176 6 Wirtschaftlichkeit Kategorie Komponenten 240 mm2 Cu-Verbindungskabel Kabelverlegung unterhalb Straße Energieversorgung Gleichrichterunterwerke Mittelspannungsanschlüsse Kabel GUW-Einspeisung (400 mm2 Cu) Lasttrennschalter (High-Speed Circuit Breaker) Masttrennschalter Ladeeinrichtungen Einheit 200 €/m 50 €/m 600.000 €/MW 10.000 €/Stk. 300 €/m 61.000 €/Stk. 6.000 €/Stk. Endhaltestelle 90.600 €/Stk. Depot 25.000 €/Stk Grunderwerb Grunderwerb Unterwerke Zusatzkosten Nachtzuschlag auf Fahrleitungsanlage Planung Unvorhergesehenes 6.2.3 Kosten 1.200 €/m2 22,5 % 12 % 2 % Betriebskostenschätzung Die Betriebskosten setzten sich aus Instandhaltungskosten für Fahrzeuge und Infrastruktur, Energiekosten, Betriebspersonal sowie Reinvestitions- und Refurbishment-Kosten zusam- men. Für die Berechnung der Energiekosten wurden 15 ct/kWh angenommen. Dieser Wert ent- stammt den grundsätzlichen Annahmen der MKS zum Strompreis der Industrie (16 ct/kWh) [69]. Da bei Hybridoberleitungsbussen die zu leistende Energiesteuer geringer ist, reduziert sich der Energiepreis der Industrie um 1 ct/kWh. Teilstudie „Machbarkeit eines Hybridoberleitungsbusbetriebs – „Berlin-Spandau“

6 Wirtschaftlichkeit 177 Die Instandhaltungs- und Reparaturkosten berechnen sich aus den jährlichen Fahrleistun- gen und dem Unterhaltungskostensatz pro km. Als Unterhaltungskostensatz des Hybrid- oberleitungsgelenkbusses werden Annahmen der BVG von 0,50 Euro pro km verwendet. Aufbauend auf diesen Kostensatz wurden die Unterhaltungskosten für Doppelgelenkbusse auf 0,56 Euro pro km hochgerechnet. Die Hochrechnung lehnt sich an der Standardisierten Bewertung an. [103] Nach 10 Jahren wird der Bus überholt, um verschlissene und austauschbare Komponenten wie die Inneneinrichtung zu erneuern (Refurbishment). Diese Überholungskosten wurden mit 30.000 € pro Bus berücksichtigt [16] (Tabelle 6-7). Die gesamte Bus-Lebensdauer be- trägt 16 Jahre. Der Restwert des Busses wird linear über die Nutzungsdauer bestimmt. Die Fahrzeugversicherung wurde mit 3.500 €/a je Fahrzeug angesetzt Die Instandhaltung der Fahrleitung enthält Kosten für Fahrleitungspersonal, Fahrzeuge und Material. Die Instandhaltungskosten einer 2-drähtigen Fahrleitung betragen ca. 2.500 €/km pro Jahr. Diese Kosten wurden für 4-drähtige und 8-drähtige Fahrleitungen linear skaliert, d.h. auf 5.000 €/km pro Jahr für 4-drähtige und 10.000 €/km pro Jahr für 8-drähtige Fahr- leitungen. In Abhängigkeit der Abnutzung werden alle 30 bis 35 Jahre ein Fahrdrahttausch und alle 20 bis 25 Jahre ein Tausch der Aufhängung erforderlich. Dafür wurden Kosten von 25.000 €/km für eine zweispurige Fahrleitung und 20.000 €/km für die Aufhängung ange- setzt (Tabelle 6-7). Weitere Betriebskosten der Fahrleitungsanlage entstehen durch die Wartung von Gleich- richterunterwerken, die mit 3.300 €/a berücksichtigt wurden. Jährliche Wartungskosten von Masten wurden mit 2% der Investitionskosten angesetzt [119] [120]. Diese enthalten die jährliche Inspektion, die Reinigung sowie die im 5-jährigen Zyklus durchgeführte Prüfung, die in der BOStrab vorgesehen ist. Die Kosten für das Fahrpersonal beruhen auf Angaben der BVG zum Personaleinsatz. Für die Instandhaltung pro Ladestation wurden 2.000 €/a angesetzt [112]. Tabelle 6-7: Basis der Betriebskostenschätzung der Hobusse Kategorie Komponenten Energiekosten Stromkosten Instandhaltung Gelenkbus Doppelgelenkbus Fahrzeugversicherung Kosten Einheit 15 ct/kWh 50,0 ct/Fzg-km 56 ct/Fzg-km 3.500 €/a Wissenschaftliche Beratung des BMVI zur Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie

178 Kategorie 6 Wirtschaftlichkeit Komponenten Einheit FL-Turmwagen 4.500 €/a Fahrleitung (2-dr.) 2.500 €/km pro Jahr Fahrleitung (4-dr.) 5.000 €/km pro Jahr Fahrleitung (8-dr.) 10.000 €/km pro Jahr Gleichrichterunter- werke Masten Instandhaltung Ladestation Modernisierung Kosten 3.300 €/a 2 % der Investiti- onskosten 2.000 €/a Austausch Fahrdraht 25.000 €/km Austausch Fahrdrahtaufhängung 20.000 €/km Modernisierung Fahrzeug 30.000 € Teilstudie „Machbarkeit eines Hybridoberleitungsbusbetriebs – „Berlin-Spandau“

6 Wirtschaftlichkeit 179 6.3 Szenariospezifische Investitionen 6.3.1 Zusammenfassung der Szenarien Tabelle 6-8 zeigt eine Übersicht über die Investitionen aller Szenarien, die in den Abschnit- ten 6.3.2 bis 6.3.5 weiter erläutert werden. Tabelle 6-8: Investitionen der untersuchten Szenarien Kategorie Szenario C Szenario A Szenario B Gelenkbusse (inkl. Reserve) 94.016 T€ 94.016 T€ 94.016 T€ - Doppelgelenkbusse (inkl. Reserve) 94.128 T€ 94.128 T€ 20.352 T€ 20.352 T€ Fahrleitung 64.391 T€ 51.508 T€ 37.878 T€ 5.241 T€ Zusätzliches Fahrlei- tungsmaterial 1.828 T€ 745 T€ 654 T€ 48 T€ Energieversorgung 49.136 T€ 49.871 T€ 41.321 T€ 8.238 T€ Ladeeinrichtungen 1.416 T€ 1.705 T€ 1.291 T€ 147 T€ Grunderwerb 3.493 T€ 2.599 T€ 2.552 T€ 406 T€ Planung und Unvor- hergesehenes 16.837 T€ 14.900 T€ 11.717 T€ 1.971 T€ Fahrzeuge Gesamt 188.144.000 € 188.144.000 € 114.368.000 € 20.352.000 € Infrastruktur Gesamt 137.100.138 € 121.328.227 € 95.412.319 € 16.051.419 € Investitionen Gesamt 325.244.138 € 309.472.227 € 209.780.319 € 36.403.419 € 6.3.2 reduziertes Netz Hochlaufszenario Szenario A Szenario A weist den höchsten Elektrifizierungsgrad aller untersuchten Szenarien auf, wes- halb die Investitionen der Infrastruktur und die Gesamtinvestitionen im Vergleich zu Szena- ren B und C höher ausfallen. Für den Regelbetrieb werden in diesem Szenario 102 Gelenk- busse und 67 Doppelgelenkbusse benötigt. Die Anzahl der erforderlichen Reservefahr- zeuge beträgt 11 Gelenk-, und 7 Doppelgelenkbusse. Basierend auf den in Abschnitt 7.2 Wissenschaftliche Beratung des BMVI zur Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie

180 6 Wirtschaftlichkeit aufgeführten Investitionsansätzen entstehen für die Busflotte im Szenario A Gesamtinves- titionen von 188.144.000 €. Der Batterieanteil an den Gesamtinvestitionen beträgt 13.464.000 € (ca. 7% der Fahrzeuggesamtkosten). Die Fahrleitungsanlage im Szenario A besteht aus 7.000 m 2-drähtiger Fahrleitung, 65.750 m 4-drähtiger Fahrleitung und 29.250 m 8-drähtiger Fahrleitung. Das entspricht einer Fahr- leitungslänge von insgesamt 197 km. Die Investitionen in die Fahrleitungsanlage (inkl. Nachtzuschlag von 22,5%) betragen 66.219.026 €. Die Gesamtinvestitionen in die Energie- versorgung belaufen sich auf 49.136.000 €. Davon entfallen ca. 50% auf die Unterwerke und ca. 33% die Speisekabel (ca. 54 km) zwischen den Unterwerken und Einspeisepunk- ten. Die übrigen Investitionen in die Energieversorgung entfallen auf die Mittelspannungs- anschlüsse, Leistungs- und Masttrennschalter. Die Ladeeinrichtungen und der Grunder- werb stellen mit 1% (1,4 Mio. €) bzw. 2,5% (3,5 Mio. €) vergleichsweise geringe Anteile der Infrastrukturinvestitionen dar. Die Investitionen in die Infrastruktur (inklusive Planung und Unvorhergesehenes) betragen im Szenario A insgesamt 137.100.138 €. Die Gesamtinvestitionen (Fahrzeuge und Infrastruktur) betragen im Szenario A 325.244.138 €. 6.3.3 Szenario B In diesem Szenario ist gegenüber dem Szenario A der Elektrifizierungsgrad reduziert. Das zu Grunde liegende Liniennetz bleibt unverändert. Die Gesamtfahrzeugflotte und damit die Fahrzeuginvestitionen sind gegenüber Szenario A identisch und betragen 188.144.000 €. Für Szenario B sind mit der Reduzierung des Elektrifizierungsgrades 3.500 m 2-drähtige Fahrleitung, 31.000 m 4-drähtige Fahrleitung und 41.050 m 8-drähtige Fahrleitung zu er- richten. Dies ergibt eine Fahrleitungslänge von insgesamt 147,6 km. Die Investitionen in die Fahrleitungsanlage betragen insgesamt 52.252.795 €. Die Investitionen in die Energiever- sorgung betragen 49.871.000 €. Davon entfallen ca. 45% auf die Unterwerke und 40% auf die Speisekabel (ca. 66 km) zwischen den Unterwerken und Einspeisepunkten. Für die La- deeinrichtungen sind mit 1.705.000 € gegenüber Szenario A aufgrund der reduzierten Fahr- leitungslänge etwas höhere Investitionen erforderlich. Durch die geringere Unterwerksan- zahl reduzieren sich die Aufwendungen für den Grunderwerb der Unterwerke gegenüber Szenario A um ca. 900.000 € auf 2.599.000 €. Die Investitionen in die Infrastruktur (inklusive Planung und Unvorhergesehenes) betragen im Szenario B 121.328.227 €. Die Gesamtinvestitionen (Fahrzeuge und Infrastruktur) betragen im Szenario B 309.472.227 € und liegen damit um insgesamt ca. 16 Mio. € (5%) niedriger im Vergleich zum Szenario A. Teilstudie „Machbarkeit eines Hybridoberleitungsbusbetriebs – „Berlin-Spandau“

6 Wirtschaftlichkeit 6.3.4 181 Szenario C Im Szenario C ist die mit HObussen betriebene Liniennetzlänge gegenüber den Szenarien A und B um 35 km (15%) kürzer. Damit reduzieren sich die Fahrzeuganzahl sowie die Auf- wendungen zur Errichtung und Betrieb der Infrastruktur. Die Fahrzeugflotte für den Betrieb setzt sich aus 102 Gelenkbussen und 14 Doppelgelenk- bussen zusammen. Unter Berücksichtigung von 10% Reservefahrzeugen werden für Sze- nario C 129 Busse benötigt, deren Investitionen insgesamt 114.368.000 € betragen. Im Szenario C werden 3.500 m mit 2-drähtiger Fahrleitung, 23.700 m mit 4-drähtige Fahr- leitung und 29.000 m mit 8-drähtiger Fahrleitung bespannt. Das ergibt eine Gesamtfahrlei- tungslänge von 108,9 km, ca. 39 km (26%) weniger als in Szenario B. Die Investitionen für die Fahrleitungsanlage betragen insgesamt 38.531.266 €. Die Investitionen in die Energie- versorgung betragen 41.321.000 €. Davon entfallen 17.100.000 € (ca. 41%) auf die Unter- werke und 17.550.000 € (ca. 42%) auf die Speisekabel (ca. 59 km) zwischen den Unter- werken und Einspeisepunkten. Aufgrund der geringeren Liniennetzlänge und kleineren