Neues von der Zillertalbahn

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  • grubenhunt schrieb:

    KFNB X schrieb:

    Ein Konzept woher der Wasserstoff kommt, gibt es aber noch nicht?
    Gute Frage.
    Für mich ist das Ganze, nach wie vor nur eine Seifenblase, die jederzeit platzen kann.
    Abwarten... in Linz wird gerade die weltgrößte Wasserstoffproduktionsanlage gebaut. Diese Anlage soll Basis für ein Forschungsprojekt werden, wo Wasserstoff Koks als Reduktionsmittel im Hochofen bestenfalls komplett ablösen sollte...
    Erst wenn das letzte Alteisen verschrottet, die letzte Nebenbahn abgerissen ist, werdet ihr sehen, dass nicht alles Gold ist, was neu ist...
  • Die Wasserstofferzeugung soll durch Elektrolyse beim Kraftwerk in Mayrhofen erfolgen, dafür soll ausschließlich billiger Nachtstrom bzw. an der Strombörse billigst erworbener Überschussstrom (also französischer Atomstrom) verwendet werden. Der höhere Strombedarf soll finanziell durch den geringeren Preis aufgefangen werden. Die Betankung der Fahrzeuge soll hauptsächlich in der Nachtabstellung im Bahnhof Mayrhofen stattfinden. Eine Tankfüllung soll für einen Betriebstag reichen. Als Alternative ist eine Betankungsmöglichkeit in Jenbach für Ausnahmefälle vorgesehen. Der Wasserstoff muss dafür von der Erzeugungsstätte in Mayrhofen per LKW-Tank nach Jenbach transportiert werden. Die neuen Fahrzeuge sollen 75m lange vierteilige Triebzüge mit 250 Sitzplätzen sein, die in 45 Minuten die Zillertalbahnstrecke in der Halbstundentakttrasse bewältigen sollen. Dafür sollen sie über ein Beschleunigungsvermögen von 1m/s² verfügen, wofür eine Antriebsleistung von 1000kW nötig sein wird. Eine Weiterverwendung der Vrutky-Wagen ist also nicht vorgesehen, was wohl auch damit zusammenhängt, dass das Projekt auch unter dem Titel "Dekarbonisierung" läuft, und da passen die Vrutky-Wagen mit dem eigenständigen Heizdiesel zur Energieversorgung nicht ins Projekt.

    Entscheidungsvarianten:
    Basisvariante 0: Gleichstromelektrifizierung mit 1500V und Oberleitungsbetrieb
    Variante 1: Wechselstromelektrifizierung mit 25kV/50 Hz und Oberleitungsbetrieb, aber mit oberleitungslosen Abschnitten (Ortsdurchfahrten) und daher Traktionsakkus zur Überbrückung.
    Variante 2: Wasserstoff-Brennstoffzellen-Triebzüge mit Traktionsakkus zur Leistungsunterstützung (hauptsächlich gespeist aus der E-Bremse)

    Geplant: Eine Streckenverlegung von 3,6km Länge zwischen Zell am Ziller und Aschau zu den Seilbahnen der Zillertal-Arena und eine Verlängerung der Zillertalbahn vom Bahnhof Mayrhofen bis zur Penken-Seilbahn.
    + Bahnfahrer, KFNB X, Werner, 2020.01, 5047.090, EN 466 Wiener Walzer, Klosterwappen, Erwin Tisch
    - grubenhunt, J-C, Draisinenfan, 5047erFan
  • westbahn schrieb:

    Variante 1: Wechselstromelektrifizierung mit 25kV/50 Hz und Oberleitungsbetrieb, aber mit oberleitungslosen Abschnitten (Ortsdurchfahrten) und daher Traktionsakkus zur Überbrückung
    M. E. nach wie vor die intelligenteste Variante, v.A. wenn man keine Akkus sondern APS (Alimentation par le sol) für die Abschnitte ohne Oberleitung wie z.B. in Bordeaux verwendet.

