Deutsche Bahn plant neuen Wasserstoffzug

  • Gerade bei GMX entdeckt: https://www.gmx.net/magazine/w…toff-zug-auftrag-35342746


    Die Deutsche Bahn will 330 Tonnen CO2 im Jahr einsparen und plant die Entwicklung eines neuen mit Wasserstoff angetriebenen Zuges für Strecken ohne Pberleitung. Beagtagt wurde Siemens, und das Gefährt hat auch schon einen Namen: "Mireo Plus H". Die Reichweite soll 600 km betragen, die Höchstgeschwindigkeit 160 km /h. Für 2024 wird ein erster Testlauf auf der Strecke Iübingen - Horb - Pforzheim angestrebt.


    Und hier zur entsprechenden Webseite von Siemens Mobility: https://www.mobility.siemens.c…hren-ohne-emissionen.html


    Und hier zu Wikipedia über die gesamte Mireo-Baureihe, die es laut Wikipedia schon seit 2 Jahren mit Elektro-Antrieb gibt: https://de.wikipedia.org/wiki/Siemens_Mireo

  • Wieviele Abschnitte im Netz der DB gibt es, wo es einerseits einen Wasserstoffanschluss, aber auf mehr als 80km keine Oberleitung gibt?

    Oder wäre das eine Frage fürs Quiz?


    Und ein Wasserstofftank, der per LKW gefüllt wird, zählt nicht - wenn schon Tank ohne Leitung, muss er wenigstens per Tank-Waggon an einer H2-Güterlok, ersatzweise angehängt an einen der H2-Züge, erreicht werden.

  • Im Zuge des Projektes mit Siemens entwickelt man eine Tankstelle, die per Elektrolyse den Wasserstoff direkt vor Ort herstellt. Der dazu benötigte Strom kommt aus dem Bahnnetz. Prinzipiell ist dieses System auch autark möglich, sofern eine Stromerzeugung (Windkraft, Solar..) in ausreichender Höhe vor Ort möglich ist.


    Daneben gibt es bereits Ideen, wie Wasserstofftankstellen ohne vor Ort Erzeugung und Anschluss an eine Wasserstoffleitung per Zug beliefert werden können.

  • Das klingt jetzt nicht wirklich nach "sinnvoll".

    Wenn ich Bahnstrom bis zur Tanksäule habe, könnte ich bis zu dieser Stelle auch einen Akku-Zug versorgen.


    Aktuell braucht man zur elektrolytischen Erzeugung von 1m³ H2 bei Normaldruck irgendwo zwischen 4,3 und 4,9kWh - das sind 125g Wasserstoff - für ein kg also zwischen 34 und 39 kWh. Und das wäre super effizient, denn ein kg H2 entspricht 33,33kWh. Hinzu kommt ein nicht bekannter Aufwand für Kompression, Speicherung, Bereitstellung zum Tanken.

    330t CO2 entsprechen gerundet 130m³ Diesel (2.600g CO2/l Diesel), die eingespart werden sollen. Der Bahnbetrieb kommt der Energieeffizienz sehr entgegen, also rechnen wir den Dieselmotor mit 40% Effizienz, 130m³ Diesel sind dann 9,4kWh/l * 0,4 * 130.000l = 488800 kWh.

    Bei Erzeugung aus H2 mittels Brennstoffzelle kommen die besten kommerziell verfügbaren Systeme auf einen Wirkungsgrad von 60%.

    Wir brauchen also 488800/0,6=814666 kWh inWasserstoff gespeicherte Energie.

    814666/33,33 = 24442 kg Wasserstoff, die aus 841-953MWh Strom erzeugt werden mussten.


    Wenn man zur Speicherung Akkus einsetzt, kostet das ca. 6% des eingesetzten Stroms. Wenn wir also für den Antrieb unserer Züge 488,8 MWh brauchen, dann erfordert das eine Entnahme von 520 MWh aus dem Netz.


    Akkubetrieb erfordert also zwischen 55,5 und 62,1% des Energieaufwands eines Wasserstoffzuges - ohne den Aufwand für Kompression, Lagerung, und Tankvorgang zu kennen und einzurechnen.

    Und auch wenn der Strom für die Wasserstofferzeugung aus noch so erneuerbaren Quellen stammt, könnte man fast doppelt so viele Züge damit fahren lassen, wenn man ihn nicht erst in Wasserstoff umwandelt. Selbst eine Speicherung in stationären Akkus und Laden der Fahrzeugakkus aus diesen verschlechtert die Rechnung nur um weitere 6% auf 553 MWh für die Akkuzüge.