Busflotte sind die Investitionen für Ladeeinrichtungen an Endhaltestellen und im Depot mit insgesamt 1.291.000 € geringer als im Szenario B. Die Aufwendungen für den Grunderwerb der Unterwerke sind mit 2.552.000 € vergleichbar zum Szenario B. Die Investitionen für die Infrastruktur (inklusive Planung und Unvorhergesehenes) betragen im Szenario C 95.412.319 €. Die Gesamtinvestitionen (Fahrzeuge und Infrastruktur) betragen im Szenario C 209.780.319 € und liegen damit um ca. 100 Mio. € (32%) niedriger im Vergleich zum Sze- nario B. 6.3.5 Hochlaufszenario Als erste zu realisierende Linie wurde von der BVG die Linie M32 festgelegt. Für diese Linie wurden die erforderlichen Mengen und Investitionen separat ermittelt. Für das Hochlaufszenario sind 14 Doppelgelenkbusse und zusätzlich 2 Busse als Reserve anzuschaffen. Die Investitionen für die benötigten Fahrzeuge betragen mit den unter 6.2.1 beschriebenen Ansätzen 20.352.000 €. Für die Fahrleitungsanlage sind folgende Hauptkomponenten erforderlich: 1.100 m 2-dräh- tiger Fahrdraht, 400 m 4-drähtiger Fahrdraht und 5.900 m 8-drähtiger Fahrdraht sowie 450 Maste und Fundamente. Unter Berücksichtigung des Nachtzuschlages und dem zusätzli- chem Fahrleitungsmaterial (Trenner, Eindrahteinrichtungen, Querverbinder) ergeben sich 5.289.000 € für die Investition der Fahrleitung. Die Investitionen für die Energieversorgung (Unterwerke, Einspeisekabel, Leistungs- und Masttrennschalter) betragen 8.238.000 €. Für die Ladeeinrichtungen an Endhaltestellen und im Depot liegen die Investitionen bei ca. 147.000 €. Der Grunderwerb beträgt ca. 406.000 €. Die Investitionen für die Infrastruktur Wissenschaftliche Beratung des BMVI zur Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie

182 6 Wirtschaftlichkeit (inklusive Planung und Unvorhergesehenes) des Hochlaufszenario belaufen sich auf ins- gesamt 16.051.419 €. Die Gesamtinvestitionen (Fahrzeuge und Infrastruktur) betragen für das Hochlaufszenario 36.403.419 €. Das sind ca. 17% der Investitionen des gesamten Szenarios C. Teilstudie „Machbarkeit eines Hybridoberleitungsbusbetriebs – „Berlin-Spandau“

6 Wirtschaftlichkeit 183 6.4 Wirtschaftlichkeitsuntersuchung 6.4.1 Untersuchungsfälle Die Untersuchungsfälle zum Hybridoberleitungsbus sollen untereinander und mit dem heu- tigen Verkehrsangebot in Spandau, also dem Dieselbus-Einsatz verglichen werden. Dar- über hinaus bestand zusätzlich der Wunsch einen Vergleich mit reinen Elektrobus-Varian- ten durchzuführen. Hierzu sind bei der BVG aktuell zwei Technologievarianten in der enge- ren Betrachtung, der so genannte „Depotlader“ und der „Gelegenheitslader“. Damit ergeben sich für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung die folgenden Untersuchungsfälle:  Hybridoberleitungsbus („Streckenlader“)  Szenario A = Gesamtnetz / "Hoher Elektrifizierungsgrad"  Szenario B = Gesamtnetz / "Reduzierte Elektrifizierung"  Szenario C = Betrieblich reduziertes Netz (mit Berücksichtigung Straßenbahn)  Dieselbusnetz (Vergleichsfall, Istzustand 2018)  Elektrobusse  Depotlader  Gelegenheitslader Die Wirtschaftlichkeitsuntersuchung erfolgt unter Zusammenführung des technischen und betrieblichen Mengengerüstes der Untersuchung. Die Kosten zur