BRENNSTOFFZELLEN 07.08.2009, 19:42 Uhr

Erste emissionsfreie Großlok fährt in den USA  

In Kalifornien startet die erste Lokomotive in den Praxistest, deren Elektromotoren von Strom aus Wasserstoff-Brennstoffzellen gespeist werden. Das Projekt der amerikanischen Privatbahn BNSF Railway und des US-Militärs nutzt auch Brennstoffzellenerfahrungen aus Mercedes-Benz-Bussen. VDI nachrichten, Düsseldorf, 7. 8. 09, wop

Es hat lange gedauert, doch mit eineinhalb Jahren Verspätung ist die erste Rangierlok mit Brennstoffzellenbetrieb jetzt einsatzbereit. Nun soll die Praxiserprobung auf dem Rangierbahnhof der BNSF Railway bei Los Angeles und auf Militärbasen starten. Die 127 t schwere Rangierlok baut auf dem Rahmen und den Drehgestellen einer ausgemusterten diesel-elektrischen Lok von EMD (GP-Type) auf, den die kürzlich von der RJ Corman Railroad Group übernommene Railpower aufbereitet hat.

Railpower hat Erfahrung mit Umbauten von Rangier- und Streckenloks: Die abgasarmen Green Goats werden mit bis zu drei Dieselmotor-Generatoreinheiten angetrieben, die sich je nach Leistungsbedarf zuschalten. Die Loks haben oft Deutz-Motoren und sind mit großen Bleiakkus zur Pufferung und zum Abfangen von Leistungsspitzen ausgerüstet. Ziel ist die drastische Reduzierung von Emissionen und Verbrauch.

Die neue Versuchslokomotive ist ähnlich aufgebaut, aber emissionsfrei, weil sie ihren Strom aus zwei Wasserstoff-Brennstoffzelleneinheiten der kanadischen Ballard Power Systems bezieht, die insgesamt Strom für einen 300-kW-Antrieb liefern.

„Die Zellen und die leichten Wasserstoffbehälter basieren auf den langjährigen Erfahrungen mit den Citaro-Hybridbussen von Mercedes-Benz“, erklärte Prof. Arnold Miller, Chef des Projektbüros Vehicle Projects in Denver. Die 2003 gestartete Busflotte legte in zehn Städten Europas 2 Mio. km zurück. Für das Lok-Vorhaben brachte Vehicle Projects Erfahrungen mit einer Grubenlok und einem Radlader mit Brennstoffzellenantrieb ein.

Zum Konsortium der Brennstoffzellenlok gehören die BNSF Railway und das US-Verteidigungsministerium, die 4,4 Mio. $ in das Projekt investiert haben. Die Armee verspricht sich davon ein mobiles Kraftwerk, das auch bei Naturkatastrophen eingesetzt werden könnte.

Die Brennstoffzellen der Lok liefern Strom für die Bereitstellung einer Netto-Dauerleistung von 250 kW, was zum Rangieren reicht ihre Bleiakkus können jedoch mehrere Minuten Energie für 1,1 MW bereitstellen. Herkömmliche diesel-elektrische Rangierloks sind in der Regel stärker motorisiert, laufen aber die meiste Zeit CO2-emittierend im Leerlauf und benötigen nur kurzfristig 600-kW- bis 1000-kW-Antriebsleistung, wie Vehicle Products ermittelte.

Die 70 kg Wasserstoff für die Brennstoffzellen werden in Rundtanks über den Akkus gelagert, die fast die Hälfte des Lokbauvolumens beanspruchen. Die Energie reicht aus für einen Betrieb von 8 h bis 10 h. Am hinteren Ende der Lok sind die Brennstoffzellen in einem beweglichen Rahmen gelagert, damit sie die beim Rangierbetrieb üblichen Stöße überstehen. Darunter liegt der Konverter für 600 V bis 850 V Gleichstrom.

Die amerikanische Lok ist das größte elektrische Landfahrzeug mit Brennstoffzellenbetrieb. „Wir haben viel gelernt über die Herausforderungen bei der Systemauslegung, Wasserstoffspeicherung, Wärmeableitung und Erschütterungsschutz“, sagte Miller. „Sie sind hoch, aber nicht unüberwindlich.“

FRIEDHELM WEIDELICH

Ein Beitrag von:

  • Friedhelm Weidelich

    Technikjournalist Friedhelm Weidelich schreibt seit vielen Jahren über Verkehrsinfrastruktur, Eisenbahnen und Fahrzeugbau für verschiedene überregionale Zeitungen, Online-Medien und Fachmagazine.

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