Projekt „eLHF“

Das Thema der Elektromobilität ist mit Blick auf die aktuelle Verkehrswende auf breiter gesellschaftlicher Ebene ein weiterhin kontrovers diskutierter Bereich. Von Seiten der Befürworter und der Skeptiker werden die Vorteile und Nachteile regelmäßig erörtert und gegeneinander Aufgewogen. Dieser Austausch von Argumenten ist seit mittlerweile mehreren Jahren auch auf fachlicher Ebene der BOS-­Organisationen angekommen.

Die Berliner Feuerwehr versucht seit ihrer Gründung im Jahr 1851 immer sich den stetigen Neuerungen, welche sich aus dem technischen Fortschritt ergeben, zu stellen und in den Einsatzbetrieb zu integrieren. Dies erfolgt immer mit dem Ziel Verbesserungen für den Dienstbetrieb der Feuerwehr zu erwirken. Der Bereich der Elektromobilität war bereits um das Jahr 1905, bei der Umstellung des Fuhrparks von Pferdefuhrwerken auf das Automobil, ein Thema dem sich die Berliner Feuerwehr gestellt und in den damaligen Einsatzdienst integriert hat. Seit dem Jahr 2016 befasst sich die Berliner Feuerwehr im Rahmen verschiedener Projekte erneut intensiver mit dem wieder aufflammenden Thema der Elektromobilität.

Das Projekt „Elektrisches Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeug“ (BENE-Förderkennzeichen 1213-B4-N), welches kurz als Projekt eLHF geführt wurde, war ein durch das Berliner Programm für Nachhaltige Entwicklung (BENE) gefördertes Vorhaben. Das Programm wurde aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung kofinanziert, wodurch das Projekt eLHF direkt durch Mittel der Europäischen Union unterstützt wurde. Das Projekt startete am 06.03.2018 und erstreckte sich über eine Laufzeit von 49 Monaten bis zum 30.04.2022. Das Gesamtbudget belief sich auf 1,8 Millionen Euro.

Die Projektziele

Das übergeordnete Gesamtprojektziel der Berliner Feuerwehr war es, einen innovativen und nachhaltigen Beitrag für den Umweltschutz zu leisten und die Fahrzeugtechnik im Segment der Feuerwehr Einsatzfahrzeuge auf die zukünftigen Bedürfnisse der Einsatzkräfte anzupassen. Die Berliner Feuerwehr als öffentliche Auftraggeberin sah sich dabei in der Verantwortung, ihre besondere Marktstellung gewissenhaft einzusetzen und im Rahmen des Projekts den Wettbewerb im Bereich der innovativen Elektro- bzw. Hybridnutzfahrzeuge zu forcieren. Des Weiteren sollte durch die Einführung der Elektromobilität bei der größten und ältesten Berufsfeuerwehr Deutschlands eine Signalwirkung für die Wirtschaft und andere öffentliche Aufraggeber erreicht werden. Die Projektziele beschreiben die Kernthemen des Projektes, die es zu optimieren galt, ohne bei dem technischen Einsatzwert im Vergleich zu konventionellen Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeugen Einschränkungen zu erfahren.

Reduzierung von Treibhausgasemissionen

Als Zielindikator für die Reduzierung von Treibhausgasen ist zum Projektstart ein Potenzial von 14,7 t CO2-Äq im Jahr gegenüber einem konventionellen mit Dieselkraftstoff angetriebenen Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeugs ermittelt worden. Basis hierfür war der Anspruch, die Einsätze im Regeleinsatzdienst (täglich übliches Einsatzspektrum in der Stadt Berlin) in mindestens 80 % aller Fälle in einem rein elektrischen Betriebsmodus darzustellen. Die Einsparungen sollten dazu führen, den Dieselkraftstoffverbrauch auf unter 20 % im Vergleich zu einem konventionell angetriebenen Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeug zu reduzieren. Das Potenzial zur Treibhausgasreduzierung ergab sich über diese Kraftstoffreduzierung und einer durchgeführten Well to Wheel Analyse. Voraussetzung zur Erreichung dieser Treibhausgasreduzierung war die konsequente Nutzung von regenerativ erzeugter elektrischer Energie für den Fahr-/ Betriebsstrom.

Katastrophenschutzfeste Konstruktion

Die Berliner Feuerwehr als kritische Infrastruktur ist eine der Kernkomponenten des Katastrophenschutzes im Land Berlin. Um den sich daraus ergebenden Anforderungen an eine resiliente Fahrzeugtechnik gerecht zu werden, war es das Ziel, die Antriebstechnik so zu gestalten, dass das Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeug unter der aktuell vorhandenen Katastrophenschutzinfrastruktur uneingeschränkt nutzbar ist. Das Auslegungsszenario war zum Projektbeginn ein langanhaltender, flächendeckender Stromausfall in der Region Berlin/Brandenburg.

