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Neue autonome batterieelektrische Züge kommen für Ihren Diesel

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Ein Startup-Unternehmen aus Missouri setzt mit einer Flotte autonom fahrender, batteriebetriebener Triebwagen neue Maßstäbe für elektrische Züge.

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Elektrische Züge sind in Nahverkehrssystemen gang und gäbe, aber im Güterverkehr haben sie sich noch nicht durchgesetzt. Das beginnt sich nun zu ändern. Die jüngste Entwicklung im Bereich der Elektrifizierung des Schienenverkehrs betrifft das Unternehmen Intramotev aus St. Louis, Missouri, das mit einer Flotte batterieelektrischer, autonomer Schienenfahrzeuge den Dieselkraftstoff aus dem Lokomotivbereich verdrängen will.

Einen Schritt näher an den elektrischen Zügen

Die meisten Güterzüge in den USA sind bereits auf halbem Weg zur Elektrifizierung. Sie verfügen über einen elektrischen Antrieb, der von einem Dieselgenerator gespeist wird. Dieselelektrische Lokomotiven kamen erstmals in den 1920er Jahren auf den Markt und setzten sich bald als arbeitssparende und kostensenkende Technologie gegenüber dampfgetriebenen Zügen durch.

Im Gegensatz zu den Dampflokomotiven, für die mehrere Besatzungen erforderlich sind, können dieselelektrische Züge von einer einzigen Lokomotive, die mit einer anderen gekoppelt ist, oder von mehreren Lokomotiven besetzt werden.

Dieselelektrische Züge sind eine Verbesserung gegenüber ihren dampfbetriebenen Vorgängern, aber es gibt immer noch Raum für weitere Verbesserungen. Eine Studie aus dem Jahr 2021, die in der Zeitschrift Nature Energy veröffentlicht wurde, beschreibt den aktuellen Stand der Dinge.

"Fast alle Lokomotiven in den USA werden von dieselelektrischen Antrieben angetrieben, die 35 Millionen Tonnen CO2 ausstoßen und eine Luftverschmutzung verursachen, die jährlich zu etwa 1.000 vorzeitigen Todesfällen führt und jährliche Kosten von etwa 6,5 Milliarden US-Dollar für Gesundheitsschäden verursacht", so die Autoren.

Die Lösung der Elektrifizierung

Bis vor einigen Jahren haben die relativ hohen Kosten und die Knappheit erneuerbarer Energien die Vision von dieselfreien elektrischen Zügen verhindert. Jetzt hat sich das Blatt gewendet.

"Verbesserte Batterietechnologie und der Zugang zu billigem Strom aus erneuerbaren Energien eröffnen die Möglichkeit eines batterieelektrischen Schienenverkehrs", erklären die Autoren von Nature Energy. Nach ihren Erkenntnissen könnte ein normaler Güterwagen zu einem elektrischen Tenderwagen umgebaut und mit Batterien beladen werden, um eine rein elektrische Reichweite von 241 Kilometern zu erreichen.

"Bei den in naher Zukunft zu erwartenden Batteriepreisen können batterieelektrische Züge mit diesel-elektrischen Zügen gleichziehen", so die Autoren, allerdings mit einigen wichtigen Einschränkungen. Bei der Kostengleichheit müssten auch der Zugang zur Schnellladeinfrastruktur und die Großhandelspreise für Strom berücksichtigt werden, und die Umweltkosten von dieselelektrischen Zügen müssten ausgeglichen werden.

Trotz dieser Vorbehalte könnte die Elektrifizierung das Rennen unter dem Strich eher früher als später gewinnen. "Unter Berücksichtigung der verringerten Luftschadstoff- und CO2-Emissionen würde die Umstellung auf einen batterieelektrischen Antrieb dem US-Güterverkehrssektor über einen Zeitraum von 20 Jahren 94 Milliarden US-Dollar einsparen", so die Autoren.

Autonomie bringt Gleichberechtigung für elektrische Züge

Die Studie von Nature Energy konzentrierte sich auf aktuelle Lösungen und konzentrierte sich daher nicht auf autonome Triebwagen. Die autonome Technologie entwickelt sich jedoch allmählich in einem Demonstrationsmaßstab. Sie könnte die Kostenbilanz zu Gunsten einer vollständigen Elektrifizierung verschieben, und die Interessenvertreter der Bahn beginnen, darauf zu achten (weitere Berichte über elektrische Züge von CleanTechnica finden Sie hier).

Intramotev ist Anfang dieser Woche auf dem Radar von CleanTechnica aufgetaucht, und zwar mit seinem TugVolt-Modell für die Nachrüstung bestehender elektrischer Triebwagen mit Batteriekits. Die Triebwagen können in Güterbahnhöfen und an anderen Haltestellen für die "erste Meile" unabhängig arbeiten, für lange Strecken in Züge eingebunden und für die "letzte Meile" abgekoppelt werden.

Der Faktor der Entkopplung bringt eine neue Effizienzstufe. Dadurch müssten die Waggons nicht mehr in großen, zentralen Güterbahnhöfen zusammengeführt werden. Sie könnten näher an ihren Bestimmungsort fahren, ohne auf Lastwagen angewiesen zu sein, die das letzte Stück der Strecke zurücklegen.

Intramotev scheint die Vorteile der zusätzlichen Elektrifizierung voll auszuschöpfen. Die TugVolt-Triebwagen sind Teil eines integrierten Systempakets, zu dem auch die regenerative Bremstechnologie ReVolt des Unternehmens gehört, die für elektrische Züge ein Muss geworden ist. Automatisierte Sicherheitssysteme für Tore, Luken und andere Einrichtungen runden das Paket ab.

