Alternative Antriebe

Neue Energie für das Dieselnetz

Der Verkehrsverbund Oberelbe (VVO) hat, unterstützt vom Zweckverband Verkehrsverbund-Oberlausitz Nieder­schlesien (ZVON), mögliche neue Antriebe für Bahn­strecken, auf denen derzeit noch Dieseltriebwagen zum Einsatz kommen, untersucht. Die TU Dresden sowie die TU Berlin haben zum möglichen Einsatz von Wasser­stoff- und Akkuzügen geforscht. Das Projekt wurde umfangreich vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) und dem Sächsischen Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr (SMWA) unterstützt. Der VVO stand zudem mit zahlreichen Herstellern von Schienen­fahr­zeugen im Kontakt. Im Vorfeld dieser Untersuchungen im Zeitraum 2020 – 2021 führte der VVO zudem Gespräche mit Bombardier und der TU Berlin zum Einsatz eines Talent 3.

Kern der Untersuchungen zu alternativen Antrieben stellten die Verbindungen von Dresden nach Kamenz und Königs­brück, die Verbindung durch das Müglitztal von Heidenau nach Altenberg sowie die Regionalbahn von Pirna nach Neustadt und Sebnitz dar. Mit Zustimmung des benachbarten (ZVON) hat der VVO auch Untersuchungen zur gemeinsam ausgeschriebenen Verbindung von Dresden nach Zittau beauftragt.

Mit Oberleitung & Akku-Zügen in die Zukunft

Umfassende Studie empfiehlt Ersatz von Dieselzügen durch Batterie-Züge

Im Auftrag des Verkehrsverbundes Oberelbe (VVO) und mit Unterstützung des Zweckverbandes Verkehrsverbund Oberlausitz-Niederschlesien (ZVON) wurden mögliche neue Antriebstechnologien für Bahnstrecken untersucht, auf denen derzeit Dieseltriebwagen zum Einsatz kommen. Wissenschaftlich wurden die Untersuchungen zum Einsatz von Wasserstoff- oder Akku-Zügen von der TU Dresden sowie der TU Berlin durchgeführt. Sie wurden finanziell vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) und dem Sächsischen Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr (SMWA) unterstützt. Am 6. Oktober 2021 wurde in Dresden das Ergebnis vorgestellt, das den Einsatz von Oberleitungs-/ Batterie-Hybrid-Zügen dort empfiehlt, wo langfristig keine Elektrifizierungsperspektive besteht. Dabei wurde die grundsätzliche Bedeutung der im Rahmen der Strukturstärkung geplanten Elektrifizierungen von Bahnstrecken unterstrichen: Sie sind eine Voraussetzung um in der Region künftig batteriebetriebene Züge einzusetzen. Auch für Strecken, die in den nächsten Jahren elektrifiziert werden sollen, bieten Akku-Züge die sinnvollste Zwischenlösung.

Kern der Untersuchungen zu alternativen Antrieben stellen die Verbindungen von

  • Dresden nach Kamenz und Königsbrück,
  • die Verbindung durch das Müglitztal von Heidenau nach Altenberg sowie
  • die Regionalbahnstrecke von Pirna nach Neustadt und Sebnitz dar.

Darüber hinaus wurden die von beiden Verbünden gemeinsam ausgeschriebenen Verbindungen von

  • Dresden nach Zittau bzw. Görlitz, Teil des sogenannten Ostsachsen-Netzes, und
  • die zukünftige Verbindung über Kamenz und Hosena nach Hoyerswerda bzw. Senftenberg

untersucht.
 

Entscheidung zu Technologie für eine Umsetzung bis 2031 jetzt nötig

„Auf Basis der 70 Seiten starken Empfehlung wird die Verbandsversammlung des VVO im Dezember 2021 eine Systementscheidung für die Regionalstrecken rund um Dresden ab 2031 treffen, damit dann ausreichend Zeit zum Aufbau der Lade-Infrastruktur gegeben ist“, erläutert Landrat Michael Harig, Verbandsvorsitzender beider Zweckverbände. „Für das Ostsachsen-Netz ist die Voraussetzung, dass es einen verbindlichen Zeitplan zur mindestens abschnittweisen Elektrifizierung der Strecken nach Görlitz und Zittau gibt.“ Vor diesem Hintergrund setzen die beiden Verkehrsverbünde große Hoffnungen in die gemeinsame Absichtserklärung des Freistaates Sachsen und des Bundes vom 23. September, die unter anderem die Bahnstrecke Dresden – Görlitz in den Mittelpunkt von Infrastrukturprojekten stellt. Ines Fröhlich, Staatssekretärin im SMWA, legt dar: „Die Verantwortung für unsere Ziele, Mobilität für alle Verkehrsteilnehmerinnen und Verkehrsteilnehmer zu sichern, die Klimaziele 2030 zu erreichen und den ÖPNV attraktiver zu gestalten, stellt konsequenterweise die Frage nach einem umweltschonenden und innovativen Mobilitätsangebot. Dazu gehören neben nutzerfreundlichen Angeboten ebenso die Infrastruktur und das sogenannte „rollende Material“. Vor diesem Hintergrund hat das SMWA die Untersuchungen zum Einsatz innovativer Schienenfahrzeuge umfangreich unterstützt. Das nun vorliegende Entscheidungspapier ist eines von vielen Projekten des Freistaates Sachsen zur Modernisierung der Infrastruktur und Gestaltung einer veränderten Wirtschaftsstruktur in der Lausitz.“

