Batterie- statt Brennstoffzellen-Züge für den Norden

Einfahrt
Die Einfahrt des Coradia iLint könnte sich verzögern.

Die bisherige Erfolgsgeschichte der Brennstoffzellenzüge bekommt gerade einen herben Dämpfer: Wie die Kieler Nachrichten kürzlich meldeten, könnten ab 2022 zwar Elektrozüge durch Schleswig-Holstein rollen, voraussichtlich aber welche mit Akkumulatoren als Energiespeicher und nicht mit Wasserstoff. Entschieden sei dies allerdings noch nicht, da der Triebwagenhersteller Alstom derzeit noch gegen das Ausschreibungsverfahren klagt.

Alstom hatte zuletzt für viel Aufsehen sowohl in der Schienen- als auch in der Energiewelt gesorgt, indem das französische Unternehmen in vergleichsweise kurzer Zeit einen voll funktionsfähigen Brennstoffzellenzug in den Praxiseinsatz gebracht hatte. Der Coradia iLint, der mit Hilfe verschiedener Technologiepartner entwickelt und in Salzgitter gebaut wurde (s. HZwei-Heft Jan. 2018), war Anfang 2019 auf eine Tournee quer durch Deutschland geschickt worden.

Hydrogenics

Zuvor hatte bis Ende 2018 eine Ausschreibung in Schleswig-Holstein stattgefunden, nach der das norddeutsche Bundesland 50 neue Bahnen für 200 Mio. Euro zu kaufen beabsichtigt, die ab Dezember 2022 gehen sollen. Bei diesem Ausschreibungsverfahren ging es ausdrücklich um emissionsarme Antriebstechnologien, die als Alternative zu Diesel- oder Oberleitungsloks eingesetzt werden können.

Hintergrund ist, dass in Schleswig-Holstein nur rund 30 Prozent des Schienennetzes elektrifiziert sind. Sowohl der dauerhafte Betrieb von Dieselloks als auch die Installation von Oberleitungen sind jedoch kostenintensiv. Gemäß einer norwegischen Studie von 2016 ist der Bau von Oberleitungen drei bis vier Mal teurer als der Einsatz von Brennstoffzellenzügen, weshalb aktuell Batterie-, Diesel-Hybrid- und auch BZ-Antriebe im Fokus der Betrachtung stehen.

Anfang dieses Jahres gaben das Land und die Nahverkehrsverbund Schleswig-Holstein GmbH allerdings bekannt, dass nur der bisherige Anbieter, die DB Regio Schleswig-Holstein, ein Angebot für rein batterieelektrische Züge abgegeben hat. Alstom legte demnach kein letztverbindliches Angebot vor, sondern reichte stattdessen wegen Benachteiligung eine Klage beim Oberverwaltungsgericht ein, die sich gegen die Vorgaben des Ausschreibungsverfahrens richtete. Der Vorwurf ist, dass der Preis für den Kraftstoff Wasserstoff auf dreißig Jahre lang garantiert und die H2-Infrastruktur selbst aufgebaut werden sollte, ohne dass diese Zusatzleistung angemessen berücksichtigt worden wäre.

Dr. Bernd Buchholz, Landesminister für Wirtschaft, Verkehr, Arbeit, Technologie und Tourismus, zeigte sich im März 2019 während der new energy days in Husum erstaunt darüber, dass bei dieser Ausschreibung keine anderen Angebote – insbesondere von Alstom – eingegangen seien. Gleichzeitig verlieh er aber seinem Bedauern darüber Ausdruck und merke an, ihm sei im Vorfeld versichert worden, dass die Brennstoffzellentechnik serienreif und konkurrenzfähig wäre. Sein Politkollege, der Energiewende-Minister Jan Philipp Albrecht, konnte und wollte zu dem noch in Verhandlung befindlichen Gerichtsverfahren nichts sagen, zeigte sich aber daran „interessiert“, dass es hier doch noch zu einer Ausschreibung mit mehreren Technologien komme.

Ingo Dewald, Geschäftsführer der Norddeutschen Eisenbahngesellschaft Niebüll GmbH, kritisierte in diesem Zusammenhang, dass laut Ausschreibung alle 50 Wagen nur mit einer Technologie ausgestattet werden sollen. Seiner Meinung nach wäre es volkswirtschaftlich und technologisch sinnvoller, je nach Strecke und Anwendungsfall unterschiedliche Antriebstechniken auszuwählen. Auch von Seiten der GP Joule GmbH hieß es, das Ausschreibungsverfahren könne nicht wirklich als technologieoffen bezeichnet werden, wenn sich nur ein Anbieter beworben habe.

