Deine Bahn. Fachzeitschrift von DB Training, Learning & Consulting und des Verbandes Deutscher Eisen bahn fachschulen

Transkript

1 Deine Bahn Fachzeitschrift von DB Training, Learning & Consulting und des Verbandes Deutscher Eisen bahn fachschulen Dezember Jahrgang 8,50 Euro Keine Klimawende ohne Verkehrswende Nachhaltigkeit bei der Deutschen Bahn AG Wasserstofftechnologie auf der Schiene MEGA Management Erlebt und Gestaltet durch Azubis VDEF-Betriebsleitersymposium D 7226

2 Quelle: Alstom/Michael Wittwer Wasserstoffzug Coradia ilint des Herstellers Alstom Alternative Antriebe Wasserstofftechnologie auf der Schiene Julia Epp, Enrico Howe und Anke Schmidt, Innovationszentrum für Mobilität und gesellschaftlichen Wandel GmbH, Berlin Die Kohlendioxid-Emissionen aus dem Schienenverkehr sollen sinken, jedoch sind der Elektrifizierung des Streckennetzes Grenzen gesetzt. Daraus ergeben sich Chancen für innovative Lösungen wie die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie. Wasserstoff kann via Elektrolyse aus Windenergie emissionsarm produziert werden, welcher dann als Langzeitspeicher für fluktuierende erneuerbare Energien fungiert. Dieser grüne Wasserstoff lässt sich auch als Kraftstoff für Brennstoffzellenzüge nutzen. Ab 2017 sollen die ersten beiden Prototypen im niedersächsischen Bremervörde zum Einsatz kommen. 40 Deine Bahn 12/2016

