Antriebs-Workshop Schienenverkehr. Fachdialog zur Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie

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1 Antriebs-Workshop Schienenverkehr Fachdialog zur Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie 28. Juni 2012 VKU Forum Berlin Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

2 Thema Antriebe im Schienenverkehr heute und morgen - leistungsfähig - - kostengünstig - - umweltfreundlich - - zukunftssicher - 2 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

3 Herausforderungen für den Schienenverkehr der Zukunft Importe Modal-Split Energie Alternativen Kapazitäten Herausforderungen Klimawandel Wirtschaftlichkeit Mobilität Demographie Feinstaub Umwelt Lärm Quelle: Expertenkreis Bahnforschung (12/2008) 3 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

4 Ausgewählte Innovationsfelder für das System Bahn Steigerung Energieeffizienz Innovative Fahrzeugkonzepte Verbesserung Umwelteffekte Energieeffizienter Betrieb Leichtbauentwicklung Einsatz alternativer Kraftstoffe Energieeffiziente Nebenaggregate Emissionsminimierung bei Dieselmotoren Oberleitungsloser Antrieb Hybridantriebe und Speichertechnologien Aktive Lärmreduktion Stationäre Energieerzeugung Quelle: J. Kettner, Den Schienenverkehr fit machen für die Zukunft, ETR / / S.10 ff. 4 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

5 Energieträger Kraftstoffe / Gase / Elektroenergie Dieselkraftstoff Biodiesel (z. B. greesel- Kraftstoff) Flüssiggaskraftstoff Elektroenergie wird als Betriebsstoff auf dem Triebfahrzeug mitgeführt wird als Betriebsstoff auf dem Triebfahrzeug mitgeführt wird als Betriebsstoff auf dem Triebfahrzeug mitgeführt steht an der Schnittstelle Fahrdraht / Stromabnehmer (Fahrzeug) ständig zur Verfügung Beschaffenheit gemäß 10. BImSchV Beschaffenheit gemäß 10. BImSchV Beschaffenheit gemäß 10. BImSchV 15 kv 16,7 Hz (Bahnstrom) 5 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

6 Energie in der Zukunft Alternative Kraftstoffe Mögliche zukünftige Kraftstoff-/Energiestrategie Quelle: Daimler AG / N. Dube, DB AG 6 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

7 Bahnstrom-Mix Quelle: Goldberg/Goldberg/Reppich; Anwendungsmöglichkeiten erneuerbarer Energiequellen im Bahnsektor EI-Eisenbahningenieur / Februar 2012 / S. 22 ff. 7 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

8 Energiebilanz Quelle: Voith Turbo GmbH & Co. KG, Heidenheim 8 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

9 Traktionsarten im Schienverkehrssektor dieselhydraulischer Antrieb (dh) dieselelektrischer Antrieb (de) elektrischer Antrieb (e) Hybrid-Antrieb (hy) Booster-Antrieb mit Speichermedien Dieselmotor und hydraulische Kraftübertragungseinrichtung (z. B. hydrodynamisches / hydrostatisches Getriebe) Dieselmotor und elektrische Kraftübertragungseinrichtung (z. B. Generator Fahrmotor) Bahnstromerzeugung Fahrdraht Transformator Fahrmotor (z. B. 15 kv 16,7 Hz Bahnstrom) Elektro-Diesel-Hybridantrieb Elektro-Akkumulator-Hybridantrieb Akkumulator-Diesel-Hybridantrieb Diesel-Luftdruck-Hybridantrieb Energiespeicher (Supercaps) 9 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

10 Diesel-Hybrid-Antriebssystem - EcoPack Hydrostatische Rekuperation der Bremsenergie Abruf der rekuperierten Energie zum Boosten Quelle: Voith Turbo GmbH & Co. KG, Heidenheim 10 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

11 Multi-Engine-Diesel-Lokomotive (de) 2 Lieferumfang: 200 Lokomotiven (DB AG) 4 Motoren a 600 kw pro Lok CAT Dieselmotoren Typ C18 Abgasnorm IIIB Abgasnachbehandlungssy stem Lastanforderung über ein spezielles Betriebsmanagement Die neue Traxx-DE für die DB AG bekommt vier CAT-Motoren; Grafik: Bombardier 11 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

12 AC-Lokomotive mit Last-Mile -Diesel (e+de) Baureihe 187 (TRAXX-Plattform) elektrische Leistung 5,6 MW Anfahrzugkraft 300 kn Last Mille -Aggregat mit Abgasnorm IIIB Leistung ca. 180 kw am Rad Kraftstofftank mit einer Kapazität von 400 Liter Länge über Puffer mm Raddurchmesser beträgt neu 1250 mm, abgenutzt 1.170mm Höchstgeschwindigkeit 140 km/h Quelle: Fotos: Dierk Lawrenz 12 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

