Dekarbonisierung im Schienenverkehr

    Bisher haben wir, soweit ich das sehen kann, nur ein Thema zu Brennstoffzellen, das sich aber vor allem mit dem Einsatz im Taunus beschäftigt. Daher mache ich mal ein allgemeines Thema zur Fragestellung der Dekarbonisierung im Schienenverkehr, also dem Bemühungen, auf Dieselfahrzeuge zu verzichten, auf.


    Konkreter Anlass dafür ist eine zusammenfassende Meldung auf heise.de, dass sowohl Schleswig-Holstein als auch Baden-Württemberg sich gegen neue Wasserstoffzüge entschieden haben, weil in ihren speziellen Fällen Akkus wirtschaftlicher sind:

    Zitat von Warum keine zusätzlichen Wasserstoffzüge fahren

    Zwei Bundesländer entscheiden sich unabhängig voneinander für batterie-elektrische Triebwagen, da sie wirtschaftlicher sind als wasserstoffgetriebene.

    ...mit Links auf die Pressemitteilungen der Länder:

    Zitat von 102 neue Akku-Triebzüge für Niedersachsen: LNVG bereitet Ausschreibung noch für 2023 vor

    [von Juli 2023] Grundlage für den Kauf der neuen Akku-Fahrzeuge ist eine Markterkundung zu alternativen Antrieben, die die LNVG durchgeführt hat. Dabei wurden insbesondere Züge mit Wasserstoff-Antrieb und Akku betrachtet. Ergebnis: Akku-Züge sind im Betrieb günstiger.

    Zitat von Klimaneutral auch ohne Oberleitung

    [von Oktober 2022] Bereits jetzt lässt sich feststellen, dass der Betrieb mit Wasserstoff-Hybrid-Zügen in naher Zukunft aufgrund diverser betrieblicher und wirtschaftlicher Gründe nicht weiter in Betracht gezogen wird. Im direkten Vergleich konnte sich diese Technologie auf keiner der untersuchten Strecken in Baden-Württemberg – auch aufgrund der Eigenschaften der Infrastruktur und des Betriebs – durchsetzen.

    Einmal editiert, zuletzt von baeuchle () aus folgendem Grund: Original-PMs hinzugefügt

    Tatsächlich haben sich die Länder bisher mehrheitlich für Batteriezüge entschieden. Wenn ich mal Zeit finde, stelle ich mal die aktuelle Bestellungen bzw. Ausschreibungen zusammen. Dürften mittlerweile fast 300 Züge sein. Beim Wasserstoff sind es deutlich unter 100. Neben dem ilint in Hessen und Niedersachsen sowie dem Mireo Plus H Testzug in BaWü gibt es meines Wissens nur noch eine Bestellung für den Rest Mireo Plus H von der NEB für die Heidekrautbahn.


    Der erste Aufgabenträger, der sich bewusst gegen Wasserstoff und für Batteriezüge entschieden hat, war der ZPNV Süd aus Rheinland Pfalz, die das auf Basis einer Studie der TU Dresden gemacht haben. Bei Schleswig Holstein war meine ich der Batteriezug von Beginn an gesetzt.


    Wenn ich das richtig verfolgt habe, sind die im Jahr 2020 von der HLB für das LVR Netz bestellten Lints die letzten klassischen Lints, die bei Alstom bestellt worden sind. Seitdem wurden in Deutschland nur noch Batteriezüge oder Wasserstoffzüge bei Stadler, Siemens und Alstom bestellt.

    Soweit ich es überblicke, sind die Akkutriebwagen keine reinen Akkufahrzeuge, sondern eher 15kV Elektrotriebzüge mit Zusatzakku. Das erspart natürlich weitestgehend ortsgebundenen Lade- / Tankinfrastruktur. SH mit den Ladeinseln 15kV ist da ein Sonderfall, sofern diese Abschnitte dann vollständig in das elektrifizierte Netz eingebunden werden.

    Zitat von tunnelklick

    Wie kommt ihr denn auf Schleswig Holstein? In den verlinkten Quellen ist von Niedersachsen die Rede.