    Dieses System funktioniert mittlerweile sehr gut.
  • Grundsätzlich ist der Wasserstoffbetrieb Holler pur: Man kann nur darüber staunen, wie leicht es im Zeitalter von Klimaschutz und alternativen Energieformen geworden ist, ein solches rein dem Image geschuldetem Vorzeigeprojekt als die Idee schlechthin zu verkaufen. Scheinbar macht sich niemanden darüber Gedanken, wo der Gesamtwirkungsgrad dieses mehrfachen Umwandlungsprozesses der Energie liegt, im Gegenteil, man nimmt sogar noch den Transport des Wasserstoffes per LKW "in Ausnahmefällen" nach Jenbach in Kauf. Die effizienteste Form, die im Zillertal durch Wasserkraft erzeugte Elektrizität zu nutzen und das knapp 32km lange Streckennetz der ZB mit Oberleitung auszurüsten und in einem klassischen elektrischen Betrieb zu betreiben wird dabei bewusst eliminiert. Geld dürfte demnach also keine wirkliche Rolle spielen und betriebswirtschaftlich darf man über diesen Nonsens in der jetzigen Form nicht mal ansatzweise nachdenken!
    + Bahnfahrer, KFNB X, Werner, 2020.01, 5047.090, EN 466 Wiener Walzer, Klosterwappen, Erwin Tisch
    - grubenhunt, J-C, Draisinenfan, 5047erFan

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  • Naja, was ist aber dann, wenn man das ganze mit dem Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors vergleicht? Was allerdings ein echter Humbug ist, ist aus meiner Sicht der LKW-Wasserstofftransport, dies ist sicher auch auf der Schiene leicht machbar...
    Erst wenn das letzte Alteisen verschrottet, die letzte Nebenbahn abgerissen ist, werdet ihr sehen, dass nicht alles Gold ist, was neu ist...
  • Naja, was ist aber dann, wenn man das ganze mit dem Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors vergleicht?
    Offenbar bei den ZB auch egal, denn jeder der Vrutky-Wagen hat ein eigenes Dieselaggregat für die Energiegewinnung.

    In Antwort #6 kam ich auf einen Gesamtwirkungsgrad (Herstellung des Wasserstoffs, Brennstoffzelle, Speicherung, etc.) auf maximal 28%. Im Artikel in Eisenbahn Österreich wird die Erzeugung von 1kg Wasserstoff mit 52kWh und die Verstromung des Wasserstoff in der Brennstoffzelle mit 17kWh beziffert. (Ich vermute, dass die Speicherung in diesen Angaben nicht enthalten ist. Für Druckluftspeicher werden etwa 12% des Energieinhaltes des Wasserstoffs als Speicherungsverluste aufgeführt. Bei Druckluftspeichern ist dies vor allem die Kompressionsarbeit). Das ergäbe einen Wirkungsgrad von 32,7% von der Eingangsklemme des Elektrolyseurs bis zum Ausgang der Brennstoffzelle. De facto liegt der Gesamtwirkungsgrad noch tiefer, weil auch Verluste in den Umrichtern und Motoren anfallen. Meine Abschätzungen des Stromverbrauchs im Beitrag #6 basierten auf der Annahme von Triebzügen der bisherigen
    Größe und Jahresfahrleistung, also etwa 60t Masse und 630.000km für die gesamte Flotte. Im genannten Artikel werden jedoch weit größere, d.h. etwa 75 Meter lange, Fahrzeuge unterlegt, deren Masse mit 113t angegeben wird und die eine Flottenfahrleistung von 770.000km pro Jahr erreichen sollen. Damit verdoppelt sich auch der Stromverbrauch gegenüber meinen Abschätzungen. Ein Triebzug mit 75 Meter Länge entspricht fast genau einem vierteiligen Flirt mit 120t Masse und ist auch deutlich länger als etwa eine Himmelstreppe. Da erscheinen mir 1000 kW Antriebsleistung eher als gering. Aber, wie gesagt: Das ist nichts anderes als ein weiteres Beispiel von vielen Anderen, wo unter dem Titel Klima- und Umweltschutz sinnlos Energie vernichtet wird! Aber eh egal, solange der saubere Öko-Strom aus der Steckdose kommt!
    + Bahnfahrer, KFNB X, Werner, 2020.01, 5047.090, EN 466 Wiener Walzer, Klosterwappen, Erwin Tisch
    - grubenhunt, J-C, Draisinenfan, 5047erFan

