BRT, ART, SRT - Vor- und Nachteile gegenüber Stadtbahnen

Veröffentlicht am 8. Juni 2024 um 18:35

Hinweis: Änderungen/Korrekturen vorgenommen ab 08.06.2024. Änderungen in Tabelle am Ende beschrieben.

 

Hinweis: Dem Thema BRT vs. Stadtbahn (Light Rail Transit) widmen sich einige wissenschaftliche Abhandlungen mit zum Teil unterschiedlichen Ergebnissen. Diese in der Kürze der Zeit angemessen zu lesen und mich einzuarbeiten ist nicht möglich gewesen. Zudem ist die Studienlagen für deutschsprachigen Raum eher dünn. Ergebnisse insbesondere zu Kosten lassen sich nur schwer von z.B. Lateinamerika oder den USA auf Deutschland übertragen (anderes Arbeitskräftepotential, andere Landerwerbskosten, abweichender Schienenbonus usw.) Daher gehe ich hier nur auf Teilaspekte ein und setze Vergleiche so an, dass sie für Erlangen relevant sind. Dieser Faktencheck-Beitrag behandelt das Thema ausdrücklich nicht umfassend.

 

BRTs, kurz Bus Rapid Transit, gelten als mögliche, kostengünstige Alternative zu Straßenbahnen. Auch die Mittelstandsunion Erlangen hat ein BRT-System als Plan B bzw. bessere Alternative zur StUB wieder aufgebracht. Dieser Beitrag soll daher die Begriffe BRT, ART und SRT erläutern.
Zudem soll ein Vergleich der Betriebskosten erfolgen und auf die Vor- bzw. Nachteile gegenüber der StUB, insbesondere aus finanziellen Aspekten eingegangen werden.

 

ART/SRT/DRT

ART steht für Autonomous-rail Rapit Transit (Tram). Es handelt sich um ein Gelenkbussystem, dass sich äußerlich und in einigen Eigenschaften stark an Straßenbahnen anlehnt. So handelt es sich z.B. um Zweirichtungsfahrzeuge, die Länge ist mit 32m länger als die in Europa bekannten Doppelgelenkbusse und die Breite von 2,65m entspricht der maximalen Breite einer straßenabhängigen Bahn nach BOStrab. Der minimale Wenderadius beträgt 15m. ART-Fahrzeuge orientieren sich an einer virtuellen, gemalten Spur. Wie gut diese optische Spurführung bei schlechtem Wetter funktioniert, wurde bisher nicht nachgewiesen. Trotz des "Autonomous" handelt es sich um Fahrer-geführte Fahrzeuge.[Jianghua_etal2024][de.wikipedia.org][ALR2021] Eine dreiteilige Einheit soll zum Preisstand 2017 etwa 1,9 Millionen Euro kosten.[de.wikipedia.org]

In Lingang wird ein ART System als Digital-rail Rapid- Transit (DRT) bezeichnet.[de.wikipedia.org] Im Unterschied zu ART-Systemen erfolgt die Spurführung nicht mehr optisch. Die Spurführung erfolgt laut einem CRRC-Werbevideo magnetisch und über GNSS.[CRRC YoutubeUnter dem Begriff SRT vermarktet CRRC offenbar eine neue Generation von ART-Systemen.[railway.supply]

Alle drei Systeme werden noch zu den BRT-Systemen gezählt, auch wenn sie spezielle Implementierungsformen darstellen.

 

Zu den Vorteilen von ART-Systemen zählt die kürzere und einfache Implementierung, da während des Baus oder zur "Zerfaserung" des Netzes am Ende einer Verkehrsachse bestehende Straßen unter gewissen Voraussetzungen (Radius, Achslast, Schleppkurve) mit genutzt werden können. Dadurch können auch die initialen Implementierungskosten, z.B. durch die fehlende Oberleitung, geringer als für Straßenbahnen sein. Letzteres zählt auch zu den Nachteilen, da der Oberbau normaler Straßen durch ART-Fahrzeuge (ähnlich wie durch Busse) übermäßig verschleißt und verstärkt werden muss.[ALR2021] Zudem muss bei neueren ART-Systemen (DRT) die magnetische Spurführung in der Fahrbahn verbaut werden.

Zu den Nachteilen gehört derzeit die begrenze Anzahl an Herstellern. Zudem reicht die Gefäßgröße (Fahrgastkapazität je Fahrzeug) nicht an die Kapazität eines Straßenbahnsystems nach deutschem Recht heran (Maximale Länge bei straßenbündigem Verkehr 75m nach BOStrab). Zum Bereitstellen der gleichen Beförderungsleiste müssen dementsprechend mehr Fahrzeuge beschafft und Fahrer beschäftigt werden. Ebenso gelten die Nachteile von BRT-Systemen grundsätzlich auch für ART-Systeme.

Zur Kritik am ART-System gehört derzeit, dass die Stehplatzkapazität zu hoch angegeben ist. Ähnlich wie Bus-Hersteller, werden bis zu 8 Personen/Quadratmeter Stehfläche angegeben. Rechnet man mit VDV-konformen 4 Personen/Quadratmeter, ergibt sich eine reduzierte Fahrzeugkapazität von 170 Personen für ein dreiteiliges, 32m langes ART-Fahrzeug.[ALR2021][VDV1990]

Ob ART-Fahrzeuge mit einer Länge von über 25m (bisher maximal zugelassene Länge von Doppelgelenkbusse) zulassungsfähig sind, ist nicht bekannt. Bereits Gelenkbusse bzw. Doppelgelenkbusse mit mehr als 18,75m Länge benötigen eine Ausnahmegenehmigung nach §29 StVO und §70 STVO (maximale Länge für Gelenkbusse 18,75m nach §32m Abs. 3 StvO).

 

BRT (Bus Rapid Transit)

Für BRTs existiert ein globaler Standard, der von einem technischen Komitee unter Federführung des ITDP (Institute for Transportation & Development Policy) erarbeitet wird.[itdp.de] Dieser Standard wurde 2024 in einer aktualisierten Version veröffentlicht. Dabei werden nicht Netze, sondern als einzelne Verkehrskorridore bewertet.[BRT2024, S. 31]. Der Standard definiert hierzu fünf Kriterien, die ein BRT ausmachen (BRT Basics).[BRT2024, S. 33] Auf Grund von Schwierigkeiten, immer eine angemessene deutsche Übersetzung zu finden, werden hier die englischen Begriffe verwendet.

Für jedes Kriterium werden bis zu 7 Bewertungspunkte vergeben:

  • Dedicated right-of-way: Hiermit ist das Vorhandensein einer Busspur und Vorrangrechte im Verkehr gemeint. Gemessen wird zusätzlich, inwieweit die Busspur vor unerlaubter Benutzung durch andere Verkehrsteilnehmer geschützt ist. Die höchste Punktzahl ist nur mit einer baulich (physisch) abgetrennten Busspur erreichbar, analog einem unabhängigen Bahnkörper bei U-Bahnen oder Straßenbahnen. Die typische deutsche Busspur mit Abtrennung über eine weiße Fahrbahnmarkierung entspricht nur dem niedrigsten Standard eines BRTs mit vier Punkten.[BRT2024, S. 35 - S. 36]
  • Busway alignment: Hiermit ist gemeint, wo auf einer Straße die dedizierte Busspur mit welchen Vorrangrechten umgesetzt ist.
  • [BRT2024, S. 13] Busspuren sollen so verlegt werden, dass sie möglichst wenig Konflikte mit anderem Verkehr hervorrufen. Empfohlen wird daher, BRT-Spuren möglichst nicht auf der Gehwegseite (bei uns rechts) anzulegen, sondern in Straßenmitte/am Mittelstreifen. Der BRT-Standard definiert verschiedene mögliche Konfigurationen von der klassischen Busspur auf der rechten Fahrbahn bis zu eigenen Fahrbahnen am Mittelstreifen oder BRT-exklusiven Fahrwegen ohne Kreuzung.. Ein BRT-System muss mindestens vier Punkte in dieser Kategorie erreichen. Ein BRT-Korridor kann verschiedene Konfigurationen vorweisen, daher wird die Gesamtpunktzahl über den jeweiligen Anteil einer Konfiguration am Korridor ermittelt.[BRT2024, S. 37 - S .42]
  • Off-board fare collection: Um die Zeit und Fahrtverzögerungen durch einen Ticketverkauf und eine Ticketkontrolle im Bus zu sparen, soll diese bereits vor dem Zustieg erfolgen. Der Standard definiert hierfür vier Implementierungsformen: kostenloser ÖPNV, Ticketkontrolle mit Vereinzelungsanlage an der Station, stichprobenartige Ticketkontrolle durch Kontrolleure und die Ticketkontrolle beim Betreten des Fahrzeugs mittels Scanner.[BRT2024, S. 43 - S. 44] Auch hier ermittelt sich die Gesamtpunktzahl wieder über die anteilsmäßige Nutzung der jeweiligen Implementierungsform. Die bei uns übliche Stichprobenartige Kontrolle würde 5 Punkte ergeben.
  • Intersection Treatments: Um kurze Fahrzeiten zu ermöglichen, sollen Verzögerungen an Kreuzungen in BRT-Korridoren minimiert werden. So sollen Abbiege- und Einbiege-Vorgänge, die die Busspuren kreuzen, möglichst verboten werden. Zudem sollen die Busspuren an Ampelanlagen priorisiert werden. Der Grünphasenanteil für den BRT-Korridor soll mindestens 40 Prozent erreichen.[BRT2024, S. 45 - S. 46]
  • Platform Level Boarding: ähnlich wie bei schienengebundenen Verkehrsmitteln strebt man bei BRT-Systemen einen ebenerdigen Einstieg an. Dieser beschleunigt zum einen den Fahrgastwechsel, zum anderen ermöglicht ein ebenerdiger Einstieg einen einfacheren Zugang für mobilitätseingeschränkte Menschen. Der BRT-Standard definiert hier, dass der horizontale Abstand zwischen Fahrzeugboden und Bussteig 15cm nicht übersteigen darf und 10cm nicht übersteigen soll. Er kann durch Spaltüberbrückungen auf 0 reduziert werden. Der vertikale Abstand soll 2cm nicht übersteigen. Ebenso sollen die Fahrzeuge im inneren keine Stufen aufweisen.[BRT2024, S. 47 - S. 49]