    Schleswig Holstein deswegen, da die Betriebsaufnahme kurz bevor steht. Die Stadler Akku Flirts machen aktuell ihre Zulassungsfahrten. Niedersachsen hingegen schreibt gerade erst aus.


    Der Artikel in Heise betrachtet auch nur 2 Projekte lässt aber auch andere weg. Wahrscheinlich deswegen, da es in den beiden Ländern auch versuche mit Wasserstoff gibt. Dies ist bei anderen Ländern, die aktuell Akkuzüge bestellen, nicht der Fall.

    Zitat von Condor

    Soweit ich es überblicke, sind die Akkutriebwagen keine reinen Akkufahrzeuge, sondern eher 15kV Elektrotriebzüge mit Zusatzakku. Das erspart natürlich weitestgehend ortsgebundenen Lade- / Tankinfrastruktur. SH mit den Ladeinseln 15kV ist da ein Sonderfall, sofern diese Abschnitte dann vollständig in das elektrifizierte Netz eingebunden werden.

    Richtig beobachtet, es gibt keine reinen Akku Fahrzeuge auf dem Markt, die Batteriezüge sind sozusagen Hybridfahrzeuge und basieren alle auf der jeweiligen Elektrotriebwagen Plattform.


    Neben SH werden auch in der Pfalz 15kV Ladeinseln gebaut und die sind eigentlich auch Kein Sonderfall. Es gibt aber auch Netze, wie das Warnownetz, die kommen ohne aus. Hängt aber immer an der Entfernung und der Einsatzstrategie.

    ^ Die nebenbei nicht das Lastenheft erfüllt hat. Und Alstoms hat damit die Vertrauensbasis dieser Produktgattung erschüttert.


    Heute hat der chinesische Hersteller CATL Schnellladebatterien vorgestellt die, wenn in PKWs verbaut, nach 10 minütigen Ladezeit eine Reichweite von ca. 400 km ermöglichen (Q). Die Degression der Herstellungskosten bei gleichzeitiger Reichweitensteigerung schreitet immer schneller voran. Auch das Gewicht der Batterien wird sich in den nächsten Jahren noch weiter reduzieren, sodass wir in 5 Jahren sehr viel mehr batterieelektrische Busse und dann auch zunehmend BE-Züge sehen werden. Die Nachfrage Eisenbahnstrecken zu elektrifizieren wird sinken da BE-Züge plus Ladeinfrastruktur unterm Strich günstiger erstellbar ist und die Betriebskosten auch günstiger sein werden.

    Limitierend für das schnelle Flottenwachstum der BE-Busse dürfen die mangelnden Ladeinfrastruktur auf den Betriebshöfen sein denn die lokalen Versorgungsnetze müssen sehr wahrscheinlich leistungsmässig mitwachsen.

    3 Mal editiert, zuletzt von main1a ()

    Zitat von main1a

    Die Nachfrage Eisenbahnstrecken zu elektrifizieren wird sinken da BE-Züge plus Ladeinfrastruktur unterm Strich günstiger erstellbar ist und die Betriebskosten auch günstiger sein werden.

    Im Gegenteil würde ich sagen, dass Batterietriebwagen vermehrt als Vorläufer für eine spätere Elektrifizierungen sinnvoll sind. Die bessere Beschleunigung (und höher mögliche Höchstgeschwindigkeit) unter Oberleitung sollte immer noch ein hinreichender Grund für den Ausbau sein, nur dass jetzt nicht jeder Tunnel ein Totschlagargument für einen Ausbau mehr ist. Der absolute Fehlstart im Taunus wird auch dazu führen, dass Wasserstoff für alle anderen nicht-elektrifizierten Netze praktisch tot ist (der Aufsichtsrat würde jeden Geschäftsführer der dies ernsthaft in Erwägung zieht direkt vor die Tür setzen). Anstatt von Erfahrungen aus einem Batterie-elektrischen Taunus-Netz für eventuell den Odenwald oder der Lahntalbahn zu nutzen muss man in Hofheim quasi komplett von Null anfangen. Vielleicht hätte man doch wie die NVBW erst mal eine Studie beauftragen sollen, bevor man zur Bank rennt und sich 500 Millionen leiht für Wasserstoffkisten für die mir Keiner erzählen kann, dass sie tatsächlich 1,1 m²/sek beschleunigen.