Die Brennstoffzellenbranche hofft seitdem auf eine Rücknahme der ursprünglichen Ausschreibung oder aber ein positives Gerichtsurteil, damit sich in einem zweiten Verfahren alle drei in Frage kommenden Antriebstechnologien gleichberechtigt bewerben können. In erster Instanz musste Alstom jedoch eine Niederlage hinnehmen, weshalb es jetzt vor das Oberlandesgericht Schleswig gezogen ist. Mit der Verkündung des Urteils wird im Juni 2019 gerechnet.

Rückschlag für norddeutsche Wind-Wasserstoff-Vision

Angefangen hatte die zwischenzeitliche Erfolgsgeschichte des Brennstoffzellenzuges Coradia iLints mit der Unterzeichnung einer Absichtserklärung zwischen Alstom Transport und Hydrogenics im Mai 2015 (s. HZwei-Heft Juli 2015 und Juli 2017). Wie geplant folgte 2018 einer Alltagstest auf der Strecke Buxtehude – Bremervörde – Bremerhaven – Cuxhaven (s. HZwei-Heft Okt. 2016). Dies hatte dazu geführt, dass zahlreiche Vorbestellungen aus dem In- und Ausland bei Alstom und auch deutlich mehr Förderanträge für BZ-Anwendungen auf der Schiene bei der NOW als erwartet eingingen.

Erst vor wenigen Tagen hatten sich die fünf Ministerpräsidenten der norddeutschen Bundesländer dafür ausgesprochen, die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie intensiver fördern zu wollen, weil sich der Norden als energiereiche Region hiervon einen wirtschaftlichen Aufschwung erhofft. Insbesondere Niedersachsen, wo die Brennstoffzellenzüge gebaut werden sollen, dürfte daher von dieser Entwicklung ebenso wenig begeistert sein wie Schleswig-Holstein. Das gerade erst im Aufbau befindliche Image einer Wind-Wasserstoff-Vorzeige-Region könnte ruiniert werden, bevor es sich richtig etabliert hat.

19 Gedanken zu “Batterie- statt Brennstoffzellen-Züge für den Norden

  1. @Anton Sommer:
    Im mobilen Kfz-Einsatz verwendet man für Wasserstoff heute üblicherweise laminierte Kunststofftanks (Wanddicke etwa 8-10cm) mit einem Betriebsdruck von 350bar (LKW /Busse) bzw. 700bar (PKW). Die Zwischenpuffer an den Tankstellen arbeiten üblicherweise mit 900bar, um eine zügige Befüllung zu ermöglichen. Für den hochmodernen ionischen Verdichter IC90 von Linde antwortete man auf Anfrage:
    „Die Energieverbrauch für nur die Verdichtung beträgt 2,7kWh/kg.“ Diese 10-15% Mehraufwand /100km Fahrstrecke ließe sich mit LOHC also sparen – dafür benötigt es Energie für das Herauslösen des H2 aus der Trägerflüssigkeit und evtl. die Aufbereitung.

    LOHC erlebt zwar derzeit einen Medien-Hype, ist aber noch längst nicht im Massenmarkt /bei Wirtschaftlichkeit angelangt. Auch wenn die Technologiefirma Hydrogenious Technologies GmbH ihre Nominierung für den deutschen Umweltpreis geschickt für mediale Präsenz nutzte.

    Da Sie schon erkannt haben, dass für die Freisetzung des H2 aus dem LOHC zusätzlich Wärmeenergie zugeführt werden muss und die Energiedichte nur etwa die Hälfte von Diesel beträgt, hat sich die Frage nach einem mobilen Einsatz eigentlich erledigt. I.d.R. benötigt eine BSZ im PKW auch hochreines H2.
    Ich halte mobile BSZ-Systeme ja nicht nur wegen dem Speichervolumen für H2 für fraglich, sondern auch wegen der Energieverluste in der BSZ. Im stationären Einsatz kann man die Verlustwärme nutzen und erhöht damit den Gesamtwirkungsgrad.
    Im Kfz ist dies schlicht unmöglich.
    LOHC würde daran nichts ändern.

