Bahn mit Brennstoffzelle

Zug um Zug mit Wasserstoff

Von Peter Thomas
 - 10:48

Die Reichweite, das leidige Thema bei alternativen Antrieben, sollte für den Coradia iLint kein Problem sein. Denn der erste Brennstoffzellen-Nahverkehrszug der Welt schafft 1000 Kilometer mit einer Tankfüllung Wasserstoff. Das Thema der lokal emissionsfreien Mobilität auf der Schiene für nicht elektrifizierte Regionalnetze scheint somit zumindest hinsichtlich der Schadstoffe greifbar. Denn der iLint stößt lediglich Wasserdampf und Wasser aus.

Beim Thema Schallemission allerdings muss Hersteller Alstom für die Serienfahrzeuge zumindest im Innenraum noch nachlegen. Das hat jetzt die Premierenfahrt mit Passagieren zwischen Wiesbaden Hauptbahnhof und Frankfurt-Höchst in einem der beiden Prototypen gezeigt. Von außen betrachtet, schnurrt die Technik am Bahnsteig wie versprochen flüsterleise vor sich hin. Alles einsteigen! Entspannt nimmt der Fahrgast Platz auf dem Sitz. Das Polster ist mit blauem Stoff in einem Muster aus Wasser- und Wasserstoffmolekülen bezogen: Da weiß man, womit man fährt.

Nach dem Start ändert sich die Geräuschkulisse. Von unten murmelt gemütlich das Rumpeln der Überfahrt durch die Weichen des Bahnhofsvorfeldes in das Fahrzeuginnere. So weit alles ganz normal in einem Fahrzeug, dessen Basis ein seit zwei Jahrzehnten gebauter Dieseltriebzug ist. Die Entwürfe des in Salzgitter gebauten Lint 54 stammen noch aus der Zeit von Linke-Hofmann-Busch (LHB).

Das Problem sei bekannt

Aber auf dem Dach, wo die jeweils 200 kW starken Brennstoffzellen-Stacks des kanadischen Herstellers Hydrogenics sitzen, starten jetzt die Lüfter und tauschen mit Wucht die Luft im ganzen System aus. Auf Höhe des Wagenübergangs ist dieses Orgelkonzert nicht zu überhören: Aus dem Schnurren wird ein Surren, dann ein hochfrequentes Sirren, bei der Beschleunigung auf der freien Strecke heult die Technik schließlich wie eine überdimensionierte Küchenmaschine. Das Jaulen pegelt sich zu einer Art Feuerwehrsirene ein und nimmt erst nach einigen Minuten Fahrt ab. Das Problem sei bekannt, heißt es später von Hersteller Alstom, die Schalldämmung der Serienfahrzeuge werde besser sein als bei den Prototypen.

Vom akustischen Ärgernis abgesehen, legt der blau lackierte Coradia iLint seine Weltpremiere mit Bravour zurück. Unter anderem begeistern die elektrischen Traktionsmotoren, die statt der sonst üblichen Dieselaggregate verbaut worden sind, durch zügige und ruckfreie Beschleunigung. Tarek Al-Wazir, Wirtschaftsminister des Bundeslandes Hessen, spricht denn auch später von einem „außerordentlichen Technikprojekt mit außerordentlicher Strahlkraft“. Stolz ist der Politiker auch darauf, dass Komponenten wie die Traktionsbatterie (in ihr wird unter anderem der beim Bremsen zurückgewonnene Strom gespeichert) und die Wasserstofftanks (darin wird der Wasserstoff mit 350 Bar Druck gespeichert) aus Hessen stammen.

RMV will bis zu 26 Brennstoffzellenzüge anschaffen

Ihre Premiere im Regelverkehr erleben die Brennstoffzellenzüge von Alstom aber nicht in Hessen. Denn vom zweiten Halbjahr 2018 an werden Eisenbahnen und Verkehrsbetriebe Elbe-Weser (EVB) die beiden Prototypen des iLint auf der Strecke von Buxtehude über Bremervörde und Bremerhaven nach Cuxhaven einsetzen. Der Rhein-Main-Verkehrsverbund (RMV) folgt erst 2022. Er will bis zu 26 Brennstoffzellenzüge anschaffen, die vor allem auf noch nicht elektrifizierten Strecken im Taunus verkehren sollen.

