Klimaneutrale Züge spielen eine wichtige Rolle bei der Reduzierung der CO2-Emissionen. Eine offene Herausforderung besteht darin, zu verstehen, welche „grüne" Antriebstechnologie am besten für die jeweilige Anwendung geeignet ist.
Auf einen Blick
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40% des deutschen Schienennetzes waren im Jahr 2020 nicht elektrifiziert.
Mrd. €
100 Milliarden Euro ist der weltweite Markt für klimaneutrale Schienenfahrzeuge.
Bis 2030 will die deutsche Regierung 75% des Netzes elektrifizieren und der Rest sollte von Batterie- und Wasserstoffzügen betrieben werden, denn vor allem im Rangierbereich im Hafen sind Oberleitungen nicht zu realisieren.
- In ganz Europa fahren derzeit noch 15.000 Diesellokomotiven und -züge und bis 2050 sollen sie durch klimaneutrale Schienenfahrzeuge ersetzt werden.
- Lastprofile von Zügen müssen genauer untersucht werden, um technologische Entwicklung weiter voranzutreiben – dabei können sowohl batterieelektrische Antriebe als auch brennstoffzellenbasierte Systeme oder verbrennungsmotorische Ansätze verfolgt werden.
- Eine Wasserstoffbetankungsinfrastruktur wird benötigt, hier können multimodale Ansätze verfolgt werden und Erfahrungen aus anderen Mobilitätsbereichen übertragen werden.
Bis vor wenigen Jahren war der Teil des deutschen nicht-elektrifizierten Schienennetztes (etwa 40%) nur mit Dieselloks befahrbar. Zurzeit stehen elektrische Triebzüge, Wasserstoffzüge und Hybridlösungen beider Technologien zur Verfügung. Es besteht jedoch noch Entwicklungsbedarf und die Tests zur Einsatzfähigkeit werden fortgesetzt.
Unterschiedliche OEMs sind an der Entwicklung aller Technologien beteiligt, da die günstigste Lösung oft von der Einsatzregion und anderen Rahmenbedingungen abhängt.
Ein zentrales Differenzierungsmerkmal der Schienenfahrzeuge mit hybriden Antrieben stellt die erzielbare Reichweite dar. Batteriebetriebszüge haben eine sehr variable Reichweite von zwischen 40 bis über 100 km, da sie von vielen Faktoren abhängt. Für Brennstoffzellenhybridtriebzüge (FCEMU) werden Reichweiten bis 1.000 km erwartet. Legt man die typischen täglichen Fahrleistungen im Schienenpersonennahverkehr darüber, so zeigt sich, dass FCEMU zumindest einen großen Teil der derzeitigen Fahrzeugumläufe ohne untertägige Betankung absolvieren können. Für Batterie-Oberleitungshybridtriebzüge ist – in Abhängigkeit von der nicht elektrifizierten Streckenlänge – eine in der Regel mehrfache Nachladung der Traktionsbatterien innerhalb des Fahrzeugumlaufs erforderlich.
In anderen Anwendungsbereichen sind die Anforderungen unterschiedlich. Für die Verladung von Gütern und Containern können die Schieneninfrastrukturen von Häfen, Industrieanlagen und Güterumschlagplätzen kaum mit Oberleitungen überspannt werden. Außerdem sind reine Batterielösungen aufgrund der geforderten Leistungen der Loks und der dafür erforderlichen Kapazität der Batterien durch die physikalisch bedingte Größe und das hohe Gewicht der Batterien bisher keine ideale Alternative. Des Weiteren stellen die erforderlichen Ladezeiten eine Hürde für das operative Geschäft dar. Die Ähnlichkeiten zwischen diesel- und wasserstoffbasierten Schienenfahrzeugen bzgl. Leistungsfähigkeit, Reichweite und Flexibilität machen den Einsatz dieser Emissionsfreilösung für den Rangierbetrieb besonders attraktiv.
Förderung
Auf europäischer Ebene bietet der Hydrogen Public Funding Compass interessante Fördermöglichkeiten für alle Wasserstoffprojekte an. Z. B. Im Rahmen des Programmes “Connecting Europe Facility – Transport ” (CEF-T) wird auch der emissionsarme Schienenverkehr adressiert. Wenn ein großer Teil des Projektes aus F&E besteht, ist “Horizon Europe” ein passendes Förderprogramm.
Auf nationaler Ebene ist der NOW- Förderfinder eine zuverlässige Quelle von Fördermöglichkeiten für Wasserstoffinitiativen und z. B. die NIP “F&E-Projekte Wasserstoff und Brennstoffzelle ” sind eine passende Option.
Wenn lokale/regionale Fördermöglichkeiten angeboten werden, wird an dieser Stelle darauf hingewiesen.
Weitere Informationen
Kontakt
Dr. Simon Verleger
Senior Project Manager Wasserstoff