Errichtung der Infrastruk- tur für den Hybridoberleitungsbus wurden vom IFB und der TU Dresden übernommen. Die spezifischen Kostensätze des Betriebes des Hybridoberleitungsbusses wurden von der TU Dresden ermittelt, abgestimmt und in die Wirtschaftlichkeitsuntersuchung eingearbeitet. Hinsichtlich der gewählten Kostenansätze und erforderlicher Annahmen für den Hyb- ridoberleitungsbus wurde grundsätzlich ein Abgleich mit den relevanten früheren MKS- Studien (vgl. [128]) vorgenommen. Von der BVG wurden relevante Kostensätze und fahrzeugspezifische Daten und Annah- men aus dem Istzustand (Vergleichsfall Dieselbuseinsatz) und zum Elektrobuseinsatz (Ver- gleichsfall Depot- und Gelegenheitslader) zur Verfügung gestellt. Für den Elektrobuseinsatz wurden darüber hinaus von der BVG Infrastrukturkosten angenommen, um die Vergleich- barkeit der Untersuchungsfälle so gut wie möglich herzustellen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Untersuchungsfälle zum Elektrobuseinsatz nicht im Untersuchungsumfang der Machbarkeitsstudie enthalten sind und hierzu keine eigenen Be- rechnungen oder Simulationen erfolgt sind. Die dargestellten Elektrobus-Untersuchungs- fälle dienen dem Vergleich und der Einordnung der Wirtschaftlichkeit der verschiedenen Technologiealternativen. Alle Angaben und Kostenansätze zum Elektrobuseinsatz ent- Wissenschaftliche Beratung des BMVI zur Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie

184 6 Wirtschaftlichkeit stammen eigenen Untersuchungen der BVG. Hingewiesen wird auch darauf, dass die Be- arbeitungstiefe für die Elektrobus-Untersuchungsfälle nicht der Bearbeitungstiefe der vor- liegenden Machbarkeitsstudie zum Hybridoberleitungsbus entspricht, da weder eine tech- nische Planung für die Infrastruktur noch eine Betriebssimulation der Depot- und Gelegen- heitslader vorliegen. Im Folgenden werden zunächst weitere Annahmen für den Hybridoberleitungsbus darge- stellt. Im Anschluss daran werden die Kosten der Vergleichsfälle (Diesel- und Elektrobus) aufgezeigt. Der Vergleich der Wirtschaftlichkeit der einzelnen Untersuchungsfälle erfolgt anhand einer Life Cycle Cost - Analyse (Lebenszykluskosten). In der Life Cycle Cost - Analyse werden die relevanten Investitionen und Betriebskosten in einem festgelegten Betrachtungszeit- raum berücksichtigt. Die Anwendung von Life Cycle Cost - Analysen bei der Fahrzeugbe- schaffung wird auch vom Verband deutscher Verkehrsunternehmen (VDV) empfohlen [107]. Aufgrund der bisherigen Planungstiefe auf der Ebene der Machbarkeitsstudie sind die Life Cycle Cost - Analysen im vorliegenden Fall gegenüber einer umfänglichen Life Cycle Cost - Analyse, die bei einer Fahrzeugbeschaffung durchgeführt wird, deutlich ver- einfacht und beschränkt sich auf die wesentlichen Investitionen und laufenden Kosten. 