Alternative Antriebe im Schienenverkehr

Institut begleitet und untersucht Brennstoffzellen-Züge auf der Heidekrautbahn

Die Heidekrautbahn verbindet den Norden Berlins mit den Landkreisen Oberhavel und Barnim in Brandenburg. Die bereits Anfang des 20. Jahrhunderts gebaute Strecke verfügt über keine Oberleitungen. Deshalb sind dort bisher Dieseltriebwagen unterwegs. Ab Dezember 2024 sollen auf dieser Strecke Brennstoffzellen-Triebzüge zum Einsatz kommen. Sie nutzen „grünen“ Wasserstoff, der mittels Elektrolyse regional erzeugt wird. Der ebenfalls regional erzeugte Strom dafür kommt aus Wind- und Sonnenenergie. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) führt im Rahmen des Projekts „H2BAR“ die wissenschaftliche Begleitforschung der „Wasserstoffschiene Heidekrautbahn“ durch, gemeinsam mit der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg.

Im Fokus: Praxistauglichkeit, Kosten und Auswirkungen auf Umwelt

„Das DLR liefert in der Laufzeit dieses Projekts umfassende wissenschaftliche Erkenntnisse zur Praxistauglichkeit der Wasserstoff-Tankstelle und der Brennstoffzellen-Triebzüge im regulären Fahrgasteinsatz sowie zu den Kosten- und Umweltwirkungen“, erklärt Mathias Böhm, der das Vorhaben am DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte betreut. Die Begleitforschung läuft bis 2035 und ist ein integraler Bestandteil des Projekts. Die Projektbeteiligten – die Niederbarnimer Eisenbahn (NEB), das Energietechnik-Unternehmen ENERTRAG und der Energieversorger Barnimer Energiebeteiligungsgesellschaft (BEBG) sowie viele weitere Unterstützer aus Industrie Forschung – gehen davon aus, dass sich mit den alternativ und lokal emissionsfrei betriebenen Zügen pro Jahr rund eine Million Liter Dieselkraftstoff einsparen lassen. Anlässlich der internationalen Leitmesse für Bahn- und Verkehrstechnik „InnoTrans“ in Berlin fand am 25. September 2024 eine erste Fahrt für Medienvertretende statt.

Mireo Übergabe
v.l. Landrat Daniel Kurth; Staatssekretär Uwe Schüler; Martin Fuchs; Albrecht Neumann; Detlef Bröcker; Sebastian Achtermann
Credit:

NEB/C. Bedeschinskui

Einen Datenschatz zusammentragen für genaue Auswertung

Insgesamt sollen sieben Brennstoffzellen-Züge „Mireo Plus H“ des Herstellers Siemens Mobility auf der Heidekrautbahn fahren. Das Projekt will zeigen, dass ein CO2-freier Bahnbetrieb auch ohne den Ausbau von Stromspeichern und Stromnetzen oder Lastenmanagement möglich ist. Mittelfristig soll der Einsatz von Brennstoffzellen-Zügen genauso viel kosten wie die bisherigen Züge mit Dieselantrieb.

Bereits in der Vorbereitungsphase hat das DLR die Konzeption der Wasserstofftankstelle unterstützt, indem es Erfahrungen aus vergleichbaren Wassersoff-Schiene-Projekten und seine umfassende Expertise in den Bereichen Wasserstofftechnologie, Schienenverkehr und Infrastruktur in das Projekt eingebracht hat. Zudem haben die Forschenden Messtechnik in einem dieselbetriebenen Referenzzug verbaut und erste Auswertung durchgeführt – um zum Beispiel den Dieselverbrauch sowie Kosten für Instandhaltung und Personal genau zu analysieren. Des Weiteren haben sie die Nachfrage nach Wasserstoff in der Region untersucht.

Neue Züge liefern umfassende Daten: Auswertung des Fahrzeugbetriebs und Nutzung der Infrastruktur im Detail möglich

Auch die Brennstoffzellen-Züge und die Wasserstofftankstelle werden mit umfassender Sensorik ausgestattet sein. „Ab Betriebsstart haben wir dann sekündlich Daten der Züge und Tankstelle für unsere Auswertung“, erläutert DLR-Wissenschaftler Böhm. Mit diesen Daten überprüfen die Forschenden ihre digitalen Modelle, die den Fahrzeugbetrieb und die Betankungsinfrastruktur nachbilden. „So können wir die technisch-ökonomischen Zusammenhänge im Betrieb sehr genau erfassen und auswerten. Daraus können wir konkrete Vorschläge ableiten, um den Fahrzeugbetrieb und die Infrastrukturnutzung weiter zu verbessern und die Kosten zu senken“, beschreibt Mathias Böhm weiter. Von diesen Erkenntnissen können dann auch weitere ähnliche Projekte profitieren.