Nachhaltige Fahrzeuge 20.01.2023, 07:00 Uhr

Gleisbaumaschinen: Diese Antriebsalternativen verbessern ihre Klimabilanz

Der Zug gilt als umweltfreundliches Verkehrsmittel. Doch für die Instandhaltung der Schieneninfrastruktur werden größtenteils dieselbetriebene Gleisbaumaschinen eingesetzt. Alternative Antriebssysteme können die klimaschädlichen Emissionen deutlich verringern.

Gleisbaumaschine

Der Betrieb und die Wartung von Gleisbaumaschinen ist bisher emissions- und ressourcenintensiv.

Foto: Helmut Lunghammer, TU Graz

Nach Angaben der Deutschen Bahn AG umfasst das Schienennetz in Deutschland (Stand: 2021) eine Gesamtlänge von 33.288 Kilometern; es ist das größte Europas. Um einen sicheren Eisenbahnbetrieb zu gewährleisten, muss das gesamte Schienennetz regelmäßig überprüft und ausgebessert werden. Dafür werden – je nach Einsatzgebiet und Aufgabenbereich – verschiedene Gleisbaumaschinen eingesetzt. Mit ihnen lassen sich relativ schnell Gleiskörper erneuern oder Schienen schleifen. Die spezialisierten Fahrzeuge können sogar zu kompletten Gleisbauzügen zusammengestellt werden und eine Gesamtlänge von mehreren hundert Metern erreichen.

Das Problem: Gleisbaumaschinen sind zwar wichtig für die Instandhaltung von Gleisbetten, doch sie sind auch lärm- und emissionsintensiv. Denn viele dieser Maschinen werden mit Dieselmotoren angetrieben. So verbrauchen vor allem große Gleisbaumaschinengruppen bis zu 1.000 Liter Diesel pro Gleiskilometer. Damit ist sowohl der Einsatz und als auch die Wartung dieser Spezialfahrzeuge besonders ressourcenintensiv. Das Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft der Technischen Universität Graz sieht die Lösung in alternativen Antriebssystemen. Diese könnten eine erhebliche Reduzierung der schädlichen Emissionen bewirken, so die Forschenden.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Airbus-Firmenlogo
Program Certification Engineering (d/m/f) Airbus
Manching Zum Job 
Max Bögl Bauservice GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Gruppenleiter (m/w/d) Konstruktion Stahlbrücken Max Bögl Bauservice GmbH & Co. KG
Sengenthal Zum Job 
Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung-Firmenlogo
Projektmanager (m/w/d) Infrastrukturprojekte Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung
Stuttgart Zum Job 
Hamburger Hochbahn AG-Firmenlogo
IT-Systemingenieur*in Leitsysteme Busbetrieb Hamburger Hochbahn AG
Hamburg Zum Job 
Allbau Managementgesellschaft mbH-Firmenlogo
Bauprojektleitung (m/w/d) "Technische Projekte" Allbau Managementgesellschaft mbH
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Ingenieur*in (m/w/d) im Projektmanagement Bereich Mobilität / Verkehr THOST Projektmanagement GmbH
Nürnberg,Hannover Zum Job 
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Projektleiter:in für große Investitionsprojekte (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung-Firmenlogo
Planungskoordinator (m/w/d) im Projekt Zukunftsquelle Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung
Stuttgart Zum Job 
Airbus-Firmenlogo
FCAS2023 Flight Simulation Architect (d/f/m) Airbus
Manching Zum Job 
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Leitende:r Ingenieur:in der technischen Betriebsführung / Klärwerk Wansdorf (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Schönwalde-Glien Zum Job 
Airbus-Firmenlogo
FCAS2023 Flight Simulation Integration Engineer (d/f/m) Airbus
Manching Zum Job 
Cycle GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur für Elektronik (m/f/d) Cycle GmbH
Hamburg Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Ingenieur*in (m/w/d) im Projektmanagement Bereich verfahrenstechnischer Anlagenbau (Chemie und Pharma) THOST Projektmanagement GmbH
Nürnberg,Hannover,Berlin,Leipzig,Hamburg Zum Job 
Mitscherlich PartmbB-Firmenlogo
Patentingenieur (w/m/d) Fachrichtung Elektrotechnik, Nachrichtentechnik, Maschinenbau oder vergleichbar Mitscherlich PartmbB
München Zum Job 
VTA Verfahrenstechnik und Automatisierung GmbH-Firmenlogo
Ingenieur:in Elektrotechnik (w/m/d) VTA Verfahrenstechnik und Automatisierung GmbH
Gelsenkirchen,Lingen (Ems) Zum Job 
newboxes GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur Produktentwicklung (m/w/d) newboxes GmbH
Deutschlandweit Zum Job 
VTA Verfahrenstechnik und Automatisierung GmbH-Firmenlogo
Ingenieur:in Mess-, Steuer- und Regelungstechnik (MSR) (w/m/d) VTA Verfahrenstechnik und Automatisierung GmbH
Gelsenkirchen Zum Job 
VTA Verfahrenstechnik und Automatisierung GmbH-Firmenlogo
Ingenieur:in Automatisierungstechnik (w/m/d) VTA Verfahrenstechnik und Automatisierung GmbH
Gelsenkirchen Zum Job 
Leviat GmbH-Firmenlogo
Bauingenieur (m/w/d) Leviat GmbH
Langenfeld (NRW) Zum Job 
ILF Beratende Ingenieure GmbH-Firmenlogo
Projekt- und technischer Angebotsingenieur (m/w/d) ILF Beratende Ingenieure GmbH
München, Bremen, Hamburg, Essen, Berlin Zum Job 

