Innovationsprojekt EcoTrain

Auf der Nebenstrecke

Im Deutsche Bahn-Konzern arbeiten Überzeugungstäter an der Lösung eines scheinbaren Paradoxons. Elektrisch fahren, auch wenn kein Fahrdraht vorhanden ist. Wie soll das gehen?

Pfeilschnell und leise saust der windschnittige Zug von Metropole zu Metropole – vorbei an Wiesen und Feldern, über Brücken und durch Tunnel. Das ist das Bild, das viele Menschen haben, wenn sie an Mobilität auf der Schiene denken. Das Image der Deutschen Bahn ist durch den Fernverkehr und durch den ICE geprägt. Doch ein Viertel der schienengebundenen Verkehrsleistung wird auf Strecken erbracht, die gar keine Oberleitung haben. Noch deutlicher zeigt sich das Bild bei der Infrastruktur: Etwa die Hälfte der Strecken in Deutschland sind nicht elektrifiziert und werden vorwiegend von konventionellen Dieselloks und Dieseltriebwagen befahren. Die sind laut, verbrennen fossile Energieträger und emittieren während der gesamten Fahrt Abgase.

Deutsche Bahn EcoTrain Erzgebirgsbahn

Zwei junge Kollegen bei der DB RegioNetz Verkehrs GmbH stellten sich die Frage, ob das so bleiben müsse. Claus Werner und Sören Claus leiten bei den RegioNetzen, einer Tochter der DB Regio AG, den Bereich Innovationsprojekte. Die beiden, die intern „Claus Quadrat“ genannt werden, überlegten gemeinsam, wie sich die Strecken ohne Oberleitung effizienter betreiben ließen. Könnte man die Triebwagen nicht ähnlich wie beim Auto als Hybridfahrzeuge auslegen und die Dieselmotoren durch einen elektrischen Antrieb ergänzen? Ihre Überlegungen führten zum Innovationsprojekt „EcoTrain“, das vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur gefördert und von der TU Dresden, der TU Chemnitz und dem Fraunhofer-Institut begleitet wird. Ihr Ziel ist, die gesamte Flotte der Erzgebirgsbahn mit 16 Dieseltrieb-Fahrzeugen der Baureihe Desiro VT 642 auf Hybridtechnologie umzurüsten. Ihr Partner für den Elektroantrieb und die Bordnetzsteuerung steht mit ABB bereits fest.

Die Entwicklung der Technologie zur Serienreife wird in den nächsten zwei Jahren aus gutem Grund bei der Erzgebirgsbahn im Land Sachsen umgesetzt: „Die Erzgebirgsbahn fährt auf einer der anspruchsvollsten Strecken in ganz Deutschland“, sagt Sören Claus. „Was hier funktioniert, das funktioniert auch andernorts.“ Er weiß, wovon er redet, denn er stammt aus der Gegend und wohnt noch heute in Annaberg-Buchholz. Von Chemnitz und Zwickau aus fährt die Bahn auf vier Linien hinauf ins Gebirge, bis auf 912 Meter Seehöhe. An Wochenenden nimmt sie das steile Gefälle auf tschechischer Seite bis hinunter nach Karlovy Vary, dem Kurort Karlsbad. Für diese Strecke entwickelten die beiden ein dieselelektrisches, serielles Hybridkonzept, welches modular auf die Anforderungen unterschiedlicher Regionen ausgelegt werden kann. Dabei treibt ein Dieselmotor einen Generator an, der Strom für den Antriebsmotor erzeugt. Die Traktionsleistung erfolgt rein elektrisch; ein Akku kann als Energiespeicher zusätzliche Leistung bereitstellen oder überschüssige Energie aufnehmen, etwa beim Bremsen.

Deutsche Bahn EcoTrain Erzgebirgsbahn

Das hat viele Vorteile. „Wenn die Bahn bergab fährt, benötigen wir nach unseren Berechnungen den Dieselmotor kaum“, berichtet Claus Werner. „Und in den Bahnhöfen muss der Diesel nicht mehr laufen, um Nebenaggregate wie die Klimaanlage zu betreiben.“ Der Clou ist aber die Vernetzung der Hybridtechnologie mit dem bereits bestehenden Fahrplanassistenzsystem FASSI. „Dieses System kennt Topografie und Streckenführung genau“, sagt Werner. „Wenn wir es mit der Hybridsteuerung verbinden, dann können wir beispielsweise berechnen, ob die Batterieleistung für die restliche Strecke noch ausreicht – und gegebenenfalls rein elektrisch weiterfahren.“ Nachgeladen wird dann am Endbahnhof – per Kabel oder, so der nächste Schritt, mit konduktiver Nachladung per Stromabnehmer. So kann auf der Strecke sogar regenerativ erzeugter Strom zum Einsatz kommen.

Der EcoTrain hat aber noch weiteres Potenzial für Nachhaltigkeit. Denn die Triebfahrzeuge werden nicht neu gebaut, sondern mit modularer Antriebs- und Speichertechnologie umgerüstet. „Bei Ausschreibungen geben viele Betreiber ein Maximalalter der Fahrzeuge vor, das häufig bei zehn bis 15 Jahren liegt“, schildert Werner. „Da wir beim EcoTrain innovative Technologien in bestehende Fahrzeuge einbauen, haben wir neue Argumente, um die Triebwagen deutlich länger zu betreiben.“ Und das kann sich lohnen. Ein konventioneller Triebwagen der Baureihe VT 642 verbraucht bis zu 100 Liter Diesel auf 100 Kilometer. Claus Werner und Sören Claus erwarten, dass mit dem EcoTrain etwa 35 Prozent davon eingespart werden können.

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Autor: Laurin Paschek, Fotos: Matthias Haslauer