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  • Wenn man aber dafür bei Wasserstoffzügen erheblich weniger Batterien benötigt, ist das sehr wohl eine bessere Umweltbilanz, insbesondere auf lange Sicht. Denn Akkus sind sehr aufwändig in der Herstellung, was sich auch erheblich auf die Klimabilanz auswirkt.


    Wenn ein Teil der Strecke elektrifiziert ist, machen möglicherweise Batteriezüge mehr Sinn, da man diese während der Fahrt aufladen kann und dann wieder die volle Kapazität hat, um den nichtelektrifizierten Teil der Strecke zu bewältigen. Das spart insbesondere auch Zeit; denn ein Wasserstoffzug muss zum Betanken seine Fahrt unterbrechen.


    Ich kenne die Strecke nicht, auf der der Zug eingesetzt werden soll, aber je nach dem, wie die elektrifizierung fortgeschritten ist, muss man dann abwägen, was sinnvoller ist.

    Mit freundlichen Grüßen


    André Hergert

  • Bei Bussen hatten wir auch schon die Diskussion Wasserstoff versus Akkustrom.


    Für diese Frage sehe ich noch zwei wichtige Gesichtspunkte:

    1. Öko-Bilanz der Akkus (die sollen auch schon bei Handys etc. ein deutliches Umweltproblem sogar schon bei der Herstellung darstellen);

    2. Dauer des Tankvorgangs. Das Laden eines Akkus für ein Auto soll schon eine Weile dauern, erst recht für einen Zug. Nach dem beschriebenen Konzept soll das Betanken eines Wassersttoff-Zuges nur 15 Minuten dauern.

  • Aktuell braucht man zur elektrolytischen Erzeugung von 1m³[...]

    Danke für diese interessante Rechnung! Ein Problem damit: Diesel kommt auch nicht ohne Energiekosten in die Tankstelle. Die Verteilung von Diesel für Großgeräte ist sicherlich effizienter als die für PKW — auch, weil an Zugtankstellen wohl seltener ein Kühlschrank für Bier steht als an Autotankstellen — aber Herstellung von Diesel, Transport und eben der Betrieb der Tankstellen kostet, wenn ich mich Recht erinnere, für 10 Liter getanktes Diesel etwa das Energieäquivalent von weiteren 6 Liter. Selbst wenn die Tankstellen dabei die Hälfte ausmachten, wäre das immernoch ein Effizienzgap von etwa 25% (3 von 13).


    Beim Wasserstoff hat man natürlich auch Transportkosten.

  • Bei Rohöl bzw. Diesel auch. Gibt es eigentlich eine Vergleich der Herstellungskosten und Umweltbilanz über alles, also Gewinnung des Rohstoffen bis zum Betrieb von Fahrzeugen? Ich kenne keinen, je nach beabsichtiger Aussage wird gerne mal etwas außen vor gelassen.

  • Gibt es eigentlich eine Vergleich der Herstellungskosten und Umweltbilanz über alles, also Gewinnung des Rohstoffen bis zum Betrieb von Fahrzeugen?

    Ich kenne eine ziemlich gute Aufstellung für PKW, Suche ich bei Gelegenheit bei raus. Ich kann mir aber sehr gut vorstellen, dass für größere Leistungen und Verbräuche und die deutlich andere Befüllung im Eisenbahnsektor die Bilanzen deutlich ändert.

  • Bei Bussen hatten wir auch schon die Diskussion Wasserstoff versus Akkustrom.


    Für diese Frage sehe ich noch zwei wichtige Gesichtspunkte:

    1. Öko-Bilanz der Akkus (die sollen auch schon bei Handys etc. ein deutliches Umweltproblem sogar schon bei der Herstellung darstellen);

    2. Dauer des Tankvorgangs. Das Laden eines Akkus für ein Auto soll schon eine Weile dauern, erst recht für einen Zug. Nach dem beschriebenen Konzept soll das Betanken eines Wassersttoff-Zuges nur 15 Minuten dauern.

    Die Öko-Bilanz der primären Herstellung eines Akkus ist auch nicht wesentlich schlechter als die der Herstellung des BZ-Stacks - zumal im Brennstoffzellenzug ohnehin ein kleiner Akku verbaut werden muss.

