Das von Siemens zur Verfügung gestellte Computerbild zeigt einen Wasserstoffzug. (Foto: dpa Bildfunk, picture alliance/dpa/Siemens AG | ---)

Umweltfreundliche Technologie

So funktioniert ein Wasserstoff-Zug

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Martin Thiel
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Katharina Fortenbacher-Jahn
Katharina Fortenbacher-Jahn, SWR Aktuelle Wirtschaft (Foto: SWR, SWR)

Wasserdampf statt Dieselqualm: Wasserstoff-Züge wecken große Hoffnungen. Wir erklären, wie der Brennstoffzellen-Zug funktioniert und welche Vor- und Nachteile die Technologie hat.

Statt Dieselqualm nur ein paar weiße Wasserdampfwolken. Wasserstoff-Züge fahren elektrisch und ohne Emissionen. Sie sollen Dieselloks ersetzen. Und zwar dort, wo herkömmliche Elektro-Loks nicht eingesetzt werden können, weil es keine Oberleitungen zur Stromversorgung gibt. Das geht, weil der Strom für den Wasserstoff-Zug sozusagen unterwegs produziert werden kann.

Über eine digitale Anzeige kann der Lokführer den Wasserstoffzug bedienen (Foto: dpa Bildfunk, Picture Alliance)
Das Kraftwerk fährt mit: eine Brennstoffzelle erzeugt aus Wasserstoff und Sauerstoff Strom für die Elektromotoren des Wasserstoffzugs. Picture Alliance

Vorteil 1: Auf der Fahrt entstehen keine Emissionen

Im Wasserstoff-Triebzug, der auch Brennstoffzellen-Zug genannt wird, erzeugt eine Brennstoffzelle Strom aus Wasserstoff. Er entsteht, wenn Wasserstoff und Sauerstoff reagieren - ausgestoßen wird nur Wasserdampf, kein CO2. Den Strom brauchen die Elektromotoren, die den Zug antreiben. Das Fahrzeug kann so vollkommen unabhängig von der Oberleitung elektrisch und emissionsfrei fahren.

Vorteil 2: Hohe Reichweite

Um fahren zu können, müssen die Züge Wasserstoff auftanken, es braucht dafür also eine Infrastruktur. Die Tanks für den Wasserstoff sind auf dem Dach der Züge. Ein voller Tank hat eine Reichweite von bis zu 1.000 Kilometern. Das ist deutlich weiter als die Reichweite rein batteriebetriebener Elektrozüge.

In einer Fertigungshalle werden die Wasserstofftanks am Dach eines Zuges sichtbar (Foto: dpa Bildfunk, Picture Alliance)
Wasserstoff lässt sich in Tanks auf dem Dach der Züge gut transportieren. So schaffen sie mehr Kilometer pro "Tankladung" als reine Batterie-Züge. Picture Alliance

Vorteil 3: Der Wasserstoff-Zug ist deutlich leiser

Eineinhalb Jahre lang wurden in Niedersachsen Wasserstoff-Züge zwischen Cuxhaven und Buxtehude im Regionalverkehr getestet. Ausfälle gab es so gut wie keine. Und die Fahrgäste waren begeistert, denn der durch Wasserstoff betriebene Elektro-Zug ist 70 Prozent leiser als ein Dieselzug. Weitere Erkenntnisse erhoffen sich Verkehrsunternehmen und Politik vom Regelbetrieb mit Wasserstoffzügen.

Nachteil 1: Erst grüner Wasserstoff macht die Technologie wirklich klimafreundlich

Ein Wasserstoff-Zug kann gegenüber einer Diesellok im Jahr knapp 260 Tonnen Kohlendioxid einsparen. Und das, obwohl der Wasserstoff derzeit aus fossilen Energieträgern wie Erdgas gewonnen wird. Ziel sollte es Umweltexperten zufolge jedoch es sein, grünen Wasserstoff zum Beispiel mithilfe von Windkraft zu erzeugen. Die Kapazitäten dafür fehlen allerdings noch.

Nachteil 2: Reine Elektrozüge grundsätzlich effizienter

Grundsätzlich ist die direkte Stromnutzung durch Züge besser - denn bei der Wasserstoff-Herstellung wird zuerst Strom benötigt, um letztendlich Wasserstoff zu erzeugen. Und um mit diesem Wasserstoff dann wieder Strom für den Antrieb produzieren zu können.

Der erste regulär fahrende Brennstoffzellenzug auf den Strecken des Zollernalbbahn-Netzes fährt bei Burladingen auf der Strecke Gammertingen-Hechingen.  (Foto: dpa Bildfunk, Picture Alliance)
Brennstoffzellen- oder Wasserstoffzüge können eine Option gerade für Nebenstrecken auf dem Land sein, wo sich der Ausbau mit Oberleitungen wirtschaftlich nicht lohnt. Picture Alliance

Wasserstoff-Züge gelten deshalb nur für Strecken als sinnvoll, auf denen sich keine teuren Oberleitungen lohnen. Das ist bei vielen Nebenstrecken der Fall, also gerade im Regionalverkehr. Im Augenblick sind rund 60 Prozent des Schienennetzes in Deutschland elektrifiziert - Ziel der Bundesregierung ist es, in den nächsten Jahren 70 Prozent zu erreichen und den Anteil elektrisch zurückgelegter Schienenkilometer zu erhöhen.

Nachteil 3: Ein Kraftpaket ist der Wasserstoffzug nicht

Außerdem sind Wasserstoffzüge nicht für den Güterverkehr geeignet. Der Antrieb ist zu schwach, um schwere Güter zu transportieren.

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