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Gleisbau fossilfrei und leise möglich?

Gleisbaumaschinen sind lärm- und emissionsintensiv und teuer in Betrieb und Wartung.
Matthias Landgraf forscht am Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft der TU Graz und untersuchte fossilfreie Antriebsalternativen für Gleisbaumaschinen.
Fotos: Lunghammer / TU Graz
Dem Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft der TU Graz zufolge produzieren die Gleisinstandhaltungsarbeiten alleine in Österreich jährlich 9.600 Tonnen Kohlendioxid.
Fotos: Lunghammer / TU Graz

Die Schieneninfrastruktur wird derzeit großteils mittels dieselbetriebener Gleisbaumaschinen gebaut und erhalten. Gemeinsam mit Partnern untersucht die TU Graz Antriebsalternativen für die Spezialmaschinen.

Für den sicheren Eisenbahnbetrieb müssen Gleise regelmäßig instandgehalten und erneuert werden. Dazu braucht es Spezialbaumaschinen, die heutzutage überwiegend mit Dieselmotoren angetrieben werden. Besonders große Gleisbaumaschinengruppen mit einer Länge von mehreren 100 Metern verbrauchen dabei bis zu 1.000 Liter Diesel pro umzubauendem Gleiskilometer. 
Gleisbaumaschinen sind nicht nur lärm- und emissionsintensiv, sondern arbeiten rund um die Uhr und führen simultan mehrere Arbeitsschritte durch, beispielweise den Gleiskörper erneuern oder Schienen schleifen. Seit Jahrzehnten wird als Standardtechnologie auch die sogenannte Schotterbettreinigungsmaschine eingesetzt, die im Schnitt rund 50 Prozent des Gleisschotters an Ort und Stelle wiederaufbereitet und so im Sinne der Kreislaufwirtschaft wertvolle Ressourcen spart und Materialtransporte verhindert.

Kein schneller Wechsel möglich
Betrieb und Wartung von Gleisbaumaschinen sind ressourcenintensiv, gleichzeitig sind die Spezialfahrzeuge – wie alles im Eisenbahnwesen – auf eine lange Lebensdauer ausgelegt. „Hier kann man im Sinne der Nachhaltigkeit nicht ad hoc mit einer Innovation dazwischen grätschen und Maschinen verschrotten, die erst vor 10, 15 Jahren beschafft wurden“, sagt Matthias Landgraf vom Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft der TU Graz. Die bestehenden Fahrzeuge müssen daher möglichst effizient und ressourcenschonend eingesetzt werden. 

Individuelle Lösungen
Gemeinsam mit dem Weltmarktführer für Gleisbaumaschinen Plasser & Theurer untersuchte das Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft der TU Graz erstmals sämtliche Gleisbaumaschinen und deren spezifische Arbeitsweise und eruierte die jeweils optimale fossilfreie alternative Antriebstechnologie. Darüber hinaus analysierte das Institut im Rahmen eines Forschungsprojektes des Deutschen Zentrums für Schienenverkehrsforschung (DZSF) die gesamte Flotte von rund 3.000 Nebenfahrzeugen in Deutschland, um eine optimierte Migrationsstrategie zu alternativ betriebenen Maschinen zu erarbeiten. Basierend auf der Analyse und den Ergebnissen eines Berechnungsprogrammes ergeben sich Empfehlungen zu alternativen Lösungen für unterschiedliche Gleisbaumaschinen:

  • Energie aus der Oberleitung
    Gut 35 Prozent der eingesetzten Maschinen könnten demnach aus technischer und (arbeits-)rechtlicher Sicht ihren Energiebezug elektrisch über die Oberleitung abdecken – „jedenfalls die energieeffizienteste Lösung“, so Landgraf.
     
  • Hybrid-Lösung
    Für Gleisbaumaschinen bis 800 Kilowattstunden (kWh) Energiebedarf empfehlen die Forschenden eine Batterielösung als Hybrid mit Oberleitung zum Aufladen. Mittelfristig werde es hier auch Weiterentwicklungen am Energiesektor geben, die einen Einsatz von reinen Batterielösungen ermöglichen könnten, so Landgraf.
     
  • Wasserstoff
    Für Maschinen über 800 kWh elektrischem Energiebedarf wird ein Antrieb mittels Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie als optimal erachtet. Bestehende Maschinen könnten überbrückend auf Bio- oder synthetische Kraftstoffen sowie mittelfristig auch auf Flüssigwasserstoff in Kombination mit einem Verbrennungskraftmotor zurückgreifen. 

Strengere Vorschriften absehbar
Eine Umstellung auf alternative Antriebssysteme würde einen direkten Beitrag zur Reduktion von Treibhausgasemissionen leisten. Dem Institut der TU Graz zufolge produzieren die Gleisinstandhaltungsarbeiten alleine in Österreich jährlich 9.600 Tonnen CO2. „Es ist anzunehmen, dass auch
diese Maschinen zukünftig strengeren Vorschriften unterliegen werden“, sagt Landgraf.

Handlungsbedarf erkannt
Auch seitens der Bahngesellschafen steigt das Bewusstsein für die Notwendigkeit, negative Umweltauswirkungen zu verringern. Die Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB), Prorail in Holland, die Deutsche Bahn und weitere Bahngesellschaften wollen spätestens ab 2030 keine neuen fossil betriebenen Maschinen mehr beschaffen. Die ÖBB Infrastruktur AG hat zudem auch bereits 56 alternativ betriebene Instandhaltungsmaschinen von Plasser & Theurer beschafft, wovon die ersten bereits 2023 im Einsatz sein werden. 

Stichwort: Lärmemissionen
Ein nicht unwesentlicher Nebenschauplatz: Fossilfreie Nebenfahrzeuge im Eisenbahnwesen tragen nicht nur erheblich zur Verringerung der CO2-Bilanz der Bahn bei. Denn elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge vermeiden nicht nur den Ausstoß von Stickoxid und Feinstaub, sondern sind vor allem sehr viel leiser – positiv besonders für Menschen, die an Bahnstrecken wohnen oder an den Maschinen selbst arbeiten.  


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