Lärmreduzierung

In den letzten Jahren und Jahrzehnten gab es weitreichende Verbesserungen im Bereich der erzeugten Lärmemissionen von schweren, konventionell angetriebenen Nutzfahrzeugen. Die Nutzung von elektrischen Antrieben bei diesen Fahrzeugen versprach weitere Potenziale zur Reduzierung des innerstädtischen Verkehrslärms, die bei der Entwicklung des Projektfahrzeugs im Fokus standen. Neben der innerstädtischen Verkehrslärmreduzierung stand die Geräuschkulisse an Einsatzstellen im Blickpunkt. Jegliche Reduzierung von Lärm an stark belastenden Einsatzstellen lässt eine Minderung des Stresslevels zu oder mindestens ein unnötiges Erhöhen der Anspannung durch Fahrzeuglärm, der am Einsatzort befindlichen Einsatzkräfte erwarten.

Verbesserungen im betrieblichen Gesundheitsschutz

Die Gestaltung konventioneller Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeuge in Europa ist durch die Verwendung von Großserienfahrgestellen geprägt. Dies hat zur Folge, dass sich einsatzdienstspezifische Anforderungen der Feuerwehren nicht optimal umsetzen lassen. Insbesondere ergonomische Bedürfnisse stellen bei konventionellen Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeugen oftmals nur einen Kompromiss aus der gegebenen Fahrgestellarchitektur und Wünschen, die dem Gesundheits- und Arbeitsschutzgedanken entspringen, dar. Durch die Verwendung von elektrischen Antrieben ergeben sich neue Gestaltungsmöglichkeiten für die Fahrzeugarchitektur und damit für die Umsetzung der feuerwehrspezifischen Anforderungen. Auch die Reduzierung des Schadstoffausstoßes hat einen direkten Einfluss auf den betrieblichen Gesundheitsschutz an der Einsatz- und der örtlichen Dienststelle.

Verbesserung der Fahrsicherheit und Fahrdynamik

Erfahrungen der Berliner Feuerwehr aus innerstädtischen Verkehrsunfällen zeigen, dass sich die schwerwiegenden Verkehrsunfälle, in die Einsatzfahrzeuge involviert sind, in der Verteilung der Unfallszenarien zu üblichen Verkehrsunfällen unterscheiden. Ziel des Projektes war es auch, diese Erkenntnisse bei der Gestaltung des Projektfahrzeugs mit zu berücksichtigen. Innerstädtische Einsatzfahrten mit Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeugen sind von sehr dynamischen Beschleunigungskräften geprägt. An diese Fahrzeuge werden hohe Anforderungen an die Anfahrbeschleunigung und das Verzögerungsvermögen bei Gefahrenbremsungen gestellt. Die elektrischen Antriebe versprachen durch die großen Drehmomentleistungen sehr gute Leistungswerte in der Anfahrbeschleunigung. Die neuen Gestaltungsmöglichkeiten in der Fahrzeugarchitektur und die damit einhergehende Verschiebung des Fahrzeugschwerpunktes ließen in puncto Fahrsicherheit bei hohen Querbeschleunigungen weitere Vorteile erwarten.

Verbesserung der Kommunikation

Die Ausstattung der Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeuge mit zusätzlichen feuerwehrtechnischen Geräten und persönlicher Schutzausrüstung im Mannschaftsraum der Fahrzeuge, gepaart mit nur geringen strukturellen Möglichkeiten zur Schaffung von Kommunikationsöffnungen in den Serien-Fahrzeugkabinen führten in der Vergangenheit dazu, dass die Kommunikation zwischen der Mannschaft und dem Einheitsführer deutlich an Qualität verlor. Auch hier sollten die Möglichkeiten zur Anpassung der Fahrzeugarchitektur durch eine neue Antriebstechnologie genutzt werden, um den für den Einsatzverlauf wichtigen Informationsaustausch auf der Anfahrt zur Einsatzstelle zu verbessern.

