Wenn start im Dezember 2022 die größte Wasserstoffzug-Flotte weltweit im Taunus in Betrieb nimmt, stellt das einen bedeutenden Meilenstein in der Geschichte der Antriebe für Schienenfahrzeuge dar. Bis dahin war es ein langer Weg.
Mit Wasserdampf zum Ziel: Die Dampflokomotive als Vorreiter des Eisenbahnverkehrs
Jahrzehnte lang war der Eisenbahn-Klassiker die Dampflokomotive. Mit Wasserdampf angetrieben, waren sie die ersten Schienenfahrzeuge und dominierten den Eisenbahnverkehr von seiner Entstehung im 19. Jahrhundert bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts. Und so funktioniert‘s: Ein Kohle-, Öl- oder Holzfeuer erhitzt mitgeführtes Wasser in einem Dampfkessel. So entsteht Wasserdampf, der in eine oder mehrere Dampfmaschinen geleitet wird und dort einen Kolben bewegt. Diese Hin- und Her-Bewegung wird in eine Rotation umgewandelt und dadurch werden die Räder angetrieben. Bis der notwendige Betriebsdruck erreicht wird und sich der Zug in Bewegung setzten kann, erfordert es allerdings eine erhebliche Anheiz-Zeit. Aufgrund eines eher schlechten Wirkungsgrades und des hohen Aufwandes bei der Bedienung, Wartung und Reparatur wurden die Dampflokomotiven mit dem Aufkommen fortschrittlicher Antriebstechnologien allmählich durch Diesel- und Elektrotriebfahrzeuge abgelöst. Bei einer Dampflok mussten Wasser, Kohle oder Öl, mitgeführt werden und für den Betrieb brauchte es zwei Personen: einen Lokführer und einen Heizer.
Und dann kam die Diesellok
Etwas später, Ende des 19. Jahrhunderts, kamen Diesellokomotiven auf, also Fahrzeuge, die ihre Antriebsenergie von einem oder mehreren eingebauten Dieselmotoren beziehen. Bei der Deutschen Bundesbahn und der Deutschen Reichsbahn haben sich Diesellokomotiven im Wesentlichen erst nach dem zweiten Weltkrieg durchgesetzt und sind in Serienproduktion gegangen. In den 50er- und 60er-Jahren sorgte der Dieselmotor in Triebwagen und Schienenbussen für den Erhalt vieler Nebenstrecken, die für den Betrieb mit Dampfloks zu unrentabel waren.
Die Elektrolok fährt mit Strom, aber ohne Abgase
Bereits Mitte des 19. Jahrhunderts gab es erste Versuche mit Elektroloks, zunächst noch als Ausstellungsbahnen und eher vergleichbar mit den heutigen Straßenbahnen. Elektroloks und Triebwagen sind rein elektrisch angetriebene Zugmaschinen. Elektrolokomotiven werden von Oberleitungen oder seltener über Stromschienen neben den Gleisen mit Energie versorgt. Stromabnehmer auf dem Dach oder am Laufwerk übertragen die Energie auf das Fahrzeug. Im Gegensatz zu Dampf- und Diesellokomotiven muss die notwendige Energie so nicht im Fahrzeug mitgeführt werden. Durch die externe elektrische Energieversorgung produzieren die Elektrolokomotiven keine Abgase. Allerdings können sie auch nur dort eingesetzt werden, wo eine Stromversorgung vorhanden ist. Im Laufe der Entwicklung der elektrischen Traktion entstanden weltweit und auch in Europa viele verschiedene Bahnstromsysteme, die sich durch Spannung und Frequenz des eingespeisten Stroms unterscheiden. Diese unterschiedlichen Bahnstromsysteme behindern den grenzüberschreitenden Verkehr, der nur mit Mehrsystemfahrzeugen bewältigt werden kann.
Keine CO2-Emissionen mit dem Wasserstoffantrieb
Der neueste Antrieb einer Lokomotive bei Eisenbahnfahrzeugen erfolgt mit dem Energieträger Wasserstoff. Das Herz eines Wasserstoffantriebs ist eine Brennstoffzelle, die die Umgebungsluft in Zusammenspiel mit Wasserstoff in Wasser umwandelt. Bei dieser exothermen Reaktion entsteht Strom, der Lithium-Ionen-Akkus im Fahrzeugboden auflädt und den Elektromotor betreibt. Wenn der Wasserstoff mithilfe erneuerbarer Energien hergestellt wird, entstehen keine CO2-Emissionen, es wird nur harmloser Wasserdampf ausgestoßen.
Ab Dezember 2022 betreibt start im Auftrag des RMV in Hessen die größte Wasserstoffzug-Flotte weltweit. 27 Züge werden im Teilnetz Taunus auf den Linien RB 11, RB 12, RB 15 und RB 16 fahren. Im Industriepark Höchst in Frankfurt am Main werden sie mit Wasserstoff betankt – dieser fällt dort als Abfallprodukt an. Die emissionsfreie Antriebstechnologie bietet eine klimafreundliche Alternative zu konventionellen Dieselzügen, gerade auf nicht elektrifizierten Strecken. Der Betrieb der 27 Fahrzeuge im Taunus ist ein Leuchtturmprojekt der Brennstoffzellenmobilität.