    Da von den Rohstoffen, die im Akku verbaut wurden, während dessen Lebensdauer kein Gramm verloren geht (Akkudegradation ist Strukturverlust), kann voraussichtlich ein Großteil der Materialien einen Recyclingprozess durchlaufen, an dessen Ende wieder ein Akku steht. Nicht recyclebar ist dabei in erster Linie der flüssige Elektrolyt und Kohlenstoff, der im Recyclinprozess üblicherweise zu CO2 wird, alle metallischen/metallhaltigen Komponenten sind mit bestehender Technologie gut trennbar.


    Das Laden einens Akkus für einen Zug, der auch nur 30 Minuten unter einer Oberleitung fährt ist trivial, da da oben dann mehr strom hängt, als Du in den Akku packen kannst. Einen 1,5 Tonnen schweren Akku mit einer 10-80% Kapazität von 500 kWh kannst Du mit 1MW laden. Schau dir die Leistung einer E-Lok an, den Akkuladevorgang schafft die Stromversorgung bei einen Triebwagenzug nebenbei. Hauptproblem ist dabei die Kühlung, weil die Krach macht.


    Ja, das Wasserstofftanken ist rechnerisch erst mal geringfügig schneller, aber der Zug muss erst mal zur Tanke und dann von da wieder auf seine Strecke. Der Akkuzug lädt, wann immer er mal einen Draht sieht.


    Deshalb ja auch meine Frage oben unter #3:

    Wieviele Abschnitte im Netz der DB gibt es, wo es einerseits einen Wasserstoffanschluss, aber auf mehr als 80km (typische Reichweite mit 500kWh) keine Oberleitung gibt?

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  • Wieviele Abschnitte im Netz der DB gibt es, wo es einerseits einen Wasserstoffanschluss, aber auf mehr als 80km (typische Reichweite mit 500kWh) keine Oberleitung gibt?

    Es ist m.E. irrelevant, wo es Wasserstoffabschlüsse heute schon gibt. H2 ist ein naszenter Energieträger; wir haben auch im ganzen Land Methan verfügbar.

  • Die 80 km kann ich jetzt nicht so ganz nachvollziehen. Fahrzeuge mit reinem Akkubetrieb?

    Dir Hersteller spricht erst einmal von 600 km Reichweite (sei mal dahingestellt, bei voller Heiz oder Kühlleistung dürfte es weniger sein).


    Einsatzgebiete sehe ich als Ersatz für die 612 und LINTS, in der Umgebung so z.B. im vlexx oder Lahntal / Vogelsberg.

    Unsere Küstenländer wären auch Kandidaten, Wasser und Wind gibt es dort mehr als genug.

  • Ich glaube man sollte es nicht so schwarz und weiß sehen. Es wird kein entweder oder geben. Wasserstoff Netze und Akku Netze werden gleichermaßen zum Einsatz kommen. So hat sich Rheinland Pfalz und Schleswig Holstein sowie Baden Württemberg für Züge mit Akkus entschieden, der RMV und die LNVG für Züge mit Wasserstoff.


    Die DB entwickelt mit Siemens ein komplett System aus Fahrzeug, Tankstelle und Wartung. Dieses soll die bisherigen Probleme der Versorgung lösen.


    Die Entwicklung beider Systeme ist nicht abgeschlossen und daher ist eine abschließende Bewertung nicht möglich. Das zeigen auch die unterschiedlichen Studien (TU Dresden, VDEI, ..).

  • Da von den Rohstoffen, die im Akku verbaut wurden, während dessen Lebensdauer kein Gramm verloren geht (Akkudegradation ist Strukturverlust), kann voraussichtlich ein Großteil der Materialien einen Recyclingprozess durchlaufen, an dessen Ende wieder ein Akku steht.

    Nur haben wir momentan nicht ansatzweise so viele Akkus im Umlauf, wie für das Recycling für neue künftig benötigt werden.

  • Es ist m.E. irrelevant, wo es Wasserstoffabschlüsse heute schon gibt. H2 ist ein naszenter Energieträger; wir haben auch im ganzen Land Methan verfügbar.

    Was willst Du mit Methan machen? Zusätzlich zur BZ noch einen Ergasreformator, der aus Methan unter Freisetzung von CO2 Wasserstoff macht? Das gibt es zwar von Viessmann für die Hausversorgung via Erdgas, ist aber vom Bauvolumen, wenn man es skaliert für die Leistung in einem Zug, dann auch schon wieder ziemlich groß.

