Brennstoffzellenbetriebener Hybridtriebzug

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Fritzi Heidrich
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1 Brennstoffzellenbetriebener Hybridtriebzug Bethy Berlin Dr. Jens Sprotte Leiter Geschäftsentwicklung, Alstom Transport Deutschland GmbH

2 Überblick Bethy: Brennstoffzellenbetriebener Hybridtriebzug Gesamtbudget 20 Mio., davon 8 Mio. Förderung Laufzeit: November 2013 bis Juni 2016 Partner: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

3 Entwicklung Wasserstoff- / Brennstoffzellen-technologie Entwicklung BZ-Technologie durch Alstom Frankreich Einbau in Lokomotive System nicht bahntauglich 2011 Konzeption Triebzug mit BZ- Antrieb Erste Studien durch DLR, SCI und Alstom Deutschland zur Nutzung von BZ im Segment Triebwagen Sommer: Einreichung Förderantrag Herbst: Beginn der Arbeiten

4 Projektziele Hauptziel: Nachweis Bahntauglichkeit der BZ-Antriebssysteme Zwischenziele: - Entwicklung und Prüfung von BZ-Antriebssystem - Aufbau von 2 Prototyp-Fzg. - Zulassung Fahrzeug durch Eisenbahn Bundesamt - Alltagstauglichkeit Infrastruktur

Etablierung eines Brennstoffzellen- Hybridantriebs für Schienenfahrzeuge Auswahl des Marktsegments - Etwa 50% des Schienennetzes nicht elektrifiziert und bilden Basis für den leichten Regionalverkehr

5 Etablierung eines Brennstoffzellen- Hybridantriebs für Schienenfahrzeuge Auswahl des Marktsegments - Etwa 50% des Schienennetzes nicht elektrifiziert und bilden Basis für den leichten Regionalverkehr Weiterentwicklung des im Markt breit eingeführten Coradia LINT - Größter Marktanteil mit über 700 Zügen - Ausführung nach den aktuellen Regeln der Technik mit Zulassung des EBA LINT 27: 47 Züge LINT 41: 548 Züge LINT 54: LINT 81: 41 Züge 58 Züge

6 Konzentration der Entwicklung auf die erforderlichen Aktionen Definition der Leistungen von Energieversorgung und Antrieb - Orientierung an segmentüblichen und bekannten Einsatzprofilen Entwurf eines geeigneten Systems - Einsatz erprobter Elemente in einer modularen Struktur Beibehaltung der bewährten Struktur - Nutzung vorhandener Bauräume

7 Umsetzung in aufeinander aufbauenden Entwicklungsschritten Entwicklung eines Brennstoffzellen-Hybrid-Antriebssystems - Validierung der Leistungsfähigkeit für einen Halbzug auf dem Prüfstand Entwicklung und Herstellung von zwei Prototypen-Zügen mit Brennstoffzellen-Hybrid-Antriebssystem - Validierung der Zugfunktionen und Zulassung durch das Eisenbahnbundesamt Erprobung der Prototypen-Züge im Fahrgasteinsatz - Aufbau der Wasserstoffinfrastruktur erforderlich

8 Modulares Konzept und erprobte Komponenten Umsetzung eines modularen Konzeptes auf mehreren Ebenen - Fahrzeugebene: Unabhängiges System in jedem Wagenkasten ermöglicht einfache Ableitung unterschiedlicher Fahrzeugtypen - Systemebene: Herstellerunabhängige Definition der Schnittstellen von Brennstoffzellenanlagen und Batterieanlagen - Anlagenebene: Aufbau der Brennstoffzellen- und Batterieanlagen durch Zusammenschaltung kleinerer Komponenten aus Busanwendungen der ermöglicht Stückzahleneffekte Risikominimierung durch Einsatz erprobter Komponenten - Antriebstechnik: Leistungselektronik und Fahrmotor aus anderen Schienenfahrzeugprojekten - Energieversorgung: Brennstoffzellen- und Batteriesysteme aus Busanwendungen

9 Intelligentes Energiemanagement Kaskadiertes Leistungs- und Energiemanagement - Leistungssteuerung der Brennstoffzelle - Optimierung der Brennstoffzellen- und Batterieleistung durch wiederholbare Streckenprofile - Minimierung des Wasserstoffverbrauchs durch Bedienhinweise (Fahrerassistenz)

10 Herausforderungen neben der Fahrzeugentwicklung Wasserstoffbedarf Eine Flotte von 10 bis 15 Zügen (LINT 54) genötigt pro Tag ca. 2 bis 3,5 t Wasserstoff (bei 600 bis 800 km Fahrleistung pro Zug) Kosten der Infrastruktur

11 Bisherige Erfolge Innotranns 2014 Unterzeichnung von vier Absichtserklärungen zum Einsatz von mehr als 50 Triebzügen durch:

12 Öffentlichkeitsarbeit Verschiedene Pressemitteilungen Fachartikel sowie Diskussionsrunden Geplant: Symposium BZ-Einsatz im Schienenverkehr Ende 2015

Japan: Prototyp in 2007, jedoch Einstellung aufgrund damaliger mangelnder Zuverlässigkeit der BZ-Module

13 Internationaler Vergleich China: Hohe Subventionen für Einsatz im Bereich Tram: Chinas Regierung hält die Einführung von emissionsarmen Technologien im öffentlichen und privaten Nahverkehr daher für unumgänglich * Japan: Prototyp in 2007, jedoch Einstellung aufgrund damaliger mangelnder Zuverlässigkeit der BZ-Module Niederlanden, Großbritannien, Dänemark und Norwegen: Großes Interesse an Fahrzeugen mit BZ- Technologie * Wiwo

14 Ausblick Betriebsaufnahme in vier Bundeländern mit bis zu 60 Fzg. für 2020/21 geplant Aufbau von Tankinfrastruktur elementar Wunsch an Politik: - Rechtliche Parameter/ Bahn - Befreiung ElekEEG Umlage - Unterstützung beim Aufbau Tankinfrastruktur

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