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„Wir reduzieren den CO2-Ausstoß erheblich“

Ein Gespräch mit Prof. Dr.-Ing. Arnd Stephan, Technische Universität Dresden, Lehrstuhl für Elektrische Bahnen.

Der Zugverkehr in Rheinland-Pfalz soll Stück für Stück ökologischer werden. Denn auf den noch nicht elektrifizierten Strecken fahren bislang Dieselfahrzeuge. Wie die ökologische Umgestaltung gehen kann, welche Fahrzeugtypen mit welchen alternativen Antriebsarten dafür geeignet sind und wie sich das wirtschaftlich auswirkt, hat die Technische Universität Dresden im Auftrag des Zweckverbandes Schienenpersonennahverkehr Rheinland-Pfalz Süd für das Pfalznetz „Los 1“ analysiert. Rolph hat gefragt, wie die Untersuchung ausgegangen ist.

Herr Professor Stephan, Rheinland-Pfalz sucht neue Betreiber für sein Pfalznetz. Im Vorfeld haben sich alle Beteiligten Gedanken darüber gemacht, ob und wie man die Dieselfahrzeuge auf den nichtelektrifizierten Strecken des Pfalznetzes durch umweltfreundlichere Züge ersetzen kann. Deshalb hat man sich an Sie als Lehrstuhlinhaber für Elektrische Bahnen gewandt. Konnten Sie helfen?

Prof. Dr.-Ing. Arnd Stephan: Ja. Wir haben eine umfangreiche Studie zum Pfalznetz erstellt und konnten mit einer technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Bewertung der heute verfügbaren alternativen Antriebstechnologien und der Elektrifizierung eine Empfehlung aussprechen, welche Technologie die beste aus heutiger Sicht ist. Unter Berücksichtigung unserer Empfehlung wird nun die Ausschreibung für das südliche Pfalznetz vorbereitet. 

 

Wie sind Sie bei Ihrer Untersuchung vorgegangen?

Arnd Stephan: Wir haben uns das Netz sehr detailliert angesehen – die bahnbetrieblichen Prozesse, wie viele Fahrzeuge fahren welche Umläufe, welche Kilometerleistung ist insgesamt zu erbringen. Mit diesen Daten haben wir Betriebsprogramme mit den jeweils möglichen Technologien erstellt. Als mögliche Antriebstechnologien haben wir vier Alternativen mit den bislang eingesetzten Dieselfahrzeugen verglichen: 

  • Oberleitungs-Batterie-Hybridfahrzeuge,
  • Zweikraftfahrzeuge Elektro-Diesel ohne elektrischen Energiespeicher,
  • Diesel-Batterie-Hybridfahrzeuge sowie
  • Wasserstoff-Batterie-Hybridfahrzeuge. 

Dabei haben wir nicht nur die Fahrzeugtypen, sondern auch die jeweils nötige Infrastruktur berücksichtigt. 

Die Ergebnisse haben wir unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten bewertet: Welche Technologie wird über die Zeit wie viel kosten? Das ergibt eine Rangfolge der Wirtschaftlichkeit der verschiedenen Technologien sowohl für einzelne Strecken als auch für das gesamte zu untersuchende Netz.

In die Untersuchung sind, wie Sie schon sagten, nicht nur die Kosten für die verschiedenen, alternativ betriebenen Fahrzeugtypen, sondern auch für die dadurch jeweils nötige Infrastruktur eingeflossen. Wie ist denn die Infrastruktur zurzeit im Pfalznetz ausgelegt? Und was müsste sich bei der Infrastruktur ändern, damit man zukünftig auf Diesel verzichten könnte?

Arnd Stephan: Die Strecken sind – außer zwischen Landstuhl und Neustadt sowie zwischen Saarbrücken und Rohrbach – nicht elektrifiziert. Eine weitere Teilstrecke bis Wörth ist aber schon jetzt zur Elektrifizierung vorgesehen. Es gibt ein paar Dieseltankstellen. Für die neuen Technologien bräuchten wir also abhängig von der gewählten Technik Wasserstofftankstellen oder Ladestationen für die mit elektrischen Batterien bestückten Fahrzeuge und gegebenenfalls verlängerte Abschnitte mit Oberleitungen. Vor allem aber müssen die betrieblichen Abläufe zusammenpassen, sodass nicht zum Beispiel längere Aufenthalte für die Fahrzeuge zum Nachladen oder Betanken nötig werden.

 

Welche alternativen Antriebe eignen sich nach Ihrer Erkenntnis am besten für das Pfalznetz?

Arnd Stephan: Eindeutiger Sieger in diesem Netz ist der Oberleitungs-Batterie-Hybrid-Triebwagen. Voraussetzung dafür ist, dass es in diesem Netz an einigen Stellen Oberleitungsanlagen gibt und in naher Zukunft weitere Streckenabschnitte elektrifiziert werden.

 

Wie funktioniert so ein Oberleitungs-Batterie-Hybridfahrzeug?

Arnd Stephan: Das ist eigentlich ein klassischer Elektro-Triebwagen, wie er schon vielfach im Schienennetz unterwegs ist. Er wird erweitert um einen wiederaufladbaren Akku. Damit ergänzen wir eine seit Jahren bestehende und erfolgreiche Technologie um diesen Batterietyp. Er sichert eine zusätzliche Reichweite im täglichen Betrieb von durchschnittlich 40 bis 50 Kilometern pro Triebwagen. Und das Gute: Für diese Technologie gibt es in Deutschland mehrere Hersteller.

 

Ist das auch wirtschaftlich?

Arnd Stephan: Mit Blick auf die Kosten über 22 bis 35 Jahre gibt es Unterschiede zwischen den einzelnen Technologien von 30 bis 80 Millionen Euro. Unter diesem Gesichtspunkt ist der Oberleitungs-Batterie-Hybrid die beste Technologie, wenn er auch immer noch etwas teurer ist als der heutige Diesel. Aber wenn die zentrale Strecke zwischen Wörth und Neustadt wie geplant elektrifiziert wird, dann ist diese Technologie sogar günstiger als der Diesel.

 

Was sind die ökologischen Vorteile der Umstellung auf Oberleitungs-Batterie-Hybridfahrzeuge?

Arnd Stephan: Wir haben die CO2-Emissionen der verschiedenen Varianten betrachtet. Dabei reduziert dieser Antrieb den derzeitigen CO2-Ausstoß um 64 Prozent beim aktuell prognostizierten Strommix. Nur der Wasserstoff-Batterie-Hybrid lag da mit 70 Prozent etwas besser. Dabei konnte in der Studie die Bepreisung des CO2-Ausstoßes noch nicht berücksichtigt werden. Das bedeutet, dass sich die Wirtschaftlichkeit dieser Technologie nochmals verbessern wird.

 

Professor Stephan, herzlichen Dank für das Gespräch.