    Nicht vorhandene Infrastruktur für einen ineffizienten Energieträger spricht auch gegen dessen Einsatz.

  • Die 80 km kann ich jetzt nicht so ganz nachvollziehen. Fahrzeuge mit reinem Akkubetrieb?

    Dir Hersteller spricht erst einmal von 600 km Reichweite (sei mal dahingestellt, bei voller Heiz oder Kühlleistung dürfte es weniger sein).

    Die 600km Reichweiter der Wasserstoffzüge sind notwendig, weil man sie irgendwann betanken muss.


    Die 80km Strecke ohne Oberleitung sind relevant, weil das die Strecke ist, die aktuell verfügbare Akkuzüge ohne Oberleitung überbrücken können, billiger auch schon für nur 60km.

    Immer dann, wenn die zu fahrende Strecke ohne Oberleitung kürzer ist als 60/80km, ist die Gesamtverfügbarkeit eines Akku-/Oberleitungs-Hybriden höher als die eines Wasserstoffzugs, weil Tankstopps für den Akkuzug dann ebenso häufig sind wie für einen reinen Oberleitungszug.


    Wenn Du einen Wasserstoffzug nicht ohnehin am Industriepark Höchst vorbeifährst, sondern beispielsweise auf der Strecke Friedberg/Rosbach/Friedrichsdorf pendeln lässt, dann bist Du nach 20 x Pendeln soweit, dass der Zug erst mal irgendwo tanken muss. Fährst Du hier mit einem Akkuzug, dann hast Du an beiden Enden der Strecke mit den heutigen Wartezeiten genug Zeit, unter einer Oberleitung dafür zu Sorgen, dass der Akku nicht leer wird.

    Die Strecke nach Königstein hat auch nur 15-16km, hat aber für das Wasserstoffmodell den Vorteil, dass man vom Höchster Bahnhof aus zum Industriepark eine recht kurze Strecke zur nächsen H2-Quelle hat. Trotzdem wäre eine weiter nach F-HBF fahrende Akkubahn bei ihrer Rückkehr nach Höchst schon wieder voll geladen, bräuchte also nicht einmal Wartezeit in Höchst.

    Der Wasserstoffzug muss dagegen, wenn er immer bis Frankfurt durchfährt, nach 12 Fahrten (12*25km*2) zum Tanken. Das heißt, er kommt nicht über die komplette Tagesschicht.

  • Was willst Du mit Methan machen?

    Lass uns nicht über die technische Seite reden — Methan ist wesentlich einfacher zu handhaben und speichern als Wasserstoff — denn das meinte ich oben nicht.


    Mit der Erwähnung der allgemeinen Verfügbarkeit von Methan (und um die ging es mir, nicht um Methan selbst) wollte ich darauf hinweisen, dass es nicht komplett abwegig ist, sich vorzustellen, dass es ein bundesweites Verteilnetz für einen neuen chemischen Energieträger geben könnte. Wieso, mit anderen Worten, sollten wir an Wasserstoffverteilung Ansprüche stellen, über die wir uns noch nie Gedanken gemacht haben, als es um wesentlich schmutzigere Energieträger ging?

  • Metan wirkt sich 4 x schlechter auf die Umwelt aus als Kohlenstoffdioxid. Da ist es erheblich umweltfreundlicher, mit Diesel zu fahren.


    Nachtrag: Ok, ich glaube, ich habe da was falsch verstanden. :wacko: Mit Metan kann man auch nicht wirklich ein Fahrzeug in Bewegung setzen.

    Mit freundlichen Grüßen


    André Hergert

    3 Mal editiert, zuletzt von Dorfbewohner ()

  • Metan wirkt sich 4 x schlechter auf die Umwelt aus als Kohlenstoffdioxid. Da ist es erheblich umweltfreundlicher, mit Diesel zu fahren.


    Nachtrag: Ok, ich glaube, ich habe da was falsch verstanden. :wacko: Mit Metan kann man auch nicht wirklich ein Fahrzeug in Bewegung setzen.

    Ähm also, insgesamt: Mit Methan kann man genauso gut ein Fahrzeug in Bewegung setzen wie mit Diesel: indem man es verbrennt. Mit Kohlendioxid allerdings nicht. (Außer, wenn man damit Druckgas erzeugt, aber wir reden ja von chemischen Energieträgern, nicht von physikalischen.)