Bahntechnik Erprobungszentrum für grüne Bahnstromversorgung nimmt Betrieb auf

In ihrem Tübinger Innovationshub erprobt die Deutsche Bahn die direkte Einspeisung erneuerbarer Energien in die Oberleitung mittels eines Sektorenkopplers. Ebenfalls installiert sind ein Second-Life-Batteriespeicher und eine Wasserstoff-Erzeugungsanlage.

Mitte Mai 2024 hat die Deutsche Bahn Energie, ein Tochterunternehmen der Deutschen Bahn, ihren Innovationshub in Tübingen in Betrieb genommen. In diesem Zentrum erprobt sie neue Technologien für die nachhaltige Energieversorgung des Bahnverkehrs, unter anderem für das Verbundförderprojekt H2goesRail. Daran beteiligt sind die Deutsche Bahn (DB) mit den Tochtergesellschaften DB Energie und DB Regio sowie Siemens Mobility. Seit Mitte Juni ist zudem die von Lhyfe errichtete Elektrolyseanlage aktiv. Lhyfe, eine auf Erzeugung und Lieferung von grünem Wasserstoff spezialisierte europäische Gruppe, ist auch Betreiber der Anlage.

Die in Tübingen installierte Elektrolyseleistung beträgt 1 MW, was einer jährlichen Produktionskapazität von bis zu 30 Tonnen Wasserstoff entspricht. Der Verbrauch von Wasserstofftriebzügen liegt üblicherweise bei circa 0,2 kg pro km. Das heißt, die Leistung des mit grünem Strom betriebenen Elektrolyseurs reicht durchschnittlich für etwas mehr als 400 km Laufleistung am Tag, wobei eine vollständige Tankfüllung beim Mireo Plus H für 600 km ausreicht. Geplant ist der Probeeinsatz eines Wasserstoffzugs des Typs Mireo Plus H von Siemens Mobility für ein Jahr auf der Linie Tübingen – Horb – Pforzheim in Baden-Württemberg. Der Zug wird dabei im planmäßigen Einsatz insgesamt 120.000 km zurücklegen.

Neuartige Sektorenkoppler im Einsatz

Derzeit basiert das Bahnstromsystem der Deutschen Bahn auf großen, mit fossilen Brennstoffen betriebenen, wetterunabhängigen und grundlastfähigen Kraftwerken. So liefern heute mehr als 50 Kraft-, Umformer- und Umrichterwerke in Deutschland die benötigte Energie für das 16,7-Hz-Bahnstromnetz. Zusätzlich sind rund 200 Unterwerke zur Spannungsanpassung im Einsatz. Um zukünftig vermehrt erneuerbare Energien nutzen zu können, muss sich das System verändern. Es wird mehr lokale Einspeisepunkte geben, die kleine und veränderliche Ökostrommengen in das Netz einspeisen. Diese reduzieren zudem die Belastung der Verteilnetze, weil sie den Strom dort einkoppeln, wo er verbraucht wird. Erstmals verwendete Sektorenkoppler bilden dabei die Schnittstelle zwischen der Oberleitung und Speichertechnologien wie Batterie- oder Wasserstoffspeicher.

Zusätzlich wurde im Tübinger Innovationshub in einem 20-Fuß-Container ein Batteriespeicher mit einer Kapazität von etwa 550 kWh installiert. Dieser wurde von encore | DB, einem Corporate Startup der DB Bahnbau Gruppe, entwickelt. Zum Einsatz kommen dabei 108 Second-Life-Batterien, die aus Elektrofahrzeugen stammen. Diese werden zunächst in einzelne Batteriemodule zerlegt, getestet und bei ausreichender Kapazität für die Fertigung der Batteriespeicher aufbereitet und weiterverwendet. Alle anderen Zellen gehen ins Recycling. Bei Bedarf speist die Batterie dann den gespeicherten Ökostrom mit einer Leistung von 270 kW in die Oberleitung ein. Die für den Betrieb notwendige grüne Energie bezieht die Anlage aus der bestehenden Ökostromversorgung der DB.

Erprobung neuer Technologien im Vordergrund

„Im Innovationshub Tübingen erproben wir den Einsatz innovativer Technologien und gewinnen dadurch Erkenntnisse, wie wir künftig auf sogenannte Dunkelflauten flexibel reagieren können. Denn auch in Zukunft steht die Versorgungssicherheit des Bahnstromnetzes an erster Stelle. Züge müssen auch dann fahren können, wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht“, so Dr. Andreas Hoffknecht, Geschäftsführer Technik der DB Energie.

Lhyfe möchte mit dem Tübinger Versuch ebenfalls Erfahrungen sammeln: „Dieses Projekt demonstriert die Wirtschaftlichkeit von Wasserstofflösungen im Verkehrs- und Mobilitätssektor. Zur Dekarbonisierung des Verkehrssektors werden nachhaltige Energiequellen und innovative Technologien benötigt. Eine dieser Technologien sind wasserstoffbetriebene Züge, die eine saubere und effiziente Alternative zu herkömmlichen dieselbetriebenen Zügen darstellen, denn sie sind praktisch CO₂-frei“, erklärt Luc Graré, Zentral- und Osteuropachef bei Lhyfe.

Neue mobile Wasserstofftankstelle

Zur Versorgung des 160 km/h schnellen und 1700 kW starken Mireo Plus H mit einer Beschleunigung von 1,1 m/s2 mit flüssigem Wasserstoff steht in Tübingen zusätzlich eine neu entwickelte mobile Wasserstofftankstelle zur Schnellbetankung zur Verfügung. Damit soll der Tankvorgang mit circa 15 Minuten nicht länger dauern als bei gewöhnlichen Dieseltriebzügen. Der fahrbare Aufbau der Tankstelle erlaubt auch andere Erprobungsprojekte an nicht entsprechend ausgerüsteten Strecken. So ist derzeit ein probeweiser Einsatz eines Zuges in Bayern geplant.  (se)

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* Richard Oed ist als freier Mitarbeiter für ELEKTRONIKPRAXIS und Next Mobility tätig.

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