Siemens hat eine zweite Generation von Wasserstoffzügen mit Brennstoffzellenantrieben entwickelt. Sie sollen demnächst Dieselzüge ersetzen. Das Potenzial dafür ist groß.
München - Maria Peymandar gerät ins Schwärmen. „Wir haben eine dreifach längere Lebensdauer, eine um 50 Prozent höhere Leistungsdichte und bis zu fünf Prozent mehr Wirkungsgrad erreicht“, sagt die 36-jährige Siemens-Erfinderin des Jahres. Gerade wurde die Chemikerin vom Konzern als eine von 15 Forschern und Forscherinnen für bahnbrechende Innovationen ausgezeichnet. Peymandar besteht darauf, dass das Erreichte eine Teamleistung sei, auch wenn sie selbst Konstruktionsverantwortliche im Siemens-Zugstandort Krefeld ist. Binnen drei Jahren wurde dort eine zweite Generation von Brennstoffzellenantrieben erfunden, mit denen sich Siemens der Konkurrenz überlegen und auch serienreif fühlt.
Die Mireo-Züge wandeln Wasserstoff per Brennstoffzelle in Energie um
Bis zu 1000 Kilometer Reichweite bei 160 Kilometern pro Stunde Reisegeschwindigkeit erreichen die Züge. Sie tragen den Modellnamen Mireo Plus H und wandeln Wasserstoff per Brennstoffzelle in elektrische Energie um. „Sie beschleunigen sehr gut und eignen sich für dicht befahrene Strecken“, betont der für das rollende Material in der Siemens-Bahnsparte verantwortliche Manager Albrecht Neumann. Die neuen Hoffnungsträger sollen Dieselloks als Arbeitspferde ersetzen. Das verweist auf großes Potenzial.
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„In Europa sind derzeit 46 Prozent der Strecken nicht elektrifiziert“, sagt Peymandar dazu. Wo Oberleitungen fehlen, fahren heute Dieselzüge mit einem hohen Ausstoß von klimaschädlichen Gasen wie Kohlendioxid. Diesen CO2-Ausstoß könne man durch umweltfreundliche Antriebe stark reduzieren, sagt die Siemens-Erfinderin. Dafür hat Siemens rein batterieelektrische und die neuen Brennstoffzellenantriebe im Angebot. Bei Strecken bis 100 Kilometer Länge sei derzeit die batterieelektrische Variante im Vorteil, bei weiteren Strecken oder wenn es gebirgig werde, sei die Brennstoffzelle der Zukunftsantrieb der Wahl, erklärt Neumann.
Die Konkurrenz ist groß – und arbeitet teils abgeschottet
Die Konkurrenz hat bereits seit 2018 erste Brennstoffzellenzüge im Einsatz. Der französische Konkurrent Alstom betreibt sie auf einer Strecke in Norddeutschland. Aber hinten dran fühlen sich die Siemensianer deshalb nicht. An Wasserstoffzügen geforscht wird rund um den Globus etwa beim Zugbauer Stadler in der Schweiz, bei Konkurrenten in den USA und weitgehend abgeschottet auch in China. „Alle entwickeln – teils hinter geschlossenen Türen“, sagt Neumann. Er prognostiziert einen harten Wettbewerb, vergleichbar mit dem bei Elektroautos.
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Das von Peymandar und ihren Kollegen weiterentwickelte Brennstoffzellensystem verkleinert dieses zudem, was in Zügen Platz für das Wesentliche schafft – die Passagiere, lobt der Manager. Zudem sei sie wartungs- und verschleißärmer als eine Diesellok. Klimafreundlich werden Brennstoffzellenzüge aber erst dann, wenn der Wasserstoff, den sie verbrauchen, nicht aus fossilen Energieträgern hergestellt wird und grün ist. „Bei grünem Wasserstoff haben wir ein CO2-Einsparpotenzial von etwa 520 Tonnen pro Zug und Jahr“, sagt Peymandar.
Grüner Wasserstoff wird mit erneuerbaren Energien erzeugt. Um ihn reißen sich derzeit viele Industrien, die ihre Abhängigkeit von fossilen Energieträgern verringern wollen – von Stahlkochern bis zu Autobauern, die Brennstoffzellenautos entwickeln.
Wasserstoff wird zum knappen und teuren Gut
Der Verteilungskampf wird hart. Laut Neumann ist blauer Wasserstoff eine Alternative. Blau wird das Gas dann genannt, wenn es zwar aus fossilen Energieträgern gewonnen, dabei frei werdendes CO2 aber unter die Erde verpresst wird, so dass es nicht in die Atmosphäre gelangt. Dieses Speichern von CO2 verteuert den Wasserstoff jedoch, der damit nicht nur zum Mengen- sondern auch zum Preisproblem wird. Hinzu kommt, dass ein Wasserstoffzug schon in der Anschaffung etwa ein Viertel teurer kommt als eine Diesellok, sagt Neumann.
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Er kalkuliert jedoch damit, dass sich künftig die Kostengewichte verschieben werden, da Diesel immer teurer und grüner oder blauer Wasserstoff mit zunehmender Menge billiger werden dürfte. „Wir verhindern den Klimawandel nur mit einer starken Schiene“, betont Neumann. Um der Brennstofftechnologie dort rasch zu einem Durchbruch zu verhelfen, haben sich Siemens und der Kunde Deutsche Bahn zu einem ungewöhnlichen Pilotprojekt entschlossen.
2023 soll es in Tübingen den Startschuss geben
2023 soll in Baden-Württemberg ein Wasserstoffzug im Raum Tübingen in den Probebetrieb gehen, dem auch noch eine Wasserstofftankstelle neben das Gleis gestellt wird. Der Wasserstoff dafür wird vor Ort aus Ökostrom – also grün – erzeugt. Einen zweiten Wasserstoffzug will Siemens für die Strecke zwischen Augsburg und Füssen in Bayern ebenfalls 2023 liefern. „Deutschland ist Vorreiter beim Einsatz der Wasserstofftechnologie auf der Schiene“, lobt Neumann.
Der Manager gibt sich zuversichtlich: Noch für dieses Jahr erwartet er für Siemens einen ersten Großauftrag für eine ganze Flotte von Wasserstoffzügen. „Er kommt wohl auch aus Deutschland“, sagt Neumann noch vage. Die Wasserstoffzukunft auf der Schiene sei nah.