bioCNG im öffentlichen Nahverkehr: Gasbusse im Vergleich zu Elektrobussen – Emissions- und Kostenrechnung

Ein mit bioCNG betriebener CNG-Bus emittiert am Auspuff eine ähnliche Menge CO₂ wie ein Dieselbus, doch es handelt sich um biogenes CO₂, und die Emissionen des gesamten Kraftstoffzyklus können deutlich niedriger sein, insbesondere bei Biomethan aus Gülle oder Abfällen. Elektrobusse haben null lokale Emissionen und in vielen Städten einen Kostenvorteil, und die EU-Richtlinie über saubere Fahrzeuge weist emissionsfreien Bussen eine besondere Rolle zu. bioCNG ist also eine ergänzende Lösung: sinnvoll für bestehende Flotten und Linien, auf denen die Elektrifizierung schwierig ist, und dort, wo eine günstige Biomethananlage verfügbar ist.

Emissionen: Auspuff und gesamter Zyklus

Die Verbrennung von 1 kg Methan ergibt 2,75 kg CO₂. Ein Stadtbus mit einem Verbrauch von 40 kg CNG/100 km emittiert am Auspuff ca. 110 kg CO₂/100 km. Diesel, der mit 40 l/100 km verbraucht wird, ergibt bei 2,65 kg CO₂/l etwa 106 kg CO₂/100 km. Hinsichtlich der Auspuffemissionen unterscheidet sich CNG also nicht wesentlich von Diesel. Unterschiede treten im Well-to-Wheel-Zyklus auf:

• bei CNG aus Erdgas kommen Emissionen aus Förderung, Transport und eventuellen Leckagen hinzu;
• bei bioCNG aus Abfällen und Gülle ist das CO₂ aus der Verbrennung biogen, und die Bilanz der Kette kann sehr niedrig sein, bei vermiedenen Methanemissionen sogar negativ;
• bei Elektrobussen hängen die Emissionen vom Strommix im Netz und von der Batterieproduktion ab.

CNG-Busse haben dagegen niedrigere NOx- und Partikelemissionen als ältere Diesel, was die Luftqualität in den Städten verbessert, wenngleich auch moderne Diesel, die die Euro-VI-Normen erfüllen, sauber sind.

Berechnungsbeispiel (Flotte von 30 Bussen)

Annahmen: Jeder Bus fährt 60.000 km pro Jahr, verbraucht 40 kg CNG/100 km, was 24 t Gas pro Jahr je Fahrzeug und 720 t für die Flotte ergibt (ca. 10 GWh bei 13,9 kWh/kg). Auspuffemissionen: 720 × 2,75 ≈ 1980 t CO₂ pro Jahr. Handelt es sich bei dem Gas um bioCNG, ist das CO₂ am Auspuff biogen; die Emissionen der Kette hängen vom Pfad ab. Bei der Annahme von 25 gCO₂e/MJ (Biomethan aus Abfällen) betragen die Gesamtemissionen 10.000 MWh × 3600 MJ/MWh × 25 g = 900 t CO₂e; bei 94 gCO₂e/MJ (fossiler Referenzkraftstoff) – 3384 t CO₂e. Die Verringerung beträgt ca. 2480 t CO₂e pro Jahr. Bei Elektrobussen ergibt ein Verbrauch von 1,2 kWh/km 72 MWh pro Fahrzeug und Jahr und 2160 MWh für die Flotte; bei einer Netzintensität von 0,6 tCO₂/MWh sind das 1296 t CO₂e pro Jahr (der Wert hängt vom Mix ab), bei Versorgung aus erneuerbaren Energien – näher bei null. Fazit: bioCNG aus Abfällen kann hinsichtlich der Emissionen mit kohlebasiertem Netzstrom konkurrieren, verliert aber gegen emissionsarmen Strom.

Kosten

Ein CNG-Bus ist in der Anschaffung in der Regel günstiger als ein elektrischer, aber im Kraftstoffbetrieb im Verhältnis zu elektrischer Energie teurer, insbesondere bei günstigeren Ladetarifen. Die CNG-Infrastruktur (Tankstelle) und die Ladeinfrastruktur (Betriebshof) erfordern Investitionen. Zu vergleichen sind die Gesamtbetriebskosten (TCO): Fahrzeugpreis, Kraftstoff oder Energie, Service, Infrastruktur, Batteriewechsel, Förderung. Die Preise ändern sich schnell, daher erfordert die Analyse aktuelle Angebote.

Vorschriften

Die Richtlinie (EU) 2019/1161 legt Mindestziele für den Anteil sauberer Fahrzeuge an der öffentlichen Beschaffung fest, und bei Bussen muss ein Teil des Ziels durch emissionsfreie Fahrzeuge erfüllt werden. Das bedeutet, dass sich neue Bestellungen der Städte zunehmend auf Elektrobusse konzentrieren und CNG/bioCNG als Übergangs- oder Ergänzungslösung dienen. Nationale Vorschriften und verfügbare Zuschüsse beeinflussen die Entscheidungen.

Wann bioCNG sinnvoll ist

1. Die Stadt hat bereits eine CNG-Flotte und eine Tankstelle, und der Austausch ist zeitlich gestreckt.
2. In der Umgebung ist eine Biomethananlage in Betrieb, und die lokale Abnahme ist vorteilhaft.
3. Die Linien sind lang, oder der Betriebshof hat nicht genügend Anschlussleistung zum Laden.
4. Vorrang hat eine schnelle Senkung der Emissionen der bestehenden Fahrzeuge.

Schlussfolgerungen für Verkehrsunternehmen

Ein Verkehrsunternehmen, das den Kauf oder den Weiterbetrieb von CNG-Bussen erwägt, sollte die Verfügbarkeit von zertifiziertem bioCNG, einen Liefervertrag mit transparentem Herkunftsnachweis sowie den Plan regulatorischer Änderungen in der Stadt prüfen. Die Entscheidung sollte in Etappen unterteilt werden: die bestehende CNG-Flotte auf bioCNG umstellen und Neuanschaffungen dorthin lenken, wo die Elektrifizierung wirtschaftlich ist. Auf diese Weise wird das Risiko von Stranded Assets begrenzt und Flexibilität bewahrt.

Zusammenfassung

bioCNG kann die Emissionen von Bussen erheblich senken, doch langfristig wächst die Konkurrenz durch die Elektromobilität. Für Betreiber ist eine Fallanalyse eine vernünftige Strategie: Dort, wo eine günstige Biomethananlage und eine CNG-Flotte vorhanden sind, ist bioCNG eine gute Übergangsoption.