3 Die Energiewende erfordert auch eine Trendwende im Verkehr. Im Vergleich zum Referenzjahr 1990 wurden bislang noch keine signifikanten Kohlendioxid (CO 2 )-Einsparungen erreicht. [1] Die Gestaltung eines nachhaltigen Schienenverkehrs ist in Anbetracht der Notwendigkeit eines Modal Shifts des aktuellen Individual- und Güterverkehrs einer qualitativen Verkehrsverlagerung auf ressourcenschonende Verkehrsmittel notwendig. Zur langfristigen Minderung der Emissionen aus dem Schienenverkehr steht derzeit die Strategie der Elektrifizierung des Schienenstreckennetzes im Vordergrund. Dies kann allerdings nur bis zu einem Wert von zirka 50 Prozent erreicht werden. Begrenzt wird eine weiterreichende Umstellung von der Kostenintensität des Oberleitungsbaus, der geringen Wirtschaftlichkeit auf wenig ausgelasteten Streckenabschnitten sowie dem ästhetischen Eingriff in die naturräumlichen Strukturen. [2] Einsatz von Wasserstoff auf der Schiene Da dennoch ein großes Interesse an einer umfassenden und nachhaltigen Transformation des Schienenverkehrs besteht, wird zunehmend die Brennstoffzelle als innovative Lösung ins Spiel gebracht. Insgesamt bietet sich die Brennstoffzelle besonders für den schweren Personen- und Güterverkehr an, neben der Schiene auch den LKW-Transport, Schiffsverkehr und in Bussen. Diese Verkehrsträger können nur schwer elektrifiziert werden, tragen jedoch wesentlich zu den CO 2 -Emissionen aus dem Verkehrssektor bei. Züge mit Brennstoffzellenantrieb: Sauber und leise Auf dem europäischen Schienenmarkt findet die Brennstoffzelle bald ihren ersten Einsatz. Der französische Konzern Alstom will mit der Entwicklung der weltweit ersten in Großserie gebauten Zuggeneration Coradia ilint für den regulären Fahrgastbetrieb eine nachhaltige Option zu konventionellen Antriebstechnologien bieten. Der Betriebsstart für den ersten Zug mit Brennstoffzellenantrieb ist für das Jahr 2017 auf der niedersächsische Strecke Buxtehude Bremerhaven Bremervörde Cuxhaven vorgesehen. Darauf folgen werden bis Ende 2021 weitere Strecken in Niedersachsen, Nordrhein-Westfalen, Hessen und Baden-Württemberg, sodass insgesamt mit mehr als 50 Brennstoffzellenzügen auf dem deutschen Streckennetz zu rechnen ist. [3] Bis zum nächsten Jahr soll intensiv an der Wasserstoffgewinnung und -infrastruktur gearbeitet werden, um die Züge entsprechend mit Treibstoff zu versorgen. Alstom plant zum einen, Wasserstoff aus Chemieanlagen zu beziehen, in welchen dieser als Abfallprodukt anfällt und in der Regel verbrannt wird. Zum anderen gibt es Überlegungen, eigene Elektrolyseanlagen zu errichten, um die Betankung der Wasserstoffzüge zu erleichtern. Die Grundvoraussetzung für die Emissionsfreiheit der Züge ist die Produktion des Wasserstoffs aus erneuerbaren Energien via Elektrolyse. Mit einer Reichweite zwischen 600 und 800 Kilometern und einer Höchstgeschwindigkeit von 140 Kilometern pro Stunde (km/h) können die innovativen Züge technisch mit den konventionellen Dieselzügen konkurrieren. Dabei sind Brennstoffzellenzüge nicht nur umweltfreundlich, sondern verursachen einen geringeren Lärmpegel im Vergleich zu konventionellen Zügen. Dies kann sich damit zusätzlich positiv auf die Akzeptanz in der Bevölkerung auswirken und langfristig zur Verbesserung der Luftqualität in Ballungsgebieten beitragen. Schließlich steuert Quelle: Studie Wasserstoffinfrastruktur für die Schiene, EY; koordiniert durch NOW GmbH, gefördert durch Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur Überblick über relevante Standorte und Strecken ein intelligentes Energiemanagementsystem den Energiespeicher der Wasserstoffzüge und sorgt damit für eine zusätzliche Effizienzsteigerung. [4] Wasserstoff als Speichertechnologie Neben den Vorteilen, welche die Brennstoffzellentechnologie grundlegend für eine nachhaltige Gestaltung des Schienenverkehrs mit sich bringt, ist Wasserstoff eine attraktive Langzeitund Großspeichertechnologie für erneuerbare Energien. Ein zentraler Ansatzpunkt ist dabei, dass überschüssiger Windstrom, welcher zu großen Kapazitäten generiert und nicht in Batterien gespeichert wird, sondern via Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt wird (Power-to-Gas). Dieser Windwasserstoff kann dann entweder rückverstromt oder intelligent im Energie- und Wärmesektor genutzt werden. Die Idee einer Wasserstoffökonomie beschreibt dementsprechend, wie mittels der Brennstoffzellentechnologie die Sektoren Energie, Mobilität und Wärme verknüpft werden. Bislang waren die Entwicklungen in diesem Bereich vor allem von technischen Fortschritten geprägt und deren Umsetzung erfolgte in Form von Pilot- und Demonstrationsprojekten. Die Brennstoffzellentechnologie erreicht aber in vielen Branchen Marktreife. In der Untersuchung zur zivilgesellschaftlichen Akzeptanz zeigt sich generell eine breite Zustimmung, wenn der Wasserstoff mithilfe erneuerbarer Energien erzeugt wird. [5] Deine Bahn 12/

