Brennstoffzellen in Zügen


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  • Interessant, bin gespannt was daraus wir. Seit Jahrzehnten wurde propagiert die Brennstoffzelle sei in Kürze serienreif. Bei der nicht mehr gebauten ersten Mercedes A-Klasse war die angeblich schon vorgesehen. Ich wünsche dem Projekt alles Gute.

  • das ist eine gute Idee zum Umweltschutz bei der Bahn.

    Naja Umweltschutz... reduziert werden lediglich lokale Emissionen. Das Gas muss auch hergestellt werden und dazu benötigt es ebenfalls Energie. Zudem muss die Energie zweimal zwischengespeichert werden, einmal im Gas und einmal in der Lithium-Batterie. Alles hat seine Verluste. Und hergestellt wird das Gas dann mit Braunkohlestrom :D (vermutlich).



    Seit Jahrzehnten wurde propagiert es die Brennstoffzelle ist in Kürze serienreif.

    Ja da die Brennstoffzelle ist Serienreif, nur in der Mobilität kaum zu gebrauchen. Eine Brennstoffzelle hat nur einen Betriebspunkt, in dem diese einigermaßen effizient arbeitet. Konstante Stromgewinnung, ok. Bei Fahrzeugen schwankt der Energiebedarf innnerhalb von Sekunden zwischen Maximum und Null. Darauf kann eine Brennstoffzelle nicht reagiern und schon garnicht effizient. Daher ist auch bei einem Zug, wie er hier vorgestellt wird eine Batterie als Zwischenspeicher nötig (nicht nur zum Auffangen der Bremsenergie). Die Fahrdynamik dürfte ebenfalls bescheiden aussehen.


    Ich bin kein Verfechter von fossilen Energieträgern und auch stört mich der Gestank der Abgase, auf der Straße mehr als bei der Bahn. Daher bin ich ebenfalls der Meinung, dass man Energiespeicherlösungen finden muss und auch mal zur Anwendung bringen muss, um die Einsatztauglichkeit zu testen. Aber ich habe so den Eindruck, dass Manche die Brennstoffzelle zwanghaft zur Anwendung bringen wollen, weil das natürlich supertolle innovative Technik ist.
    Ich kenne da ein Institut, dass mitlerweile fast ausgeforscht hat und nun lieber woanders forschen möchte. Also neu ist die Technologie längst nicht.

  • Ok, man muss erst mal schauen was sich bei der Erprobung sich zeigt. Ich kenne Industrie welche Wasserstoff als Nebenprodukt zur Stromerzeugung nutzt, sicher ist es eine frage der Zwischenspeicherung. Aber immerhin ist es schon ein Großer schritt das man Testet gerade in in Zeiten wo über alternativer Energiequellen und Stilllegung von Kohlekraftwerken gestritten wird.

  • Daher ist auch bei einem Zug, wie er hier vorgestellt wird eine Batterie als Zwischenspeicher nötig (nicht nur zum Auffangen der Bremsenergie). Die Fahrdynamik dürfte ebenfalls bescheiden aussehen.

    Fürs Halten der Diesel-Fahrpläne genügt das System in den meisten Fällen. Zumal man kurzzeitig zum Anfahren die Fahrmotoren aus Akku und Brennstofzelle parallel speisen will, um bessere Anfahrwerte zu erzielen.


    Die großen Forschungsfragen sind ja mittlerweile beantwortet, der iLint geht soll in der kommenden Fahrplanperiode um Bremerhaven in den Fahrgastbetrieb gehen. Und es bereiten noch mehr Bundesländer ihren eigenen Probebetrieb vor.


    Das große Problem ist und bleibt der vergleichsweise schlechte Wirkungsgrad der Brennstoffzelle - bei der Ziel-Anwendung (erneuerbarer Energieträger -> Wasserstoff -> Traktionsstrom iLint) fällt dieser gleich zweimal an, womit der Brennstoffzellenzug energetisch trotz Rekuperation noch hinter dem Diesel zurückbleibt, weit abgeschlagen hinter dem E- bzw. Akkutriebzug. Der Probebetrieb des iLint findet freilich mit Industrie-Wasserstoff statt. Auch der H2-Transport sollte nicht vernachlässigt werden, in der Diskussion war u.a. der LKW-Transport zur Tankstelle. Bis zum umweltfreundlichen Betrieb ist es dann noch ein ganzes Stück ;)


    Hinzu kommt das Geld - momentan ist der Wasserstoffzug ein teurer Spaß: zunächst muss eine nich ganz billige Versorgungsinfrastruktur geschaffen werden, die Züge selbst sind in der Beschaffung gegenüber den Lint54 teurer und der Wasserstoff selbst wird mittelfristig nicht zum diesel-äquivalenten Preis zu bekommen sein. Demnach wird es kurzfristig kaum mehr als Probenetze geben, die mit üppigen finanziellen Förderungen aus der Taufe gehoben werden.


    In Sachen Reichweite ist der iLint den Akku-Kollegen durchaus überlegen, die magische 40km-Grenze knackt er problemlos. Mit 600-800km kann der Zug aber nicht mit seinem Diesel-Pendant mithalten, was je nach Tagesleistung zu Umlaufproblemen und langen Tankfahrten (zur einzig verfügbaren H2-Tanke im Umkreis) führen kann.


    Insgesamt eine sehr spannende Technologie, die aber ohne entsprechende Forschungs- und Förderprogramme so sicher nicht auf die Schiene gekommen wäre. Trotz der begrenzenden Faktoren kann der Einsatz des iLint betrieblich/wirtschaftlich auf einzelnen Strecken sinnvoll sein. Im direkten Vergleich mit den in Entwicklung befindlichen Akkutriebzügen der Konkurrenz hat der Wasserstoffzug oft das Nachsehen. Das haben auch diverse Fahrzeughersteller erkannt.


    Der nächste spannende Schritt um die innovativen Antriebe dürfte die Zuschlagserteilung in der XMU-Ausschreibung der NAH.SH sein: hier sind ca. 50 Fahrzeuge mit innovativer Antriebstechnik für Schleswig-Holstein gesucht. Man darf gespannt sein, welche Technologie dort das Rennen macht. Eine Entscheidung ist für Ende 2017 in Aussicht gestellt...


    Viele Grüße,
    Benjamin

  • Energie kann man nicht speichern.

    Dann liefer uns Laien doch bitte ein paar korrekte Begriffe, um ein kapazitives Instrument wie eine Batterie oder eine "Nachtspeicherheizung" in fachlich angemessener Art kurz zu beschreiben, sodass es immernoch jeder versteht, anstatt uns hier in Dummheit verrecken zu lassen.

  • Grad gesehen: ÖBB hat jetzt auch eine 1063 die nicht nur mit Strom, sondern auch Brennstoffzellen angetrieben wird

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  • Nunja, alternative Antriebsformen auf nicht-elektrifizierten Strecken gab es in Deutschland zuhauf, nannte sich Akkutriebwagen und hatten wir 97 Jahre auf Vollbahnen. Die Betriebserfahrungen haben gezeigt dass es durchaus möglich ist mit im Vergleich zu Dieselfahrzeugen begrenzten Reichweiten einen funktionierenden Betrieb zu ermöglichen. Ich weiß nicht wie viel ein Akkuzug heutzutage mit einer vollen Ladung schaffen würde, aber die letzten Akkus in Akkutriebwagn der Baureihe 515 (die 5 ganz vorne steht für Akkutriebwagen ;)) hatten 1479 Ah, damit waren 500 km durchaus möglich. Heutzutage dürfte der Wert aber deutlich besser sein, sind doch seit den letzten Akkus auch schon über 50 Jahre vergangen, und die Akkutechnik hat sich weiterentwickelt. 800 km dürften heutzutage möglich sein, mit entsprechender Wahl des Einsatzortes und des Umlaufes durchaus eine Möglichkeit. Der Strom sollte dann aber, wie @BigBenjy schon sagte, aus erneuerbaren Energiequellen kommen, sonst bringt es wirklich nichts.

    Es gibt immer ein Licht am Ende des Tunnels - Bete, dass es kein Zug ist!

  • damals haben die Akkus auch nur die Fahrmotoren angetrieben, heute müssen sie jede Menge Computer und anderen Blödsinn speisen, der unnütz Strom frisst :ugly:

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  • jetzt mal ehrlich gesagt: Ein normaler Zug benötigt etwa das 50 Fache an Sprit (BR 218 mit ein paar Dostos) als ein Auto. Jedoch bewegt ein solcher Zug einige Personen mehr.... In meinen Augen ist das Öko an der Falschen stelle, man sollte erst mal den Emmisionsträger No. 1 eindämmen: das Auto und danach den Strommix angehen... Wenn das geschafft ist, kann man anfangen, die Bahn zu gestalten, denn effizient ist das sagen wir mal.... weniger.
    Und jetzt kann man ja argumentieren, dass man wenigstens was macht, aber das kann man auch sagen, wenn man statt einem Langzug 423 einen 628 fahren lässt.Aber da würde auch jeder sagen, dass es sinnfrei ist. Nur um die Dimensionen der Diskrepanz zwischen Schiene und Straße zu verdeutlichen.
    mfg
    FabiaLP

  • Energie kann man nicht speichern.

    Freilich kann man das. Wenn das nicht geht, was machen dann galvanische Zellen, Wasserstoffspeicher, Schwungräder, Federn, Kondensatoren oder um in die Biologie zu schauen: ADP, AMP, ATP, Glykogen und Fette?

    Genauso wenig gewinnen und verlieren. Nur in andere umwandeln. Energieerhaltungssatz und so...

    Stimmt. Was man aber verlieren kann ist Exergie, erzeugen kann man daraus Anergie. Und Exergie+Anergie=Energie.

  • Naja Umweltschutz... reduziert werden lediglich lokale Emissionen.

    Vielleicht vorerst, aber wenn das ganze dann erstmal Flächendeckend läuft, hat man auch großflächig betrachtet nahezu keine Emissionen mehr.

    Das Gas muss auch hergestellt werden und dazu benötigt es ebenfalls Energie.
    Und hergestellt wird das Gas dann mit Braunkohlestrom (vermutlich)

    Das ist richtig, faktisch gibt es auf der Erde aber eh ein nahezu "unendlich" großes Reservoir an Wasserstoff, wenn auch nur gebunden. Und würde man es auch nur ansatzweise gebacken bekommen, dass man Solarenergie richtig nutzt, könnte man schon längst auf Braunkohle und co. verzichten ;).

    Die Fahrdynamik dürfte ebenfalls bescheiden aussehen.

    Das muss nicht gesagt sein. Um das beurteilen zu können, bräuchte man entsprechende Paper.

    Energie kann man nicht speichern. Genauso wenig gewinnen und verlieren. Nur in andere umwandeln. Energieerhaltungssatz und so...

    Hmm, den Energieerhaltungssatz sollte man aber bitte schon verstehen. Energieerhaltung gilt nur in einem abgeschlossenen System. Die Erde ist nicht abgeschlossen, wäre sie das, hätte sie keinerlei Entropiehaushalt. Entropiehaushalt hat der Planet schon alleine deswegen, weil er Thermische Strahlung einfängt, und auch wiederum abstrahlt...
    Aber fangen wir beim ersten an: Energie kann man sehr wohl speichern. Man lade einen 10 F Kondensator auf 10 F auf. Dann befindet sich im elektrischen Feld zwischen den Kondensatorplatten eine gewisse Energie ( elektrische Feldenergie). In diesem Kondensator sind also X kJ gespeichert, die man on-demand abrufen kann.
    Zum zweiten: Im Gesamtsystem kann man Energie weder Erzeugen, noch vernichten. Da die Erde aber kein geschlossenes System ist, ein Zug auf Schienen erst Recht nicht, kann man durch Reibungsverluste sehr wohl Energie verlieren, kinetische Energie halt. Die Gesamtenergie des Universums wird sich dadurch aber nicht ändern. Ich könnte noch tiefergehende Beispiele nennen, aber die Übersteigen wohl das Verständnis der meisten Leute hier...

    Hinzu kommt das Geld - momentan ist der Wasserstoffzug ein teurer Spaß

    Geld regiert die Welt... wenn man danach geht, kann man gleich alle Forschungsprojekte sausen lassen, weil kost' ja Geld. Ob sich solche Züge wirklich rechnen, wird man sehen, sobald sie auch in größerer Stückzahl im Planbetrieb fahren.

    Mit 600-800km kann der Zug aber nicht mit seinem Diesel-Pendant mithalten, was je nach Tagesleistung zu Umlaufproblemen und langen Tankfahrten (zur einzig verfügbaren H2-Tanke im Umkreis) führen kann.

    Dann muss man halt die Umläufe anders gestalten. Wo liegt da das große Problem?

    Jedoch bewegt ein solcher Zug einige Personen mehr.... In meinen Augen ist das Öko an der Falschen stelle, man sollte erst mal den Emmisionsträger No. 1 eindämmen

    Würde man danach gehen, wäre jede Forschung in die Richtung obsolet und in 200 Jahren bewegt sich immer noch alles auf dem gleichen Niveau. Irgendwann muss man die Sachen anpacken, gleichgültig, ob das dann teuer wird, oder nicht. Forschung wie wir sie heute betreiben können, ist deutlich effizienter zu gestalten, als noch vor 50 Jahren...
    Heutzutage kann man vieles vorab durch MC-Studien erforschen, Failure-Analysis betreiben und dann erst bauen, so war das vor 50 Jahren einfach nicht möglich...

  • Man kann auch heutzutage stromsparende Geräte verwenden. Durch widerstandsfreies Anfahren und Energierückgewinnung lässt sich der Akku wieder aufladen, wenn man noch einen Stromabnehmer aufs Dach setzt und unter Draht den Akku powert, während der Zug mit dem Strom fährt, dann wäre das doch eine durchaus realistische (und als 528 schon gedachte!) Variante. Dann kann man sich auch solchen Luxus wie viele Computer oder eine Klimaanlage leisten ;)

    Es gibt immer ein Licht am Ende des Tunnels - Bete, dass es kein Zug ist!

  • alternative Antriebsformen auf nicht-elektrifizierten Strecken gab es in Deutschland zuhauf, nannte sich Akkutriebwagen und hatten wir 97 Jahre auf Vollbahnen.

    Das kapiere ich auch nicht, warum es das heute nicht mehr gibt, mit den vielen technischen Neuerungen die das ganze perfektionieren würden:

    • Drehstromantriebstechnik
    • Bremsenergierückgewinnung
    • Moderne Akkutechnik
    • Durch Platz- und Gewichtseinsparung (moderne Akkus, Drehstrom) Platz und Masse frei für Panto und Ladeelektronik (für die Brennstoffzelle reicht es ja auch)

    Ich verstehe nicht, warum es dieses Konzept bei der Bahn nicht gibt und beim Auto, bei dem es viel schwieriger ist es umzusetzen, es quasi gesetzlich verordnet wird/werden wird.