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Das Magazin für Forschung und Innovation
 

Die Zukunft der Mobilität

Zum Zug kommen

Vom Schiff direkt auf den Zug: Vom Rangierbahnhof Maschen südlich von Hamburg aus finden die Schiffsgüter vom Hamburger Seehafen ihren Weg ins Hinterland. Es ist der zweitgrößte Rangierbahnhof der Welt.

Die Weltwirtschaft wächst – und mit ihr der internationale Warenaustausch. Um die negativen Folgen des steigenden Güterverkehrs zu mindern, muss die Schiene als Verkehrsträger attraktiver werden. Gleichzeitig gilt es, den Transport auf der Straße effizienter zu gestalten.

Sie transportieren Unterhaltungselektronik aus Asien oder Südfrüchte aus Afrika: 4,6 Millionen Standardcontainer, jeder gut sechs Meter lang, werden jährlich im Hamburger Hafen entladen. Für den größten deutschen Hafen ist das eine Erfolgsgeschichte: Im Jahr 2000 waren es erst 2,1 Millionen Standardcontainer. Von der internationalen Arbeitsteilung profitiert auch der Schienenverkehr: Mehr als 200 Güterzüge verlassen jeden Tag den Hafen, der nach eigenen Angaben gleichzeitig der größte Güterbahnhof Europas ist.

Und dennoch: Bezieht man die Transportleistung auf die zurückgelegten Kilometer, so ist der Lkw die klare Nummer eins im Güterverkehr. 71 Prozent der Tonnenkilometer, so das Statistische Bundesamt, wurden im Jahr 2014 auf der Straße zurückgelegt, nur 17 Prozent auf der Schiene. Und nicht nur das: Bis zum Jahr 2030 könnte laut Bundesverkehrsministerium der Lkw-Verkehr um weitere 39 Prozent zunehmen. Der Bahnanteil wächst zwar mit 43 Prozent etwas stärker, das ändert aber nichts an der verheerenden Klimabilanz des Wachstums. „Zwischen 2020 und 2030 könnten die CO2-Emissionen des Güterverkehrs sogar die des Pkw-Verkehrs überholen“, prognostizieren die Autoren einer Studie der Initiative „Agora Verkehrswende“. International sieht es nicht besser aus: Außer in Lettland liegt in allen Mitgliedsstaaten der Europäischen Union der Straßen- vor dem Schienengüterverkehr.

Unzählige Lastwagen fahren auf die Hafenterminals zu, um neue Ladung anzuliefern oder abzuholen. Vor allem für solche Teilstrecken mit hohem Pendelaufkommen lassen sich relativ einfach neue Lösungen realisieren, um die Emissionen deutlich zu reduzieren.

Um gegenzusteuern, ist für die meisten Experten zumindest eine Teilverlagerung von der Straße auf die Schiene das Mittel erster Wahl. Denn auf den Tonnenkilometer bezogen verursachen Güterbahnen nur ein Viertel des CO2-Ausstoßes von Straßentransporten. Doch das Schienennetz ist auf den Hauptstrecken bereits heute sehr stark ausgelastet.

Ein Drittel mehr Züge – bei gleich großem Schienennetz

Genau hier setzt Siemens mit seinen Technologien an. Das Unternehmen macht sich dafür stark, in ganz Europa die dritte Stufe des Bahnautomatisierungssystems ETCS (European Train Control System) zu implementieren. Dieses System soll es ohne Sicherheitsverlust ermöglichen, 20 bis 30 Prozent mehr Züge auf dem existierenden Schienennetz zu betreiben. Zudem sorgt Siemens mit der Plattform „Railigent“ mithilfe von Big-Data-Analysen dafür, dass Betreiber eine höhere Verfügbarkeit von Lokomotiven und Waggons sicherstellen können. Dabei ist die Plattform mit MindSphere verknüpft, dem offenen, Cloud-basierten IoT-Betriebssystem von Siemens, das Datenanalyse, vielfältige Konnektivität, Werkzeuge für Entwickler und Applikationen in sich vereint.

ETCS soll es ohne Sicherheitsverlust ermöglichen, 20 bis 30 Prozent mehr Züge auf dem existierenden Schienennetz zu betreiben.

Nicht nur die Infrastruktur, sondern auch die Züge selbst sollen modernisiert werden. So wurde die 2010 vorgestellte Siemens-Lok „Vectron“ von Anfang an auf Basis von Befragungen potenzieller Betreiber entwickelt. Zu den technischen Highlights der neuen Baureihe gehört eine dieselelektrische Variante. Sie wandelt die Bremsenergie in Strom um, der für den Betrieb der Bordsysteme genutzt werden kann. Je nach Randbedingungen sind dadurch bis zu zehn Prozent Energie einzusparen.

Trotz dieser Entwicklungen: Mit Blick auf die Prognose von Agora, die auch in Zukunft den Lkw im Güterverkehr vorne sieht, gelte es daher, ein geeignetes Antriebskonzept zu finden, das den Einsatz regenerativ erzeugter Energie erlaubt. Eine wichtige Option: der Lastkraftwagen mit Stromabnehmer, wie ihn Siemens derzeit mit dem Projekt „eHighway“ in Schweden erprobt. Die Grundidee besteht darin, häufig befahrene Strecken, etwa auf Autobahnen und in Häfen, mit einer Oberleitung zu versehen, die den Lkw mit der benötigten Energie versorgt. Für die übrigen Strecken käme ein moderner, abgasentgifteter Dieselmotor zum Einsatz. Gelänge es, nur 30 Prozent des Brummi-Verkehrs auf deutschen Autobahnen derart zu elektrifizieren, käme eine jährliche CO2-Einsparung von sechs Millionen Tonnen zustande. Wird parallel das Platooning eingeführt, bei dem Lkw einander mit einem Abstand von fünf bis 15 Meter vollautomatisiert folgen, sähe die Einsparung aufgrund des geringeren Luftwiderstandes noch besser aus – und der Gegensatz von Straße und Schiene würde allmählich abschmelzen.

Johannes Winterhagen
Picture credits: Fotolia