 

Daneben gibt es weitere Kriterien im Bewertungssystem des BRT Standards, die über die Mindestanforderungen der "BRT Basics" hinausgehen. Ein Verkehrskorridor gilt dann als BRT, wenn er folgende Kriterien erfüllt:

  • mindestens 3 Kilometer exklusive Busspur,
  • 4 oder mehr Punkte im Element "Dedicated right-of-way",
  • 4 oder mehr Punkte im  "Busway Alignment Element".
  • mindestens 20 Punkte (von 35 möglichen) über alle fünf BRT-Kriterien.

 

Für ein leistungsfähiges BRT-System ist demzufolge ähnlich wie für eine Straßenbahn eine eigenständige, möglichst baulich getrennte Infrastruktur zu schaffen. Dementsprechend sind auch hier Eingriffe in ein bestehendes Stadtbild, Baustellen und ggf. Eingriffe zu Lasten des MIV erforderlich.

 

Leistungsfähigkeit und Betriebskosten von BRT-System

Die Leistungsfähigkeit von BRT-Systemen und Stadtbahnen hängt gleichermaßen vom Takt und der jeweiligen Fahrzeugkapazität ab. Die minimale sinnvolle Fahrtfolgezeit (also der minimale Taktabstand) beider Systeme beträgt rund 2 Minuten. Daher setzen ich folgenden Vergleich die 124 Sekunden Fahrtfolgezeit an, die auch im Stadtbahntunnel Karlsruhe planmäßig erreicht wird.

Begründung: Beide Systeme (Bus und Bahn) neigen bei geringeren Taktabständen zur Pulkbildung, sobald kleinere Störungen auftreten. Gleichzeitig können bei diesem Taktabstand auch noch andere Linien sinnvoll die gleiche Haltestelle nutzen (z.B. Busse des restlichen ÖPNV-Netzes).

