Die Hälfte der Bahnstrecken in der Europäischen Union sind elektrifiziert und können somit bereits lokal emissionsfrei betrieben werden. Auf den restlichen Strecken ohne Oberleitung verkehren größtenteils dieselbetriebene Züge. Im EU-Projekt FCH2RAIL (Fuel Cell Hybrid Power Pack for Rail Applications) entwickelt und testet ein europäisches Konsortium unter Leitung des DLR einen neuen Schienenfahrzeugtyp, welcher sowohl elektrifizierte als auch oberleitungsfreie Abschnitte lokal emissionsfrei befahren kann. Kern des Projekts ist ein prototypischer Triebzug mit hybridem, bi-modalem Antriebssystem, welches eine elektrische Energieversorgung per Oberleitung mit einem autarken Hybrid Power Pack bestehend aus Brennstoffzellen und Akkumulatoren kombiniert. Rein batteriebetriebene Züge haben aktuell nur eine begrenzte Reichweite von 50 bis 100 km. Dieselbetriebene Züge haben zwar eine deutlich höhere Reichweite, weisen aber Einschränkungen bei Höchstgeschwindigkeit und Beschleunigung auf. Beim FCH2RAIL-Ansatz werden die Vorteile beider Technologien miteinander kombiniert. Bei vorhandener Oberleitung wird der Traktionsstrom direkt bezogen, auf Strecken ohne Oberleitung erfolgt die Stromerzeugung per Brennstoffzelle im Hybrid Power Pack. Höchstgeschwindigkeit und Beschleunigung entsprechen dem Verhalten üblicher Elektro-Triebzüge. Im Projekt soll gezeigt werden, dass das hybride Antriebskonzept eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Alternative zum Dieselantrieb sein kann.
Das Projekt FCH2RAIL wird von einem Konsortium durchgeführt, bestehend aus CAF, DLR, Toyota, Renfe, Adif, CNH2, IP und Stemmann-Technik. Mit einem Budget von 14 Mio. € wird in dem Projekt das skizzierte innovative Antriebskonzept entwickelt, demonstriert und zugelassen.
Ein kritisches Thema bei der Entwicklung des FCH2RAIL-Triebzugs ist das sichere Zusammenspiel der Wasserstoff-Technologie mit der Oberleitung und dem Stromabnehmer. Dabei spielen insbesondere die hohe Entzündlichkeit des Wasserstoffs und der Funkenflug zwischen Oberleitung und Stromabnehmer eine entscheidende Rolle. Im Projekt werden daher Lücken in Bahn-Regelwerken hinsichtlich der Implementierung der beschriebenen Innovationen ermittelt, Vorschläge zum Schließen dieser Lücken entwickelt sowie Wege aufgezeigt, zukünftige Schienenfahrzeugkonzepte mit wasserstoffbasierten Antrieben einfacher zulassen zu können. Das DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik unterstützt bei der Analyse der entsprechenden Regelwerke und erarbeitet Vorschläge für Regelwerks-Ergänzungen. Die Gesamtprojektleitung liegt beim DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte. Außerdem führt das DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte LCC-Analysen für das Fahrzeugkonzept durch und untersucht die Wettbewerbsfähigkeit des Antriebssystems gegenüber herkömmlichen Diesel-betriebenen Zügen.
https://verkehrsforschung.dlr.de/en/projects/fch2rail
https://cordis.europa.eu/project/id/101006633/de