    Hier noch ein Interview mit dem Stadler Rail Chef zu dem Thema: https://www.wiwo.de/unternehme…stoff-durch/29325672.html


    Steffen Obst: Die Batterie hat ihre Alltagstauglichkeit im Bahnverkehr inzwischen oft genug bewiesen. Auf den allermeisten der rund 500 Strecken in Deutschland, die heute mit Diesel bedient werden, ist sie die effizientere und günstigere Lösung. Diese sind in der Regel zwischen 40 und 80 Kilometer lang, das kann man ohne weiteres mit einem Akku-Zug befahren. Es gibt aber auch andere Märkte. Denken Sie an die USA. Dort haben wir mitunter Strecken über mehrere 100 Kilometer. Das kann man nicht mit der heutigen Batterie bedienen, Akku-Züge mit mehr als 200 Kilometern Reichweite zu bauen, wäre aktuell nicht wirtschaftlich.

    Auch in den USA würden sich Elektrifizierungsinseln anbieten, denke ich. Aber dort mag die aktuelle Abwägung dennoch gegen Akkus sprechen.


    Ich begrüße es aber ausdrücklich, dass der „Champagner der Energiewende“ (also Wasserstoff) bei uns nur in wenigen Projekten Anwendung findet und ansonsten den Stellen vorbehalten bleibt, an denen Akkus wirklich nicht sinnvoll sind.

    Evtl, weil die Technik mit extremen Kosten und großen Problemen verbunden ist?

    Sicher, die Taunusbahn war ein operativer Reinfall und nicht nur technisch begründet, aber das Konzept "Wasserstoffwirtschaft" ist von Vorne bis Hinten problembehaftet und teuer.

    Elektrolysezellen und Brennstoffzellen haben begrenzte Wirkungsgrade, müssen unter eher unhandlichen Bedingungen betrieben werden, damit sie diese Wirkungsgrade erreichen, die Energiedichte von Wasserstoff ist gering, und die zu langsame Regelbarkeit der Brennstoffzelle macht, dass man noch einen Zusatzakku im Fahrzeug braucht.


    Also: Das Ganze ist teuer und mäßig effizient (ähnlich Champangner - Wodka knallt mehr fürs Geld) - aber für manche Anwendungen unverzichtbar. Wo eine Alternative existiert (hier: Batterieelektrische Fahrzeuge), wird sie sich fast immer lohnen.

    Einmal editiert, zuletzt von 4nti4sin4 ()

    Wenn es kurze stromlose Abschnitte und relativ leichte Fahrzeuge sind auf jeden Fall.

    Die Wasserstofftechnik, Erzeugung, Transport und Nutzung, stecken noch in Babyschuhen. Mag zehn Jahren anders aussehen. Insgesamt muss dann aber auch ausreichend Wasserstoff für alle Bedarfe zur Verfügung stehen.


    Einen Vorteil haben BEMU weiterhin: Nachladen während der Nutzung. Straßenfahrzeuge hingegen müssen dazu an Ladesäulen pausieren, unter Umständensehr viele Fahrzeugegleichzeitig.

    Mit einer intelligenten Ladeautomatik kann die Nachladung unter Umständen an dem Stromangebot des Bahnstromnetzes angepasst werden. Funktioniert natürlich nicht, wenn nur kurze Ladezeiten möglich sind.

    Einmal editiert, zuletzt von Condor ()

    Zitat von K-Wagen

    Mal ganz neutral gefragt,- warum?

    Die Antwort steckt in der Umschreibung: mit Champagner würdest du nicht deinen Durst stillen, oder?


    Dann stellt sich natürlich die Frage, warum ich es so nenne. Der Ausdruck stammt von Claudia Kemfert, Wirtschaftsökonomin (deren mdr-Podcast ich sehr empfehlen kann). Die eigentliche Analogie ist: teuer und nur für besondere Anlässe sinnvoll. Du wirst einfach niemals die Konvertierungsverluste bei der doppelten Umwandlung Primärenergie > Wasserstoff > Nutzenergie los – und das völlig unabhängig davon, ob die Primärenergie nun aus Kohlestrom oder magischen Einhornpupsen gewonnen wird.


