Der Brennstoffzellenzug „Mireo Plus H“ im Jahr 2023 auf Testfahrt in Bayern. © Siemens Mobility

Als Basis dient die Regionalzug-Plattform „Mireo“, die mit elektrischem Antrieb sowie Batterie- und Wasserstoffantrieb erhältlich ist. Die Brennstoffzellen sind auf dem Dach montiert, unter dem Fahrzeug befinden sich Lithium-Ionen-Batterien. Das H2-Energieversorgungssystem mit einer Antriebsleistung von 1,7 Megawatt (vergleichbar mit elektrischen Triebzügen) sorge für eine Beschleunigung (a) von bis zu 1,1 Meter pro Quadratsekunde (m/s2) und eine Höchstgeschwindigkeit von 140 Stundenkilometer. Die Reichweite des Fahrzeuges mit einer Tankfüllung betrage abhängig von Strecke und Fahrweise 1.200 Kilometer. Eine Schnellbetankung erfolge je nach Tankstelle innerhalb von etwa 15 Minuten. Die Züge seien künftig auf der 32,3 Kilometer langen nicht elektrifizierten Strecke Mühldorf (Oberbayern) – Burghausen unterwegs und fahren acht Stationen an. Die DB wird in Mühldorf eine mit Ökostrom betriebene Elektrolyseanlage errichten.

„Mit dem Mireo Plus H treiben wir bei der Südostbayernbahn die klimafreundliche Verkehrswende auf der Schiene voran“, sagt Cornelia Würtz, Geschäftsführerin der DB RegioNetz Verkehrs GmbH. Siemens Mobility und die Deutsche Bahn hatten den „Mireo Plus H“ erstmals im September 2022 auf der Messe für Bahntechnik „InnoTrans“ präsentiert. Die ersten dieser Wasserstoffzüge haben ihre Zulassung Mitte Dezember 2024 erhalten und sind in Berlin-Brandenburg und Bayern im regulären Fahrdienst-Testbetrieb im Einsatz (wir berichteten).

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Grafische Darstellung des überarbeiteten Designs des Wasserstoffzuges „Mireo Plus H“. © Siemens Mobility

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Unterzeichnen eine gemeinsame Erklärung für den DB-Standort Bremen (v.l.): Özlem Ünsal (Senatorin für Bau, Mobilität und Stadtentwicklung), Ronald Ditte (Vorsitzender Betriebsrat DB FZI Werk), Andreas Bovenschulte (Bürgermeister und Präsident des Senats Bremen), Daniela Gerd tom Markotten (DB-Vorständin für Digitalisierung und Technik), Nico Petersen (Geschäftsführer Produktion DB Fahrzeuginstandhaltung), Maike Frese (Senatorin für Wirtschaft, Häfen und Transformation). © Deutsche Bahn AG / Larissa Rohr

Das Werk Bremen ist laut DB „das Kompetenzzentrum für die Instandhaltung und Revision von Dieselmotoren und Antriebsanlagen“. Erforscht werde zunächst, wie heutige Verbrennungsmotoren für den Betrieb mit Wasserstoff umgerüstet und die modifizierten Motoren getestet werden könnten. Mit der Hansestadt Bremen bestehe seit 2018 eine enge Zusammenarbeit. Sie bilde „den Rahmen für bereits geleistete und noch geplante Investitionen der DB von über vier Millionen Euro“; unter anderem für den Neubau einer Umschlaghalle, die Modernisierung einer Prüfzelle für Antriebsanlagen und die Erneuerung der Motorenwaschanlage. Diese würden durch vom Land Bremen geförderte Forschungsprojekte flankiert.

Das DB-Werk Bremen ist für die Instandhaltung und Revision von Dieselmotoren und Antriebsanlagen (Powerpacks) zuständig. Jährlich werden dort mehrere Hundert verschiedene Motorenbaureihen instandgesetzt. Jetzt wird dort an Wasserstoffmotoren und deren Optimierung geforscht. © DB Fahrzeuginstandhaltung GmbH / Max Lautenschläger

Die Zusammenarbeit solle auch in einen Standortentwicklungsplan für das DB-Werk Bremen münden. Kernthemen seien alternative Antriebe, Fertigung mit 3D-Druck, Nachhaltigkeit und Fachkräfteentwicklung. Bremen sieht sich bereits als „Leuchtturm für CO2-arme Motorenumrüstung“, so die Regierungsspitze der Stadt in einer gemeinsamen Erklärung mit DB-Vertretern. „Das Instandhaltungswerk setzt in Zukunft ganz auf klimaschonende Antriebstechnik“ sagt Bremens Bürgermeister Andreas Bovenschulte: „Was hier entsteht, ist eine Visitenkarte für den Technologiestandort Bremen.“

Daten sammeln für die Umrüstung

Der Prüfstand ermögliche mit Langzeittests, „umfassende Daten und Erkenntnisse unserer Produkte unter Belastung zu sammeln, die für eine technisch einwandfreie Umrüstung von Dieselmotoren auf Wasserstoff entscheidend“ seien, sagt Sebastian Herzog, Leiter des Werks Bremen. „Dies ist ein entscheidender Schritt, um herauszufinden, wie wir bestehende Dieselmotoren auf Wasserstoffbetrieb umbauen und optimieren können.“

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Bei der DB Fahrzeuginstandhaltung in Bremen soll zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM ein Testzentrum für den Umbau und das Prüfen von Wasserstoffverbrennungsmotoren entstehen. © Deutsche Bahn AG / Larissa Rohr

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Eine Auswahl von PtX-Themen zum Wochenabschluss zusammengefasst

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Inspektion von Vinssens Brennstoffzellensystem an Bord der „Tenacity“ © Vinssen Co. Ltd

(Korea) Das für den maritimen Einsatz konzipierte 60-kW-PEM-Brennstoffzellensystem (Proton Exchange Membrane) von Vinssen Co., Ltd hat eigenen Angaben zufolge die Leistungstests der Zertifizierungsorganisation Bureau Veritas (BV) bestanden. Dies sei „ein wichtiger Schritt zum Nachweis der Machbarkeit von Brennstoffzellensystemen an Bord von Handelsschiffen“, so das Unternehmen. Das Projekt baue auf der Approval in Principle (AIP)-Zertifizierung durch das Koreanische Register (KR) für seine „Maritime Fuel Cell Power Packs“ (250 kW / 100 kW) im März 2024 und September 2023 auf. Es wurde in Singapur durchgeführt in Zusammenarbeit mit Shell Singapore Pte. Ltd. (Projektträger), Seatrium Limited (Projektentwickler), Penguin International Limited (Eigentümer und Betreiber des für den Versuch verwendeten Schiffes) und Air Liquide Singapore Pte. Ltd. (Wasserstoffanbieter). Vinssen habe zudem eine Investitionsrunde in Höhe von 15 Milliarden Wong (10,1 Millionen Euro) abgeschlossen. Die Mittel seien für die Produktentwicklung, die Marktexpansion und die Rekrutierung von Personal vorgesehen. Vinssen hatte im Februar 2024 eine US-Niederlassung in Seattle gegründet, um den nordamerikanischen Markt zu erschließen.

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Paul-Löbe-Haus, Berlin. © Deutscher Bundestag / Simone M. Neumann

(Deutschland) Mit dem Entwurf eines Gesetzes „zur Beschleunigung der Verfügbarkeit von Wasserstoff“ (20/11899) will die Bundesregierung den Markthochlauf bis 2030 voran bringen. So sollen Vorhaben im Anwendungsbereich des Wasserstoffbeschleunigungsgesetzes grundsätzlich ein überragendes öffentliches Interesse zuerkannt sowie festgestellt werden, dass diese der Wahrung der öffentlichen Sicherheit dienen. Damit komme ihnen bei Abwägungsentscheidungen der Genehmigungsbehörden eine besondere Bedeutung zu. Dies schaffe die rechtlichen Rahmenbedingungen für den schnellen Auf- und Ausbau der Erzeugungs- und Versorgungskapazitäten. Das Gesetz soll weitere Planungs-, Genehmigungs- und Vergabeverfahren für die Erzeugung, Speicherung und den Import von Wasserstoff erleichtern. So sollen beispielsweise Höchstfristen für wasserrechtliche Zulassungen gesetzt, der vorzeitige Maßnahmenbeginn ermöglicht, Instanzenwege verkürzt, Eilverfahren beschleunigt und Prüfverfahren für Elektrolyseure vereinfacht werden.

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Bundeswirtschaftsminister Robert Habeck (rechts) hat 2023 zusammen mit dem niedersächsischen Ministerpräsidenten Stephan Weil (links) auf der Hannover-Messe symbolisch Fördermittel für „Salcos“ in Höhe von knapp einer Milliarde Euro an den Vorstand des Salzgitter-Konzerns Gunnar Groebler überreicht. © Salzgitter AG

(Deutschland) Die Salzgitter AG startet eine Ausschreibung für Wasserstoff für die erste Stufe ihres Transformationsprogramms „Salcos“ (Salzgitter Low CO2 Steelmaking). Der Stahlkonzern will, wie berichtet, künftig Koks aus den Hochöfen verbannen und den Stahl stattdessen mittels Wasserstoff und Lichtbogenöfen herstellen. Unternehmen könnten sich nunmehr für die Teilnahme an der Ausschreibung registrieren und im weiteren Prozess ihre Angebote unterbreiten. Die Salzgitter AG wird im Rahmen der ersten Salcos-Ausbaustufe jährlich bis zu 150.000 Tonnen Wasserstoff verwerten können. Ein Teil davon werde ab 2026 in einer unternehmenseigenen Elektrolyse mit einer Leistung von 100 Megawatt am Standort Salzgitter erzeugt. Die Anlage mit einer Produktionsmenge von rund 9.000 Tonnen pro Jahr werde derzeit auf dem Werksgelände errichtet. Die externe Belieferung mit Wasserstoff soll ab 2027 beginnen, sofern „die Anbindung an das Wasserstoffkernnetz erfolgt ist oder im Einzelfall weitere Bezugswege realisierbar“ seien.

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Yara will den Linienverkehr mit ammoniakbetriebenen Containerschiffen zwischen Norwegen und Deutschland aufbauen. © Yara International

(Norwegen) Enova SF fördert die Entwicklung von neun mit Wasserstoff und sechs mit Ammoniak betriebenen Schiffen mit mehr 1,2 Milliarden Kronen (106 Millionen Euro). Eine Ausschreibung von Dezember 2023 konnten jetzt die Unternehmen Hoegh Autoliners und Amon Gas (Ammoniak) sowie Maris Fiducia, More Sjo, Napier und Halten Bulk (Wasserstoff) für sich entscheiden. Ziel der beiden Programme ist es, erste funktionierende Wertschöpfungsketten für Ammoniak und Wasserstoff für maritime Zwecke zu etablieren sowie die Hürden zur Nutzung dieser Energieträger zu verringern. Die Projekte können mit bis zu 80 Prozent der genehmigten Mehrkosten gefördert werden, bisher waren es 40 Prozent. Für den jetzt abgeschlossenen Wettbewerb wurden 45 Projekte eingereicht, darunter 13 Anträge von acht Unternehmen für das Wasserstoffprogramm und 32 Anträge von elf Unternehmen für das Ammoniakprogramm. Enova untersteht dem norwegischen Umweltministerium und vergibt in dessen Auftrag Fördermittel für den Umbau zu einer klimafreundlichen Wirtschaft. Die nächste Bewerbungsfrist für die Programme „Wasserstoff in Schiffen“ und „Ammoniak in Schiffen“ endet am 27. September 2024.

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Horizon erreicht im Labor mit AEM-Elektrolyseur einen Wirkungsgrad von 95 Prozent. © Horizon Fuel Cell Group

(Singapur) Die Horizon Fuel Cell Group hat eigenen Angaben zufolge mit einem AEM-Elektrolyseur (Anion Exchange Membrane) bei der Wasserstoffproduktion unter Laborbedingungen einen Wirkungsgrad von 95 Prozent erreicht. Damit sei ein Energieverbrauch von 42 Kilowattstunden für jedes Kilogramm produzierten Wasserstoffs „in Reichweite“. Wissenschaftler hätten eine stabile Performance bei einem Elektrolysebetrieb von 0,35A/cm2 bei 1,56 V/Zelle erreicht. Diese Stromdichte sei ähnlich wie bei kommerziellen alkalischen Elektrolyseuren, jedoch werde ein um 20 Prozent höherer Wirkungsgrad „bei einer dramatisch niedrigeren Betriebsspannung“ erreicht. Dazu nutzten die Forscher unter anderem „eine neuartige Elektrodenstruktur mit großer Oberfläche und ausgezeichneter Stabilität“. Außerdem seien Iridium und Titan im Design der Stacks durch preiswertere Materialien ersetzt worden. Damit gebe es das Potenzial, das Kostenziel der grünen Wasserstoffproduktion von einem Dollar pro Kilogramm zu erreichen. Horizon beabsichtige, Ende 2024 die neuen hocheffizienten AEM-Elektrolyseure im Megawattbereich auf den Markt zu bringen.

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(Kanada) Ballard Power Systems und Vertiv untersuchen neue Möglichkeiten zur Unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) bei Rechenzentren und wichtigen Infrastruktureinrichtungen. Dabei konzentrieren sich die Unternehmen den Angaben zufolge auf Leistungen von 200 Kilowatt bis hin zu mehreren Megawatt. Vertiv habe ein solches „Liebert EXL S1“ genanntes System jetzt bei einem Projekt in einer Anlage in Delaware im US-Bundesstaat Ohio integriert. Das H2-Modul basiere auf industrietauglichen Komponenten und umfasse zwei Ballard „Power Gen“-Brennstoffzellensysteme mit einer Leistung von 200 Kilowatt, die das Backup-System versorgen. Die Lösung umfasse unter anderem Kühlung und eine Wasserstoffspeicherinfrastruktur.

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Kickoff-Meeting für das Verbundprojekt Phoenix, in dessen Rahmen Industrie und Forschung einen Brennstoffzellenmotor für Blockheizkraftwerke entwickeln wollen. © Rolls-Royce Power Systems

(Deutschland) Der Maschinenbauer Rolls-Royce hat im Konsortium mit fünf Unternehmen und Forschungsstellen begonnen, Wasserstoffverbrennungsmotoren für Blockheizkraftwerke (BHKW) zu entwickeln. Im Rahmen des öffentlich geförderten Projekts „Phoenix“ (Performance Hydrogen Engine for Industrial and X) soll bei einem Wasserstoffmotor erstmals die gleiche elektrische und thermische Leistung (Leistungsdichte und Wirkungsgrad) erzeugt werden wie bei aktuell verfügbaren Erdgas-BHKW im größeren Leistungsbereich bis 2,5 Megawatt. Durch die Nutzung von grünem Wasserstoff sei ein CO2-neutraler Betrieb der stationären Energieanlagen möglich. Rolls-Royce Power Systems mit Hauptsitz in Friedrichshafen hat bereits einen mit Wasserstoff zu betreibenden Gasmotor vorgestellt, der im Rahmen des Phoenix-Projekts weiterentwickelt werde. Die Beteiligten des Phoenix-Projekts entwickeln die notwendigen Komponenten für den hocheffizienten Wasserstoffmotor wie das Einblasesystem, die Kolbengruppe und das Zündsystem, ebenso wie einen ganz neuen Schmierstoff speziell für die Verbrennung von Wasserstoff. Beteilig sind der Lehrstuhl für nachhaltige mobile Antriebssysteme der TU München, der Mahle-Konzern, die Fuchs Lubricants Germany GmbH, die deutsche Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) sowie die Robert Bosch AG. Das Verbundvorhaben ist auf drei Jahre angesetzt. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz fördert das Projekt Phoenix mit fast fünf Millionen Euro.

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(USA) Plug Power Inc. hat eigenen Angaben zufolge von einem namentlich nicht benannten „Kunden in Europa“ einen Auftrag zur Lieferung von Protonenaustauschmembran-Elektrolyseure (PEM) mit einer Leistung von 25 Megawatt erhalten. Dabei würden fünf Container mit je fünf Megawatt genutzt. Der Wasserstoff diene in erster Linie dem Auftraggeber selbst zur Dekarbonisierung des Unternehmens. Das Projekt werde in mehreren Phasen entwickelt, mit der Möglichkeit, die Elektrolyseleistung auf zwei Gigawatt zu steigern.

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Lhyfe liefert Wasserstoff für Züge der Deutschen Bahn. © Deutsche Bahn AG / Volker Emersleben

(Deutschland) Der französische Wasserstoffproduzent Lhyfe hat eine Produktionsanlage für grünen Wasserstoff für die Deutsche Bahn in Tübingen gebaut und betreibt diese auch. Den Auftrag hatte Lhyfe Ende 2021 erhalten (wir berichteten). Der Elektrolyseur mit einer Leistung von einem Megawatt im Innovationszentrum von DB Energie, einer Tochtergesellschaft der Gruppe, hat eine jährliche Produktionskapazität von bis zu 30 Tonnen. Der grüne Strom stammt den Angaben zufolge aus dem Ökostromportfolio der Deutschen Bahn selbst. In Tübingen testet DB Energie neue Technologien für eine nachhaltige Versorgung von Schienenfahrzeugen im Projekt „H2goesRail“. Noch in diesem Jahr soll ein Wasserstoffzug des neu entwickelten Typs „Mireo Plus H“ auf einer Teststrecke in Baden-Württemberg zwischen Tübingen, Horb und Pforzheim verkehren.

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iStock / © Danil Melekhin

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Diesel sollen ausgemustert werden

„Wir verabschieden uns vom Diesel und setzen auf neueste Technologien, darunter den Ammoniak-/Wasserstoffmotor“, sagt DB-Digitalisierungs- und Technikvorstand Daniela Gerd tom Markotten. Die Vereinbarung sieht vor, dass FFI sich an der Entwicklung eines kohlenstofffreien Verbrennungsmotors der DB beteiligt.

Die Forschung basiere auf einem vorhandenen Typ eines Dieselmotors. Dieser werde so verändert, dass er mit grünem Ammoniak und grünem Wasserstoff betrieben werden könne. Ammoniak besitze eine höhere Energiedichte als flüssiger Wasserstoff und lasse sich leichter transportieren und speichern. So sei es möglich, „bestehende Dieselfahrzeuge emissionsfrei weiter zu betreiben“, erklärt Daniela Gerd tom Markotten.

Prototyp bereits in der Testphase

Ein erster Prototyp des Motors wird derzeit auf einem Motorenprüfstand getestet. Dabei komme ein Verfahren des Stuttgarter Unternehmens Ammonigy zum Einsatz: Ein kleiner Teil des Ammoniaks werde den Angaben zufolge außerhalb des Motors in Wasserstoff und Stickstoff aufgespaltet. „Der so erzeugte Wasserstoff wird dann dem restlichen Ammoniak als Zündgas beigemischt und sorgt für eine CO2-freie Verbrennung“, erklärt das Unternehmen. Gemeinsam mit FFI entwickele die DB diese Technologie weiter. Insgesamt investieren beide Unternehmen einen mittleren sechsstelligen Betrag in das Projekt. Die Kooperation umfasse darüber hinaus auch Logistik und Lieferketten nebst Herstellung, Transport sowie die Verteilung beider Energieträger.

FFI will Wasserstoff in großen Mengen produzieren und in Form von grünem Ammoniak global vertreiben. Jüngst hatte das Unternehmen seine Beteiligung am belgischen Infrastrukturunternehmen Tree Energy Solutions BV (TES) bestätigt, das in Wilhelmshaven am Bau von Terminals für den Import von Wasserstoff arbeitet.

Fortescue verbraucht jährlich 82 Millionen Liter Diesel

Fortescues wirtschaftliches Interesse an alternativen Antrieben ist enorm. Die Fortescue Metals Group betreibt in Australien derzeit 54 Lokomotiven, die 16 Züge befördern. Jede Zugeinheit ist etwa 2,8 Kilometer lang und kann 34.404 Tonnen Eisenerz in 244 Waggons transportieren. Der Bergbaukonzern verbrauchte den Angaben zufolge im Geschäftsjahr 2021 rund 82 Millionen Liter Diesel.

Im März dieses Jahres hatte Fortescue die Übernahme des vom britischen Formel-1-Team Williams gegründeten Ingenieurdienstleisters und Batterieherstellers Williams Advanced Engineering (WAE) abgeschlossen. Das Unternehmen produziert unter anderem die Einheitsbatterien für die „Formel E“, die Formel-1-Variante für Elektrorennwagen.

Hinter der Akquise steckt der Plan, einen regenerativ-batterieelektrischen Zug für den Erztransport zu entwickeln. Das „Infinity Train“ genannte Fahrzeug soll während der Fahrt bergab auf einer ausgewählten Strecke die Schwerkraft nutzen, um seine batterieelektrischen Systeme vollständig aufzuladen, ohne dass für die Rückfahrt ein zusätzlicher Ladevorgang erforderlich ist. Zumindest für diesen Abschnitt würden die damit verbundenen Emissionen entfallen, sobald der Infinity-Zug implementiert ist. Die Auslieferung des ersten Eisenerzzuges dieser Art ist für Ende 2027 geplant.

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Fortescue will weg vom Diesel: Der Bergbaukonzern betreibt 54 Lokomotiven, die 2,8 Kilometer lange Züge ziehen und im vergangenen Jahr rund 82 Millionen Liter Diesel verbrauchten. © Fortescue Metals Group Ltd

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Die Bahn will Diesel durch umweltfreundliche Treibstoff ersetzen: Technikvorstand Daniela Gerd tom Markotten auf der Fachmesse InnoTrans 2022 in Berlin vor dem „Advanced Train Lab“. © Deutsche Bahn AG / Pablo Castagnola

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Mireo Plus H geht 2023 in den Probebetrieb

Der Mireo Plus H wird 2023 Testfahrten in Baden-Württemberg aufnehmen. Ab 2024 ist er im regulären Fahrgasteinsatz zwischen Tübingen, Horb und Pforzheim unterwegs und ersetzt einen dort fahrenden Dieseltriebwagen. Vorgesehen sind etwa 120.000 Kilometer planmäßiger Bahnbetrieb.

Tankstelle für Wasserstoffzüge. © Deutsche Bahn AG / Michael Neuhaus

Ein einziger Zug spare über seine Lebensdauer von 30 Jahren bis zu 45.000 Tonnen CO2 gegenüber Autofahrten ein, sagte Roland Busch, Vorstandsvorsitzender der Siemens AG. Gegenüber Dieselzügen ergäben sich CO2-Einsparungen von jährlich etwa 330 Tonnen. Generell könne der Mireo Plus H je nach Streckenprofil 520 Tonnen pro Jahr einsparen (gerechnet auf 200.000 Kilometer Laufleistung).

Reichweite 800 Kilometer

Der zweiteilige Regionalzug hat zwei Antriebssysteme, die jeweils aus einer Brennstoffzelle und einer Lithium-Ionen-Batterie bestehen. Der Mireo Plus H ist den Angaben zufolge so leistungsfähig wie elektrische Triebzüge und hat eine Reichweite von bis zu 800 Kilometern, „abhängig von den betrieblichen Einsatzbedingungen wie der Jahreszeit oder der Strecke“. Eine dreiteilige Variante hat eine Reichweite von bis zu 1.000 Kilometern. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 160 Stundenkilometer, die Antriebsleistung 1,7 Megawatt.

Mireo auch für Bayern und Brandenburg

Der jetzt vorgestellte Zug ist baugleich mit dem Wasserstoffzug für die Bayerische Regiobahn GmbH, der Anfang 2024 unter anderem auf der Strecke Augsburg-Füssen in den Probebetrieb geht. Die beiden bayerischen Ministerien für Wirtschaft und Verkehr finanzieren dessen Leasing.

Die Niederbarnimer Eisenbahn AG (NEB) hat bei der Siemens Mobility GmbH ebenfalls zweiteilige Mireo-Plus-H-Züge bestellt. Insgesamt sieben Fahrzeuge sollen ab Herbst 2024 im Netz der Heidekrautbahn (RB27) unterwegs sein. Der gesamte Zugbetrieb soll dort ausschließlich mit regenerativ und regional erzeugter Energie erfolgen. Die Umstellung von Diesel auf Wasserstoff auf der Heidekrautbahn spare jährlich 1,1 Millionen Liter Diesel ein.

Siemens und die Deutsche Bahn hatten das Projekt H2goesRail wie berichtet im November 2020 der Öffentlichkeit vorgestellt. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie mit insgesamt 13,74 Millionen Euro gefördert.

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Probefahrt mit dem Mireo H Plus. © Siemens Mobility

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Gebundener Wasserstoff in Kesselwagen

Wasserstoff, der nach Deutschland importiert werde, sei in der Regel nicht gasförmig, sondern in Flüssigkeiten gebunden. Dadurch könne er „unkompliziert und effizient per Schiff transportiert werden“. DB Cargo habe in Zusammenarbeit mit Energieversorgern ein Konzept für dessen Weiterleitung zu den Empfängern fernab der Seehäfen entwickelt. Demnach lasse sich der Wasserstoff in Kesselwagen im Schienengüterverkehr verteilen. „Sie sind heute schon vielfach für die chemische Industrie im Einsatz. Erst dort, wo Wasserstoff als Energiespender eingesetzt werden soll, wird das Ladegut wieder in seine Bestandteile gecrackt, der Wasserstoff separiert und als Energieträger genutzt“, so das Unternehmen.

Überdies sei DB Cargo bei der Entwicklung von Wasserstoffcontainern involviert. Diese Lösung sei sinnvoll, wenn es um die Verteilung von reinem Wasserstoff an dezentrale Kunden und Anwender gehe – beispielsweise an Wasserstofftankstellen. Die Bahn-Tochter werde auch die Belieferung der Wasserstoffzüge der Schwester DB Regio organisieren, die im Praxisbetrieb getestet werden.

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DB Cargo will gebundenen Wasserstoff in Kesselwagen auf die Schiene bringen. © Deutsche Bahn AG / Georg Wagner

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Der „Mireo Plus H“ soll einst Dieseltriebzüge im Regionalverkehr ersetzen. Die DB hat eigenen Angaben zufolge ein Verfahren entwickelt, mit dem die Betankung eines Wasserstoffzuges erstmalig genauso schnell verlaufe, wie die Betankung eines Dieseltriebzugs. Dies sei „ein wichtiger Aspekt angesichts der eng getakteten Zugfolgen im Regionalverkehr“, erklärte die Bahn. In einem Kompressor verdichtet, werde der Wasserstoff in einem mobilen Speicher gelagert. Vor dem Tankvorgang werde der grüne Treibstoff aufbereitet und gekühlt. Der Wasserstoff wird in Tübingen von DB Energie mit Ökostrom produziert. Für Wartungsarbeiten stehe das DB-Werk in Ulm zur Verfügung.

Siemens ist allerdings nicht das erste Bahntechnikunternehmen mit Wasserstoffzügen. Der französische Hersteller Alstom präsentierte seinen „Coradia iLint“ schon auf der Messe „InnoTrans 2016“. Bahnunternehmen in mehreren europäischen Ländern haben den Zug mittlerweile getestet und Interesse daran bekundet. FNM S.p.A. (Ferrovie Nord Milano) in Italien orderte mindestens sechs Züge bei Alstom – im Norden Deutschlands fahren sie bereits.

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Das System wird in enger Abstimmung zwischen der Deutschen Bahn und der nordrhein-westfälischen Wystrach GmbH entwickelt. Es soll aus einem Tankcontainer und einer Tankstelle bestehen. Letztere enthält unter anderem einen 500-Bar-Speicher, einen Kompressor, eine Wasserstoffvorkühlung und zwei Füllgarnituren. Die Versorgung der Anlage mit Wasserstoff kann entweder am Füllwerk erfolgen oder durch Elektrolyse und Verdichtung vor Ort. Der Lieferumfang umfasst den Angaben zufolge die Steuerungs- und Sicherheitstechnik, außerdem werde ein Kommunikationsstandard zwischen Tankstelle und Zug entwickelt.

Wystrach, Systemlieferant für Wasserstofftechnologie, ist unter der Bezeichnung „WyRefueler“ bereits mit einer mobilen Wasserstofftankstelle am Markt. Entwickelt, erprobt und optimiert wird das Gesamtsystem aus Zug und Tankstelle von DB Energie.

Schnellbetankung in 15 Minuten

Kern der Tankstelle ist nach Angaben der Bahn „eine neuartige Schnellbetankung“, die jetzt erprobt werden soll. Das System ermögliche selbst im eng getakteten Nahverkehr binnen 15 Minuten die Wasserstoffzüge zu betanken – was bislang nur bei Dieselbetankung machbar sei. „Diese erste Wasserstofftankstelle wird Teil eines Gesamtsystems aus Tankstelle, einem von Siemens Mobility neu konstruierten Nahverkehrszug und einer für Wasserstoffzüge fit gemachten Instandhaltung von DB Regio sein“, heißt es in einer Mitteilung. In mehrwöchigen Tests lege man die Grundlage für die erstmalige Zulassung und den Bau des neuen Systems. Die Inbetriebnahme ist für Sommer kommenden Jahres vorgesehen.

Die Entwicklung der neuen Tankstelle wird im Rahmen des seit 2020 laufenden Verbundförderprojekts „H2goesRail“ mit rund vier Millionen Euro durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur gefördert. Industriepartner sind das Ulmer Unternehmen Wenger Engineering und das Familienunternehmen Wystrach aus Weeze am Niederrhein.

Grüner Wasserstoff wird vor Ort hergestellt

DB Energie obliegt in dem Projekt die Wasserstoffversorgung – von der Herstellung durch Elektrolyse bis zur Speicherung und Bereitstellung. Der grüne Wasserstoff wird mittels Ökostrom direkt vor Ort hergestellt, verdichtet, in einem mobilen Speicher gelagert und vor dem Tanken im daneben liegenden Tanktrailer aufbereitet und gekühlt.

Bereits im November vergangenen Jahres verkündete die Deutsche Bahn, dass Siemens einen „Mireo Plus H“ genannten Regionalzug mit einem Wasserstoffantriebssystem bestehend aus einer Brennstoffzelle und einer Lithium-Ionen-Batterie entwickeln wird (wir berichteten). Das zweiteilige Fahrzeug sei für eine Reichweite von 600 Kilometer ausgelegt. Eine dreiteilige Variante habe eine Reichweite von 1.000 Kilometern, hieß es seinerzeit. Die Höchstgeschwindigkeit betrage 160 Stundenkilometern.

Während des für 2024 vorgesehenen einjährigen Probelaufs zwischen Tübingen, Horb und Pforzheim wird der Zug einen dort fahrenden Dieseltriebwagen ersetzen. Geplant sind etwa 120.000 Kilometer Bahnbetrieb. Nach Unternehmensangaben eigne sich die Strecke besonders „wegen der für den Regionalverkehr beispielhaften Taktung des Fahrplans und der abwechslungsreichen Topografie“. Eine erste Simulation der Strecke fand bereits statt. Um einen reibungslosen Betriebsablauf zu gewährleisten und den Zug regelmäßig warten zu können, wird das DB Regio-Werk in Ulm für Wasserstofffahrzeuge fit gemacht.

Alstom fährt bereits

Allerdings sind die Deutsche Bahn und Siemens nicht die ersten Unternehmen, die Wasserstoff auf die Schiene heben. Während Siemens auf seiner Website noch proklamiert, „Die Zukunft der Wassertofftechnologie beginnt jetzt“, fahren die Züge andere Hersteller bereits. Wie berichtet, lieferte der französische Konzern Alstom 2020 Wasserstoffzüge für den Testbetrieb zum Beispiel an die Österreichischen Bundesbahnen, außerdem nach Italien, in die Niederlanden und in mehrere deutsche Bundesländern; zuletzt im Juni auch nach Polen.

Im November bestellte das italienische Eisenbahnunternehmen Ferrovie Nord Milano sechs „iLint“-Züge bei Alstom. In Deutschland wollen regionale Verkehrsgesellschaften den „iLint“ ab 2022 in den Regelbetrieb einbinden.

Deep Link
https://gruen.deutschebahn.com/de/news/wasserstofftankstelle
https://www.wystrach.gmbh/aktuelles-bei-wystrach.html

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Wystrach entwickelt die Tankinfrastruktur für den geplanten Wasserstoffzug / © Deutsche Bahn

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Wasserstoff im „Mireo Plus H“

Der von Siemens zu entwickelnde „Mireo Plus H“ genannte Regionalzug mit einem Wasserstoffantriebssystem besteht aus einer Brennstoffzelle und einer Lithium-Ionen-Batterie. Das zweiteilige Fahrzeug ist für eine Reichweite von 600 Kilometer ausgelegt. Eine dreiteilige Variante hat eine Reichweite von 1.000 Kilometern. Die Höchstgeschwindigkeit liegt bei 160 Stundenkilometern.

Für die Erzeugung des umweltfreundlichen grünen Wasserstoffs wird Ökostrom genutzt. DB Energie stellt die Lieferung sicher, und der Wasserstoff wird in einer mobilen Tankstelle im DB Regio-Werk Tübingen durch Elektrolyse erzeugt. Vor dem Tankvorgang wird der grüne Treibstoff im daneben liegenden Tanktrailer aufbereitet und gekühlt. Der Tankvorgang dauert mit 15 Minuten nicht länger als die Betankung eines Dieseltriebzugs, so das Unternehmen. Für die Instandhaltung von Wasserstofftriebzügen wird die Werkstatt von DB Regio in Ulm umgerüstet.

BMVI hat Förderung zugesagt

Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) hat für das „H2goesRail“ genannte Projekt eine Förderung durch das Nationale Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP 2) in Aussicht gestellt. NIP 2 wird von der bundeseigenen Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW) GmbH koordiniert und durch den Projektträger Jülich umgesetzt.

Deep Link
https://www.deutschebahn.com/de/presse/pressestart_zentrales_uebersicht/Deutsche-Bahn-und-Siemens-starten-ins-Wasserstoff-Zeitalter-5735960?view=&contentId=1170726

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DB will Wasserstoffzug entwickeln / © Deutsche Bahn AG / Volker Emersleben

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H2goesRail / © Siemens Mobility

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