aus der Bezirksgruppe Ost

[Home

Mitteilungen]

[zurück]

Die Bahn muss noch „grüner” werden.

DMG-Syposium in Chemnitz beleuchtete Innovations- und Effizienzpotenziale bei Lokomotiven.

Die Bahn gilt als eines der umweltfreundlichsten Transportmittel überhaupt. Dennoch gibt es viel Bedarf und Potenzial, noch „grüner” zu werden. Das offenbarte das Fachsymposium „Lokomotiven und Grüne Technologien” der Deutschen Maschinentechnischen Gesellschaft (DMG) Ende August 2011 in Chemnitz. 100 Experten von Schienenfahrzeugentwicklern, -herstellern und -betreibern waren der Einladung der DMG-Bezirksgruppe Ost als Organisator der Veranstaltung gefolgt, die unter der Schirmherrschaft von Bundesverkehrsminister Peter Ramsauer stand. Hauptsponsor war der Lok-Hersteller Vossloh. Weitere Unterstützung gaben die Werner Sutor Gedächtnis-Stiftung, die Voith Engineering Services GmbH Road & Rail Chemnitz sowie die IP Industrie Partner GmbH Coswig.

Dr. Volkmar Vogel, Leiter der DMG-Bezirksgruppe Ost und Geschäftsführer von Voith Engineering Services, zeigte in seinen Begrüßungsworten auf, dass die Bahn zwischen 1990 und 2008 ihre Emissionen um 40 Prozent reduziert hat. Bis 2020 will die Deutsche Bahn AG weitere 20 Prozent erreichen. Zur Erfüllung dieses Zieles sowie der strengen europäischen Stage-IIIB-Emissionswerte sind Innovationen für Energieeffizienz, für leistungsfähige Energiespeicher und für die verbrauchsmindernde aerodynamische Gestaltung von Lokomotiven gefragt. Die vorwettbewerbliche Forschung brauche dafür die Unterstützung der öffentlichen Hand. In diesem Zusammenhang appellierte er an die Bundesregierung, die Nationale Plattform Elektromobilität nicht nur auf den automobilen Individualverkehr zu konzentrieren, sondern die Schiene gleichberechtigt einzubeziehen.

Barbara Ludwig, Oberbürgermeisterin von Chemnitz, würdigte das nach 2009 bereits zum zweiten Mal in der Stadt des sächsischen Lokomotivenkönigs Richard Hartmann stattfindende Symposium. Sie verwies darauf, dass die Stadt mit dem Wirken von Ingenieurunternehmen wie Voith Engineering sowie der TU Chemnitz immer wieder Ansatzpunkte für Forschung und Entwicklung im Schienennah- und -fernverkehr bietet. Das Chemnitzer Modell setzt diese Verbindung in die Praxis um. Mit der Verknüpfung von innerstädtischer Straßenbahn und dem Nahverkehr ins Umland wurde ein attraktives Angebot geschaffen.

Dr. Jens Klocksin vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung betonte die zentralen Themen „weniger Energieverbrauch, Emissionen und Lärm” in der Entwicklung und dem Betrieb von Schienenfahrzeugen. Für die geforderte gleichberechtigte Einbeziehung der Bahn in die Nationale Plattform Elektromobilität sowie die generelle Forschungsunterstützung sagte er die Hilfe seines Ministeriums zu.

Status quo und Perspektiven der grünen Technologien in der Bahntechnik wurden in der ersten Fachsession des Symposiums aus universitärer Sicht beleuchtet. Prof. Dr. Arnd Stephan, Professur für Elektrische Bahnen an der TU Dresden, betonte die Vorteile der Bahn als umweltfreundliches Transportmittel mit weniger Flächenbedarf als eine Autobahn, weniger Energieverbrauch und Emissionen sowie größerer Sicherheit als das Auto. Diesen Vorteilen stehen jedoch einige Nachteile gegenüber. So leistet eine Bahnstrecke deutlich weniger als eine Autobahn. Außerdem sind die Innovationszyklen in der Bahntechnik zu lang. Die auslastungsbezogene Gesamtenergiebilanz ist verbesserungswürdig, ebenso wie die globalen Emissionen. Deutlich mehr zu tun sei außerdem beim Lärmschutz. Die Bahn habe viele umweltrelevante Systemvorteile, die aber nur bei entsprechender Auslastung zum Tragen kommen. Im Systemverständnis der Bahn liegen die größten Potenziale, fasste Prof. Stephan zusammen.

Die Speicherpotenziale dieselelektrischer Loks zeigte Robert Schimke von der TU Dresden auf. Der Einsatz elektrischer Speicher zielt darauf, Bremsenergie wieder nutzbar zu machen, den Dieselmotor im optimalen Arbeitspunkt zu betreiben, die Bootsfunktion des Speichers zum Downsizing zu nutzen und abschnittsweise rein elektrisch zu fahren. Erprobt werden derzeit Lösungen mit Supercaps sowie mit Batterien. Dabei gibt es keine Speicherlösung für alle Betriebsziele, sondern spezifische Auslegungen je nach Fahrzeug und Einsatzzweck. Diese Auslegungen werden u. a. an der TU Dresden simuliert. Kritische Punkte sind laut Robert Schimke die Themen Integration, Kosten, Verfügbarkeit sowie Zulassung.

Das Lärmverhalten von Lokomotiven betrachtete Prof. Dr. Markus Hecht vom Fachgebiet Schienenfahrzeuge der TU Berlin. Bisher werde zu wenig getan, um den Lärm an seiner Quelle zu mindern. Dabei ist die Geräuschdämmung an Rad, Schiene und Schwelle sowie bei Druckluft- und Antriebsanlage der Schienenfahrzeuge deutlich effizienter als am Ausbreitungsweg durch Schallschutzmauern und -fenster. Diese Tatsache werde vom Gesetzgeber in der Bundesrepublik noch nicht ausreichend berücksichtigt. Mit relativ geringen Zusatzaufwendungen wie der Nutzung von Radscheibenbremsen und Antrieben zur Dämpfung sowie leisen Druckluftanlagen könne der Systemnachteil „Lärm” in einen marktrelevanten Systemvorteil umgewandelt werden.

Die Sicht der Hersteller und Betreiber auf grüne Bahntechnologien stand in der zweiten Fachsession des Symposiums im Mittelpunkt. Die Anforderungen eines Betreibers an zukünftige Dieselloks stellte Nils Dube, Leiter des Fachbereichs Antriebs- und Klimatechnik, Aerodynamik, Akustik, LST von der DB Systemtechnik der Deutschen Bahn AG, vor. Betrachtet man die Betriebskosten einer Diesellok, dann schlägt der Kraftstoff mit mehr als 75 Prozent zu Buche. Deshalb sind bei der Beschaffung Technologien zu berücksichtigen, die eine deutliche Kraftstoffersparnis versprechen. Zu den Basisanforderungen in puncto Effizienz gehören die Abwärmenutzung aus Abgas und Kühlwasser, die Rekuperation von Bremsenergie, das lokale emissionsfreie Fahren mittels Hybridtechnologie, Start-Stopp-Automatik und die Verwendung alternativer Kraftstoffe. Je nach Leistungs- und Einsatzspektrum sind ein dieselelektrisches oder dieselhydraulisches Antriebskonzept zu wählen. Auch die anstehende Überarbeitung der Lärmschutzrichtlinien (TSI Lärm) werde verschärfte Anforderungen an Neufahrzeuge stellen, so Dube. Zum Teil werden diese heute schon gefordert, beispielsweise bei Ausschreibungen von Verkehrsdienstleistungen im Regionalverkehr.

Wie aus einer Vielzahl von wirtschaftlichen und ökologischen Anforderungen sowie neuen technischen Möglichkeiten ein an die Kundenbedürfnisse optimal angepasstes Fahrzeug entstehen kann, zeigte Jörg Neubauer, Geschäftsführer der Vossloh Locomotives GmbH, am Beispiel des von Vossloh entwickelten Traktionsbaukastens auf. Aus Transportaufgaben, Optimierungszielen und Antriebskomponenten können – abgestimmt auf das Betriebsregime – effiziente Antriebsstrukturen generiert werden. Mehrmotoren und E-Speicher sowie Dieselmotoren mit Fahrdraht bis zur E-Lok sieht Vossloh als mögliche Zukunftskonzepte für dieselelektrische Anwendungen.

Innovationen der Voith Turbo Lokomotivtechnik GmbH & Co. KG stellte deren Leiter Geschäftsentwicklung Dieter Wolfgram vor. Dazu gehört Voith Steam Trac, mit dem die Abwärme eines Dieselmotors für die Erzeugung von Dampf genutzt wird, der zur Unterstützung der Traktion einen Expander antreibt. Kraftstoffverbrauch und CO₂-Emission werden damit im realen Fahrbetrieb um bis zu 5 bis 9 Prozent reduziert. Außerdem lassen sich die Spitzenleistungen im Antriebsstrang bis zu 10 Prozent erhöhen. Das Fahrerassistenzsystem EcoScout unterstützt eine effiziente, optimale Fahrweise. ECOQUEST, die leise Kühlung, ist ein Projekt zur Entwicklung eines Automotive- und Lokomotivkühlers mit reduzierter Geräuschemission und verringerter Antriebsleistung.

