Vorstellung DB TecEX-Projekt Alternative Antriebe Plattformtreffen Zero-Emission-Antriebe für den Schienenverkehr

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1 Vorstellung DB TecEX-Projekt Alternative Antriebe Plattformtreffen Zero-Emission-Antriebe für den Schienenverkehr

2 Vision 3 der Technikstrategie Die digital gesteuerte und vernetzte Bahn fährt emissionsarm und pünktlich Passagiere und Güter durch das europäische Schienennetz Nachhaltig Digital Interoperabel Wir stellen emissionsarme Mobilität durch innovative Technik sicher Wir optimieren Qualität und Kosteneffizienz durch die digitale & vernetzte Produktion Wir maximieren Kapazität & Flexibilität durch technische Exzellenz im Systemverbund Wir bündeln Technologiekompetenz für alle Geschäftsfelder

3 Alternative Antriebe kann zukünftige Risiken abwenden Herausforderungen DB-Konzernziel 'Halbierung des CO -Ausstoßes bis 3 gegenüber 6' nur durch Portfolio an Maßnahmen erfüllbar Darüber hinaus erste Anforderungen seitens Besteller & Politik für Verkehre mit alternativen Antrieben Verschärfung erwartet Einsatz alternativer Antriebe auch im Güterverkehr und bei Netzinstandhaltungsfahrzeugen etablieren Klarer Auftrag Erarbeitung einer strategischen Grundlage für zukünftige Entscheidungen der DB bei Umrüstungen und Neubeschaffungen von Fahrzeugen Dafür erarbeitet: Marktüberblick geschaffen und Herausforderungen identifiziert Entscheidungskriterien für Auswahl optimaler Technologie ermittelt & Bewertungsmatrix etabliert

4 Als Basistechnologien für alternative Schienenfahrzeugantriebe stehen vier verschiedene Kategorien zur Verfügung ) ) Diesel Dual Mode DE Triebzug Dual Mode DE Lokomotive Hybrid Batterie- Dieseltriebzug Hybrid Batterie- Diesel-Rangierlok Hybrid Batterie- Diesel- Generatorwagen Alternative Kraftstoffe alle Varianten auf Basis der Dieselfahrzeuge Elektro Hybrid Batterie- Elektrotriebzug Hybrid Batterie- Elektro-Rangierlok Hybrid Batterie- Elektro-Lokomotive Wasserstoff Hybrid Fuel Cell Triebzug Hybrid Fuel Cell Rangierlok Hybrid Fuel Cell Elektro-Triebzug Hybrid Fuel Cell Lokomotive ) Bildquelle Stadler: ) Bildquelle Alstom:

5 Etablierter Prozess bei Fahrzeugprojekten mit alternativen Antrieben Phase Phase Phase 3 Phase 4 Bewertungsmatrix Eco Rail Simulator Erprobung & Bau Beschaffung & Betrieb Systematische Bewertung alt. Antriebssysteme & Technologien Simulations- & Testumgebung für alternative Antriebssysteme Bau & Erprobung Neufzg. sowie Umrüstung & Erprobung Bestandsfzg. Beschaffung & Betrieb ausgereifter Fahrzeuge mit alternativem Antrieb Zielsetzung Bewertung techn., betriebl. & Umwelt-Anforderungen Zielsetzung Simulation des Betriebs mit neuer Antriebstechnologie & Bewertung mit realen Betriebsdaten Zielsetzung Validierung von Simulationen im Realbetrieb Zielsetzung Anpassung Beschaffungs- & Technologiestrategie 5

6 Bewertungsmatrix: Objektive Gewichtung von Bewertungskriterien Output Illustration Ranking wesentlicher Einflussgrößen für Wahl der Technologie Ranking ist spezifisch für jeden Einsatzfall (z.b. Regionalverkehr, Rangieren im Güterverkehr) FAHRDYNAMIK/ LEISTUNGSFÄHIGKEIT FEHLERTOLERANZ (REDUNDANZ) ENERGIEKOSTEN AUSWIRKUNG AUF FLOTTENGRÖßE BETRIEBL. NICHTVERFÜGBARKEIT BESCHAFFUNGSKOSTEN/ TANK-/NACHLADEINFRASTRUKTUR PASSEND ZEIT UND GGF. KILOMETERBEDARF ZUM RAUMBEDARF ANTRIEBSTECHNOLOGIEN INSTANDHALTUNGSAUFWAND KOMPONENTENENTSORGUNG (KOSTEN) NOTWENDIGKEIT BETRIEBLICHER REGELWERKE KOMPONENTENENTSORGUNG (UMWELT) HERSTELLUNGSBEDINGTE EMISSIONEN QUALIFIKATIONSBEDÜRFNIS PERSONAL,,4,6,8 Verhältnis der Bewertungscluster abhängig von jeweiligen Treibern & Zielen des Unternehmens 3% 3% 8% 4% 5% betriebliche Betrachtung wirtschaftliche Betrachtung erlösrelevante Größen Umwelt Technologierisiko/ Negative Erlöse 6

