Die Wasserstoff-Straßenbahn kommt, Entwicklung schreitet voran

In vier Jahren wollen sächsische Ingenieure eine Wasserstoff-Straßenbahn auf die Schiene bringen und die Konkurrenz aus China und Südkorea überholen.

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Der Coradia iLint ist ein wasserstoffbetriebener Personenzug. Die Technik soll nun auch in Straßenbahnen eingesetzt werden.

(Bild: Alstom)

Von
  • Miriam Schönbach

Kurvenquietschen kündigt die Linie 8 an der Endhaltestelle in Dresden an. Lediglich eine Handvoll Gäste wartet auf ihre Ankunft – darunter Verkehrswissenschaftler Arnd Stephan, Maschinenbauingenieur Michael Beitelschmidt und Marcel Dinter, Spezialist für Fahrzeugtechnik bei Alstom im sächsischen Werk in Bautzen. Sie steigen in die Linie, die seit 2009 als Messstraßenbahn der TU Dresden über die städtischen Gleise rollt. Sie ist unterwegs im Dienst neuer Technik. Gemeinsam haben die Wissenschaftler im Rahmen einer Ausschreibung ein Modell für eine wasserstoffbetriebene Straßenbahn durchgespielt.

Die Vision: Straßenbahnen ohne Oberleitungen und CO2-Ausstoß, stattdessen eine Bahn mit Brennstoffzellenantrieb. Bei der Verbrennung von Wasserstoff bleiben nur Wasserdampf und Wärme übrig. "Eine Machbarkeitsstudie hat gezeigt: Eine Wasserstoff-Straßenbahn ist möglich, verbunden mit zusätzlicher Ausrüstung und dem Bau neuer Infrastruktur", sagt Dinter, dessen Unternehmen bereits Know-how mitbringt. Die Ingenieure des französischen Konzerns Alstom sind weltweit die ersten, die einen Personenzug auf Wasserstoffbasis entwickelt haben, ab 2018 rollt er im Fahrgastbetrieb. Ab 2022 sollen erste Wasserstoff-Serienzüge in Deutschland eingesetzt werden.

Kann das auch mit Straßenbahnen funktionieren? Antriebsexperte Stephan vom Institut für Bahnfahrzeuge und Bahntechnik ist verhalten optimistisch. "Heute bekommt die Straßenbahn die Energie aus der Oberleitung, bei Wasserstoff braucht es einen mitgeführten Tank und eine Infrastruktur mit Tankstellen. Interessant wird die Technologie, wenn Bahnen über das ursprüngliche Netz hinausfahren und Außenbezirke neu an die Straßenbahn angebunden werden sollen."

Die Linie 8 sammelt Daten und gleichzeitig von Haltestelle zu Haltestelle immer mehr Fahrgäste ein. "Straßenbahnen erleben weltweit – und auch in Deutschland – eine Renaissance. Städte, aus denen die leichte Schiene schon verschwunden war, investieren wieder", sagt Stephan. Auch die Dresdner Verkehrsbetriebe planen derzeit neue Strecken. Gebaut werden die Bahnen aktuell in den sächsischen Alstom-Werken Görlitz und Bautzen.

Auch das Straßenbahnnetz in Leipzig wächst. Drei neue Strecken sollen dazu kommen – teils weit ab vom Stadtzentrum. Die Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie, kurz NOW, sieht darin eine Chance für Wasserstoff. Die Neuentwicklung soll Städten helfen, Stadtteile und -gebiete zu erschließen, in denen aus ökologischen oder verkehrstechnischen Gründen keine Oberleitungen gebaut werden. Über NOW unterstützt das Bundesverkehrsministerium mit 2,1 Millionen Euro die Leipziger Straßenbahnmanufaktur HeiterBlick bei der Entwicklung einer Wasserstoff-Tram.

"Europas erste Wasserstoffbahn kommt aus Sachsen", gibt sich Volkmar Vogel von Hörmann Vehicle Engineering in Chemnitz zuversichtlich. Gemeinsam mit der Leipziger Straßenbahnmanufaktur und dem Unternehmen Flexiva Automation & Robotik wollen die Schienenfahrzeug-Ingenieure in den nächsten vier Jahren einen Prototyp auf die Schiene stellen. "Diese Zukunftsbahn wird eine lange Lebensdauer haben mit geringen Wartungskosten, ohne schädliche Emissionen. Zusätzlich produzieren wir noch saubere Luft", sagt Vogel. Seit zwei Jahren beschäftigt das Entwickler-Team das Thema.

In China ist der erste wasserstoffbetriebene Straßenbahn-Pilot seit 2019 im Test, auch in Südkorea fährt seit April ein Prototyp. Das südkoreanische Verkehrsministerium wolle weitere 30 bis 40 Millionen US-Dollar investieren, um die Straßenbahn weiterzuentwickeln und als Exportschlager nach Europa zu bringen, so Vogel. Der Konkurrenz aus Fernost wollen die sächsischen Schienenfahrzeugbauer ihr Ingenieurwissen entgegensetzen – und schneller sein.

Beim Bau des Prototypen gibt es einiges zu bedenken: "Die Straßenbahn muss als Hybrid Wasserstoff und Oberleitung können, weil die Fahrzeuge in das normale Stadtnetz eintauchen. Die Bahn muss trotz des Mehrgewichts der Wasserstofftanks leicht bleiben, weil sie weiter auf bisherigen Strecken fährt. Auch die Abwärme müssen wir effizienter nutzen. Das ist wichtig für den Serienbetrieb", sagt HeiterBlick-Geschäftsführer Samuel Kermelk.

Maschinenbau-Professor Beitelschmidt kennt diese Koordinaten. "Der wichtigste Treiber für Innovation ist: Es muss etwas besser werden." Noch seien die Investitionen für Wasserstoff-Straßenbahnen deutlich höher als für den Klassiker mit Oberleitung. Auch an der Infrastruktur wie Wasserstoff-Tankstellen fehlt es. Doch der Markt wächst: Besonders die ostdeutschen Kohleregionen – das Mitteldeutsche und das Lausitzer Revier – setzen auf Wasserstoff-Technik.

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So soll am Chemiestandort Leuna, gut 50 Kilometer entfernt von Leipzig, die mit über 100 Megawatt bislang weltweit größte Elektrolyse-Anlage zur Erzeugung von "grünem Wasserstoff" errichtet werden, der von dort aus in verflüssigter Form an Tankstellen und Industrieunternehmen verteilt werden soll. Mit dem "Hydrogen Lab Görlitz" entsteht im Lausitzer Revier eine Forschungsplattform für Wasserstofftechnologien. Die Fraunhofer-Einrichtung forscht vor allem zur Erzeugung und Speicherung von Wasserstoff sowie zur Nutzung von Wasserstoff in mobilen sowie stationären Brennstoffzellen. Der Freistaat fördert das Projekt mit 30 Millionen Euro.

Verkehrswissenschaftler Stephan ist sicher: "Die Kombination der Technologie ist die Königsdisziplin. Wir sollten nicht über das Eine oder Andere reden, sondern wie wir es am schlausten kombinieren können". Erstes Ziel sei, Europas erste Brennstoffzellenstraßenbahn zeitnah auf die Schiene zu bringen. Wo die Jungfernfahrt 2025 erfolgt, ist offen – sowohl Leipzig als auch Dortmund sind im Rennen.

(olb)