    Aber Wasserstoff hat eben dennoch sinnvolle Anwendungen in zwei Bereichen: dort, wo sehr viel Antriebsenergie transportiert werden muss, also etwa im Schwerlast-LKW-Verkehr (wobei sich hier durchaus Möglichkeiten aufdrängen würden, das noch deutlich zu verringern) oder in der Schifffahrt, und dort, wo der Wasserstoff an sich als chemisches Material benötigt wird, etwa in der Eisenverhüttung.


    Aber halt nicht in Regionalverkehrsnetzen, die zu 3/5 unter Oberleitung fahren, wie Königstein-Höchst (ohne) - Frankfurt -Friedrichsdorf (schon jetzt mit) - Usingen (bald mit) - Brandoberndorf (ohne Oberleitung). Oder eben Netze mit anderweitig relativ kurzen Entfernungen, siehe die Einschätzung von Stadler weiter oben.

    baeuchle, da muss ich Dir ausnahmsweise mal Recht geben. ;-)

    Energie A in Energieträger B zu wandeln um diesen wieder in Energie A zu wandeln ist in der Tat nicht sehr effizient, wenn Energie A zur Verfügung steht um in vertretbarer Zeit und in vertretbaren Intervallen die Batterien wieder zu laden.
    Für das Taunusnetz bietet es sich aber schon aus dem Grund an, da der Wasserstoff bei Infraserv "so da" ist.

    Beim nicht Schienen gebundenen Langstrecken-Verkehr sieht das u.U schon wieder anders aus. Hier möchte man die "Tankstops"
    doch möglichst kurz gestalten.

    Die Dreieichbahn z.B. bietet sich hingegen für eine "Batteriehybrid" Lösung an, an beiden Enden steht Oberleitungsstrom zur Verfügung.

    Lasst endlich die Zweiachser wieder frei !

    Zitat von K-Wagen

    Für das Taunusnetz bietet es sich aber schon aus dem Grund an, da der Wasserstoff bei Infraserv "so da" ist.

    ja, naja, schon, aber. Aktuell schon, und als Testgebiet ist das mit Sicherheit ganz ok, aber auf lange Sicht kann ich mir nicht vorstellen, dass der Wasserstoff aus InfraServ nicht besser anderswo genutzt werden sollte, trotz des dann natürlich nötigen Transports.

    Zitat von K-Wagen

    baeuchle, da muss ich Dir ausnahmsweise mal Recht geben. ;-)

    Energie A in Energieträger B zu wandeln um diesen wieder in Energie A zu wandeln ist in der Tat nicht sehr effizient, wenn Energie A zur Verfügung steht um in vertretbarer Zeit und in vertretbaren Intervallen die Batterien wieder zu laden.
    Für das Taunusnetz bietet es sich aber schon aus dem Grund an, da der Wasserstoff bei Infraserv "so da" ist.

    Beim nicht Schienen gebundenen Langstrecken-Verkehr sieht das u.U schon wieder anders aus. Hier möchte man die "Tankstops"
    doch möglichst kurz gestalten.

    Dann wäre aber das Odenwaldnetz besser geeignet gewesen als das Taunusbahnnetz, da deutlich weniger elektrifizierte Abschnitte. Gerade das Argument „so da“ hat glaube ich zu viele auf das Taunusnetz fixiert, wobei man ehrlicherweise sagen muss, dass es dafür auch eine Studie gab, die das Taunusnetz für geeignet hielt.

    Zitat von K-Wagen

    Für das Taunusnetz bietet es sich aber schon aus dem Grund an, da der Wasserstoff bei Infraserv "so da" ist.

    In welchen Sinne? Infraserv verkauft diese zum Marktpreis und hatte auch vorher keine Absatzprobleme. Umständlich Überführungsfahrten, fast 100% teurer und eine Beschleunigung wie ein Backstein sind mMn ziemliche Kröten die man Schlucken muss um einem Privatunternehmen den Absatz ihres Produktes zu garantieren.