Logistik-Bereich
Branche

Klimaschutz auf der Schiene

Innovationen

Auf der Klimakonferenz von Paris (COP 21) im November 2015 wurde das Klimaziel definiert, den Anstieg der Erderwärmung gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter auf 1,5 °C zu begrenzen. Dabei spielt der Verkehr, insbesondere auch die Transportlogistik, eine sehr wichtige Rolle. Der Güterverkehr auf der Schiene kann nur dann Teil der Lösung sein, wenn er seine Qualität dramatisch verbessert. Daran wird nach Jahrzehnten der Stagnation aktuell intensiv gearbeitet. Die Strukturen haben sich erheblich verändert. Während im Ganzen die Incumbants noch immer die Hälfte des Schienengüterverkehrs bewältigen, haben auf den Hauptmagistralen, z. B. Rotterdam-Köln-Basel-Genua, die Privaten bei Weitem die Überzahl. Automatische Bremsprobe, zustandsabhängige Instandhaltung und sogar automatische Kupplung sind keine utopischen Zukunftsspinnereien mehr, sondern sich in Umsetzung befindliche Innovationen. Es werden diese Innovationen und der Prozess der Einführung vorgestellt und die sich daraus ergebenden Nutzwerte, um einen qualitativ hochwertigen und konkurrenzfähigen Schienengüterverkehr realisieren zu können.

1. Motivation

Der Schienengüterverkehr hat sich in den letzten Jahrzehnten in Europa zum Nischenprodukt der Transportlogistik für zeitunkritische Massengüter, Container im Seehafen-Hinterland-Verkehr und ansatzweise Verkehr China –Europa entwickelt.

Im Vergleich zu anderen Transportsystemen, insbesondere Straßen- und Luftverkehr, ist die Treibhausgasbilanz beeindruckend gut (Abb. 1). Vor allem kann nur die Schiene heute sofort grünen Strom für Transportaufgaben verwenden und zudem ist der Energieverbrauch je tkm aus drei Gründen sehr klein:

1. Nutzbremsung: Die Bremsenergie wird in Strom zurückverwandelt und in die Fahrleitung gespeist.
2. Sehr geringer Rollwiderstand zwischen Rad und Schiene.
3. Geringer Luftwiderstand dank Zugbildung mit Wagenabständen kleiner 1 m.

Diese Vorteile nutzen bisher leider sehr wenig, da die Qualität, insbesondere Transportdauer und Zuverlässigkeit, heute für viele Anforderungen ungenügend ist. Neuerdings wird aber erheblich und auf breiter Front an Verbesserungen gearbeitet und diese werden auch unmittelbar umgesetzt [1]. Diese aktuell in Einführung befindlichen Innovationen werden nachfolgend vorgestellt.

 

Abb. 1: Treibhausgasentwicklung der verschiedenen Verkehrsträger je Tonnenkm (tkm)

2. Automatische Bremsprobe

Die Druckluftbremse des Schienenverkehrs als Notbremssystem ist ein sehr sicheres System, allerdings ist eine Funktionsprüfung vor Zugsabfahrt unabdingbar, da Schläuche zwischen den Wagen verbunden werden und Absperrhähne geöffnet sein müssen. Bisher erfolgt das mit Wagenmeistern, die mit langstieligem Hammer an die Bremsklötze schlagen, indem sie den Zug entlang gehen und so prüfen, ob die Bremsklötze anliegen oder nicht. Heute ist die zeitgemäße Lösung, dass die Drücke im Bremszylinder und in der Bremsleitung elektronisch überwacht und dann per Funk an die Lok weitermeldet werden.

Das spart nicht nur viel Zeit, sondern ermöglicht auch eine automatische Protokollierung, die gegenüber der Handeingabe nicht nur schneller, sondern auch zuverlässiger ist. Zudem kann durch Auswertung des Zeitverlaufs des Druckauf- oder -abbaus eine Zustandsdiagnose durchgeführt werden. Schwergängige oder undichte Teile werden so erkannt, bevor sie ausfallen, und der Wagen kann zu einem für den Transport nicht störenden Zeitpunkt repariert werden. Sollte einmal das Versagen der Bremse festgestellt werden, so kann sie abgetrennt werden und der Wagen muss dann von den anderen im Zugverband befindlichen mitgebremst werden, was meist ohne Beeinflussung des Fahrtablaufs möglich ist.

Voraussetzung für die automatische Bremsprobe, wie auch für die später genannte Diagnose ist eine elektrische Versorgung. Durch die Fortschritte der Batterietechnik werden heute vor allem Batterien, die von Solarzellen gestützt sind, verwendet und eher selten Achsgeneratoren, die zudem Kabel vom Achslager zum Aufbau bedingen.

 

3. Automatische Kupplung

Die Güterwagen in Europa werden bisher mit Schraubenkupplung zur Übertragung der Zugkräfte und Seitenpuffer zur Druckkraftübertragung ausgeführt. Zusätzlich muss der Luftschlauch von Hand gekuppelt werden. Diese Art Kupplung hat mehrere Nachteile: Sie braucht viel Zeit, da die Wagen kuppelreif gedrückt werden müssen. Sie ist gefährlich für die Rangierer, da sie zwischen die Wagen treten müssen. Sie ist aus Leichtbaugesichtspunkten ungünstig, da unterschiedliche Elemente Zug und Druck aufnehmen und in beiden Fällen nie gleichzeitig große Kräfte auftreten können, d. h. ein Element ist immer ungenutzt und damit überdimensioniert.

Die automatische Kupplung verbindet die Wagen bei Berührung automatisch, und zwar nicht nur mechanisch, sondern auch die Druckluftleitung. Elektrische Verbindungen sind auch möglich und befinden sich für den Güterverkehr gerade in Entwicklung.

Der grüne Bowdenzug ist der Lösezug, der auf die Wagenseite geführt ist. Damit werden die Wagen ungefährlich für die Rangierer von der Seite her getrennt. Auch elektrische Verbindungen für Leistungs- und Informationsübertragung und eine spätere Fernsteuerung der Kupplung sind nachrüstbar.

Das Entkuppeln erfolgt mit einem Griff von der Wagenseite. Es muss also nicht mehr zwischen die Wagen getreten werden. Wagen, die von vorneherein für die automatische Kupplung ohne Seitenpuffer entwickelt werden, sind auch deutlich leichter als heutige Wagen und können so mehr Ladung tragen.

Lesen SIe mehr im aktuellen Jahrbuch Logistik

Autor: Prof. Dr. Markus Hecht

Literatur:

[1] Hecht, M.; Schienengüterverkehr und Klima, Impactsteigerung bei kosteneffizienter Nutzung der Systemvorteile; Januar-Februar 2018, ZEVrail, S. 13-19

Zurück