CO2-Einsparung auf der Schiene

CO2-Einsparungen spielen auch bei Bestands- und Neubauloks eine Rolle. Durch innovative Technik werden so dem Klima- und Umweltschutz Rechnung getragen. // Beitrag von Markus Wagner, Video von Matthias Bertram

Die CO2-Bilanz steht seit Jahren im Eisenbahnverkehr im Fokus. Heutzutage sind im Personen- und Güterverkehr die Bahnen bei gleicher Leistung um ein Vielfaches CO2-ärmer als die Konkurrenz auf der Straße oder in der Luft. Güterzüge in Deutschland emittieren nur ein Fünftel so viel CO2 pro transportierter Tonne und Kilometer wie ein LKW. „Durch die Verwendung des dieselelektrischen Antriebsstrangs in Kombination mit einem effizienten Dieselmotor kann der Kraftstoff und damit auch der CO2-Ausstoß im Vergleich zu einer alten Lokomotive mit dieselhydraulischem Antrieb um etwa 20 Prozent gesenkt werden“ sagte Verena Jeroch, Expertin bei Vossloh Locomotives GmbH. So sind Diesellokomotiven sauberer als man denkt, denn beim Bau einer neuen Lokomotive werden hohe Maßstäbe gesetzt, um die CO2-Emissionen so gering wie möglich zu halten.

Hybrid-Loks sparen bis zu 50 Prozent Diesel

Einen ersten Schritt zur E-Lok stellt der batterieelektrische Antrieb dar, der in Smart-Hybrid-Loks verbaut ist. Bei ihr ergänzt ein 150kWh-Batteriepaket den 1.800 Kilowatt starken Dieselmotor. Bei Teillast fährt die Lok mit dem Strom aus der Batterie. Sollte mehr Leistung benötigt werden, wie z. B. bei einer Bergfahrt, so hilft der Dieselmotor. Der Motor dient zudem auch als Stromgenerator zum Nachladen der Batterie. Der Hybridantrieb wechselt somit während der Fahrt mit der Lok automatisch zwischen den beiden Energiequellen. Die Smart-Hybrid-Lok DE 18 ist ab dem Jahr 2020 für  kommerzielle Zwecke zugelassen und hat die Länderzulassung für Deutschland, Frankreich und Luxemburg erhalten. Somit werden auch hierbei mit fortschrittlicher Technik Emissionen verringert und Kraftstoff eingespart. Smart-Hybrid-Loks können 50 Prozent Treibstoff einsparen und den Schadstoffausstoß um bis zu 70 Prozent verringern, da der Motor auch bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten immer im optimalen Drehzahlbereich läuft und nebenbei die Batterie geladen wird. Dies unterscheidet die Smart-Hybrid-Lok wesentlich von herkömmlichen Dieselloks.

Der Wasserstoffantrieb als saubere Lösung

In jüngster Vergangenheit gibt es zudem einen ernst zu nehmenden Bewerber, dem die dieselelektrischen Antrieb Konkurrenz macht. Hierbei handelt es sich um einen Antrieb auf Wasserstoffbasis. So präsentierte Alstom bereits erstmalig auf der InnoTrans 2016 in Berlin den sogenannten "iLint“, einen Personenzug, der ganz auf Wasserstoffbasis entwickelt wurde und fährt. Im Jahr 2018 nahm der iLint den Fahrgastbetrieb in Deutschland auf und ist somit Vorreiter eines CO2-freien Eisenbahnfahrzeuges. Die verbauten Wasserstoff-Brennstoffzellen erzeugen elektrische Energie für den Antrieb. Der Zug ist emissionsfrei, geräuscharm und gibt lediglich Wasserdampf und Kondenswasser ab. „Im Vergleich zu konventionellen Verkehrsmitteln stellt die Bahn mit Sicherheit eines der effizientesten Verkehrsmittel dar und ist perfekt für eine Zukunft mit umweltfreundlicher Energie aus regenerativen Quellen geeignet“, prognostiziert Verena Jeroch. Eine saubere Energieumwandlung sei somit gewährleistet und auch überschüssige Energie könne flexibel in einer Batterie gespeichert werden. Diese Antriebstechnik werde aber noch nicht in Lokomotiven eingesetzt. „Ab 2030 werden im Nahverkehr keine Dieseltriebzüge mehr eingesetzt“, prognostiziert Wolfgang Klebsch, Mobility-Experte des Verbands Deutscher Elektrotechniker VDE. Je nach Netz werden Dieselloks entweder durch Oberleitungs-Elektrotriebzüge, Batterietriebzüge oder mit grünem Wasserstoff betriebene Brennstoffzellentriebzüge abgelöst. „Auf oberleitungsfreien (Güter-)Strecken werden nur Hochleistungs-Lokomotiven eingesetzt, die mit geeigneten Brennstoffzellenantrieben ausgestattet sind oder zumindest mit grünem synthetisiertem Flüssigkraftstoff fahren“, sagt Wolfgang Klebsch.

