Verkehrsbetriebe Zürich (VBZ) mit welcher Antriebsart betrieben werden sollte. Nach einer Analyse der Antriebsarten in Bezug auf Schadstoff-Emissionen und Wirtschaftlichkeit werden diese den betrieblichen Anforderungen der einzelnen VBZ-Linien gegenübergestellt. Es zeigt sich, dass Trolleybusse – wo nötig mit Zusatzbatterie – ideal sind. Die Arbeit überzeugt durch eine professionelle Darstellung der technischen Grundlagen und bezieht sich auf ein sowohl betrieblich als auch städtebaulich relevantes Thema.

Prädikat:

sehr gut

Sonderpreis «Energie» gestiftet vom Nuklearforum Schweiz

 

 

 

Berufsmaturitätsschule Zürich
Lehrer: Albert Werz