Eigenschaft BRT (Gelenkbus 18m) BRT Doppelgelenkbus ART (32m) ART (32m) 25J StUB (40m, Avenio 4tlg) StUB (60m, Avenio 4tlg + 2 tlg)
Fahrtfolgezeit in Sekunden 124 124 124 124 124 124
Fahrzeugkapazität 103 150 170 170 218 321
Kapazität pro Stunde und Richtung 2990 4354 4935 4935 6329 9319
Leistungsindex 47% 69% 78% 78% 100% 147%
Betriebskosten Euro pro h (30km/h) 2518,59 3353,83 4238,03 3465,40 4112,28 5551,65
Betriebskostenindex 61% 82% 103% 84% 100% 135%
"Beförderungsleistung  fürs Geld" (Leistungsindex/Betriebskostenindex) 77% 84% 76% 93% 100% 109%

Getroffene Annahmen:

  • Lebensdauer ART analog Bus nur 12 Jahre (abweichend von Herstellerangabe auf Grund fehlendem Praxisnachweis, Vorgabe standardisierte Bewertung)
  • Betriebskostenberechnung analog standardisierter Bewertung (Rechenbasis angehängt).
  • 30 km/h Durchschnittsgeschwindigkeit als Faktor für entfernungsabhängige Kosten.
  • Die Busse besitzen einen batterie-elektrischen Antrieb.
  • Der Betrieb erfolgt mit Strom aus regenerativen Quellen.

 

Hieraus wird ersichtlich, das in Bezug auf die reinen Betriebskosten in Relation zur Beförderungskapazität die Straßenbahn kostengünstiger ist als alle Bussysteme. Gleichzeitig ist die maximale Beförderungskapazität deutlich höher.

 

Betrachtet man den umgekehrten Fall und ermittelt die erforderliche Taktfolge und Fahrzeuganzahl für eine bestimmte Zielkapazität, ergibt sich das nachfolgende Bild. Die Zielkapazität ergibt sich in dem Fall aus der höchsten Querschnittsbelastung der StUB (Stand 2019 im Bereich der Regnitzquerung) geteilt durch 2 (zwei Richtungen) multipliziert mit 20% (Spitzenstundenanteil): 15.400/2*0,20 = 1.540.[stadtumlandbahn.de, S. 7] Zudem gilt die Vorgabe, dass Fahrzeuge in Spitzenzeiten im Schnitt maximal zu 65% der Gesamtkapazität ausgelastet sein dürfen.[bmdv.de, Verfahrensanleitung Standi, S. 51] Dementsprechend ist die Zielkapazität 1.925/0,65 ~ 2.962.

Eigenschaft BRT (Gelenkbus 18m) BRT Doppelgelenkbus ART (32m) ART (32m) 25J StUB (40m, Avenio 4tlg) StUB (60m, Avenio 4tlg + 2 tlg)
Fahrzeugkapazität 103 150 170 170 218 321
Anzahl Fahrten 23 16 14 14 11 8
Taktfolge in Sekunden 156,52 225,00 257,14 257,14 327,27 450,00
Taktfolge in Minuten 2,61 3,75 4,29 4,29 5,45 7,5
Betriebskosten in Euro pro h (30km/h) 1995,28 1848,33 2043,67 1671,09 1558,10 1529,79
Betriebskostenindex 128% 119% 131% 107% 100% 98%
Verbleibende Restkapazit 618 1950 2550 2550 3924 6741
Verbleibende Restkapazität in % 21% 45% 52% 52% 62% 72%

Auch hier bestätigt sich, dass für die für die StUB prognostizierten Fahrgastzahlen die Stadtbahn das günstigste Verkehrsmittel ist. Gleichzeitig ist gut zu erkennen, dass insbesondere ein BRT-Systemen mit klassischen Gelenkbussen kaum noch zusätzlichen Verkehr aufnehmen könnte. Insbesondere für den Fall, dass die Fahrgastzahlen wie üblich stärker steigen als prognostiziert, wäre ein BRT-System bereits am Limit. Zusätzliche Linien wie ein Nordwest-Ast könnten nicht mehr aufgenommen werden.

 

Ein BRT auf Basis von ART-Fahrzeugen wäre ebenfalls teurer im Betrieb, könnte aber zumindest noch Mehrverkehr in nennenswerten Umfang aufnehmen. Die (zukunftsfähigste) Lösung mit den größten Kapazitätsreserven stellt jedoch die StUB dar, die bis zu 72% Mehrverkehr aufnehmen könnte, bis die kleinstmögliche sinnvolle Taktfolge erreicht wird.

