De levenscyclus van een hoogspanningsbatterij eindigt niet noodzakelijk na gebruik in een voertuig. Dat bewijst het proefproject GUW+ van Üstra Hannoversche Verkehrsbetriebe AG, waarbij Daimler Buses als partner betrokken is. In het in 2021 aangekondigde project krijgen batterijsystemen uit Mercedes-Benz eCitaro stadsbussen een tweede leven als stationaire energie-accumulator. De innovatieve oplossing voor energieopslag is ontwikkeld en geïmplementeerd door Mercedes-Benz Energy GmbH. Met het opslagsysteem in het gelijkrichterstation van Üstra, dat nu in Hannover in gebruik is genomen, kunnen de elektrische eCitaro bussen en trams van het openbaarvervoersbedrijf tegelijkertijd van energie worden voorzien.
Actueel
Nieuws 2023
Startschot in Hannover: stationaire stroomopslag van gebruikte eCitaro-batterijen wordt in gebruik genomen.
De stationaire opslagoplossing in dit proefproject is niet alleen regeneratief en regelbaar, maar kan ook individueel worden aangepast aan andere toepassingsgebieden en dienovereenkomstig worden geschaald. Overige pluspunten: Het verdere gebruik van de batterijen in een tweede leven als stationaire energie-accumulator verlaagt de levenscycluskosten van de eCitaro. Tegelijkertijd heeft het gebruik van de bestaande infrastructuur van gebouwen, netaansluiting en vermogenselektronica bij Üstra een positief effect op de investeringskosten en maakt verdere afschrijvingstrajecten mogelijk.
De stationaire energieopslag heeft een totale capaciteit van meer dan 500 kWh. Hij bestaat uit 28 second-life-batterijsystemen uit de Mercedes-Benz eCitaro. Elke eCitaro stadsbus beschikt over krachtige NMC-batterijpakketten, die nu voor het eerst bij het bereiken van hun voertuigspecifieke actieradiusgrens in het proefproject GUW+ in Hannover een tweede leven krijgen in een stationaire energie-accumulator.
Leinfelden-Echterdingen / Hannover, december 2023
- Voor het eerst een tweede leven voor gebruikte batterijen van de volledig elektrische stadsbus Mercedes-Benz eCitaro
- Van proefproject tot schaalbare serieoplossing: integratie van de hoogspanningsbatterijen als energie-accumulator in het gelijkrichterstation GUW+ van Üstra Hannoversche Verkehrsbetriebe AG
- Gemeenschappelijke energievoorziening voor eCitaro elektrische bussen en trams
- Verbetering van de milieubalans en efficiëntie van de eCitaro
- De stationaire energie-accumulator GUW+ is regeneratief, regelbaar en schaalbaar
- Ontwikkeling en implementatie door Daimler Buses en Mercedes-Benz Energy
Stationaire stroomopslag zorgt voor een tweede leven voor e-busbatterijen.
In het kader van het begrip duurzaamheid kijkt Daimler Buses naar de levenscyclus van bussen en hun batterijsystemen als een geheel. Zodra een elektrische NMC-hoogspanningsbatterij in de volledig elektrische, lokaal emissievrije en stille stadsbus Mercedes-Benz eCitaro na ongeveer vijf tot zes jaar gebruik ongeveer 80 procent van zijn oorspronkelijke capaciteit heeft bereikt, moet deze in de regel worden vervangen om de vereiste actieradius van de stadsbussen te garanderen.
Bij stationair gebruik, waarbij capaciteitsverliezen slechts een ondergeschikte rol spelen, zijn de batterijen echter nog tot tien jaar lang volledig bruikbaar. Het verdere gebruik van de batterijen in een second-life-toepassing als stationaire energieopslagmodule vergroot daarmee hun economisch nut en ondersteunt de ecologische voetafdruk van de eCitaro.
De batterijen in het proefproject voor stationaire batterij-opslag van Üstra zijn momenteel nog afkomstig van eCitaro stadsbussen, die door Daimler Buses meer dan duizenden kilometers voor testritten werden ingezet. In de toekomst kan de stationaire energie-accumulator met vervangen batterijen afkomstig van de momenteel 49 volledig elektrische eCitaro solo- en gelede bussen van Üstra worden uitgebreid.
Cyclus van lokale elektriciteitsopslag en elektriciteitsvoorziening in Hannover.
Het gelijkrichterstation in Hannover voorziet zowel de trams als de elektrische bussen van Üstra van stroom en is aangesloten op het openbare elektriciteitsnet. De opgeslagen energie dient daarbij als buffer voor het efficiënte gebruik van de recuperatie-energie die tijdens de exploitatie van het stadsspoornetwerk wordt gegenereerd. Dankzij de opgeslagen energie kunnen piekbelastingen worden gecompenseerd en kan een soepele werking worden gegarandeerd in geval van een stroomonderbreking.
Bovendien richt Üstra zich ook op de voorziening van de openbare laadinfrastructuur en het leveren van overtollige capaciteit aan het openbare elektriciteitsnet. Op momenten waarop te veel elektriciteit wordt geproduceerd en er een verhoogde vraag in het openbare net wordt vastgesteld, moeten deze pieken worden opgevangen, moet het elektriciteitsnet worden ontlast en moeten black-outscenario's in de energievoorziening beheersbaar worden gemaakt. Voor het opladen van haar eigen elektrische bussen via het opslagsysteem van het gelijkrichterstation heeft Üstra op haar bedrijfsterrein een speciaal daarvoor ontworpen laadstation geïnstalleerd.