Hochgeschwindigkeitszüge, die 0,33 Liter Benzin pro Person auf 100 Kilometer bei 100-prozentiger Belegung verbrauchen, energieeffizientes Fahren durch Vorgabe des optimalen Fahrregimes, die Optimierung der Verkehrsflüsse durch Verkehrsmanagement sowie die Vermeidung zusätzlicher Transportprozesse durch Postal Adress Redirection System sieht Siemens als wesentliche Leistungen, mit denen der Bahnverkehr umweltfreundlicher gestaltet werden kann. Huschke Diekmann, CTO Mobility, Mobility Division der Siemens AG, verwies auf die Fertigung einer neuen Lok für das deutsch-russische Joint Venture Ural Locomotives. Die neue Güterzuglok besitzt höhere Leistung und Zugkraft als ihre Vorgängerin. Das führt bei gleichem Transportvolumen zu einer Produktivitätssteigerung von 66 Prozent. Ein weiteres Beispiel für Effizienz ist die neue Vectron, die dank Modularität in allen Systemen leicht um- und nachrüstbar ist. Energieeffizienz dank umweltfreundlichem Diesel, Nutzung der Bremsenergie und Unterstützung einer optimalen Fahrweise führte er als Vorteile gegenüber Wettbewerbern an.

Die Reduzierung des Energieverbrauchs bei elektrischen Lokomotiven um 10 Prozent erhöht die Wettbewerbsfähigkeit der Bahnen um 2 Prozent, betonte Dr. Janis Vitins, Director Marketing and Product Planning bei Bombardier Transportation. Dabei werden die Möglichkeiten der Rekuperation noch nicht optimal ausgenutzt. Während in der Schweiz durchschnittliche Einsparungen von 20 Prozent und mehr realisiert werden, liege dieser Wert in Deutschland erst bei 10 Prozent. Auch ein angepasster Fahrstil trägt zu 20 Prozent weniger Energieverbrauch bei. Generell gelte es, das Gesamt-Bahnsystem zu optimieren sowie Teilaufgaben und Funktionen zu integrieren. So erlaubt die heutige Technik die Verknüpfung von Elektro- und Dieselantrieben mit Energiespeichern. Das sei gerade für die sogenannte Letzte Meile wie Anschlussgleise, Terminals und Werksanschlüsse eine grüne Alternative. Bei dieselelektrischem Antrieb gehe die Entwicklung weg von Eisenbahn- hin zu Industriemaschinen. Letztere erfüllen die geforderten Umweltnormen wesentlich einfacher als große Dieselmotoren.

Neue Technologien im Rangierbetrieb stellte Klaus Hiller, Leiter Geschäftsbereich Service und Lokomotiven der Alstom Transport Deutschland GmbH, vor. Mit der Plattform H3 wurde ein Nachfolger für die V60/V100-Klasse unter Einbeziehung des Alstom-Hybridkonzeptes entwickelt, das für alle Anforderungen im Rangier- und mittleren Streckendienst geeignet ist. Die identische standardisierte Plattform mit drei Achsen lässt sich mit vier alternativen Antriebssystemen auslegen. Das sind der Akkubetrieb mit 170-kW-Batterien, der Hybridbetrieb mit Generator und Batterie, eine Zwei-Generatoren-Maschine sowie ein 1000-kW-Generator.

Über das Projekt Energetic Refurbishment berichteten Frank Salzwedel, Leiter Entwicklung bei der Voith Engineering Services GmbH, und Michael Melzer vom Institut für Bahnfahrzeuge und Bahntechnik der TU Dresden. Ziel ist es, Energiespeicher in bestehende Schienenfahrzeuge zu integrieren und damit deren Energieverbrauch zu optimieren. Kernpunkt und Alleinstellungsmerkmal der Innovation sind die Entwicklung von spezialisierten Softwaretools, mit denen die exakte Vorhersage des Einsparpotenzials in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp, der Streckenbeschaffenheit und dem Fahrplanregime möglich ist. Die Entwicklung befindet sich gegenwärtig in ersten Referenzprojekten in der Erprobung. Getestet werden konnte sie zum Symposium am Beispiel eines interaktiven Führerstandes.

Das 3. Chemnitzer DMG-Symposium wird am 28. August 2013 zum Thema „Ressourceneffiziente Fertigung und kostenoptimale Wartung von Lokomotiven” stattfinden.