Zwei Schritte näher an den elektrischen Zügen

Intramotev hatte einen guten Start im Jahr 2021, als sich der Risikokapitalfonds Idealab X beteiligte, um das Unternehmen in die nächste Phase zu bringen.

"Die Kapitalzufuhr wird die Entwicklung des kommerziellen Demonstrationsfahrzeugs von Intramotev und der firmeneigenen Software für autonomes Fahren beschleunigen. Die Technologie hat das Potenzial, den traditionellen Schienenverkehr sowie Anwendungen im Bergbau, in Häfen und im intermodalen Güterverkehr zu verändern", so Intramotev in einer Pressemitteilung. Das Unternehmen wies auch darauf hin, dass in den USA täglich Hunderttausende von Eisenbahnwaggons stillstehen und auf eine Lokomotive warten, die sie irgendwohin bringt.

"Wir stellen uns eine Zukunft vor, in der sich die Güter selbst bewegen können, ohne auf eine Lokomotive zu warten, was das System effizienter und umweltfreundlicher macht", sagte Tim Luchini, Ph.D., der CEO des Unternehmens.

Letzte Woche erhielt Intramotev einen weiteren Anstoß in die richtige Richtung, nämlich einen Zuschuss in Höhe von 200.000 Dollar vom Michigan's Office of Future Mobility and Electrification. Mit dem Geld wird im Laufe dieses Jahres eine Mini-Flotte von drei TugVolt-Triebwagen zu einer Mine in Michigan geschickt.

Das Bergwerk passt zu den kurzfristigen Plänen von Intramotev für den Einsatz von TugVolt-Triebwagen in eigenständigen Anwendungsfällen, einschließlich Häfen, Verarbeitungsanlagen und Werk-zu-Werk-Betrieben sowie im Bergbau.

Roter Staat führt Diesel-vernichtende elektrische Züge in der Nation ein

Die Vision von elektrischen Güterzügen für den Fernverkehr wird noch ein wenig warten müssen, wenn auch möglicherweise nur ein kleines Stück. In einer Presseerklärung betonte Luchini, dass das Modell der "captive route" nur ein Zwischenschritt sei.

"Wir wollen die Paketierung des Internetmodells auf die Güterlogistik anwenden, zunächst auf kurzen Strecken, um die tatsächliche Entfernung zu beseitigen und dann schnell auf das gesamte Netz von 140.000 Meilen bestehender US-Schienen ohne zusätzliche Infrastruktur zu erweitern", erklärte er. "Wir stellen uns eine Zukunft vor, in der sich der Güterverkehr selbständig bewegen kann, ohne auf eine Lokomotive warten zu müssen, wodurch das System effizienter und umweltfreundlicher wird

In der gleichen Pressemitteilung wies Intramotev auch darauf hin, dass das Unternehmen anderen Eisenbahnunternehmen dabei helfen möchte, das Netto-Null-Ziel für 2050 zu erreichen, das von der Federal Railroad Administration im Rahmen der Climate Challenge festgelegt wurde.

Bei der Climate Challenge handelt es sich um eine freiwillige Zielsetzung, die drei Arten des Kohlenstoffausgleichs vorsieht, die es den Beteiligten ermöglichen, weiterhin fossile Brennstoffe zu verwenden: Kauf von Kohlenstoffgutschriften, Erzeugung erneuerbarer Energie vor Ort und Kohlenstoffbindung (z. B. durch das Pflanzen von Bäumen).

Das mag im Hinblick auf eine schnelle Dekarbonisierung nicht allzu ehrgeizig klingen, aber die FRA scheint davon auszugehen, dass neue Technologien den Bedarf an Kompensationsmaßnahmen in den Hintergrund drängen werden.

"Das Erreichen dieses [Netto-Null-]Ziels wird zu den Hauptzielen der FRA beitragen, ein sicheres, effizientes und modernes Verkehrssystem aufzubauen, das die wirtschaftlichen Möglichkeiten erweitert, sauberere Gemeinden schafft und dazu beiträgt, die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels abzuwenden", so die FRA. "Gleichzeitig wird die Challenge die globale Führungsrolle des Landes in Sachen Innovation und Klimaschutz fördern."

Interessant! CleanTechnica hat fast zwei Dutzend US-Bundesstaaten beobachtet, in denen Beamte zugunsten der Interessenvertreter fossiler Energieträger gegen ESG-Investitionen (Umwelt, Soziales, Unternehmensführung) agieren. Währenddessen lassen sich Unternehmen in ihren eigenen Bundesstaaten nieder, um neue saubere Technologien zu produzieren, die die gesamte US-Wirtschaft dekarbonisieren werden, darunter Energiespeicher in großen Mengen und grüner Wasserstoff (siehe weitere Berichte hier).

Es sieht so aus, als könne sich Missouri dieser Liste anschließen. Am 3. April berichtete der Generalstaatsanwalt Andrew Baily, dass er sich 20 anderen Generalstaatsanwälten anschließt, um eine Gruppe von 50 Vermögensverwaltern vor "Umwelt-, Sozial- und Governance-Investitionen (ESG) zu warnen, die mit dem hart verdienten Geld der Amerikaner getätigt werden"

"Mein Büro weist diese Unternehmen darauf hin, dass wir alles in unserer Macht Stehende tun werden, um die Investitionen der Bürger von Missouri davor zu schützen, zugunsten einer radikalen sozialen Agenda korrumpiert zu werden", erklärte Baily.

Es scheint, dass Baily das Memo über radikale soziale, dieselvernichtende elektrische Züge, die von einem Startup mit Sitz in St. Louis entwickelt werden, nicht erhalten hat, direkt in seinem eigenen Hinterhof. Wenn alles nach Plan läuft, wird Bailys Heimatstaat das Herzstück eines Netzes zur Elektrifizierung der Eisenbahn sein, das sich von Küste zu Küste erstreckt.