13 Elektrohybrid-Technologie 4 Regio CITADIS Hybrid Energieversorgungssystem: 600/750 V DC + Diesel-Generator-System Leistung: Fahrmotoren (Triebdrehgestell) 4 x 150 kw Dieselmotoren (MAN D2876LUE604), Nennleistung 2 x 375 kw Generatoren (ALSTOM 12 HFS3038), Dauerleistung 2 x 300 kw Hersteller: ALSTOM LHB GmbH 13 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

14 Elektrohybrid-Technologie 4 Zweifrequenz Hybridlokomotive für den Güterzug- und Rangierdienst (Eem 923 / SB Cargo) Hauptantrieb: elektrisch / 15kV/16.7 Hz und 25kV/50 Hz / 1500 kw Hilfsantrieb: dieselelektrisch / 360 kw (290 kw am Rad) Die Eem 923 verfügt über einen ergänzenden Diesel- Hilfsantrieb zur Bedienung von Anschlussgleisen ohne Fahrleitung ( letzte Meile ) Hersteller: Stadler Bussnang AG (CH) 14 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

15 Elektrohybrid-Technologie 4 Hybridlokomotive für den Güterzug- und Rangierdienst (BR 203H / MEG) Hauptantrieb: elektrisch / Akkumulatorsatz / max. 600 kw Hilfsantrieb: dieselelektrisch / 260 kw (EURO IV) Kraftstoffeinsparung ~ 40 % Reduzierung der CO2-Emissionen ~ 60 % Hersteller: ALSTOM Lokomotiven Service GmbH - Standort Stendal 15 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

16 Elektrohybrid-Technologie 4 H3-Fahrzeugplattform Hybridlokomotive für den Güterzug- und Rangierdienst (H3-Fahrzeugplattform / Projekt / ALS GmbH) dreiachsige Lokomotive (Achsformel C) 700 kw Hybrid - Variante 700 kw Dual Engine Variante 1000kW Single Engine Variante Hersteller: ALSTOM Lokomotiven Service GmbH - Standort Stendal 16 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

17 Elektrohybrid-Technologie 4 F&E-Projekt Oberleitungsunabhängige E-Traktion-Fahrzeuge mit mobilem Energiespeicher Befahren eines oberleitungslosen Streckenabschnittes (~ 200 km) mit Energiespeisung aus einem mobilen Energiespeicher (Speichertender) Quelle: J. Kettner, Den Schienenverkehr fit machen für die Zukunft, ETR / / S.10 ff. 17 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

18 Brennstoffzellen-Hybrid-Lokomotive (e) 4 Energie aus Wasserstoff- Brennstoffzellen 300 kw Dauerleistung Akkumulatoren zur Zwischenspeicherung nicht abgerufener elektrischer Leistung bis 1,1 MW aus Akkumulatoren abrufbar keine Emissionen durch das Fahrzeug Foto: BNSF 18 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

19 Elektrohybrid-Technologie 4 Fahrzeugprojekt Regionaltriebzug für elektrifizierte/nichtelektrifizierte Relationen Elektrische Traktion (Hauprelation) Batteriegestützte Traktion (Nebenrelation) Bremsenergierückgewinnung (Supercaps) Diesel-elektro-Aggregat mit Start-Stop-Automatik zur Batterieladung bzw. zum Notbetrieb (Räumfahrt) Batterieladung an den Endstellen durch stationäre Einrichtungen (z. B. Fremdstromeinspeisung 50 Hz-Netz) 19 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

20 Innovationen für die Bahn bis 2025 Hybrid-Antriebstechnologien für Fahrzeuge des Schienengüterund Schienenpersonennahverkehrs Projekt Multi-Engine-Diesel-Lokomotive (Mehr-Motoren- System) Projekt AC-Lokomotive mit Last-Mile -Diesel Projekt Hybrid-Rangierlokomotive Anwendung neuer Hybrid-Antriebstechnologien für Fahrzeuge des Schienenpersonennahverkehrs 20 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

21 Innovationen für die Bahn bis 2025 Zusammenfassung und Ausblick Innovationen für die Bahn erfordern gemeinsame Aktivitäten von Politik, Wissenschaft, Schienenfahrzeugindustrie und Bahnbetreibern. Der VDV wird sich als Fachverband aktiv in diesen Prozess einbringen. Der VDV unterstützt alle Aktivitäten die dazu geeignet sind, dem Verkehrsträger Schiene effiziente Produktionsmittel und Produktionsverfahren an die Hand zu geben, damit die zu erwartenden Verkehrsleistungen in hoher Qualität und ökologisch verträglich erbracht werden können. Im Zusammenspiel mit allen Systembeteiligten müssen die Stärken des Systems Eisenbahn künftig noch stärker als bisher hervorgehoben werden. 21 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat Fachbereichsleiter Eisenbahn- und Maschinentechnik, Eisenbahnbetrieb Verband Deutscher Verkehrsunternehmen e. V. (VDV) Kamekestraße 37 39, D Köln Tel.: (0221) Mobil: (0163) Fax: (0221) mallikat@vdv.de Internet: 22 Dipl.-Ing. (EUR ING) Jürgen Mallikat