Chinesischer Zug mit Wasserstoffantrieb und Superkondensatoren

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Elektrofahrzeuge sind aktuell sehr gefragt, um die CO₂-Emission zu reduzieren, jedoch benötigen sie große Batterien. Für Lastwagen und Züge sind die Batterien jedoch nicht geeignet, daher muss man eine andere nachhaltige Alternative finden. Eventuell sind Züge mit Wasserstoffantrieb die Lösung. China hat einen alternativen Versuch mit einem wasserstoffbetriebenen Zug mit Superkondensatoren versucht.

Der wasserstoffbetriebene Zug auf Schienen

China Railway Rolling Stock Corporation (kurz CRRC) ist der größte Schienenfahrzeughersteller der Welt und einer der größten Industriekonzerne. Das Unternehmen investierte vor allem in die Technologie von konventionellen Hochgeschwindigkeitszügen und Magnetschwebebahnen. Jedoch ist das neueste wasserstoffbetriebene Eisenbahnprojekt nicht auf Geschwindigkeit ausgelegt, sondern auf Nachhaltigkeit.

Nichtsdestotrotz erreicht der wasserstoffbetriebene Zug von CRRC immerhin eine Höchstgeschwindigkeit von 160 km/h und hat eine Reichweite von 600 km. Obschon dies nicht nach Höchstleistung klingen mag, reicht es aus, um der schnellste wasserstoffbetriebene Zug der Welt zu sein. Zudem hat er auch eine autonome Selbststeuerung und kann somit automatisch ohne Fahrer oder Besatzung betrieben werden.

Brennstoffzellen in Kombination mit Superkondensatoren

Der Zug wird mit Brennstoffzellen betrieben, die Strom aus Wasserstoff generieren. Diese sind mit einer Reihe von Superkondensatoren kombiniert, die als Speicher genutzt werden. Sie werden im Laufe der Zeit von den Brennstoffzellen langsam aufgeladen und liefern anschließend hohe Leistung, wenn sie dringend benötigt wird. Somit erfolgt eine Deckung des Spitzenleistungsbedarfs.

Der besondere Vorteil liegt darin, dass die Superkondensatoren durch bremsen Energie gewinnen können. Fährt ein Zug eine lange Steigung hinunter, kann die potenzielle Gravitationsenergie genutzt und als elektrische Energie für eine spätere Nutzung gespeichert werden.

Ähnliche wasserstoffbetriebene Zugprojekte weltweit

Allerdings ist das in Peking ansässige Unternehmen nicht das einzige, das wasserstoffbetriebene Eisenbahnprojekte vorantreiben möchte. Ebenso betreibt die Deutsche Bahn bereits eine Flotte von 14 Alstom-Zügen mit Wasserstoffantrieb. Die Coradia iLint-Personenzüge von Alstom gingen bereits 2018 in Betrieb und sind seitdem im Einsatz. Sie befinden sich jetzt in der Serienproduktion für zwei Kunden in Deutschland. Zwar erreichen die Züge nur eine geringe Geschwindigkeit von 140 km/h, die aber für die übliche Reisegeschwindigkeit von 80 bis 120 km/h ausreicht, dafür erzielen sie eine größere Reichweite von bis zu 1.000 Kilometern. Sie haben 64 Wasserstofftanks an Bord, deren Füllung für einen ganztägigen Einsatz genügt.

Die wasserstoffbetriebenen Züge ersetzen eine Flotte von 15 Dieseleinheiten und sparen, laut Berichten, jährlich 1,6 Millionen Liter Diesel und 4.400 Tonnen CO2. In Deutschland sind bereits über 14 Coradia iLint-Züge im Einsatz und in Zukunft möchte man landesweit weitere Züge im regulären Personenverkehr nutzen. Zudem sollen Lieferungen nach Frankreich und Italien erfolgen.

Exkurs: Frachtbereich – sind wasserstoffbetriebene Güterzüge denkbar?

Ein Güterzug benötigt eine weitaus stärkere Lokomotive als ein Personenzug, daher sind hier die Herausforderungen an einen wasserstoffbetriebenen Zug viel größer. Doch auch im Frachtbereich wird ausführlich geforscht, inwieweit die konventionellen dieselbetriebenen Lokomotiven durch eine nachhaltigere Lösung ersetzt werden können. Ein australisches Projekt prüft, ob Güterzüge in abgelegene Bergbaugebiete mit Wasserstoff statt mit Diesel gelangen könnten. Diese sehr langen Strecken sind nicht elektrifiziert und benötigen daher dieselbetriebene Lokomotiven. Könnte der Schwerlasttransport jedoch mit Wasserstoff betrieben werden, könnte man die Emissionen drastisch senken.

Wann sind Züge mit Wasserstoff-Brennstoffzellen überhaupt sinnvoll?

Warum sollte man Wasserstoff-Brennstoffzellen für Züge nutzen? Ressourcen aufwenden, um Wasserstoff zu erzeugen, nur um ihn wieder in Strom umzuwandeln, scheint weniger effizient, als Züge einfach direkt mit Strom zu betreiben. Außerdem ist es eine ausgereifte und allerorts eingesetzte Technologie mit vielen Oberleitungen weltweit.

Unter gewissen Umständen sind Züge mit Brennstoffzellen trotzdem sinnvoll, da die Züge anstelle von Dieselzügen auf nicht elektrifizierten Bahnstrecken verkehren können. Durch den Einsatz eines Brennstoffzellenzuges entfällt die Verlegung von Oberleitungen, was vor allem für weit gelegene Bergbauregionen in Australien interessant ist. Dadurch ist eine Kostenreduktion für Vorabinvestitionen in die Infrastruktur möglich. Ein Manko besteht jedoch im Wartungsaufwand, der aufwendiger als für konventionelle Elektrozüge ist. Zudem müsste man entlang der Strecke eine Infrastruktur zum Betanken der Wasserstofftanks aufbauen. Hinzukommt auch, dass man alle Wasserstofftankstellen im gesamten Netz beliefern muss und die gesamte Lieferkette nachhaltig sein muss (z.B. Tankwagen, Tankzüge, Pipelinenetz).

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