Die Einsetzbarkeit alternativer Antriebe in Rangierlokomotiven wurde in einer Studie im Auftrag der NOW untersucht. Für typische Einsatzszenarien von Rangierlokomotiven wurden simulationsgestützt Leistungs- und Energiebedarfe abgeschätzt, die Antriebssysteme ausgelegt und deren Marktpotential abgeschätzt.
In der Machbarkeitsuntersuchung wurden für verschiedene Einsatzfelder von Rangierloks technologische sowie betriebliche Anforderungen an Fahrzeug und Betankungs- sowie Wartungsinfrastruktur abgeleitet. Grundlage für die technische Machbarkeitsuntersuchung von Rangierlokomotiven im deutschen Anwendungskontext bildete eine systematische Befragung von Rangierlokhaltern.
Basierend auf der Umfrage wurden charakteristische Lastprofile für den reinen Rangierdienst sowie den gemischten Rangier- und Streckendienst abgeleitet (reines Rangierprofil, kombiniertes Rangier- und Streckenprofil sowie leichtes Zustell-/Bedienfahrtprofil). Auf Basis dieser Lastprofile wurden simulationsbasierte Eignungsanalysen verschiedener Antriebskonfigurationen durchgeführt. Untersucht wurden der reine Akkuantrieb, der Brennstoffzellenhybrid, der Wasserstoffverbrennungsmotor sowie die BiMode-Varianten Akku-Oberleitungshybrid und Brennstoffzellen-Oberleitungshybrid. Als Referenzlokomotiven wurden eine weitverbreitete dreiachsige (Alstom Prima H3) und eine vierachsige Rangierlokomotive (MaK G 1206) und für diese die Auslegung und fahrzeugseitige Anordnung der erforderlichen Energiespeicher- und Wandlerkomponenten vorgenommen. Für die Stromversorgung batterieelektrischer Fahrzeuge wurden verschiedene Ladekonzepte (Ladung im Stand, Oberleitung, etc.) betrachtet.
von einer Darstellung des Status-quo bzgl. abgeschlossener und laufender Entwicklungsprojekte von Rangierlokomotiven mit alternativen Antrieben erfolgte schließlich im Verbund mit der technischen Machbarkeitsuntersuchung eine Einschätzung bzgl. ihres Marktpotentials in Deutschland. Im Rahmen dessen wurden auch die Umrüstung von Bestandslokomotiven sowie die Umsetzung in Neufahrzeugen untersucht. Abschließend wurden potentielle Hürden für den Einsatz von Rangierloks mit alternativen Antrieben identifiziert und Handlungsempfehlungen an Industrie und Gesetzgeber abgeleitet.
Ergebnisse: Für die dreiachsige sowie die vierachsige Rangierlokomotive konnte gezeigt werden, dass alternative Antriebe für Rangierlokomotiven unter bestimmten Voraussetzungen technisch umsetzbar sind. Um hohe Anhängelasten vor allem im Streckenbetrieb realisieren zu können ist allerdings eine Anpassung oder sogar ein grundsätzliches Loslösen von aktuellen Lokomotivkonzepten notwendig. Hauptgrund hierfür sind hohe Leistungs- und Energieanforderungen verbunden mit geringeren volumetrischen Energiedichten alternativer Energiewandler- und Energiespeicherkomponenten, was aktuell als auch perspektivisch Herausforderungen an die Integration in den Bestandsbauraum von Dieselreferenzlokomotiven darstellt.
Projektziel
Ergebnisse
Die Ergebnisbroschüre mit den Kernergebnissen wurde im März 2022 veröffentlicht:
Auftraggeber
Projektlaufzeit
Kontakt
Herr Johannes Pagenkopf Projektleitung Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) Institut für Fahrzeugkonzepte | Fahrzeugsysteme und Technologiebewertung Telefon +49 30 67055-7957