In der Studie sH2unter@ports werden die Leistungsanforderungen an Rangierloks in den Hafengebieten genau geprüft. Eine herkömmliche Diesellok G1000 wurde mit Mess-Sensorik ausgestattet, um die genaue Kraftauslastung zu untersuchen. Wie viel Power die Lok braucht, ergibt sich u.a. aus dem Gesamtgewicht der angehängten Lasten, der Beschleunigung im Betrieb und dem Profil des Streckennetzes in den Häfen, denn die Anfahrtsenergie steigt schon bei kleinen Anhöhen auf ein Vielfaches. Zudem spielt die Art des Einsatzes eine wichtige Rolle, da der Betriebsablauf nicht durch lange oder häufige Tankvorgänge oder auch Ladezeiten gestört werden darf.
Die Testfahrten in den Seehäfen waren Ende September 2023 abgeschlossen, die Daten wurden herangezogen, um verschiedene Lok-Varianten zu konzipieren.
Untersuchte Varianten für zukünftige Rangierloks
1. Umrüstung einer Bestandslok
Rangierloks sind leistungsstarke Loks, die für eine lange Nutzungsdauer gebaut werden. So beträgt das Durchschnittsalter der Bestandsloks in Deutschland über 40 Jahre. Der Bestand der Loks wurde vor 10 Jahren teils aufgestockt. Diese Loks haben mindestens 30 Jahre Lebensdauer vor sich, sind jedoch mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren ausgestattet (Pagenkopf et al., 2022). Mit dem Anspruch auf Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz müssen Alternativen zum Neubau gefunden werden, da ein kompletter Austausch der bestehenden „Flotte“ aktuell weder ökonomisch noch ökologisch ist. Deswegen ist ein Forschungsinteresse des sH2unter@ports Projektes, die Umrüstung von Dieselloks auf H2 Antriebe zu untersuchen. In der Studie wurden Retrofit-Modelle verfolgt, die einen H2-Verbrennermotor haben.
2. Der Neubau von Loks
Mittelfristig muss es Konzepte für den Neubau von klimaneutralen, effizienten Rangierloks geben. Bei einer Neuplanung ist die Brennstoffzelle die zukunftsweisende Innovation, denn die Antriebe haben nur geringe Energieverluste und sind wirksamer als Verbrennungsmotoren.
Der Hersteller Alstom entwickelt u.a. mit Fördergeldern aus dem Hy2Tech-Fonds auf Basis der TRAXX SHUNTER Plattform
eine 4-achsige wasserstoffbetriebene Rangierlokomotive mit Brennstoffzellenantrieb, welche ab ca. 2027 für den schweren Rangierbetrieb in Häfen und Industrieanlagen in Europa eingesetzt werden kann.
Parallel dazu werden auch Loks mit Oberleitungs- und Batteriesystemen entwickelt, damit sie auf nicht überspannten Arealen fahren können.
Sollten hierzu Fragen bestehen, wenden Sie sich bitte an Herrn Jörg Schulze von Alstom.
3. Umstellung auf alternative Kraftstoffe
Treibstoffe können chemisch hergestellt, also synthetisiert werden. Die Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff können in vielen Varianten zusammengesetzt werden, so gibt es bereits synthetischen Diesel oder synthetisches Methanol. Diese Stoffe sind allerdings höchst energieaufwendig in der Produktion.
Im Bremerhavener Überseehafen wird bereits eine andere Alternative verwendet. Seit März 2023 werden die Loks mit hydriertem Pflanzenöl betankt (Hydrogenated Vegetable Oils, kurz HVO). Bei der Verbrennung von HVO wird CO2 freigesetzt, das zuvor von den Pflanzen aus der Atmosphäre aufgenommen wurde. Deswegen gilt sie als klimaneutral. Der Einsatz der HVOs stellt eine kurzfristige Lösung dar. Ein Vorteil ist die schnelle Einsetzbarkeit, ein dauerhafter und flächendeckender Einsatz ist aufgrund des hohen Ressourcen- und Flächenbedarfs zur Bereitstellung dieses “Biodiesels” jedoch fraglich.