Sinds 2021 bevond het proefproject voor de eerste integratie van gebruikte e-busbatterijen uit voorserievoertuigen van de eCitaro zich in de implementatiefase, die nu is voltooid met de volledige integratie van het batterijopslagsysteem en zorgt voor een regelmatige, probleemloze werking op een veilige en duurzame manier. Naast intensieve testruns omvatte de test- en identificatiefase de integratie in de volledige technische omgeving en de elektrotechnische regelinstallaties van het stadstram-stroomnet van Üstra, evenals de finalisatie van het brandbeveiligingsconcept.
Van proefproject voor batterijopslag tot schaalbare serieoplossing.
Het concept van het proefproject voor stationaire batterijopslag GUW+ dient in de eerste plaats voor de validatie van een mogelijke uitrusting met batterijen uit de reguliere eCitaro-busvloot van Üstra, nadat deze hun capaciteitsgrens hebben bereikt. Sinds 2020 heeft Üstra geleidelijk 49 eCitaro elektrische stadsbussen in gebruik genomen, waarvan de 490 batterijen naar verwachting vanaf 2026 stapsgewijs in de second-life-opslagoplossing kunnen worden geïntegreerd. Hierdoor zou Üstra in staat zijn om haar energiebehoefte volledig met eigen batterijen in stationair second-life-gebruik te dekken en de efficiëntie te verhogen.
Het project om de levensduur van batterijen voor elektrische bussen te verlengen is in principe schaalbaar in omvang en reikwijdte. Dit maakt het geschikt als basis voor de verdere ontwikkeling van het concept en de toekomstige implementatie ervan als rendabele serieoplossing, die de batterijen van de eCitaro een tweede leven geeft.
Potentieel van stationaire energieopslag voor openbaarvervoersbedrijven.
De stationaire energie-accumulator kan zowel bij Üstra als bij andere openbaarvervoersbedrijven naar wens worden uitgebreid en individueel aan hun behoeften worden aangepast. Er wordt bijvoorbeeld gestreefd naar een containeroplossing die niet afhankelijk is van bestaande gebouwen op het bedrijfsterrein en in plaats daarvan flexibel kan worden geïntegreerd in verschillende omgevingsomstandigheden.
Een ander perspectief is de integratie van de stroomvoorziening voor andere elektrische voertuigen zoals gemeentelijke voertuigen of de personenwagens van medewerkers in de laadinfrastructuur; maar ook de opslag van de energie voor gebruik in de eigen werkplaats of de administratieve ruimten van het eigen bedrijf leidt tot een aanzienlijke verhoging van het economisch voordeel van deze investering door de exploitant in een tweede leven van de batterijen door vervanging en stationair verder gebruik.
Een andere interessante oplossing is de combinatie met fotovoltaïsche installaties die op daken, productiehallen en parkeerplaatsen van het bedrijfsterrein worden geïnstalleerd. De tussentijdse opslag van zonne-energie in de hergebruikte second-life-batterijsystemen uit de eCitaro en het lokale gebruik van de zelf opgewekte stroom, bijvoorbeeld 's nachts voor het opladen van voertuigen, voldoet aan de eisen van een groot aantal openbaarvervoersbedrijven en servicebedrijven die streven naar een verhoging van de rendabiliteit van hun elektrische busvloot als onderdeel van de totale kostenberekening.
Last but not least dient het proefproject GUW+ voor Daimler Buses ook om de mogelijkheid te evalueren om de stationaire energie-accumulator als opslagplaats voor reserveonderdelen te gebruiken: nieuwe batterijen voor de eCitaro, die door Daimler Buses of servicebedrijven op voorraad worden gehouden en bedoeld zijn voor gebruik als vervangende eenheden bij plotselinge batterijdefecten in de voertuigen, kunnen in stationaire opslagsystemen met een lage belasting worden geïntegreerd totdat ze in elektrische bussen worden gebruikt. Op deze manier kunnen de batterijen tot aan het beoogde gebruik in de elektrische bus in goede conditie worden gehouden en wordt een voortijdig verouderingsproces efficiënt voorkomen.
Ontwikkeling en realisatie van de energie-accumulator – het project GUW+.
Het project GUW+ wordt gefinancierd door het Duitse ministerie van Digitale Zaken en Verkeer (BMDV) in het kader van de subsidierichtlijn voor elektrische mobiliteit. Naast de consortiumleider Alstom Transport Deutschland GmbH uit Salzgitter behoren de bedrijven Elpro GmbH uit Berlijn, Motion Control and Power Electronics GmbH, Fraunhofer IVI in Dresden en de TU Dresden tot het consortium. Daimler Buses ondersteunt het project als geassocieerde partner.
Mercedes-Benz Energy GmbH, gespecialiseerd in toepassingen op het gebied van 'second life' en 'opslagplaatsen voor reserveonderdelen', is als dochteronderneming van Mercedes-Benz AG in opdracht van Fraunhofer IVI verantwoordelijk voor de ontwikkeling en implementatie van de energie-accumulator in het project GUW+.
Daimler Buses leverde de batterijen en ondersteunde de ontwikkeling van de software- en besturingscomponenten. Het nieuw opgerichte Daimler Buses Solutions GmbH zal toekomstige second-life-toepassingen op basis van batterijen uit de Mercedes-Benz eCitaro in het kader van kant-en-klare elektrische businfrastructuuroplossingen voor openbaarvervoersbedrijven implementeren.
6 december 2023