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  • Vor 10 Jahren wäre es noch richtungsweisend gewesen und da hätte es auch bei dem schlechten Wirkungsgrad noch einen wissenschaftlichen Wert. Jetzt wo Alstom schon mit Wasserstoff Tests fährt und Siemens schon Pläne hat, ist es zu spät. APS ist auf so einer dünn befahrenen Strecke vermutlich viel zu teuer.

    Innovativ wäre es z.B. die Park&Ride - Anlagen mit Solarzellen zu beschatten, die Züge an den Stationen damit zu laden (Minimierung der Übertragungsverluste) und auch noch 2-3 E-Auto-Ladestationen anzubieten. Neben dem Vorteil des sauberen Stroms für die Bahn, sind die Pendler-Kfz damit beschattet und man spart über den Umweg wieder Energie für die Klimaanlage. Vermutlich billiger und spart mehr CO2.

    Die Berliner 481er brauchen für 1 m/s² rund 1,5 kN/t. Macht bei 113 t rund 170 kN. Jetzt ist nur die Frage, bis zu welcher Geschwindigkeit man die halten möchte. Wenn das Modell stimmt, dann wäre bei 22 km/h schon Schluss mit der maximalen Zugkraft. Ob die 1000 kW für die Brennstoffzellen gilt und man gemeinsam mit den Akkus mehr Antriebsleistung möchte? Vernünftig wäre da schon das Doppelte.
  • Nochmal ins Eingemachte, es soll zeigen, welcher sinnlose Energieverbrauch hier stattfindet und wichtige Parameter gar nicht berücksichtigt wurden.

    Fassen wir kurz die wesentlichen Eckpunkte zusammen:

    - Die Errichtung einer klassischen Oberleitung würde Kosten in der Größenordnung von 22 Mio. € verursachen
    - Dem gegenüber stehen bei der Variante 2 – Wasserstoff-Elektrotriebwagenzug – um 20% höhere Kosten bei der Fahrzeugbeschaffung gegenüber
    - Es wird für die geforderte Beschleunigung von 1,0m/s² bei einer Gesamtmasse von 113t eine Antriebsleistung von 1000kW benötigt, die sich aus der Leistung der Brennstoffzellen mit 400kW und zwei Pufferakkumulatoren zu je 300kW zusammensetzt
    - Der durchschnittliche Wasserstoffverbrauch wird mit 0,3kg/km zugrunde gelegt – dieser Grundverbrauch ist also unabhängig von den Puffer-Akkumulatoren zu sehen
    - Der wasserstoff-elektrische Betrieb wird mit einem Durchschnittsverbrauch von 500kg H2/Tag bzw. an Tagen mit erhöhtem Heiz- oder Kühlbedarf mit 600kg H2/Tag angegeben
    - Für die Erzeugung der Wasserstoffmengen werden im Mittel 9.890 MWh elektrische Energie benötigt.
    - Weiters ist die Rede von 770.000 Zugkilometern in der Zukunft