4 Quelle: Positionspapier Die Steinfurter Flexkraftwerke, Projekt HyTrustPlus, koordiniert durch NOW GmbH, gefördert durch Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur Die Steinfurter Flexkraftwerke Schema Flexkraftwerke: Lokale Energieversorgung mit Wasserstoff Wenn sich Überkapazitäten an Windenergie ergeben, müssen Anlagen zum Schutz des Netzes immer wieder ausgeschaltet werden. [6] um diesem Problem entgegenzutreten, arbeiten zahlreiche Regionen wie beispielsweise Steinfurt und Flensburg bereits intensiv an der Umsetzung von lokalen Wasserstofflösungen. So haben zum Beispiel in Steinfurt regionale Akteure, bestehend aus Energie- und Gaseunternehmen, den Stadtwerken, der Verwaltung, Finanzunternehmen, Ingenieurbüros und Fachhochschule das Positionspapier Die Steinfurter Flexkraftwerke entwickelt. [7] Die Steinfurter Flexkraftwerke sollen Strom aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen nutzen, um Wasser- und Sauerstoff zu produzieren. Der Wasserstoff kann als Energieträger beispielsweise in Brennstoffzellenanwendungen genutzt oder auch ins Erdgasnetz eingespeist werden. Dadurch erhoffen sich die Akteure, langfristig nicht nur regionale und emissionsfreie Optionen im Strombereich anbieten zu können, sondern auch die Energienachfrage im Wärme- und Verkehrssektor klimaneutral Die Steinfurter Flexkraftwerke Visualisierung im regionalen Kontext Quelle: David Borgwardt, Projekt HyTrust- Plus, koordiniert durch NOW GmbH, gefördert durch Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur 42 Deine Bahn 12/2016

5 und regional zu gestalten. Gerade in den beiden letzteren Sektoren liegt ein hohes, nicht ausgeschöpftes Potenzial für die Anwendung von nachhaltig produziertem Wasserstoff. Im Rahmen der Entwicklung des Konzeptpapiers wurde intensiv über Sicherheiten und Garantien diskutiert, damit sich der lokale Wasserstoff im Wettbewerb mit den fossilen Energieprodukten behaupten kann. Ein fester Abnehmer wie die Bahn würde die gewünschte Sicherheit bieten. Potenzial in Industrie und Verkehr Flexkraftwerke sind ein zusätzlicher, dauerhafter Stromnachfrager im System, der einen deutlichen Ausbau der Erzeugungskapazitäten erneuerbarer Energien bei gleichzeitiger Entlastung der Stromnetze ermöglicht. Das ist besonders dann attraktiv, wenn es eine hohe Menge an überschüssiger Windenergie gibt. Diesen Punkt erreichen wir zunehmend in Deutschland. In Dänemark, wo schon heute ein hoher Überschuss an Windenergie besteht, wird beispielsweise bis 2017 eine der modernsten Power-to- Gas-Anlagen für 15 Millionen Euro errichtet, um das innovative Verfahren zur Bereitstellung von Wasserstoff weiter zu erproben. [8] Der Anwendungsbereich für grün erzeugten Wasserstoff liegt in der Industrie und im Verkehr. Dänemark, Norwegen und die Niederlande haben bereits Interesse an den Wasserstoffzügen von Alstom bekundet. Darüber hinaus stellte auch Konkurrent Bombardier die aktuellen Entwicklungen zum Talent 3 vor, einem DualPowerTriebzug mit rein elektrischem und Brennstoffzellenantrieb.[9] Im Verkehr wird mit Brennstoffzellen auf der Schiene ein wichtiges Zeichen gesetzt und ein notwendiger Schritt für die Verkehrswende gegangen. n Quellen [1] Potenzialatlas Power to Gas. Klimaschutz umsetzen, erneuerbare Energien integrieren, regionale Wertschöpfung ermöglichen, Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) shop.dena.de/fileadmin/denashop/media/downloads_dateien/ esd/9144_studie_potenzialatlas_power_to_gas.pdf [2] Auf dem Weg zur Emissionsfreiheit im Zugverkehr, Wasserstoff- Infrastruktur für die Schiene, Ernst & Young GmbH et al., nip-wasserstoff-und-brennstoffzellentechnologie/broschuere_ wasserstoff-infrastruktur-fuer-die-schiene_online-version.pdf [5] Sind wir bereit für Wasserstoff? Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge im Kontext der Energiewende, Mobility 2.0, W. Canzler und A. Schmidt, 2013 [3] Alstom und Ballard drängen auf die Schiene, HZwei-Blog, Hydrogeit, [4] Erster Wasserstoff-Zug der Welt fährt in Deutschland, welt.de, N.Doll, [6] Wind bewegt, Argumente für die Windenergie, Bundesverband WindEnergie e.v., [7] Die Steinfurter Flexkraftwerke, Positionspapier der regionalen Akteure aus dem Kreis Steinfurt, HyTrustPlus, [8] 15-Millionen-Euro-Projekt in Dänemark, dena news/15-millionen-euro-projekt-in-daenemark [9] Talent 3 mit E-Motor und Batterie-Antrieb, dmm.travel, G. Zielonka, Anzeige Im Video: Wieso ist die Bahn so umweltfreundlich? Die Eisenbahn ist das umweltfreundlichste Verkehrsmittel für unsere Mobilität im Alltag. Wieso, das erfahren Sie im Erklärvideo der Allianz pro Schiene. Foto: DB AG / Bartlomiej Banaszak Deine Bahn 12/