Hintergrund für Entscheidung zugunsten Batterie-Technologie

„Wir haben sowohl die wichtigen Fragen rund um den Betrieb der Fahrzeuge als auch die Fragen zur Lade- beziehungsweise Tankinfrastruktur untersucht“, erklärt Benjamin Ebrecht von der TU Berlin. „Technologisch wäre sowohl der Einsatz von Wasserstoffzügen als auch der von Akku-Zügen möglich.“ Entscheidend für die wissenschaftliche Empfehlung, auf den untersuchten Strecken auf die Batterie-Technologie zu setzen, waren wirtschaftliche sowie ökologische Aspekte: „Die Untersuchungen haben gezeigt, dass perspektivisch der Einsatz von Elektrozügen auf den betrachteten Strecken am effizientesten ist und zudem das größte Potenzial zur CO2-Einsparung bietet“, erläutert Professor Arnd Stephan von der TU Dresden. „Auf dem Weg dorthin ist der Einsatz der Batterietechnologie, insbesondere für den Steuerzahler, am wirtschaftlichsten.“

Testfahrt eines Desiro ML ÖBB Cityjet eco von Siemens

Am 16. September 2020 war der Prototyp in Dresden zu Gast, um die Technologie von Siemens auch hier in der Region in der Praxis unter Beweis zu stellen. Das Fahrzeug hat im Einsatz in Österreich bereits seine Leistungsfähigkeit gezeigt und sowohl Siemens Mobility als auch der VVO haben sich gefreut, dass das Interesse am Zug so groß war. Auf einer Testfahrt für Vetreter aus Politik, Wirtschaft und Presse nahmen 79 Personen teil. Die Präsentation des Fahrzeuges im Dresdner Hauptbahnhof wurde von über 300 Bürgerinnen und Bürgern besucht. Die Öffentlichkeit konnte vor Ort mit Vertretern von Siemens Mobility und dem VVO ins Gespräch kommen.

 

Präsentation im Dresdner Hauptbahnhof am 16. September 2020

 

 

Desiro ML ÖBB Cityjet eco

Cityjet Desiro

Untersuchungen zu Bombardiers Talent 3

Der Talent 3 Batterietriebzug (BEMU, von „Battery Electrical Multiple Unit“) von Bombardier kann unter Oberleitung als Elektrotriebzug und auf oberleitungsfreien Strecken im Batteriebetrieb fahren und so Dieseltriebzüge ersetzen.

Da der Streckenabschnitt Heidenau – Dresden-Klotzsche bereits elektrifiziert ist, kann der Einsatz solcher Fahrzeuge sinnvoll sein. Zudem strebt der Freistaat Sachsen in der Zukunft einen weiteren Ausbau der Elektrifizierung an, so dass die Triebwagen über einen längeren Streckenabschnitt laden können. Die im Sommer 2018 beauftragte Machbarkeitsstudie prüft daher die Wirt­schaft­lichkeit der neuen Technologie und die mögliche Umsetzung.

Der VVO hat die TU Berlin und Bombardier mit der Untersuchung beauftragt, da diese bereits umfangreiche Erfahrungen mit batterieelektrischen Antrieben gesammelt haben. Im Rahmen des Projektes BEMU fördern das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) und die Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW) die enge Kooper­ation zwischen den Fachgebieten „Schienenfahrwege und Bahnbetrieb“ sowie „Methoden der Produktentwicklung und Mechatronik“ und Bombardier Transportation.“ Durch die Zusammen­arbeit profitieren alle Seiten von Synergie-Effekten, da neue Modelle nicht immer wieder von Grund auf erstellt werden müssen.

Bombardier hat im Rahmen des Projektes einen Triebwagen mit Li-Ionen Traktionsbatterien ausgestattet. Ist der Zug auf einer elektrifizierten Strecke unterwegs, lädt er über den Strom­ab­nehmer auf dem Dach die Akkus auf. Wenn er dann ohne Oberleitung weiterfahren muss, nutzt er die gespeicherte Energie für den Antrieb.

Video: BombardierRail 

Bombardier verwandelt einen elektrischen Zug (EMU) in einen batterie­elektrischen Zug (BEMU)

 

Ergebnisse

Die Studie hat aufgezeigt, welche Maßnahmen für den Einsatz dieser Züge notwendig wären. Aufgrund der Topographie und der Streckenlängen ist ein einfacher Austausch der Fahrzeuge nicht möglich. Neben Ladestationen an den Endpunkten wäre zudem eine abschnittsweise Elektrifizierung notwendig.

Lediglich die Linie Dresden – Königsbrück kann ohne Infrastrukturmaßnahmen von den Batterie­trieb­zügen genutzt werden. Auf der Strecke Dresden – Kamenz wäre eine Ladestation in der Lessingstadt notwendig. Auf der Strecke zwischen Pirna und Sebnitz ist sowohl eine Lade­station in Neustadt (Sachsen) als auch die Elektrifizierung des Gleises vier am Bahnhof in Pirna Voraus­setzung für den Einsatz der Züge. Auf der Müglitztalbahn wäre eine Ladestation in Glashütte einzurichten sowie die Elektrifizierung des Abschnittes zwischen Geising und Altenberg nötig. Diese Ergebnisse spiegeln den derzeitigen Stand der Batterietechnologie wider. In den kommenden Jahren werden sich Akku-Kapazitäten weiter verbessern, so dass sich der Aufwand für neue Infrastruktur reduziert. Im Zuge der Studie wurden Fahrten auf Basis des aktuellen Fahrplans simuliert. Auch Wendezeiten, Umlaufpläne und Sitzplatzkapazitäten entsprachen den aktuellen Gegebenheiten. Der VVO wird nun im Rahmen weiterer Untersuchungen unter anderem auch den Einsatz von Brennstoffzellen abwägen, um Alternativen zum Diesel-Betrieb auf den Strecken aufzuzeigen. Mit dem Start eines neuen Verkehrsvertrages im Jahr 2031 ist dann die Umstellung auf einen alternativen Antrieb vorgesehen.