Die Projektstruktur

Das Projekt eLHF wurde außerhalb der regulären Beschaffungsprozesse der Berliner Feuerwehr in einer eigenen Projektstruktur bearbeitet. Die Projektleitung wurde durch den Zentralen Service Technik und Logistik der Berliner Feuerwehr gestellt. Alle notwendigen Projektpartner und Fachbereiche wurden im Rahmen ihrer Zuständigkeiten in die jeweiligen Arbeitspakete (AP) einbezogen, um einen möglichst effizienten und dem Zeitplan entsprechenden Ablauf gewährleisten zu können. Das Projekt wurde in vier Arbeitspakete gegliedert.

• AP 1: Ausschreibung einer Innovationspartnerschaft zur Gewinnung eines geeigneten Projektpartners für die Entwicklung und Fertigung des Projektfahrzeugs
• AP 2: Entwicklung und Fertigung des Projektfahrzeugs
• AP 3: Beschaffung und Inbetriebnahme geeigneter Lade­infrastruktur
• AP 4: Integration und Erprobung

Die Firma Rosenbauer konnte als Ergebnis des ersten Arbeitspaketes als Partner für die Entwicklung und Fertigung des Projektfahrzeuges gewonnen werden. Die Verantwortung für die Bearbeitung des umfangreichsten Arbeitspaketes ging damit einhergehend an die Firma Rosenbauer über. Die Leitung der Arbeitspakete drei und vier lag bei der Berliner Feuerwehr unter Einbeziehung aller Projektpartner.

Das Projektfahrzeug

Die Basis für die Entwicklung des Projektfahrzeug bildeten neben den verschiedenen gültigen Normen und Richtlinien für Fahrzeuge im Allgemeinen, auch die feuerwehrtechnischen Normen und die nutzerspezifischen Anforderungen der Berliner Feuerwehr. Der technische Einsatzwert des Projektfahrzeuges sollte keine Einschränkungen zu einem konventionell angetriebenen Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeug der Berliner Feuerwehr erfahren. Als Ergebnis ist ein Fahrzeug entstanden, welches den technischen Einsatzwert der aktuellen Berliner Fahrzeuge übertrifft. Beispielhaft ist in diesem Zusammenhang die Zuordnung des Projektfahrzeuges in die Fahrzeugkategorie geländefähig nach EN 1846-1 zu nennen. Die üblichen Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeuge der Berliner Feuerwehr sind der Kategorie der straßenfähigen Fahrzeuge zuzuordnen.

Neben dem technischen Einsatzwert konnten die Kernthemen aus den Projektzielen im Vergleich zu den konventionellen Fahrzeugen verbessert werden. Insbesondere die Reduzierung der Treibhausgasemissionen ist an dieser Stelle zu nennen. Hier konnte der Zielindikator von 14,7 t CO2-Äq auf Grund der verschiedenen Projekteinflüsse im ersten Erprobungsjahr praktisch zwar noch nicht erreicht werden. Die Erprobung und Hochrechnungen haben aber gezeigt, dass dieses gesteckte Ziel deutlich übererfüllt werden wird. Bezogen auf die Einsatzzahlen erfolgte der Betrieb des Fahrzeuges in 90,7 % aller Einsätze in einem rein batterieelektrischen Betriebsmodus. Hier gibt es Potenziale, diesen Anteil noch deutlich zu erhöhen.

Im Rahmen der Fahrzeugtests und in der Erprobung des Fahrzeuges auf den Feuerwachen konnte das Fahrzeug mit Blick auf die Katastrophenschutzfestigkeit überzeugen. Dieser Punkt ist für die Integration des Fahrzeugkonzeptes immens wichtig. Die Berliner Feuerwehr ist mit ihrer Fahrzeugtechnik ein relevanter Bestandteil des Katastrophenschutzsystems des Landes Berlin und die Kompatibilität neuer Fahrzeugtechnik muss zwingend erfüllt sein.

Das neue Antriebskonzept, unter Verwendung von Elektromotoren für den Fahr- und Pumpenbetrieb, hat viele Vorteile für den Einsatzbetrieb aufgezeigt. Der große Teil der Einsatzkräfte, welche an der Erprobung teilgenommen haben, empfinden die Arbeit mit dem Fahrzeug als angenehmer. Die Lärm- und Abgasreduzierung während der Nutzung des Fahrzeuges wird als Vorteil an Einsatzstellen, im Übungsdienst und beim Ein- und Ausfahren in bzw. aus der Fahrzeughalle gesehen. Die Reduzierung des Verkehrslärms außerhalb der Fahrten mit Sonder- und Wegerechten ist deutlich wahrnehmbar.