7 Bewertungsmatrix: Anwendungsfall Regionalverkehr Anwendungsbeispiel Regionalverkehr in Deutschland Bewertungsparameter Skala 3pt. pt. pt. Techn. Optionen Bestand Umbau Bestandsfzg. Neubau Beibehaltung aktuelles Fzg. Diesel-/ Akku- Hybrid (Elektratenlad.) Diesel-/ Akku- Hybrid (Oberleitung) Oberleitungs-/ Batterie- Hybrid Betrieb synth. Kraft-/ Biokraftstoff Diesel-/ Akku- Hybrid (Oberleitung) Oberleitungs-/ Batterie- Hybrid H -/ Batterie- Hybrid Eingangsdaten RB-Verkehr im Stundentakt 9 Std. Tagesbetriebszeit Einfach- & Doppeltraktion im Betrieb Elektrifizierungsanteile des Netzes nicht elektr. Strecken > 8 km Tank-/Nachladeinfr. passend zum Fahrzeugumlauf Sehr gut Geringe Anpass. notwend. Sig. zus. Fahrten notwend. 3 Ergebnis Fördermittel- verfügbarkeit/- würdigkeit Mittel z.b. für Erprobungsträger Fahrgastaufkommen Hoch z.b. Erprobungsträger und (Klein-)Serie Hoch Messbar Keine Gering bzw. keine Ranking auf Basis gewichteter Einflussgrößen für Technologieempfehlung CO -Emissionen >5% 5-% <% Abhängigkeit von anderen Märkten/ Branchen/ Ress./Rohstoffen Geringe/ keine Abhängigkeiten Mittlere Abhängigkeiten Hohe Abhängigkeiten Gesamtpunktzahl der techn. Lösung Aussage zur Relevanz von Bestandsfahrzeug- Umrüstungen Empfehlung optimale Technologie für spezifischen Anwendungsfall in Abhängigkeit von Zielen & Treibern des Unternehmens Gewichtung dieser Ergebnisse für alle 54 Bewertungskriterien liefert in Summe ein Ranking der betrachteten Technologien 7

8 Der DB Eco Rail Simulator begleitet die DB Entwicklungen von alt. Antrieben und verifiziert deren Integration in die Fahrzeugflotte Der DB Eco Rail Simulator bietet auf Basis von Matlab-Simulink: Fahrdynamische Simulation alternativer Antriebe mit realen Strecken- & Betriebsdaten Antriebsauslegung im Rahmen von Entwicklungsprojekten unterstützen Digitale Modellierung zur Kosteneffizienz bei der Umsetzung von F&E-Projekten Validierung von Umwelt- und Effizienzpotentialen in konkreten Projekten Optimierung von Antriebs- und Betriebsregimen Darstellung Batterieladezustand von Hybridfahrzeugen 8

9 Anhand der Batterieparameter kann der Informationsfluss in der Batterie dargestellt werden. State flow model of drive states Fahren nur mit Traktionsbatterie Hybridmode Diesel und Batterie Bremsen während der Zugfahrt (Batterie wird durch Rekuperation geladen) Im Halt (Entladen der Batterie u.a. durch Nebenverbraucher) 9

10 Messsystem und Simulation reduzieren Zeitaufwand und Kosten bei Auslegung, Prototyping und Betrieb alternativer Antriebe drastisch HELMS Überprüfung der Herstellerangaben (Antriebssystem) Simulative Überprüfung und Validierung des Diesel-Einsparpotentials Messung und Validierung der realen Dieselverbräuche im Praxiseinsatz für Optimierungspotential Serie Optimierung der Antriebe Energiekosten im Betrieb EcoTrain Simulation und Überprüfung der Umsetzbarkeit sowie des Energie-Einsparpotentials für konkrete Einsatzgebiete Untersuchung der Übertragbarkeit auf weitere Strecken/Netze CO-Ausstoß

11 Die Technologien für Alternative Antriebe sind entwickelt. Prototypen kommen in den Betriebseinsatz. ABER: Alternative Antriebe sind auch immer ein Infrastruktur-Thema.

12 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!