Schranken beim Tanken

Wenn es bei der Mobilität der Zukunft um Klimaschutz und die Schonung der Ressourcen geht, dann ist Jens Sprotte mit vollem persönlichem Engagement dabei. Top-Manager Sprotte, bei der deutschen Tochter des französischen Schienenfahrzeugherstellers Alstom verantwortlich für den mit Wasserstoff betriebenen Nahverkehrszug Coradia iLint, sprüht vor Energie. Hätte der Vice President Marketing & Strategy auch seitens der Behörden bereits überall freie Bahn, dann könnten umweltfreundliche Züge mit Wasserstoffantrieb noch schneller eine wichtige Rolle spielen. Vor allem im öffentlichen Regionalverkehr – geprägt durch relativ kurze Distanzen und viele Haltestellen – macht das Sinn. Und dort vorrangig auf den zahlreichen Strecken, die mangels elektrischer Oberleitungen bislang nur mit Dieselloks befahren werden können. Wie die Weichen schon jetzt umgestellt werden können, macht der Bahnkonzern Alstom im norddeutschen Bundesland Niedersachsen bereits vor: Hier verkehrt der Coradia iLint in der Nordseeküstenregion um Cuxhaven im Regelverkehr. Im Sommer 2023 soll der Zug auch in Kanada getestet werden. Er wird Fahrgäste auf dem Netz des Réseau Charlevoix entlang des Sankt-Lorenz-Stroms befördern. Den grünen Wasserstoff wird ein Werk von Harnois Énergies in Quebec City liefern. Mit den Resultaten aus dem Projekt will Alstom die Entwicklung der Wasserstofftechnologie im nordamerikanischen Markt besser beurteilen können.

Alstom hat es als erster Hersteller geschafft, das neue System mit Brennstoffzellen aus Kanada im Regelbetrieb zu etablieren. In diesen Zellen wird aus Wasserstoff und Sauerstoff elektrische Energie erzeugt. Der Antriebsstrom für den Zug wird in sogenannten Traktionsbatterien gespeichert. Auch die Energie, die während der Fahrt beim Bremsen entsteht, fließt als Vorrat direkt in die Batterien. Das reduziert den Wasserstoffverbrauch und erhöht die Reichweite.

Damit Wasserstoffbahnen auf viel mehr Strecken Einzug halten, braucht Sprotte viel mehr Aufmerksamkeit. Und da engagiert er sich mit sportlichem Elan und organisierte unter anderem einen Weltrekord: Auf dem dicht frequentierten Schienennetz der Deutschen Bahn ließ er einen Slot für eine Sonderfahrt seines Coradia iLint reservieren, lud an den Bahnhöfen entlang der Strecke in jedem Bundesland TV-Teams und Zeitungsredakteure ein und schickte sie im Wasserstoffzug vom hohen Norden bis an die südliche deutsche Grenze.

Mindestens 1.000 Kilometer mit nur einer Tankfüllung hatte Sprotte seinem Zug am Startpunkt zugetraut. Bewusst vorsichtig gerechnet. Doch die Reserve reichte zum Schluss noch viel weiter. So endete die Fahrt erst, kurz bevor die beiden Bordtanks komplett leer waren – nach 1.175 Kilometern und einem Verbrauch von 250 Kilo Wasserstoff. Zum Nachrechnen: Das sind 21,3 Kilogramm Wasserstoff auf 100 Kilometer Schienenstrecke.

„Unser iLint ist so sparsam, dass er im typischen Regionalverkehr nur alle zwei Tage betankt werden muss“, lobt Sprotte. Doch noch hat die Sache einen Haken, der ihn maßlos ärgert: Nach der Weltrekordfahrt konnte der Coradia iLint nicht aus eigener Kraft in die Heimat zurückkehren. Der glänzende Newcomer wurde an eine andere Lok angekuppelt. Warum? „Weil es auf der Strecke bislang kaum geeignete Wasserstofftankstationen für den Schienenverkehr gibt“, sagt Sprotte. Das muss sich ändern. Und da werden – das ist jetzt klar – Hersteller wie Alstom selbst zupacken. „Es reicht nicht mehr, unseren Kunden einen Zug auf die Schiene zu stellen. Beim Betrieb mit Wasserstoff müssen wir ihnen die Infrastruktur gleich mitliefern und sie auch betreiben. Das fängt bei den Wasserstofftankstellen an.“

Das Infrastrukturproblem betrifft bei weitem nicht nur Alstom. Beim Einsatz von Wasserstoff wird allzu oft in Branchengrenzen gedacht statt in Gesamtsystemen. Logistik, Aufbau von Tankstationen und effizienter Einsatz durch Vernetzung stecken seit Jahren in den Kinderschuhen. Klar: Unterschiedliche Nutzer haben unterschiedliche Anwendungen. „Der Wasserstoff ist aber immer der gleiche. Und der muss allen potenziellen Nutzern angeboten werden. Direkt dort, wo er gebraucht wird. Das ist notwendig, um Synergien zu heben und wirtschaftliche Vorteile durch Mengeneffekte zu erzielen“, sagt Christian Dittmer-Peters. Als Partner bei der Managementberatung Porsche Consulting unterstützt er Alstom bei der umweltfreundlichen Offensive auf Schienen. Er setzt sich für den Aufbau eines „anwenderübergreifenden Wasserstoff-Ökosystems“ ein.

Auf den Werksgleisen der Alstom Transport Deutschland GmbH im norddeutschen Salzgitter rollen die neuen Wasserstoffzüge aus den langen Produktionshallen. Seit Ende August 2022 ersetzen diese Züge nach und nach die dieselbetriebenen Fahrzeuge der Landesnahverkehrsgesellschaft Niedersachsen (LNVG) im Nahverkehrsnetz zwischen Cuxhaven, Bremerhaven, Bremervörde und Buxtehude im regulären planmäßigen Verkehr. Insgesamt 14 Coradia-iLint-Züge wird die Flotte für die LNVG insgesamt umfassen. In Bremervörde baute die Linde GmbH, der Weltmarktführer für Industriegase, eine Wasserstofftankstelle für die Züge. Der Clou: Das Gas kommt als Abfallprodukt aus einem Chemiewerk in der nur rund 30 Kilometer entfernten Stadt Stade. Fände es nicht als Energie in den Zügen Verwendung, würde es entsorgt.

Äußerst zufrieden zeigt sich die Nahverkehrsgesellschaft als Betreiber: „Mit dem Regelbetrieb der Wasserstoffzüge liefern wir seit einigen Monaten den Beweis, dass die innovative Antriebsform dem Diesel in keiner Weise nachsteht. Ganz im Gegenteil“, sagt LNVG-Geschäftsführerin Carmen Schwabl. „Wir haben mit dem Wasserstoffprojekt einen Impuls für die Entwicklung der Wasserstoffzüge in Deutschland gegeben und werden keine Dieselfahrzeuge mehr kaufen, um noch mehr für den Klimaschutz zu bewirken.“

Und Dr. Mathias Kranz, Linde-Geschäftsleiter Onsite und Bulkgeschäft in Deutschland, freut sich über ein neues Geschäftsfeld: „Wir setzen uns bei Linde seit mehr als 30 Jahren für die Verbreitung nachhaltiger Wasserstofftechnologien ein. Mit der Inbetriebnahme der weltweit ersten Wasserstofftankstelle für Züge in Bremervörde haben wir einen neuen Mobilitätssektor erschlossen.“ Das Netz im Norden ist weltweit der erste Planeinsatz mit Wasserstoffzügen für den Passagierbetrieb.

Ein weiteres Netz nahm im Dezember 2022 im Rhein-Main-Verkehrsverbund (RMV) den Betrieb mit 27 Zügen auf. Sie bringen Fahrgäste von der Bankenmetropole Frankfurt am Main bis in den 2.000-Einwohner-Ort Brandoberndorf im Taunus. Die notwendige Wasserstofftankstelle im Industriepark Frankfurt-Höchst errichtete Infraserv Höchst, die Betreibergesellschaft des Industrieparks. RMV-Geschäftsführer Prof. Knut Ringat weist nicht ohne Stolz darauf hin, dass es sich bei der Innovation im Rhein-Main-Gebiet um „die größte Wasserstoffzugflotte der Welt“ handele. Die Züge des RMV sind nicht nur so geräuscharm wie elektrisch betriebene Fahrzeuge, sondern sie stoßen im Betrieb auch nur Wasserdampf aus. So sparen sie jedes Jahr rund 19.000 Tonnen CO₂ ein. Der Wasserstoff entsteht im nahegelegenen Industriepark – ebenfalls als Abfallprodukt bei chemischen Prozessen. Auch Ringat nennt als Ziel eine öffentliche Mobilität ohne Schadstoffe: „Um das zu erreichen, werden wir ab 2030 in unseren Ausschreibungen ausschließlich auf umweltfreundliche Antriebe setzen“, verspricht der Chef des Verkehrsverbunds.

Technologisch und ebenso in den Produktionsprozessen ist für Hersteller Alstom der Wechsel zum Wasserstoff längst Alltag. „Die wesentlichen Antriebskomponenten waren alle ausgereift am Markt verfügbar“, sagt Alstom-Top-Manager Sprotte. Viel komplizierter ist das, was der Kunde spätestens ab dem Tag der Auslieferung der Züge erwartet: „Wir sind als Hersteller gefordert, unseren Kunden ein ganzes Ökosystem mit der notwendigen Wasserstoffinfrastruktur zu liefern, damit er sicher sein kann, ein leistungsfähiges, langlebiges Verkehrsmittel zu kaufen“, sagt Sprotte. Seit Beginn des Projekts haben sich bei ihm Besucher aus 35 Ländern vor Ort informiert. Weitere Vorhaben in Norditalien, Frankreich und den Niederlanden stehen vor dem Start.

Jetzt geht es für Alstom darum, externe Hürden aus dem Weg zu räumen. Sprotte erklärt das am Beispiel des Projekts Bremervörde: „Der Ort liegt geografisch günstig, fast in der Mitte des regionalen Verkehrsnetzes. Alstom und Linde könnten, wenn sie dürften, gemeinsam auch etliche umliegende Gemeinden mit dem fertig konfektionierten Wasserstoff versorgen, zum Beispiel für kommunale Nutzfahrzeuge. Sie dürfen aber nicht. Denn die öffentliche Förderung des Projekts wurde nur unter der ausdrücklichen Bedingung gewährt, dass die Tankstelle ausschließlich dem Schienenverkehr dienen darf.“ Das stößt bei den beteiligten Partnern auf Unverständnis.

Sprotte sagt, er setze sich dafür ein, dass die Politik sich von dem Denken „Nur Verkehr“ oder „Nur Energie“ verabschiede. Eine Energie- und Verkehrswende gelinge dann, wenn übergreifend gedacht werde, also die Wasserstoff- und die Verkehrsstrategien in Deutschland verbunden würden. Bei einer volkswirtschaftlich motivierten Sicht auf die Tankstelle werde beispielsweise klar, dass ihre Wirtschaftlichkeit drastisch steigen würde, wenn nicht nur alle ein, zwei Tage die Züge zum Tanken vorbeikämen, sondern sie von mehreren Verkehrsträgern genutzt werden könnten. Bedarf gibt es genug – neben den Flotten der Kommunen kämen zum Beispiel auch Linienbusdienste, Speditionen, größere landwirtschaftliche Betriebe oder Paket- und Kurierdienste in Betracht.

Der Bahnkonzern Alstom ist davon überzeugt, dass der Wasserstoffantrieb eine große Zukunft hat, obwohl die Fachleute wissen: Im Schienenverkehr ist der Wirkungsgrad von Strom aus der Oberleitung unschlagbar. „Doch es gibt vielerorts wichtige, sehr plausible Argumente für den Wasserstoff“, sagt Sprotte: „Die Infrastruktur für die Elektrifizierung ist sehr teuer und rechnet sich kaum beim Regionalverkehr im ländlichen Raum.“ Eine eingleisige Strecke zu elektrifizieren, kostet je nach Topografie – ob Flachland oder Berge – 1,4 bis 3,6 Millionen Euro pro Kilometer. Diese Zahlen veröffentlichte das deutsche Bundesverkehrsministerium im Jahr 2021 nach Kalkulationen der DB Netz AG – der für die Schieneninfrastruktur verantwortlichen Tochter der Deutschen Bahn.

Der Wasserstoff verdient noch weitere Pluspunkte. Denn idealerweise steht das Gas als Abfallprodukt zur Verfügung. Wo das nicht der Fall ist, kann unter anderem Windenergie genutzt werden. Sie wird zeitweise im Überangebot produziert und kann in Wasserstoff umgewandelt werden. Dann müssten die aufwendigen Windräder zwischendurch auch nicht mehr zwangsweise abgeschaltet werden, weil der Strombedarf gerade gedeckt ist und Abnehmer für die Energie fehlen.

In Deutschland kamen viele der aktuellen Züge des Regionalverkehrs während eines Booms kurz nach der Jahrtausendwende auf die Gleise. Sie sind seit zwei Jahrzehnten im Einsatz und haben jetzt etwa die Hälfte ihres Lebenszyklus erreicht. Das gilt auch für etliche der mehr als 1.000 LINT-Dieselzüge von Alstom, die derzeit im deutschen Regionalverkehr fahren. Ihre Antriebe können, ebenso wie die zahlreicher Rangierlokomotiven, mit „überschaubaren Mitteln“, wie Sprotte sagt, von Mineralöl- auf Wasserstoffbetrieb umgebaut werden. Hauptsache: Die Schranken beim Tanken entfallen.