Zürich

Wie wird ein Trolleybusnetz zum IMC-Ladenetz?

Zürich zählt zu den europäischen Städten mit einem besonders hohen Anteil des öffentlichen Verkehrs. Das Netz der Verkehrsbetriebe Zürich (VBZ) verbindet Straßenbahn, Bus, Trolleybus und S-Bahn zu einem dichten städtischen Mobilitätssystem. Das Trolleybusnetz ist seit 1939 Teil dieses Systems und übernimmt auf wichtigen Hauptbusachsen eine tragende Rolle.

Mit dem Zukunftsbild ÖV 2050, der Netzentwicklungsstrategie 2040 und dem städtischen Netto-Null-Ziel bis 2040 verfolgt Zürich eine langfristige Strategie: Der öffentliche Verkehr soll mit dem Wachstum der Stadt Schritt halten, zusätzliche Kapazitäten schaffen und gleichzeitig emissionsärmer, zuverlässiger und wirtschaftlich bleiben.

Vor diesem Hintergrund wird das bestehende Trolleybussystem nicht als abgeschlossenes historisches Netz verstanden, sondern als Grundlage eines modernen IMC-Ladenetzes. Zürich zeigt damit, wie vorhandene Oberleitungen, Traktionsbatterien, Energieversorgung und Netzplanung gemeinsam genutzt werden können, um weitere Busachsen schrittweise elektrisch zu betreiben.

Die Entscheidung

Die Entscheidung für IMC in Zürich ist Teil einer langfristigen Verkehrs-, Stadtentwicklungs- und Klimastrategie. Zürich wächst insbesondere an den Stadträndern sowie in den Entwicklungsräumen Altstetten und Oerlikon. Die Netzentwicklungsstrategie 2040 definiert deshalb, welche Kapazitäten und Netzelemente nötig sind, um auch künftig einen pünktlichen, effizienten und kundenfreundlichen öffentlichen Verkehr anbieten zu können.

Für die VBZ war die Elektrifizierung des Busverkehrs keine einheitliche Standardlösung. Die städtischen Buslinien unterscheiden sich stark nach Nachfrage, Topografie, Linienlänge, Takt, Depotanbindung und betrieblicher Funktion. Deshalb wird die Technologie nach Einsatzbereich gewählt: Auf Quartier- und Standardbuslinien kommen zunehmend Batteriebusse mit Garagenladung infrage. Auf nachfragestarken, dicht befahrenen und topografisch anspruchsvollen Hauptbuslinien bleibt der Trolleybus mit IMC-Funktion die robuste Systemlösung.

Der entscheidende Planungsansatz lautet: Die Oberleitung ist nicht nur Fahrstromversorgung, sondern Ladeinfrastruktur. IMC-Fahrzeuge laden ihre Traktionsbatterien während der Fahrt unter vorhandener Fahrleitung und können fahrleitungsfreie Abschnitte elektrisch bedienen. Damit muss nicht jede Linie vollständig mit Oberleitung ausgerüstet werden. Das bestehende Trolleybusnetz wird zu einem strategischen IMC-Ladenetz, das zusätzliche Busachsen elektrifizieren kann, ohne überall neue Ladepunkte im öffentlichen Raum oder hohe Depotladeleistungen aufzubauen.

Planungs- technische und betriebliche Überlgungen

Für Planer ist Zürich vor allem deshalb relevant, weil die Elektrifizierung nach Netzfunktion priorisiert wird. Linien wie 69 und 80 wurden nicht nur aufgrund ihres Dieselersatzpotenzials ausgewählt, sondern wegen hoher Nachfrage, Steigungen, Entwicklungspotenzial, Hochschulstandort ETH Hönggerberg, starker Umsteigebeziehungen und der Möglichkeit, neue Fahrleitungsabschnitte gezielt mit vorhandener Infrastruktur zu kombinieren. Der Kanton Zürich beschreibt die Priorität ausdrücklich für Linien mit hoher Nachfrage und großem Entwicklungspotenzial; damit soll das Risiko von Fehlinvestitionen gering bleiben.

Die Umsetzung

Die Umsetzung erfolgt schrittweise und linienbezogen. Seit 2017 ist die Zürcher Trolleybusflotte mit Traktionsbatterien ausgerüstet. Dadurch können Fahrzeuge kurze Abschnitte ohne Fahrleitung bedienen, etwa bei Baustellen, Umleitungen oder bewusst fahrleitungsfrei gestalteten Knoten. Die Linie 83 zeigt das Prinzip im Regelbetrieb: Zwischen Milchbuck und Hardplatz nutzt sie vorhandene Fahrleitungen zum Laden, den weiteren Abschnitt bis Bahnhof Altstetten befährt sie batterieelektrisch.

Bei den Linien 69 und 80 wird das Prinzip weiterentwickelt. Beide Linien sind frequenzstark und topografisch anspruchsvoll. Sie sollen nicht vollständig verkabelt werden, sondern auf Teilstrecken Fahrleitungsinfrastruktur erhalten. Die neuen Batterie-Trolleybusse laden dort während der Fahrt und nutzen die gespeicherte Energie auf fahrleitungsfreien Abschnitten. Für die Linie 69 werden neue Fahrleitungen vor allem zwischen Hönggerberg und Waidspital sowie punktuell im Bereich Milchbuck und Bucheggplatz vorgesehen.

