Future: Mobilität

Höchste Eisenbahn!

Bundesweit blasen etwa 2.700 Dieseltriebzüge jährlich rund eine Million Tonnen CO2 in die Luft. Eine Alternative kommt mit dem wasserstoffbetriebenen Hydrail oder H-Zug ins Rollen. Die Speicherbehälter, die Leitungs- und Tanksysteme des ersten Wasserstoffzugs sind aus Edelstahl Rostfrei.

07. November 2018
Beim ›Coradia Ilint‹, dem weltweit ersten Niederflur-Personenzug, der mit einer Wasserstoff-Brennstoffzelle betrieben wird, sind Speicherbehälter, Leitungs- und Tanksysteme aus Edelstahl Rostfrei mit Qualitätssiegel. Bild: WZV/Alstom
Beim ›Coradia Ilint‹, dem weltweit ersten Niederflur-Personenzug, der mit einer Wasserstoff-Brennstoffzelle betrieben wird, sind Speicherbehälter, Leitungs- und Tanksysteme aus Edelstahl Rostfrei mit Qualitätssiegel. (Bild: WZV/Alstom)

Ob als Treibstoff für Raumschiffe, Auftrieb für Zeppeline oder Antrieb für Verkehrsmittel: Zunehmend setzen Ingenieure auf den reaktionsfreudigen Wasserstoff. Im Unterschied zu den immer knapper werdenden fossilen Brennstoffen ist Wasserstoff ein erneuerbarer Sekundärenergieträger und gilt dadurch als ebenso saubere wie effiziente Alternative zum Dieselöl. Während sich Wasserstoff bisher jedoch vor allem in der Raumfahrt als Treibstoff für die Raketentriebwerke durchsetzen konnte, rückt er im Kontext von Nachhaltigkeit durch emissionsfreie Fahrzeuge erneut in den Fokus. Wasserstoff lässt sich in Verbrennungsmotoren nutzen oder in Brennstoffzellen per Elektrolyse zur Stromerzeugung.

Paradebeispiel für die sorgenfreie Fahrt in eine umweltfreundliche Zukunft ist der weltweit erste wasserstoffbetriebene Niederflur-Personenzug mit Brennstoffzelle. Absolut emissionsfrei, geräuscharm und langfristig wirtschaftlich soll er herkömmliche Dieselantriebe nun im Wortsinne aufs Abstellgleis schieben. Seit rund 15 Jahren arbeitet die Zugindustrie an einer umweltschonenden Alternative für Schienenfahrzeuge, die Wasserstoff als Energiespeicher und -quelle nutzt. Brennstoffzellenbetriebene Züge gibt es bereits: Sonderanfertigungen umgerüsteter Rangierloks unter Tage im Bergbau oder Lokomotiven im Güterverkehr werden bereits mit Wasserstoff angetrieben. 

Mit dem vom Nationalen Innovationsprogramm (NIP) unterstützten Coradia Ilint ist künftig auf der Strecke Buxtehude–Bremervörde–Bremerhaven–Cuxhaven der erste Zug in Serienfertigung unterwegs. Angetrieben mit einer Brennstoffzelle kann er längere Strecken zurücklegen. Von der Stromgewinnung bis zum Betrieb des Wasserstoffzugs fallen nur Restprodukte wie Wasserdampf und Kondenswasser an, während er sich lediglich mit leisen Abrollgeräuschen seinen Weg durch den Regionalverkehr bahnt. 

Für nicht-elektrifizierte Strecken

Auf seinem Dach befindet sich ein Tank mit gasförmigem Wasserstoff, der über ein gasdichtes Leitungssystem aus nahtlos verschweißtem Edelstahl zu der im Boden des Zuges liegenden Brennstoffzelle geleitet wird. Rund 30 Kilogramm orbitalgeschweißte Rohre, zwei Kilogramm Rohrverschraubungen und 60 Kilogramm Ventilgehäuse aus Edelstahl der Güte 1.4571 werden hierzu pro Fahrzeug verbaut, um die Sicherheits- und Effizienzstandards der Systeme zu gewährleisten. Die durch die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff in der Brennstoffzelle erzeugte elektrische Energie treibt den Zug an, während Lithium-Ionen-Batterien sie zusätzlich speichern. Die Kombination von Antriebskraft und verfügbarer Energie prädestiniert den Hydrail besonders für den Einsatz auf nicht-elektrifizierten Strecken.

Eine eigens für die Tests gebaute mobile Tankstelle in Salzgitter versorgt den Druckspeicher des Prototypen mit Wasserstoff. Die Betankung mit Hochdruckwasserstoff erfolgt über eine gasdichte Kryopumpe aus verschleiß- und korrosionsbeständigem Edelstahl Rostfrei. Da beim Ablassen des gasförmigen Wasserstoffs enorme mechanische Belastungen auf die Rückschlagventile wirken, bestehen sie in der Regel ebenfalls aus extrem widerstandsfähigem Edelstahl. Sie ermöglichen das bedarfsgerechte Tanken des Zuges und sind robust und langlebig. Eine Hochdruck-Betankungskupplung und Tanknippel aus Edelstahl Rostfrei der Güte 1.4404 und 1.4571 sorgen bei 875 bar für maximalen Durchfluss.

Vollgetankt kommt der Hydrail zwischen 600 und 800 Kilometer weit und erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 140 Kilometern pro Stunde. Deshalb wird er insbesondere im Regionalverkehr mit bis zu 300 Passagieren pro Zug eingesetzt. ›Bahn frei‹ heißt es in den nächsten Jahren für 60 weitere dieser emissionsfreien Elektrozüge in Niedersachsen, Nordrhein-Westfalen, Hessen sowie Baden-Württemberg. Auch die Niederlande, Dänemark und Norwegen haben bereits Interesse am Hydrail angemeldet. Ob in Speicher-, Leitungs- oder Tanksystemen der Wasserstoffzüge: Wasserstoffdichter Edelstahl ist immer mit an Bord.

Erschienen in Ausgabe: 07/2018

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