Die grundsätzliche Neugestaltung der Fahrzeugarchitektur, welche durch die neue Antriebstechnologie ermöglicht wurde, bietet viele Verbesserungen für den betrieblichen Gesundheitsschutz. Beispielhaft ist hier der komplette Verzicht auf die Dachbeladung, welche bei herkömmlichen Fahrzeugkonzepten in der Regel nur vom Dach aus zu entnehmen ist, zu nennen. Die Umgestaltung ermöglichte es, die Beladung im Fahrzeugaufbau unterzubringen bzw. für die verbleibenden Geräte mit Entnahmehilfen einen sicheren Zugriff zu gewährleisten. Ein Aufstieg auf das Fahrzeugdach, mit einhergehender Absturzgefahr, ist bei diesem Konzept nicht mehr notwendig. Des Weiteren ist der ergonomische und sichere Ein- und Ausstieg aus dem Mannschaftsraum, vor allem für Einsatzkräfte in Schutzkleidung und mit Ausrüstung, sehr vorteilhaft und kann zur Reduzierung von Dienstunfällen beim Verlassen des Fahrzeuges beitragen. Der Verzicht auf Gerätetief­raumklappen lässt in diesem Punkt ebenfalls Vorteile erwarten. Trotz dieser Umgestaltungen ist es zu keiner Verringerung des verfügbaren Beladeraumvolumens gekommen.

Die neue Gestaltung des Mannschaftsraumes mit der Integration des Maschinisten und des Einheitsführers in eine Fahrzeugkabine hat die Kommunikation insbesondere auf der Anfahrt zu einem Einsatz deutlich verbessert. Der Informationsaustausch in dieser Einsatzphase ist als sehr elementar anzusehen. Die Verbesserungen, im Vergleich zu konventionell gestalteten Mannschaftsräumen, konnten durch die Einsatzkräfte in der Erprobung bestätigt werden.

Der Probebetrieb des Projektfahrzeugs und der Ladeinfrastruktursysteme erfolgten vom 01.02.2021 bis zum 28.02.2022. Während der Erprobung, welche auf drei Feuerwachen aufgeteilt war, lag der Fokus auf der Integration des neuen Fahrzeugkonzeptes in den Einsatzdienst. Weiterhin wurde eine Erhebung notwendiger technischer Maßnahmen für die Einführung des neuen Fahrzeugkonzeptes mit einem besonderen Blick auf die Antriebstechnologie durchgeführt. Die Analyse und Validierung der gesammelten Erkenntnisse erfolgte stetig in enger Zusammenarbeit zwischen dem Entwicklerteam der Firma Rosenbauer und der Berliner Feuerwehr. Notwendige technische Anpassungen wurden kurzfristig umgesetzt bzw. führten zu Weiterentwicklungen des Serienfahrzeugs.

Der Probebetrieb

Im gesamten Erprobungszeitraum war das Projektfahrzeug 228 Tage im Dienst. Außerhalb dieser Zeit erfolgten die technischen Einweisungen auf den Feuerwachen, Fahrzeugpräsentationen, Fahrzeugreparaturen, technische Anpassungen und Fahrzeugtests. Innerhalb der 228 Einsatztage konnten mit dem Projektfahrzeug 1.386 Einsätze bearbeitet werden. Die Durchführung dieser Einsätze erfolgte in 90,7 % der Fälle in einem rein batterieelektrischen Betrieb und führte somit zu einer Vermeidung von 10,3 t CO2-Äq im Vergleich zu einem konventionellem, im Bestand befindlichen Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeug.

Das Projekt eLHF war für die Berliner Feuerwehr ein sehr zeitintensives, aber spannendes Projekt, welches national und international mit großem Interesse verfolgt wurde. Durch das Vergabeinstrument der Innovationspartnerschaft hatte die Berliner Feuerwehr die Möglichkeit, die Entwicklung eines neuen Fahrzeugkonzeptes sehr eng zu begleiten. Diese enge Begleitung ermöglichte es, gemeinsam mit der Industrie ein Fahrzeug zu entwickeln, welches die zukünftigen Anforderungen an ein Löschfahrzeug im urbanen Einsatzgebiet deutlich besser erfüllen kann, als es durch bisher verfügbare Fahrzeuglösungen der Fall war. Für die Zukunft ist es geplant, notwendige Ersatzbeschaffungen im Bereich der Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeuge auf dieses bzw. vergleichbare Fahrzeugkonzepte auszurichten. Im Jahr 2022 konnte bereits ein Auftrag für vier weitere elektrisch angetriebene Lösch- und Hilfeleistungsfahrzeug vergeben werden. Die Ausweitung der elektrischen Antriebe auf andere Fahrzeugtypen ist ebenfalls angestoßen.