Technisch relevant ist die Kombination aus Fahrleitung, Traktionsbatterie, Rekuperation und Energiemanagement. VBZ nennt für ihre modernen Trolleybusse LTO-Traktionsbatterien mit rund 60 kWh als Standardgröße. SwissTrolley-plus-Erfahrungen zeigen, dass diese Batterien im Praxiseinsatz rund 10 km fahrleitungsfreien Betrieb ermöglichen; unter Testbedingungen wurden höhere Reichweiten erreicht. Die Batterie nimmt auch Bremsenergie auf und kann netzstützend eingesetzt werden, weil Ladevorgänge nicht zwingend in Zeiten hoher Netzlast erfolgen müssen.

Energie, Smart Grid & Infrastruktur

Zürich zeigt besonders deutlich den Unterschied zwischen Oberleitung als historischer Infrastruktur und IMC-Ladenetz als moderner Systemfunktion. Das Laden wird aus dem Depot in den Betrieb verlagert. Dadurch müssen nicht alle Fahrzeuge gleichzeitig über Nacht mit hoher Leistung geladen werden. Gleichzeitig können Batterien kleiner dimensioniert werden als bei reinen Depotladebussen, die den gesamten Tagesumlauf aus der Batterie abdecken müssten.

Für die Energieplanung entstehen mehrere Vorteile: Ladeleistungen verteilen sich über den Betriebstag, vorhandene Unterwerke und Fahrleitungen werden besser genutzt, Rekuperationsenergie kann im Fahrzeug oder im Netz verwendet werden und Lastspitzen lassen sich über Energiemanagement reduzieren. Beim SwissTrolley plus wurde der Antriebsstrang über einen Gleichspannungswandler vom Fahrleitungsnetz entkoppelt; dadurch kann überschüssige Bremsenergie jederzeit in der Batterie gespeichert werden, auch wenn gerade kein anderes Fahrzeug im Netz Energie aufnimmt.

Auch die Resilienz steigt. Batterie-Trolleybusse können Knoten ohne Fahrleitung, Baustellen, Umleitungen oder kurze Störungen elektrisch überbrücken. Für eine Stadt mit dichtem Netz, engen Straßenräumen und hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit ist diese Flexibilität ein zentraler Vorteil. IMC wird damit nicht nur zur Dekarbonisierungstechnologie, sondern zu einem Instrument für betrieblich stabile und anpassungsfähige Netze.

Mit zunehmender Elektrifizierung gewinnt die vorhandene Energieinfrastruktur weiter an Bedeutung. Oberleitungen, Unterwerke, Energiemanagement und Traktionsbatterien bilden gemeinsam die Grundlage für intelligente Laststeuerung, die Integration erneuerbarer Energien und eine langfristig resiliente Energieversorgung. Damit wird das IMC-System nicht nur Bestandteil der Mobilitätsstrategie, sondern auch der kommunalen Energie- und Klimastrategie.

Die Ergebnisse und der Nutzen 

Zürich nutzt IMC nicht als Pilotlösung, sondern als Bestandteil einer differenzierten Elektrifizierungsstrategie. Trams und Trolleybusse bewältigen heute rund 80 Prozent des VBZ-Fahrgastaufkommens und fahren mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Die verbleibenden Dieselbusse verursachen einen großen Teil der direkten VBZ-CO2-Emissionen; deshalb setzt die Elektrobusstrategie dort an, wo der größte Nutzen für Klima, Energieverbrauch und Lärm entsteht.

Mit der Umstellung der Linien 69 und 80 entsteht zusätzlich ein Kapazitätsnutzen. Auf diesen stark nachgefragten Korridoren können Doppelgelenk-Trolleybusse eingesetzt werden, die rund ein Drittel mehr Beförderungskapazität bieten als heutige Dieselgelenkbusse. Die Investition ist deshalb nicht nur ökologisch begründet, sondern auch verkehrlich: Elektrifizierung, Kapazitätssteigerung und Stadtentwicklung werden gemeinsam betrachtet.

Für andere Städte ist Zürich vor allem als Ladenetz-Beispiel relevant. Nicht jede Linie muss vollständig elektrifiziert werden. Entscheidend ist, an welchen Abschnitten Fahrleitung den größten Nutzen bringt: dort, wo viele Fahrzeuge verkehren, Steigungen hohe Leistung erfordern, Batterien während der Fahrt effizient geladen werden können und mehrere Linien oder Umläufe vom gleichen Energieabschnitt profitieren.

• Die vorhandene Energieinfrastruktur kann schrittweise zu einem strategischen IMC-Ladenetz weiterentwickelt werden.
• Technische, betriebliche und energieplanerische Anforderungen sollten bereits in der frühen Planungsphase gemeinsam betrachtet werden.

Erkenntnisse für andere Städte

Zürich zeigt, wie ein bestehendes Trolleybusnetz zum strategischen IMC-Ladenetz weiterentwickelt werden kann. Der Fall ist besonders relevant für Städte, die bereits elektrische Infrastruktur besitzen oder stark belastete Busachsen ohne vollständigen Neubau von Ladeinfrastruktur elektrifizieren möchten.