CO2-Emissionswerte im Vergleich

Der heutige CO2-Emissionswert im Eisenbahngüterverkehr beträgt rund 20 Gramm CO2 pro tausend Kilometer. Im Vergleich liegt ein LKW bei rund 96 Gramm CO2. Ein wesentliches Ziel war es, den Kohlenstoffdioxidausstoß im Schienenverkehr bis zum Jahr 2020 um 15 Prozent zu senken. Im Jahr 2005 wurden noch rund 90 Prozent CO2-Emissionen im Eisenbahngüterverkehr erzeugt, wobei der heutige Wert nur noch bei rund 74 Prozent liegt.

Partikelfilter und Harnstoff reduziert Schadstoffe

Mit dem Einsatz von Partikelfiltern und Harnstofflösungen werden der Ruß- und Stickoxid-Ausstoß reduziert.  Nach Angaben von Allianz pro Schiene, einem gemeinnützigen Verkehrsverband, der sich für einen höheren Marktanteil der Schiene im Güter- und Personenverkehr in Deutschland einsetzt, stößt der Schienengüterverkehr im Vergleich mit LKW-Transporten nur ein Zehntel der Ruß-, Stickoxid- und Partikelmengen aus. Durch die speziellen Partikelfilter und Harnstofflösungen ergeben sich bei der Bahn eine Partikelemission aus Verbrennung von nur einem Milligramm pro tausend Kilometern gefahrene Strecke, wobei der LKW auf der Straße schon einen Wert von acht Milligramm pro tausend Kilometer aufweist.

Noch dominieren Dieselloks

Die Bahn in Deutschland betreibt immer noch einen großen Teil ihrer Lokomotiven und Triebwagen mit Diesel, welche mit fast 20 Jahre alter Abgastechnik ausgestattet sind. So sind rund 4.000 Triebwagen/Triebwagenzüge und rund 3.000 Lokomotiven auf dem deutschen Schienennetz unterwegs, wovon fast ein Drittel mit Diesel fährt. Dieselgeneratoren an Bord erzeugen die benötigte Energie für die elektrischen Fahrmotoren. Derzeit können Rußpartikelfilter verbaut werden. Diese sind nicht vorgeschrieben, aber es gelten sehr strenge Partikelgrenzwerte, die bei der Inbetriebnahme des jeweiligen Dieselmotors aktuell waren. Die Bahn setzt aber trotzdem auf Umwelt- und Klimafreundlichkeit und betreibt unabhängig der gesetzlichen Vorgaben sieben Triebwagen und 175 Lokomotiven mit Dieselpartikelfiltern. Daher ist auch ein Rückgang von bis zu rund 58 Prozent bei der Partikelemission aus Verbrennung bei Dieselmotoren bei Lokomotiven zu verzeichnen. Eine Nachrüstung von Systemen zur Abgasminderung bei dieselbetriebenen Schienenfahrzeugen ist technisch sehr aufwendig. Die Achs- und Radlasten stellen hierbei ein Problem bei älteren Lokomotiven dar. Ein Dieselrußpartikel-Filtersystem für eine Rangierlok, die 140 Tonnen wiegt, macht ein Zehntel des Gewichtes einer Lok aus. Dies sind zwar nur ein Prozent des Gesamtgewichtes, aber angesichts der aktuell für das Bahnwesen gültigen Sicherheitsstandards bereits ein Prozent zu viel.

Teaserbild: Mit modernen Lokomotiven die Umwelt schonen //Quelle: Markus Wagner

Die Autoren

Markus Wagner

Matthias Bertram

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