Tanken können die Züge in Zukunft in Frankfurt-Höchst. Denn hier wird der Industrieparkbetreiber Infraserv eine Wasserstofftankstelle errichten. „Wir liefern schon seit mehr als zehn Jahren Wasserstoff für Mobilitätsanwendungen“, sagte dazu Infraserv-Geschäftsführer Joachim Kreysing. Das Prozessgas wird auf dem Gelände des Industrieparks in Leitungen mit bis zu 900 Bar Druck transportiert. Die Brennstoffzellen des iLint verbrauchen zwischen 0,175 und 0,3 Kilogramm Wasserstoff je Kilometer. Den errechneten Bedarf von rund 675 Tonnen Wasserstoff im Jahr will der Industriepark gut bewältigen.

Kümmert sich zugleich auch um die Versorgung mit dem Treibstoff

Die räumliche Nähe zwischen Produktion und Tankstelle in Frankfurt-Höchst ist aber eine Ausnahme. Bei anderen Anwendern wird das Gas zunächst per Tankwagen angeliefert werden. Weil die entsprechende Technik sich erst noch in der Fläche durchsetzen muss, liefert Alstom nicht nur die Züge, sondern kümmert sich zugleich auch um die Versorgung mit dem Treibstoff.

Wie sauber und effizient ist die Brennstoffzellentechnik? Der lokal emissionsfreie Antrieb ist das eine. Die Quelle des Gases ist das andere. Derzeit wird der Wasserstoff vor allem durch die Dampfreformation von Erdgas gewonnen, wenn er nicht bei anderen Prozessen der chemischen Industrie anfällt. Das ist energieaufwendig und verbraucht fossile Ressourcen als Rohstoff.

Künftig sollen die Züge deshalb mit sogenanntem Grünem Wasserstoff betankt werden. So heißt das Gas, das durch Elektrolyse von Wasser entsteht, für die Strom aus Windkraft oder Sonnenlicht (Photovoltaik) eingesetzt wird. Die Stromproduktion einer modernen Windkraftanlage soll zum Beispiel ausreichen, um damit Wasserstoffgas für den Betrieb von fünf Zügen zu erzeugen.

Der Wirkungsgrad dieser kompletten Prozesskette von der Erzeugung über die Umwandlung der elektrischen Energie zu Wasserstoff, dessen Speicherung und schließlich seiner kalten Verbrennung in der Brennstoffzelle, um wieder Strom zu erzeugen, liegt nur bei gut einem Drittel. Dennoch gilt das Verfahren bei schweren Fahrzeugen als Alternative zu batterie-elektrischen Antrieben: Die Betankung geht schneller als das Aufladen von Batterien, und das Gewicht der Technik ist deutlich geringer. Für den elektrischen Zugbetrieb auf Nebenstrecken hat die Brennstoffzellentechnik ein relevantes Potential. Insgesamt wird das Verfahren aber auf absehbare Zeit nur eine Nische in der gesamten Traktionsleistung von Eisenbahnen weltweit einnehmen.

Das gilt auch für Deutschland: Hier sind derzeit zwar nur rund 60 Prozent aller Bahnstrecken mit einer Oberleitung überspannt. Aber darunter sind die am stärksten befahrenen Strecken. Deshalb werden schon rund 90 Prozent der Verkehrsleistungen im Personen- und Güterverkehr elektrisch erbracht, sagt Birgitta Worringen vom Bundesverkehrsministerium. Und die Elektrifizierung von weiteren zehn Prozent des Schienennetzes sei bereits geplant.

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© dpa, Deutsche Welle
Quelle: F.A.Z.
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