    • Vor Kurzem wurde bei der H2-Konferenz in Cuxhaven ein großes Potential für H2-Technologie prognostiziert.
      Wenn es stimmt, dass in diesem Jahr ca. 1 Mrd KWh Windstrom abgeregelt (und entschädigt) wurde, dann kann man jedoch nicht unterstellen, dass er überschüssig war. Wenn alle (Netzbetreiber, Genehmigungsbehörden, Bundes-u. Landesregierungen und inzwischen gut vernetzte Wutbürgerinitiativen) den Ausbau der Stromnetze und der Windenergie insgesamt nicht blockiert hätten, wären mehr als ca. 100 Mio t CO2 aus Kohlekraftwerken vermieden worden. Nicht nur CO2-Vermeidung sondern auch Energie-Effizienz sind nötig.

      Erst wenn der Kohleausstieg (u.a. durch Windstrom)erreicht wurde, gibt es Potential für Wasserstoff- Anwendungen. Die kann man in derZwischenzeit in Ruhe erforschen. Aber bitte keine unrealistischen Hoffnungen wecken!

  2. Joe Schmidt. Ich bin Laie. Lese in jüngerer Zeit vermehrt über die LOHC-Verfahren. Auch wenn bei der De-Hydrierung H2 nur über Temperatureintrag freisetzbar ist, würde mich interessieren, wie Ihre Bilanz sich ändert, wenn für den Transport von H2 künftig keine Stahlkolosse mit 40 T und wenigen KG H2 Gehalt aber mit 300 und mehr bar Druck durch die Gegen gekarrt werden müsen

    • Also ist doch alles nur: Heisse Luft?
      Dachte ich es mir fast.
      Die acht Millionen Euro deutsche und europaeische Steuergelder,
      die in die Foerderung fuer die Forschung + Entwicklung (F+E-Gelder)
      die an den Industriebetrieb Alstom und ein paar nicht genannte Zulieferer flossen,
      koennen wir dann also ebenfalls APPschreiben!
      Schade drum.
      Oder vielleicht doch nicht, wenn ENDLICH mal daraus gelernt wird,
      das wir alle auf dem Holzweg sind. Und das bereits seit mehr als 30 Jahren.

  3. sehr geehrte Hydrogen-Fans, H2 ist in der Raumfahrt wegen der hohen Energiedichte (niedriges Startgewicht)als Brennstoff geeignet. Windstrom-Elektrolyse-Gasspeicher-Brennstoffzelle als „grüne“ Technik zur Energiespeicherung zu verkaufen ist thermodynamisch unsinnig!. Selbst zum Fahrzeugbetrieb wird der dreifache Stromverbrauch gegenüber der Batteriespeicherung pro km benötigt. Offensichtlich hat die DB im Norden die Energieverschwendung erkannt! Es sei denn man möchte wie bei den erfolgreichen H2-projekten mit Hilfe der Chlor-Alkali-Elektrolyse den anfallenden „H2-Abfall“als „grünen Wasserstoff“ verkaufen. (jetzt kommt der „fürchterliche Li-Akku“-Einwand, den die H2-Züge übrigens zusätzlich für die Rekuperation benötigen, die Elektrolyse-Prozesskette ist auch nur mit viel Energie-und Materialaufwand zu haben, und dreimal soviele Windparks sind natürlich auch „öko“!

  4. 99% weltweit…., warum wird mit diesem Erzeugungsgrad argumentiert? Reicht nicht erstmal die nationale oder europäische Gegenüberstellung? Es müssen doch unverzichtbare Erfahrungen gemacht werden und auch mit weiteren Millionen € pro Jahr Förderung ist die H2 Gewinnungs- um Nutzungsentwicklung doch längst nicht am Ende. Oder bezieht sich die Förderkritik nur auf diesen Einzelfall ALSTOM. Aber selbst wenn, nutzlos ist dieses Geld für die Gesellschaft m.E. nicht ausgegeben.

  5. Wie bitte? Joe Schmidt??? Wasserstoff hat die größte energiedichte von 33.33 kwh/kg. Und das hindert ne mobile Nutzung. Von wem werden sie für solche Aussagen bezahlt. Sagen sie doch gleich ihren Kindern und Enkeln das ihnen die energiewende am ar….. Vorbei geht. Ach ja zuwenig Fläche für ne ausreichende Produktion von grünem Wasserstoff. Wie wäre es mal die Wüste pflastern und dann diesen zu importieren?! Aber dafür reicht wahrscheinlich der Horizont nicht aus. Lieber krieg ums Öl.

    • Sehr geehrter Hr. Schmitz,
      natürlich hat Wasserstoff die höchste gravimetrische Energiedichte von 33,33kWh/kg. Es ist nun einmal das leichteste Gas und damit lässt sich vortrefflich werben. Wenn Sie meinen Beitrag vom 16. Mai 2019 um 10:52 nochmals lesen, bemerken Sie evtl. Ihren Fehler.
      Denn es interessiert halt nicht nur das Gewicht (bei der Bahn noch weniger als im Kfz), sondern auch das Volumen. Die volumetrische Energiedichte von Wasserstoff unter Normalbedingungen (hier bei 0°C /1013mbar ) ist allerdings so schlecht, (Heizwert 1m³ = 3kWh = 10,8MJ bzw. Brennwert 1m³ = 3,54kWh = 12,7MJ), dass ein Riesenaufwand betrieben werden muss, um bei mobiler Anwendung eine entsprechende Energiemenge auf ein sinnvolles Volumen zu verringern.
      Nur kosten sowohl Komprimierung auf 700bar, als auch Verflüssigung auf <253°C für Lagerung und Transport zusätzliche Energie – die bei stationärer Anwendung eben nicht (in diesem Maße) benötigt wird. Denn da spielt das Volumen eine deutlich geringere Rolle.

      Sie dürfen beispielsweise gern den viersitzigen Toyota Mirai mit dem fünfsitzigen Tesla Model 3 (mit 2 Kofferräumen, Möglichkeit 900kg-AHK und ordentlich Zuladung) vergleichen – da kommen Sie evtl. dahinter, dass nicht ich auf dem Holzweg bin.
      Auch einen Gewichtsvorteil für H2-BSZ-PKW kann ich nur schwer erkennen, wenn erst das Tesla-Allradmodell mit größtem Akku etwa so viel Gewicht auf die Waage bringt, wie der Toyota Mirai.

      "Grüner Wasserstoff" wird frühestens aktuell, wenn wir nahe bei 100% EE-Versorgung angekommen sind und selbst dann macht die mobile Verwendung wenig Sinn. Die Energiewende sollte an den effizientesten Stellen ansetzen. Mobiler Wasserstoff im Kfz gehört ganz sicher nicht dazu. Ob es in Zügen sinnvoll /wirtschaftlich ist, bleibt abzuwarten.

  6. Ich kenne kein Projekt für „mobilen“ Wasserstoff, der nach Auslaufen von Subventionen noch wirtschaftlich weitegeführt werden konnte. Der Pferdefuß der geringen volumetrischen Energiedichte des H2 wirkt sich nun einmal drastisch aus, wenn eine mobile Verwendung geplant ist.

    Es ist ähnlich wie bei der Atomstromproduktion: ohne staatliche Subventionen läuft da nichts. Heute nicht und auch zukünftig nicht. Denn „grüner Wasserstoff“ ist heute eine PR-Lüge und bleibt morgen bei mobiler Verwendung Energieverschwendung, die auch durch den Einsatz erneuerbarer Energien nicht zu rechtfertigen ist.

    Diese Realität sollten alle Beteiligten akzeptieren und die Aktivitäten zum Wasserstoff auf die Geschäftfelder lenken, wo volkswirtschaftlich der größte Nutzen und eine Wirtschaftlichkeit zu erwarten ist.
    Auch wenn ein H2-BSZ-Zug oder ein H2-BSZ-Bus sehr gute Pressefotos liefern.

    Langfristige Energiespeicherung und maximale Senkung des fossilen Primärenergiebedarfes – das könnten die Einsatzgebiete für Wasserstoff sein.

    • Werter Herr Schmidt,

      das mag sein, dass neue Technologien zunächst nicht wirtschaftlich zu betreiben sind. Da muss ein Land aber auch einmal für eine gewisse Zeit einen „langen Atem“ und Mut beweisen, wenn es darum geht, eine neue Technologie am Markt zu platzieren. Leider fehlt derzeit aber komplett ein „roter Faden“, wie man die Energiewende gestalten will.

      Zum Thema „Energieverschwendung“ zur Wasserstofferzeugung möchte ich nur anmerken, dass wir uns leider heutzutage den „Luxus“ erlauben, aufgrund mangelnder Speicher- bzw. Energiewandlungslösungen (z.B. Power-to-gas) im Stromnetz massenhaft ungenutzte Energie zu verschwenden. Ich arbeite in Laufwasserkraftwerken und es liegt leider an der Tagesordnung, dass bei einem großen Angebot an Wind- und Solareinspeisungen in das Stromnetz die Turbinen heruntergefahren bzw. sogar abgestellt werden und das Wasser nutzlos über das Wehr geschickt wird. Das ist reine Energievernichtung und hat mit Vernunft nichts zu tun – da liegt der Wirkungsgrad bei 0%! Zusätzlich würde man als Stromerzeuger bei diesen Netzzuständen für jede erzeugte kWh sauberen Wasserkraftstrom bestraft, da die Preise dann sogar in den deutlich negativen Bereich wechseln. Auch Windkraftanlagen werden häufig genug heruntergeregelt bzw. abgestellt. Da läuft etwas mehr als schief und muss dringend durch sinnvolle Anreize und eine mutigere Politik geändert werden – sonst fahren wir die wichtige Energiewende leider voll vor die Wand!

      Es muss ja auch nicht unbedingt komprimierter Wasserstoff sein, den man für Brennstoffzellenfahrzeuge einsetzt. Möglich wäre auch die Erzeugung von Methanol aus regenerativ erzeugtem Wasserstoff. Das geht zwar natürlich auch nicht ohne Energieaufwand. Wir müssen aber endlich anfangen, etwas an den etablierten Energiesystemen zu verändern, um auch praktische Erfahrungen mit neuen Technologien machen zu können. Nur vom Liegenlassen für später werden diese sich auch nicht verbessern lassen!

      Dass die Entscheidung für Batteriezüge nun so glücklich ist, würde ich nicht behaupten. Das sollte nicht wie bei den Autos in eine Art „Glaubenskrieg“ ausufern, ich bin da aber eher überzeugt, dass sich die Brennstoffzelle vom Handling her grundsätzlich besser eignet und sinnvoll mit der Batterietechnik kombiniert werden sollte. Aufgrund des Lastverhaltens ist die Brennstoffzelle ja ohnehin auf Batterieunterstützung angewiesen.

      Darüber hinaus ist aber wohl auch ein allgemeiner Bewusstseinswandel für den Wert von Energie erforderlich. Das dürfte wohl bald die schwerste Aufgabe sein, eine Energiewende in den Köpfen zu schaffen …

  7. Ich kann Herrn Evers nur voll zustimmen!

    Es fehlt an Aufklärung über die Wasserstoff-Technik.
    H2 ersetzt Öl , Kohle und Gas wenn er „grün“ d.h. aus
    erneuerbaren Energien hergestellt wird. Aus Sonne, Wind, Wasserkraft, Gas , Biomasse.
    Das geht schneller als der Kohleausstieg in 2038 !!!!????
    Das ist unsere Zukunft für den Klimawandel.

    “ Die Sonne und der Wind schicken keine Rechnung“.
    ( Zitat von ??? )

  8. Die ganze stattliche Förderei macht überhaupt keinen Sinn,
    wie dieses Bespiele wieder mal mehr als deutlich zeigt:
    Das französische Unternehmen Alstom hat bereits 8 Millionen Euro
    im Zeitraum 2016 bis 2018 von den deutschen Steuerzahlern für Folgendes erhalten:
    „Die Entwicklung eines Wasserstoff-Nahverkehrszugs…“.
    Lasst uns alle aufpassen, dass sie es nicht erneut von den Steuerzahlern anderer Nationen tun.
    Außerdem: So lange, wie die Quelle des Wasserstoff auch hier nicht klar identifiziert ist,
    hilft dies weder der Umwelt noch der Menschheit.
    99% unseres heutigen Wasserstoff ist aus fossilen Quellen gemacht.
    Weltweit …
    Wenn sich die Beteiligten dabei noch „in die Haare kriegen…“, wie die Zitate von Sven hier zeigen, beweist das doch alles lediglich, das wir alle voll am Mark vorbei operieren. Und das wahre Potenzial von Wasserstoff immer noch nicht wirklich erkannt haben.

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