Bahn: Neue Antriebe sollen Strecken effizienter machen

Ziel: Klimabilanz von Gleisbaumaschinen verbessern

Zwar verursachen die Gleisbaumaschinen klimaschädliche Emissionen, doch haben die Spezialfahrzeuge in der Regel auch eine recht lange Lebensdauer. Aus diesem Grund „kann man im Sinne der Nachhaltigkeit nicht adhoc mit einer Innovation dazwischengrätschen und Maschinen verschrotten, die erst vor zehn, 15 Jahren beschafft wurden“, sagt Matthias Landgraf vom Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft der TU Graz. Daher konzentrierten sich die Forschenden in erster Linie auf die spezifische Arbeitsweise der Spezialfahrzeuge mit der Absicht die Emissionen zu reduzieren und somit die Klimabilanz der Maschinen zu verbessern.

Zusammen mit dem Weltmarktführer, Plasser & Theurer, untersuchten sie verschiedene Gleisbaumaschinen und forschten an der optimalen, fossilfreien Antriebstechnologie. Daneben analysierten die Forschenden auch 3.000 Nebenfahrzeuge für eine optimierte Umsetzung. Nebenfahrzeuge sind ebenfalls Schienenfahrzeuge, die für bestimmte Betriebs- und Sonderzwecke eingesetzt werden (zum Beispiel: Schotterplaniermaschinen oder Anhängerfahrzeuge).

Nachhaltige Baumaschinen – Bosch zeigt, wie es geht

Je nach Gleisbaumaschine unterschiedliche Antriebstechnologien

Für die Auswertung der Ergebnisse nutzen die Forschenden das Calculatiton of Comparison for Alternative Solutions, kurz CalCAS, ein an der TU Graz entwickeltes Berechnungsprogramm. Dabei kam heraus, dass je nach Energiebedarf der jeweiligen Gleisbaumaschine unterschiedliche Antriebstechnologien sinnvoll sind. So könnten etwa 35% der eingesetzten Maschinen ihren Energiebezug elektrisch über die Oberleitung abdecken.

Für Gleisbaumaschinen mit einem Energiebedarf von bis zu 800 Kilowattstanden (kWh) rät das Forschungsteam zu einer Batterielösung als Hybrid mit Oberleitung zum Aufladen. Landgraf ist sich zudem sicher, dass sich im Energiesektor noch viel tun wird und in naher Zukunft der Einsatz reiner Batterielösungen möglich ist. Für Gleisbaumaschinen mit einem Energiebedarf über 800 kWh empfehlen die Forschenden einen Antrieb mittels Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie. Um die klimaschädlichen Emissionen bereits bestehender Maschinen zu verringern, könnten Betreiber zur Überbrückung auf Biokraftstoffe oder auf synthetische Kraftstoffe setzen. Mittelfristig sei Flüssigwasserstoff in Kombination mit einem Verbrennungsmotor eine Option.

Wasserstoff- und Elektro-Baumaschinen rollen an

Alternative Antriebstechnologien erfordern den Ausbau der Energieinfrastruktur

Optimierungen sind dringend erforderlich: Die Gleisinstandhaltungsarbeiten in Österreich verursachen jedes Jahr etwa 9.600 Tonnen klimaschädliches CO₂. Die Umstellung auf alternative Antriebstechnologien von Gleisbaumaschinen könnte demnach einen erheblichen Beitrag zur Reduktion der Treibhausgasemissionen beitragen.

Das haben auch die Zuggesellschaften erkannt. So wollen die Deutsche Bahn, die Österreichische Bundesbahnen und weitere Bahngesellschaften spätestens ab 2030 keine neuen fossil betriebenen Maschinen mehr erwerben. Gleichzeitig müssen alternative Antriebstechnologien und die dazugehörige Energieinfrastruktur weiter ausgebaut werden – nur dann ist eine erfolgreiche Umstellung möglich. Am Ende sind es viele Faktoren, die für emissionsfreie Gleisbauarbeiten entscheidend sind. Doch die Ergebnisse der Studie könnten einen entscheidenden Beitrag zur Umsetzung leisten. „Im besten Fall fließen diese Ergebnisse in Regelwerke und Ausschreibungsrichtlinien ein. Das würde den Herstellern von Gleisbaumaschinen enorm bei einem Umdenken und Umrüsten helfen“, sagt Landgraf. Die Österreichische Bundesbahnen setzt bereits dieses Jahr die ersten alternativ betriebenen Instandhaltungsmaschinen ein.

Mehr Informationen zu alternativen Antriebstechnologien: 

 

Ein Beitrag von:

  • Ines Klawonn

    Ines Klawonn

    Ines Klawonn hat als Redakteurin bei einem auf Energiekommunikation spezialisierten Medienunternehmen gearbeitet. Mittlerweile ist sie selbstständige Journalistin und gehört zum Team von Content Qualitäten. Ihre Themenschwerpunkte sind Gesundheit, Energie und Technik.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.