Grüne Welle auf der Schiene | © ALSTOM

Grüne Welle auf Schienen mit der Brennstoffzelle

Premiere für die Verkehrswende: Auf der Bahntechnikmesse Innotrans ab 20. September in Berlin präsentiert Hersteller Alstom den ersten Nahverkehrstriebzug mit Brennstoffzellen-Antrieb. Elektrischer Bahnbetrieb statt Diesel-Emissionen auf der nicht elektrifizierten Schieneninfrastruktur in ländlichen Räumen rückt in greifbare Nähe.

Ein wenig Show muss sein. Nicht anders als die Automobilindustrie vor der Vorstellung neuer Top-Modelle gibt sich Alstom im Vorfeld der Messe geheimnisvoll. Weder Daten, noch Fotos, noch der Name des neuen Zuges werden vorab öffentlich gemacht. „Alle Welt hat beim Thema Elektromobilität das Auto und Batterie-Lösungen im Blick. Wir werden zeigen, dass Wasserstoff mit Brennstoffzellen für einen Zugbetrieb auf Regionalnetzen eine sinnvolle Alternative ist“, verrät Didier Pfleger, Chef von Alstom Transport Deutschland in Salzgitter, im Gespräch mit „Damit Deutschland vorne bleibt“. Im Prinzip lasse sich ein mit Wasserstoff betankter Zug von den Betriebsabläufen ähnlich nutzen und behandeln wie ein Dieseltriebwagen. Pfleger: „Der Zug wird vor Betriebsbeginn an der Wasserstofftankstelle im Depot mit Treibstoff versorgt, kann dann den ganzen Tag seine Umläufe fahren und kehrt abends ins Depot zurück. Dort wird er dann vor dem nächsten Einsatz erneut betankt. Das ist ein einfaches, leicht zu kalkulierendes Business-Modell. Und es ist der Weg, ohne große Infrastrukturanlagen zu einem Null-Emissions-Zugbetrieb zu kommen.“

Für den Prototypen hat Alstom, in Deutschland Marktführer bei Dieseltriebzügen für den Regionalverkehr, eine zweiteilige Einheit seiner Zugplattform „Coradia“ mit zwei Antriebsmodulen je Fahrzeug ausgestattet, die jeweils auf den Dächern untergebracht sind. Es handele sich hierbei um Module, wie sie auch schon in der Automobilindustrie verwandt werden, erläutert Pfleger: „Da gibt es sicher noch Optimierungsbedarf, das ist noch nicht State of the Art.“ Neben dem absolut klimaneutralen Zugbetrieb weise das System eine deutlich höhere Energieeffizienz aus. „Brennstoffzellen erzeugen aus der chemischen Energie des Wasserstoffs direkt Strom, während konventionelle Motoren die chemische Energie des eingesetzten Kraftstoffs zuerst in thermische und dann in mechanische Energie umwandeln.“ In mobilen Anwendungen, wie beispielsweise Autos, sei der Wirkungsgrad des elektrischen Antriebs mit Wasserstoff als Energiespeicher mit knapp 50 Prozent heute schon doppelt so hoch wie die eines modernen Dieselantriebs. Hinzu komme, dass die neue Antriebstechnologie wie überall im modernen elektrischen Bahnbetrieb die Rückspeisung von Bremsenergie in die Fahrmotoren ermögliche.

Testbetrieb ab Herbst 2017
Hinter dem Projekt des Brennstoffzellen-Triebzugs stehen das vom Bundesverkehrsministerium geförderte „Nationale Innovationsprogramm Wasserstoff“ (NIP) sowie mehrere Bundesländer und Aufgabenträger. Innerhalb der nächsten Jahre sollen zunächst etwa 60 emissionsfreie Elektrozüge zum Einsatz kommen. Zum Auftakt testet Alstom zwei Prototypen, die ab Ende 2017 in den Fahrgastbetrieb gehen und bis dahin die Zulassung des Eisenbahn-Bundesamtes (EBA) erreichen sollen. „Das EBA ist bereits seit den Anfängen in das Projekt involviert, und so bin ich zuversichtlich, dass der Zeitplan eingehalten wird“, sagt Pfleger. „Das deutsche Schienennetz ist zu 50 Prozent nicht elektrifiziert, der Einsatz von dieselgetriebenen Zügen mit entsprechendem Schadstoffausstoß ist somit an der Tagesordnung“, stellt Verkehrs-Staatssekretär Rainer Bomba im Grußwort einer begleitenden Studie der Nationalen Organisation Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie (NOW) fest. Laut Alstom wird heute mit den Abgasen der Dieselzüge in Deutschland pro Jahr rund eine Million Tonnen CO2 und andere Treibhausgase in die Luft geblasen.

Alstom geht hier zum ersten Mal neue Wege und wird neben der Lieferung der Fahrzeuge und deren Wartung auch für den Aufbau der Tankinfrastruktur zusammen mit einem Partner verantwortlich zeichnen. Pfleger: „Somit ist es möglich, emissionsfreie Verfügbarkeit zu garantieren.“ Die Energie kann – nicht anders als Dieseltreibstoff – per Rohrleitungen und per Kesselwagen bzw. Tankcontainer in die Betankungsanlagen in den Fahrzeugdepots gebracht werden. Gewonnen werden kann der Wasserstoff im Verfahren der Elektrolyse. Die NOW-Studie sieht da zum einen Synergien mit dem Straßenverkehr, etwa in der gemeinsamen Betankung von Brennstoffzellen-Bussen und -zügen. Zum anderen könnte die großflächig eingesetzte Elektrolyse die problematischen Schwankungen in der Stromproduktion durch Erneuerbare Energien mit einer entsprechend gesteuerten Nachfrage ausgleichen und beispielsweise Wasserstoffspeicher füllen. Dies seien Überlegungen, um den emissionsfreien Schienenverkehr mittelfristig wirtschaftlicher zu gestalten.

Die Frage eines Pro und Contra zwischen Batterie und Brennstoffzelle stellt sich für Didier Pfleger nicht. „Am Ende wird es einen Mix geben. Den hohen Energiebedarf des Verkehrs wird weder die eine noch andere Technologie alleine liefern können, und deshalb müssen alle Akteure in alle Richtungen denken.“ Für die Verkehrswende gebe es weitere große Aufgaben – vom umweltfreundlichen Güterverkehr angefangen über Kapazitätssteigerungen der Schieneninfrastruktur durch elektronische Betriebsleitsysteme bis hin zu kostengünstigen Fahrzeugsystemen aus dem modularen Baukasten.

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