6.4.2 Ergänzende Kennziffern Hybridoberleitungsbus Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen für den Hybridoberleitungsbus werden jeweils für die Szenarien A, B und C durchgeführt. Eine detaillierte Erläuterung der Szenarien ist im Kapitel 4.3 zu finden. Die Beschreibung der Infrastrukturkosten und der spezifischen Betriebskos- tensätze für den Hybridoberleitungsbus sind in den Kapiteln 6.1 - 6.3 im Einzelnen darge- stellt. Ergänzend sind im Folgenden die Platzkapazitäten der eingesetzten Fahrzeugtypen als Summe aus Sitz- und Stehplätzen aufgeführt. Mithilfe der Platzkapazität und der Fahrleis- tung können die angebotenen Platzkilometer je Szenario ermittelt werden. Tabelle 6-9: Platzkapazität der Fahrzeugtypen der Hybridoberleitungsbusse Hybrid-Oberleitungsbus Plätze/Bus Einheit Szenario A Szenario B Szenario C Doppelgelenkbus Personen 130 130 130 Gelenkbus Personen 99 99 99 Das Kriterium „Platzkilometer“ dient im Folgenden als zusätzliche Kenngröße zum Ver- gleich der verschiedenen Szenarien und Technologiealternativen miteinander. Teilstudie „Machbarkeit eines Hybridoberleitungsbusbetriebs – „Berlin-Spandau“

6 Wirtschaftlichkeit 185 Zu berücksichtigen ist, dass die Szenarien unterschiedlich ausgeprägte Verkehrsangebote beinhalten, z.B. ist das Hybridoberleitungsbusnetz im Szenario C deutlich kleiner, da es ergänzt zum Straßenbahnausbau konzipiert ist. Die Szenarien unterscheiden sich vom der- zeitigen Busangebot generell durch die unterschiedlichen Fahrzeuggrößen der verschiede- nen Fahrzeugtypen. In den Hybridoberleitungsbus-Szenarien wird das Platzangebot aus- geweitet, um weitere Fahrgaststeigerungen aufzunehmen. Mit der Kenngröße Platzkilome- ter bzw. mit dem zusätzlichen Ausweis der Kenngröße Kosten pro Platzkilometer soll dieser Aspekt adressiert werden. Des Weiteren sind die angenommene Nutzungsdauer der Fahrzeuge und die Nutzungs- dauer der Batterie signifikant für die Life Cycle Cost Analyse. Mithilfe der Festlegung der Nutzungszeiten kann ein Reinvestitionszeitraum festgelegt oder der Restwert des Fahrzeu- ges und der Batterie bestimmt werden. Tabelle 6-10: Nutzungsdauer Nutzungsdauer der Hybridoberleitungsbusse Einheit Hybrid-Oberleitungsbus Doppelgelenkbus Jahre 16 Gelenkbus Jahre 16 Jahre 6 Fahrzeuge Batterie Batterie Die Nutzungsdauer der Hybridoberleitungsbusse orientiert sich an Nutzungsdauern und Er- fahrungswerten aus konventionellen Oberleitungsbusbetrieben. Mit 16 Jahren für die HObus-Fahrzeuge und 6 Jahren für die Batterie im HObus werden eher konservative An- sätze gewählt, um bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung auf die sichere Seite zu gehen. Da die Lebensdauer von Fahrzeug und Batterie beim HObus derzeit technisch so einge- schätzt wird, dass 18 Jahre (Fahrzeug) und 8 Jahre (Batterie) möglich sein sollten, werden hierzu entsprechende sensitive Betrachtungen durchgeführt (vgl. Tabelle 6-25). Darüber hinaus wird zusätzlich eine Sensitivitätsrechnung angestellt, in der die Nutzungs- dauer des HObus-Fahrzeugs auf 12 Jahre heruntergesetzt wird (entspricht 2*6 Jahre Bat- terielebenszeit). Es wird zusätzlich davon ausgegangen, dass die Batterien nach ihrer angesetzten Lebens- dauer von 6 Jahren einen Restwert von 25% besitzen. Dieser Ansatz ist für alle Szenarien gleich. Aufgrund der nicht prüfbaren Annahme, dass dieser Restwert auch sicher erzielt werden kann, wird zusätzlich eine Sensitivitätsberechnung durchgeführt, die den Restwert der Batterien in allen Szenarien von 25% auf 0 setzt (vgl. Tabelle 6-25). Wissenschaftliche Beratung des BMVI zur Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie