125 Jahre Elektrische Eisenbahn

Schnell – leistungsstark – umweltfreundlich: Seit nunmehr 125 Jahren stellt die elektrische Eisenbahn ihre Vorzüge unter Beweis. Siemens war von Anfang an mit dabei.

Der geschwindigkeitserprobte Fahrgast eines ICE vermag über den zeitgenössischen Bericht wohl nur zu schmunzeln. Denn inzwischen wurde der Elektroantrieb drastisch verbessert; Geschwindigkeiten bis zu 350 km/h markieren heute die Spitze. Sein Durchbruch gelang jedoch alles andere als schlagartig. Im Fernverkehr ließ er über ein halbes Jahrhundert auf sich warten. "Es gab viele technische und organisatorische Probleme zu lösen", sagt Sven Lubensky, Projektierungsexperte bei Siemens-Locomotives im Bereich Transportation Systems, München. "Auch musste die Öffentlichkeit erst von den Vorzügen des elektrischen Antriebs überzeugt werden."

Elektrobahn statt Pferdemist. Am einfachsten war dies im städtischen Nahverkehr, der im letzten Drittel des 19. Jahrhunderts größtenteils mit Pferdestraßenbahnen bestritten wurde. Dafür standen 1896 in Berlin 7 000 Pferde bereit. Obwohl ihr Mist zwei Mal pro Tag eingesammelt wurde, blieben die hygienischen Verhältnisse bedenklich. Versuche, die Pferde durch Dampfloks zu ersetzen, scheiterten daran, dass die Bürger die Belästigung durch Dampf, Funkenflug und Lärm nicht tolerierten. Kein Wunder also, dass die von Siemens 1881 in Berlin-Lichterfelde eingeführte erste elektrische Straßenbahn weltweit zum Vorbild wurde.

Als Schwierigkeit erwies sich die Stromzuführung. Sie erfolgte anfangs durch die Mittelschiene, was nicht nur die Höhe der Spannung auf 180 V begrenzte, sondern auch Sicherheitsbedenken weckte. Der 1889 vom Siemens-Ingenieur Walter Reichel entwickelte Bügelstromabnehmer löste dieses Problem. Auch bei Untergrund- und Hochbahnen sowie Gruben- und Industrielokomotiven konnte sich der Elektroantrieb bis zur Jahrhundertwende durchsetzen.

Bei den Fernbahnen schien zunächst noch keine Notwendigkeit gegeben, den gut funktionierenden Dampfbetrieb zu ersetzen. 1879 umfasste das deutsche Eisenbahnnetz bereits über 10 000 km, worauf sich Tausende von Dampfloks bewegten. Gut zehn Jahre später spornten die Erfolge der Elektrotraktion dann aber doch zu Überlegungen an, künftig auch Fernstrecken zu elektrifizieren.

Gleichstrom, bislang im Nahverkehr verwendet, war hierfür nicht geeignet. So wendete sich Siemens 1892 dem Wechselstromsystem zu, das gestattet, die Spannung in der Fahrleitung beliebig hoch zu wählen, um sie dann auf dem Fahrzeug durch Transformatoren auf den für den Motor günstigsten Wert umzuformen. Auf dem Fabrikgelände in Charlottenburg und der firmeneigenen Versuchsstrecke in Lichterfelde wurde zunächst Drehstrom getestet. 1903 erreichte ein Zug auf der Schnellbahnstrecke Marienfelde – Zossen bereits eine Rekordgeschwindigkeit von 210 km/h. Wegen der aufwändigen Stromzuführung über je drei Leitungen und Stromabnehmer setzte sich die Drehstromtechnik aber noch nicht durch. "Damals führten diese Experimente in eine Sackgasse", lautet das Urteil von Lubensky. Erst 1970 wurden die Arbeiten auf diesem Gebiet wieder aufgenommen.

Sieg über die Dampflok in den Bergen. Zunächst erhielt die einphasige Wechselstromtechnik den Vorzug: 1904 bauten die Siemens-Schuckert-Werke (SSW) damit die Bahnlinie Murnau–Oberammergau aus. Wo zuvor zwei Dampfloks eingesetzt werden mussten, um die schweren Züge auf den Steigungen zu ziehen, demonstrierte nun die LAG-1-Lok eindrucksvoll die Leistungskraft des Elektroantriebs. Dies veranlasste 1912 die deutschen Staatsbahnen, sich auf Einphasen-Wechselstrom mit einer Frequenz von 16 ²/₃ Hz und 15 000 V Spannung festzulegen. Österreich, Norwegen, Schweden und die Schweiz schlossen sich an und schufen so die Basis für ein zusammenhängendes elektrifiziertes Eisenbahnnetz über Ländergrenzen hinweg.

Der Erste Weltkrieg und seine Folgen verhinderten jedoch zunächst den Wandel. Fehlende Gelder für Investitionen und die wachsende Konkurrenz durch Flugzeug und Pkw – zwischen 1921 und 1929 verzehnfachte sich der Pkw-Bestand in Deutschland auf über 1,2 Millionen – ließen den einstmals florierenden Bahnbetrieb zum Verlustgeschäft werden. Dennoch erzielte die Reichsbahn beachtliche technische Erfolge. Eine Pionierleistung war die 1930 von Walter Reichel entworfene und in den SSW gefertigte Mehrzweck-Elektrolok E 44, die vor Güter- und Personenzüge gespannt werden konnte. Immer schnellere und leistungsfähigere Elektroloks drängten auf den Markt – insbesondere auf Strecken im Gebirge und dort, wo Strom mittels Wasserkraft billig erzeugt werden konnte. Elektroloks waren deutlich effizienter als Dampfloks und hatten auf kurvenreichen Strecken den Vorteil einer gleichmäßigeren Zugkraft. Dem entgegen standen die hohen Kosten für die Elektrifizierung der Strecken, weshalb bis in die 1950er Jahre noch Dampflokomotiven den Bahnbetrieb beherrschten. Aus dem gleichen Grund mussten Elektroloks mit Diesellokomotiven konkurrieren, die – da von Stromleitungen unabhängig – bis heute die nicht elektrifizierten Nebenstrecken versorgen.

Intercity und ICE. Erst nach dem Zweiten Weltkrieg konnte die Deutsche Bundesbahn (DB) an eine Elektrifizierung größerer Strecken denken, obwohl sie durch den defizitären Nahverkehr und die Konkurrenz durch die Straße immer tiefer in die roten Zahlen geriet. Im Güterverkehr kamen Anfang der 1960er Jahre Einheitslokomotiven auf, die das Befördern der Fracht vereinfachten, beschleunigten und höhere Anhängelasten zuließen. Im Personenverkehr galt mehr denn je die Devise des schnellen Reisens: Mit dem Winterfahrplan 1971/72 wurde der Intercity-Betrieb geschaffen, der wichtige Städte über elektrifizierte Strecken verband.

Zusammen mit der Elektroindustrie betrat die DB auch technisches Neuland: 1979 wurde damit begonnen, die Drehstromtechnik wieder im Eisenbahnbetrieb einzusetzen, da sie kleinere, leichtere und fast wartungsfreie Motoren ermöglichte. Auf dieser Basis wurde 1985 der Hochgeschwindigkeitszug Intercity Experimental (ICE) erprobt. Siemens übernahm damals unter der Projektleitung der DB die Federführung für die Elektrotechnik und Elektronik der Triebköpfe.

Seit dem Jahr 2000 ist die dritte Generation des ICE der Deutschen Bahn AG – jetzt Intercity Express – im Einsatz. "Noch leiser, bequemer und komfortabler wird das Reisen per Bahn künftig werden", prophezeit Jürgen Schlaht vom Produktmanagement Trains bei Siemens TS in Erlangen. Schon heute sei das Fahrgefühl ein völlig neues: "Weder zieht es durch Fugen und Ritzen, noch ruckelt es im Wagen. Der ICE 3 fährt gleichmäßig leise und gleitet sanft durch die Kurven". Diesen Trend will Siemens mit seinen Hochgeschwindigkeitszügen, die unter dem Namen Velaro firmieren, weiter vorantreiben.

Für die Entwicklung eines europäischen Hochgeschwindigkeitsfahrzeugs (Highspeed Train Europe, HTE), haben sich die Bahnen von Frankreich, Deutschland und Italien mit namhaften Fahrzeug-Herstellern, darunter Siemens, zusammengeschlossen. Ein standardisiertes und modular aufgebautes Basismodell soll den spezifischen Anforderungen bestimmter Einsatzgebiete angepasst werden. Auf besonders nachgefragten Strecken könnte beispielsweise eine Doppelstockvariante, auf tunnelreichen Abschnitten dagegen ein einstöckiger Zug zum Einsatz kommen. Wie genau diese Züge dann aussehen werden, ist laut Schlaht noch völlig offen. "Denn im Moment ist der HTE noch Zukunftsmusik".

Luitgard Marschall