6 Besuchen Sie uns auf unserer neuen Website: informativ modern komfortabel

7 Fachwissen für die Bahnbranche Ich bestelle (bitte ankreuzen) h ein Jahres-Abonnement der Fachzeitschrift Deine Bahn für ein Jahr zum Vorzugspreis von 7,25 EUR* pro Ausgabe inkl. ges. MwSt. Das Abonnement gilt für mind. 12 Ausgaben und kann danach mit einer Frist von sechs Wochen vor Vierteljahresschluss gekündigt werden. h ein Bildungs-Abonnement** der Fachzeitschrift Deine Bahn für ein Jahr zum Vorzugspreis von 6,00 EUR pro Ausgabe inkl. ges. MwSt. Das Abonnement gilt für mind. 12 Ausgaben und kann danach mit einer Frist von sechs Wochen vor Vierteljahresschluss gekündigt werden. h ein Probe-Abonnement (nicht wiederholbar) der Fachzeitschrift Deine Bahn für drei Monate zum Preis von 21,75 EUR. Ich erhalte dreimal hintereinander die neueste Ausgabe. Falls ich Deine Bahn nicht weiterlesen möchte, teile ich Ihnen dies bis spätestens zehn Tage nach Erhalt des zweiten Heftes schriftlich mit. Andernfalls erhalte ich das Jahres-Abonnement. h ein Bildungs-Probe-Abonnement** (nicht wiederholbar) der Fachzeitschrift Deine Bahn für drei Monate für nur 18,00 EUR inkl. ges. MwSt. Ich erhalte dreimal hintereinander die neueste Ausgabe. Falls ich Deine Bahn nicht weiterlesen möchte, teile ich Ihnen dies bis spätestens zehn Tage nach Erhalt des zweiten Heftes schriftlich mit. Andernfalls erhalte ich das Bildungs-Abonnement. Inlandsporto pro Jahr zzgl. 5,00 EUR Auslandsporto (EU) pro Jahr zzgl. 21,00 EUR Auslandsporto (restliche Welt) pro Jahr zzgl. 30,60 EUR * Regulärer Einzelheftpreis 8,50 EUR. ** Eine aktuelle Studien- oder Azubi- bzw. Teilnahme-Bescheinigung für eine mind. vierwöchige Weiterbildung innerhalb der vergangenen 12 Monate ist beizulegen. Leserservice Deine Bahn, Eltville Telefon: ( ) , Fax: ( ) leserservice@deine-bahn.de LW1216 Ihre Fachzeitschrift für fundiertes Bahnwissen Rechnungsanschrift Name/Vorname: Straße/Nr.: PLZ/Ort: Berufliche Information zu Bahnbetrieb, Bahntechnik und Karriere Telefon: 12 Hefte pro Jahr plus Online-Archiv Lieferanschrift (falls abweichend oder Geschenk) Name/Vorname: Straße/Nr.: PLZ/Ort: Telefon: Bankeinzug Rechnung Konto-Nr.: Bankleitzahl: Datum, Unterschrift: Die Bestellung kann innerhalb von 14 Tagen beim Leserservice Deine Bahn, Eltville widerrufen werden. Zur Wahrung der Frist genügt die rechtzeitige Absendung des Widerrufs mit Brief, Fax oder . Datum, Unterschrift: