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Hydrail

Schienenfahrzeuge mit Wasserstoff als Energiequelle
Brennstoffzellen-Wasserstoffzug Alstom Coradia iLint auf der InnoTrans 2016

Hydrail ist ein Überbegriff für alle Formen von Schienenfahrzeugen, welche Wasserstoff als Energiequelle zum Betrieb eines Traktionsmotors, des Hilfstriebwerks oder beiden nutzen. Hydrail-Fahrzeuge setzen chemische Energie des Wasserstoffs in mechanische Energie um. Dies geschieht entweder durch die Verbrennung von Wasserstoff in einem Wasserstoffverbrennungsmotor oder durch die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff in einer Brennstoffzelle um Elektromotoren zu betreiben. Die starke Nutzung von Wasserstoff als Brennstoff für den Schienenverkehr ist ein Schlüsselelement der Wasserstoffwirtschaft.

Der Begriff Hydrail wird mittlerweile von Forschern und Technikern stark genutzt.[1][2][3][4][5]

Hydrailfahrzeuge sind gewöhnlich Hybridfahrzeuge und haben erneuerbare Energiespeicher wie Batterien, Akkus oder Doppelschichtkondensatoren, Nutzbremsen, welche die Effizienz erhöhen und die benötigte Wasserstoffmenge senken. Potentielle Hydrailanwendungen sind alle Typen des Schienenverkehrs, wie Personen-, Güter- oder Hochgeschwindigkeitszüge.

WortherkunftBearbeiten

Der Begriff hydrail soll in der Ausgabe vom 17. April 2004 des International Journal of Hydrogen Energy geschaffen worden sein. Ziel war es, ein griffiges Wort zu finden, das es den Forschern und Technikern ermöglicht, die Ergebnisse ihrer Arbeiten leichter in der Fachöffentlichkeit zu verbreiten.[6]

Ein Hydrolley ist eine Straßenbahn (trolley), die Hydrail-Technologie benutzt. Der Begriff (für hydrogen trolley, deutsch: Wasserstoffstraßenbahn) wurde auf der Vierten internationalen Hydrailkonferenz 2008 in Spanien geschaffen, ebenfalls, um die Suche nach Ergebnissen anderer in Suchmaschinen zu vereinfachen. Die Wasserstoffstraßenbahn benötigt keine Oberleitungen mehr und reduziert so die Bau- und Erhaltungskosten.

Geschichte, Projekte und PrototypenBearbeiten

  • Im Jahr 2002 wurde die erste 3,6 Tonnen schwere, 17 kW starke Wasserstofflokomotive vorgestellt, ein Prototyp für ein Bergwerk des Unternehmens Placer Dome in Val-d’Or/Kanada.
  • Das Wasserstoffzugprojekt in Dänemark erstellte 2005 eine Machbarkeitsstudie um Europas ersten Wasserstoffzug zu bauen; das Projekt wurde aufgegeben.[7]
  • Im April 2006 präsentierte die East Japan Railway Company das erste Hydrail railcar.[8]
  • Im April 2007 machte ein Mini-hydrail vom Taiwan National Science and Technology Museum und Taiwan Fuel Cell Partnership seine erste Fahrt.[9]
  • Im Jahr 2008 testete die East Japan Railway Company in Japan ihren Versuchshybridzug. Er war mit einer 65-kW-Brennstoffzelle und 19-kWh-Lithium-Ionen-Batterien ausgestattet.
  • Im Jahr 2009 zeigte BNSF die erste Hydraillok, die mit Hilfe von Wasserstoffzellen elektrisch fährt;[10] Test erfolgte in Zusammenarbeit mit dem US-Verteidigungsministerium 2010.[11]
  • Im August 2010 wurde in Indonesien eine 357 km lange Hochgeschwindigkeitsstrecke für einen Wasserstoffzug vorgeschlagen,[12] aber nicht verwirklicht.
  • Im November 2010 stellte die Volksrepublik China ihren ersten Hydrailprototyp vor.[13]
  • Die Firma HET Verkehrstechnik hat die ÖBB-Lok 1063.038 mit einem Brennstoffzellenantrieb versehen und im September sowie im Oktober 2017 in Linz und Attnang-Puchheim erste Probefahrten unternommen.[14]
  • Alstom hat den sogenannten iLint auf Basis der Coradia LINT-Züge mit Brennstoffzellenantrieb entwickelt und diese am 20. September 2016 vorgestellt. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 140 km/h und die Reichweite zwischen 600 und 800 km. Seit Mitte September 2018 sind in Niedersachsen zwei Brennstoffzellen-Züge auf der Strecke im Elbe-Weser-Netz der EVB im Raum Bremervörde, wo die Wasserstofftankstelle steht, im Pilotbetrieb unterwegs.[15] Nach Herstellerangaben handelt es sich um den weltweit ersten Personenzug in Serienfertigung, der von einer Wasserstoff-Brennstoffzelle angetrieben wird. Drei Monate nach dem Start sind Hersteller und Betreiber mit deren Betrieb auf der knapp 100 Kilometer langen Strecke zwischen Cuxhaven und Buxtehude zufrieden.[16] Ab Dezember 2021Vorlage:Zukunft/In 2 Jahren ist dann der Einsatz geplant: die Landesnahverkehrsgesellschaft Niedersachsen hat 14 Brennstoffzellen-Züge bestellt, sie sollen Reisende zwischen Cuxhaven, Bremerhaven, Bremervörde und Buxtehude befördern.[17] Weitere Absichtserklärungen liegen von den Bundesländern Nordrhein-Westfalen, Baden-Württemberg und Hessen vor.[18]
  • Die Fahma, eine Tochtergesellschaft des hessischen RMV, hat im Mai 2019 einen Auftrag über 27 Zugeinheiten, plus Wasserstoffversorgung und Service, inklusiv Ersatzfahrzeuge für 25 Jahre, bei Alstom bestellt.[19][20]
  • Im Februar 2019 fand im Rahmen des Projekts H2-Well eine Testfahrt auf der Strecke Rottenbach - Katzhütte in Thüringen statt. Diese war Teil einer Machbarkeitsstudie zum klimaneutralen Bahnbetrieb, der zum Fahrplanwechsel 2021 für diese Strecke geplant ist.[21]

WeblinksBearbeiten

  Commons: Hydrail – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Graham-Rowe, D. (2008). "Do the locomotion". Nature 454 (7208): 1036. doi:10.1038/4541036a
  2. Jones, W. D. (2009). "Fuel cells could power a streetcar revival". IEEE Spectrum 46: 15. doi:10.1109/MSPEC.2009.5210050
  3. Jones, W. D. (2006). "Hydrogen on Track". IEEE Spectrum 43: 10. doi:10.1109/MSPEC.2006.1665045
  4. Delucchi, M. A.; Jacobson, M. Z. (2010). "Providing all global energy with wind, water, and solar power, Part II: Reliability, system and transmission costs, and policies". Energy Policy. doi:10.1016/j.enpol.2010.11.045
  5. Marin, G. D.; Naterer, G. F.; Gabriel, K. (2010). "Rail transportation by hydrogen vs. Electrification – Case study for Ontario, Canada, II: Energy supply and distribution". International Journal of Hydrogen Energy 35: 6097. doi:10.1016/j.ijhydene.2010.03.095
  6. Stan Thompson and Jim Bowman (2004) "The Mooresville Hydrail Initiative", International Journal of Hydrogen Energy 29 (4): 438, in "News and Views" (a non-peer-reviewed section)
  7. European "Hydrogen Train" project (2006) (PDF; 7,2 MB).
  8. Development of the World's First Fuel Cell Hybrid Railcar. (11. April 2006) East japan Railway Company. Zugriff: 6. Februar 2011.
  9. World's first hydrogen fuel train tested in Taiwan. People's Daily (13. April 2007).
  10. BNSF Railway and Vehicle Projects Demonstrate Experimental Hydrogen-Fuel-Cell Switch Locomotive. BNSF Railway (29. Juni 2009)
  11. hydrogen Locomotive team, S. 6 (PDF-Datei)
  12. CAEDZ Project site: HYDRAIL: PRELIMINARY PROPOSAL, aufgerufen 19. Juni 2013
  13. China introduces first light-rail train with new-energy fuel cells. People's Daily (29. November 2010)
  14. Robert Kern: HET rüstet ÖBB-Lok auf Wasserstoffantrieb um. (het-engineering.com [abgerufen am 10. November 2017]).
  15. Niedersachsen: Erster Wasserstoffzug nimmt Betrieb auf. In: Spiegel Online. 16. September 2018 (spiegel.de [abgerufen am 22. September 2018]).
  16. dpa: Wasserstoff statt Diesel: Neuartige Züge bewähren sich im Betrieb. In: heise online. 31. Dezember 2018, abgerufen am 1. Januar 2019.
  17. sv: Brennstoffzellen Zug in Niedersachsen. In: Focus Online. 17. Juli 2018, abgerufen am 18. Juli 2018.
  18. Nikolaus Doll: „Hydrail“: Erster Wasserstoff-Zug der Welt fährt in Deutschland. In: welt.de. 20. September 2016, abgerufen am 7. Oktober 2018.
  19. hessenschau.de
  20. rmv.de
  21. H2Well