 

Infrastruktur und Instandhaltungkosten

Für einen Vergleich müsste man detailliert die Infrastruktur- und Wartungskosten sowie jährlichen Betriebskosten aufschlüsseln. Hierzu fehlt mir jedoch die Datenbasis. Auf Grundlage der Studie zum TSB lässt sich erahnen, dass die Baukosten und dementsprechend die Kapitalkosten rund 22% geringer sind für BRT-Systeme gegenüber Stadtbahnen. Grund ist der Verzicht auf Gleise, Oberleitungen und Weichen. Dem entgegen steht eine längere Lebensdauer von Teilen der Stadtbahn-Infrastruktur (z.B. Gleise in fester Fahrbahn (hierzu zählt auch Rasengleis) 50 Jahre ggü. Betonfahrbahnen von Bussen mit ca. 25Jahren).[bmdv.de, Anhang 1  Standi, S. 14]

Diese längere Lebensdauer drückt sich in einem geringeren Annuitätsfaktor aus, sodass die Annuität eines BRTs real sehr ähnlich zu dem einer Stadtbahn sein dürfte. Ähnlich dürfte es bei den Betriebskosten sein: diese sind zunächst auf Grund der geringeren Infrastrukturkosten beim BRT geringer, durch den notwendigen höheren Takt verschleißen dafür einige Bestandteile schneller.

 

Anders als Stadtbahnen werden BRT-Systeme jedoch nicht gefördert, sodass die Annuität grundsätzlich von der Stadt zu tragen wäre. Dagegen werden Neubauten von Stadtbahnen zu 75% bzw. im Falle der StUB zu 90% vom Bund und Bundesland gefördert. Dementsprechend sind die Folgekosten für Stadt Erlangen im Falle der StUB geringer.

 

Gesamtkostenvergleich

In Deutschland gibt es leider nur wenige dedizierte Vergleiche von BRT-Systemen und Stadtbahnen. In jüngerer Zeit wurde ein solcher Vergleich z.B. in Kiel durchgeführt.[kielmobil.blog] Dort ergaben sich geringere jährliche Kosten für den Betrieb einer Straßenbahn als für den Betrieb eines BRT bei ansonsten identischen Liniennetz. Grund ist die notwendige höhere Fahrtenzahl beim BRT-System, sodass die Vorteile durch geringfügig geringere Infrastrukturkosten durch die höheren Betriebskosten "aufgefressen" werden.[kiel.de, S. 59]

 

Fazit

Zusammengefasst für den Anwendungsfall in Erlangen:

  • Auch ein BRT-System benötigt eigene Infrastruktur.
  • Um die gleiche verkehrliche Wirkung zu Erzielen, benötigt ein BRT-System die gleiche Infrastruktur wie die StUB. Dementsprechend wäre auch für ein BRT-System eine eigene Regnitzquerung (Wöhrmühlbrücke) notwendig.
  • Ein BRT-System mit Stand jetzt zulassungsfähigen Gelenk- und Doppelgelenkbussen wäre mit der Fahrgastprognose für die StUB System-seitig bereits wieder fast ausgereizt:
    • Die Restkapazität wäre bereits durch die übliche Unterschätzung der realen Fahrgastzahlen durch Verkehrsmodelle ausgereizt.
    • Im Bereich der Regnitzquerung könnte Mehrverkehr wie der Nordwestast oder normale Buslinien kaum noch aufgenommen werden.
    • Ein BRT-System mit ART-Systemen hätte noch ausreichend Restkapazität.
  • Ein BRT-System ist in den reinen Betriebskosten teurer als ein Stadtbahnsystem, wenn die gleiche Fahrgastnachfrage bedient bzw. Kapazität zur Verfügung gestellt werden soll.
  • Aus Kiel ist bekannt, dass ein BRT-System auch bei den jährlichen Gesamtkosten (Annuität/Kapitalkosten, Instandhaltungskosten, Betriebskosten) teurer ist als ein Straßenbahn- bzw. Stadtbahnbetrieb.
  • Anders als die StUB würde ein BRT-System nicht gefördert werden --> die Stadt müsste 100% der Kapitalkosten finanzieren und nicht 10% wie bei der StUB.

 

Dementsprechend würde ein BRT-System für Erlangen eine langfristig teurere Lösung darstellen, die deutlich weniger zukunfts- und ausbaufähig ist. 

 

Änderungen

Datum Beschreibung der Änderung
08.06.2024 Annahme ergänzt.