31. März 2020

DLR-Studie untersucht Marktpotenzial alternativer Antriebe für den Schienenverkehr

Marktpotenzial von Hybridtriebzügen im Schienennahverkehr
DLR-Forscher untersuchen Marktpotenzial von klimafreundlichen Antrieben im Schienenverkehr
Credit: DLR (CC-BY 3.0)

DLR-Forscher untersuchen Marktpotenzial von klimafreundlichen Antrieben im Schienenverkehr

Hybridtriebzüge wie der NGT LINK können auch auf Strecken ohne Oberleitung elektrisch fahren und Dieselfahrzeuge ersetzen.
  • Studie des DLR: Triebzüge mit Hybridantrieb sind auf Bahnlinien ohne Oberleitung eine klimafreundliche Alternative zu Dieselfahrzeugen.
  • DLR-Forscher analysieren Streckennetze des Schienennahverkehrs und ermitteln, welche alternativen Antriebskonzepte für die jeweiligen Linien geeignet sind.
  • Untersuchung zeigt hohes Marktpotenzial von Hybridtriebwagen.
  • Schwerpunkte: Verkehr, Energie, Klimaschutz, Sektorenkopplung

Klimafreundliche Hybridtriebzüge haben das Potenzial in den nächsten 20 Jahren einen Großteil der Dieselfahrzeuge auf Bahnstrecken ohne Oberleitung zu ersetzen. Das Institut für Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat im Auftrag der Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW) in einer Studie über 130 Liniennetze des Schienenpersonennahverkehrs (SPNV) in Deutschland untersucht. Die DLR-Forscherinnen und Forscher zeigen Möglichkeiten, wie sich der Bahnverkehr mit innovativen Fahrzeugtechnologien in Zukunft umweltfreundlicher gestalten lässt.

Im regionalen Schienenverkehr sind Oberleitungsstrecken am leistungsfähigsten, daher werden wichtige Hauptverbindungen vorrangig elektrifiziert. Oberleitungen zu planen, zu genehmigen und zu errichten kann durchaus aufwändig sowie zeit- und kostenintensiv sein. Meist müssen auch Gleisanlagen, Bahnsteige oder Brücken umgebaut und auf den aktuellen technischen Stand gebracht werden, um Fahrleitungen installieren zu können. Daher sind besonders Nebenstrecken oft nicht oder nur teilweise mit Oberleitungen ausgebaut. Auf solchen Linien stellen Hybridtriebzüge eine emissionsarme Alternative zu Dieselfahrzeugen dar: Die elektrisch angetriebenen Hybridtriebwagen beziehen ihren Strom entweder aus der Oberleitung oder fahrdrahtunabhängig aus Batterien oder Brennstoffzellen.

Das DLR-Zugkonzept Next Generation Train NGT LINK zeigt, wie effiziente Hybridtriebzüge von morgen aussehen können: Der doppelstöckige Zubringerzug in Leichtbauweise soll kleinere Städte mit Ballungszentren verbinden und kann mit seiner Kombination aus Oberleitungsbetrieb und Batteriebetrieb zu einem umweltfreundlichen Bahnverkehr beitragen.

Bundesweit bis zu 2.500 Hybridtriebzüge

 Auf über 400 Bahnlinien des deutschen Schienennahverkehrs sind heute Dieseltriebwagen im Einsatz, die meisten davon in den Flächenländern Baden-Württemberg, Bayern und Nordrhein-Westfalen. Für diese Liniennetze haben die DLR-Forscher ermittelt, wie viele Schienenfahrzeuge mit alternativen Antrieben einsetzbar wären: „Wir sehen bis 2038 ein bundesweites Marktpotenzial von bis zu 2.500 Hybridtriebzügen, je nach künftigem Oberleitungsanteil des Streckennetzes“, so Johannes Pagenkopf, Projektleiter der Studie am DLR. Ob Batterie oder Brennstoffzelle zum Einsatz kommen, hängt nicht nur von linienspezifischen Merkmalen ab. Neben Streckenlängen, den elektrifizierten Anteilen oder die Bedeutung als Haupt- oder Nebenverbindung spielen auch die Kosten für Fahrzeuge, deren Betrieb und die Anpassung der Infrastruktur spielen eine Rolle.

Geeignete Antriebsart hängt oft von Eigenschaften der Bahnstrecken ab

 Die aktuelle Reichweite von batteriegestützten Hybridtriebzügen liegt bei bis zu 100 Kilometern, hängt jedoch auch von den Einsatzbedingungen ab. „Je nach Einsatzplan im Liniennetz lassen sich die Akkus bei Fahrten unter bestehenden und neu errichteten Oberleitungsabschnitten oder an Ladestationen während der Aufenthalte in Endbahnhöfen aufladen“, so Johannes Pagenkopf. Hybridtriebzüge mit Batteriepuffer sind daher vorwiegend für Linien geeignet, die zumindest in Teilabschnitten einfach zu elektrifizieren sind oder bereits Teilstrecken mit Oberleitung besitzen.

Auf Linien mit langen Abschnitten ohne Fahrleitung und Netzen mit nur wenigen Oberleitungsstrecken sind Triebzüge mit Brennstoffzellenantrieb die bessere Wahl. Dies gilt insbesondere für Bahnverbindungen in Regionen, in denen aus erneuerbaren Energien gewonnener Wasserstoff leicht verfügbar ist.

Ein weiteres Einsatzpotenzial alternativer Zugantriebe identifizieren die DLR-Forscherinnen und Forscher bei Streckenreaktivierungen. Dies betrifft auch die Entwicklung innovativer Konzepte für den Ausbau von Ladeinfrastrukturen und Wasserstofftankstellen.

Kontakt
  • Dr. Jens Mende
    Kommunikation Stuttgart und Ulm
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

    Politikbeziehungen und Kommunikation
    Telefon: +49 711 6862-229
    Fax: +49 711 6862-636
    Pfaffenwaldring 38-40
    70569 Stuttgart
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  • Johannes Pagenkopf
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

    Institut für Fahrzeugkonzepte, Abteilung Fahrzeugsysteme und Technologiebewertung
    Telefon: +49 30 67055-7957
    Rutherfordstraße 2
    12489 Berlin-Adlershof
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