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TU Berlin

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zeroCUTS

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zeroCUTS: zero Carbon Urban Transport System

Unter dem Arbeitstitel „Analyse von Strategien zur vollständigen Dekarbonisierung des urbanen Verkehrs“ beschäftigt sich das von der DFG geförderte Kooperationsprojekt zeroCUTS mit den Potentialen und Auswirkungen verschiedener Strategien um urbane Verkehrssysteme von kohlenstoffbasierten Kraftstoffen zu lösen. Der Fokus liegt hierbei auf batterieelektrischen Fahrzeugen. Alternative Energiespeichermedien wie Wasserstoff sollen jedoch im Rahmen von Sensitivitätsanalysen Berücksichtigung finden.

In Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl Verkehrssystemplanung und Verkehrstelematik (VSP) von Professor Kai Nagel wird eine interdisziplinäre Methodik aufgebaut, mit deren Hilfe die ökologischen und ökonomischen Auswirkungen verschiedener Elektrifizierungsstrategien für urbane Räume quantifiziert werden. Diese Methodik wird am Fallbeispiel Berlin entwickelt und erprobt.

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Herzstück der Methodik ist die agentenbasierte Verkehrssimulation MATSim. In dieser wird für die Beispielregion Berlin-Brandenburg der heutige Mobilitätsbedarf generisch abgebildet. Dabei werden die Verkehrssektoren Individualverkehr, öffentlicher Personenverkehr, Güterverkehr, Personenwirtschaftsverkehr und Serviceverkehr betrachtet. Die Bewältigung des Mobilitätsbedarfs mit aktuellen Fahrzeugen und Strategien wird simuliert. Die so ermittelten Fahrzeugzahlen und gefahrenen Strecken dienen als Referenz und werden mit Daten aus Verkehrszählungen verglichen um den generischen Mobilitätsbedarf zu verifizieren.

Anschließend werden Strategien entwickelt, welche den Mobilitätsbedarf bewältigen und gleichzeitig die ökologische Nachhaltigkeit des Verkehrssystems steigern können. Dazu werden systematisch Fahrzeugkonzepte generiert und deren Verbrauch mithilfe einer Fahrzeugsimulation bestimmt. Außerdem wird zu jedem Fahrzeugkonzept eine Betriebsstrategie inklusive des Ladens der Batterie entwickelt. Nun findet die Erprobung in MATSim statt, indem die Bewältigung des generischen Mobilitätsbedarfes durch die konzipierten Fahrzeuge und die dahinterstehende Betriebsstrategie simuliert wird. Somit werden plausible Fahrzeugzahlen, gefahrene Kilometer und Auswirkungen auf die Transportzeiten (Personen/Güter) generiert. Im Post Processing werden die monetären Auswirkungen mittels einer Total Cost of Ownershipo (TCO) Analyse und die Umweltauswirkungen mittels eines Lifecycle Assesments (LCA) ermittelt. Um die relativen Veränderungen durch die jeweilige Strategie zu quantifizieren, werden die Ergebnisse der Simulation und des Post Processing dem Referenzszenario gegenübergestellt.

Wir zielen darauf ab, mit dieser Methodik unter Anderem Antworten auf folgende Fragen zu finden:

  • Welche Auswirkungen hat der eins-zu-eins-Austausch heutiger Fahrzeuge mit batterieelektrischen Fahrzeugen auf die Umweltbilanz und die Kosten des Verkehrssystems?
  • Welche Ladestrategien sind für eine derartige Elektrifizierung möglich, welche Infrastruktur wird gebraucht und zu welchem Preis?
  • Ist die vollständige Abbildung des urbanen MIV durch autonome und elektrische Shuttlefahrzeuge darstellbar und welche Änderungen ergeben sich in Bezug auf:

o   Beförderungsdauer,

o   Beförderungskosten,

o   Beförderungskomfort,

o   Umweltauswirkungen des Gesamtsystems und pro Strecke?

  • Wie müsste ein geeignetes Shuttle-Fahrzeug ausgelegt sein?
  • Wie lässt sich der Transport von Fracht im urbanen Raum hinsichtlich seiner Umweltauswirkungen optimieren?

Dieses Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unter der Projektnummer 398051144 gefördert (https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/398051144).

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