    Wenn man dies nun überschlagsmäßig kurz rechnet, so kommt man bei den angegebenen 0,3kg/km H2 bei jährlichen 770.000 Zugkilometern auf einen Gesamtverbrauch an Wasserstoff von 231t, dividiert durch 365 Tage ergibt
    das einen täglichen Verbrauch von 632kg (wohlgemerkt im Durchschnitt), was also schon deutlich über den angegebenen 500kg/Tag liegt. Die Rechnung geht nun weiter, für die Erzeugung von 1kg Wasserstoff (Dichte unter normalen Umgebungsbedingungen 0,0899kg/Nm³ ) wird die im Artikel für das Elektrolyseverfahren zugrunde gelegte elektrische Energie von 57kWh mit den 231t Gesamtverbrauch multipliziert, was einer benötigten elektrischen Energie von 13.200MWh entspricht und dieser Wert liegt ebenfalls deutlich über den angegebenen 9.890MWh. Dabei ist die Verdichtung und Speicherung des Mediums noch gar nicht berücksichtig!

    Aus der Realität, wo mit ähnlichen Wasserstoffmengen im 6-stelligen Nm³ Bereich aus Eigenerzeugung gearbeitet wird sind folgende reale Zahlen aus der Praxis bekannt, welche für die Erzeugung, Verdichtung, Weiterleitung und Speicherung im laufenden Betrieb anfallen und hier muss in Summe gesehen im Betrieb für den Nm³ Wasserstoff (abhängig von der Qualität) mit ca. 40-50 Cent, umgerechnet auf kg (Dichte 0,0899) 4-5 € gerechnet werden.

    Dem gegenüber steht ein Gesamtstromverbrauch von 4.022 MWh bei einem klassischen elektrischen Oberleitungsbetrieb!

    Es wird in diesem Bericht an mehreren Stellen die Einsparung der teuren Oberleitung hervorgehoben, im Gegenzug wird mit keiner Silbe auf die Kosten für die Errichtung und den Betrieb der notwendigen Infrastruktur für die Wasserstofferzeugung eingegangen, die ja aus Redundanzgründen zudem doppelt ausgeführt werden muss, stattdessen beruft man sich auf theoretische Rechnungen, die Einsparung von Netzgebühren betreffend oder sonstiger zukünftiger möglicher Synergien, sagt im Gegenzug allerdings nicht dazu, dass die dreifache Menge an Energie verbraten wird. Und wenn man die Dinge nüchtern betrachtet, käme man vermutlich sehr rasch zur Erkenntnis, dass ein Großteil der angegebenen 22 Mio. für eine Oberleitung alleine schon durch den in der Anschaffung um 20% billigeren Fahrzeugpark bereits herinnen wäre!

    Man kann also alle Dinge schön reden und zurechtbiegen, sodass sie dem modernen Zeitgeist, insbesondere einem innovativen Image einer hochentwickelten Tourismusregion entsprechen, alles eine Frage der Betrachtung und im
    Grunde ist bereits in der Einleitung des Artikels mit dem Satz "Gegen den Bau von Oberleitungen regte sich jedoch massiver Widerstand aus touristischen Kreisen, sodass eine Hybridlösung mit Batteriebetrieb nötig wurde" alles gesagt!
    + Bahnfahrer, KFNB X, Werner, 2020.01, 5047.090, EN 466 Wiener Walzer, Klosterwappen, Erwin Tisch
    - grubenhunt, J-C, Draisinenfan, 5047erFan
  • Stadler wird fünf Wasserstoff-Triebzüge für die Zllertalbahn bauen:

    AUSTRIA: Zillertalbahn operator ZVB announced on May 15 that it had selected Stadler to supply five hydrogen fuelled multiple-units for its 760 mm gauge line.
    A prototype is expected to be ready for trials in 2020, with the remaining four trainsets expected to be delivered in 2022.
    ZVB currently uses diesel multiple-units on the 31·7 km route linking Jenbach with Mayrhofen. A €156 million electrification plan was announced in 2015, but the installation of catenary was opposed by some local authorities along the line. As a result, in February this year the ZVB announced a €80m plan to fuel trains using hydrogen, which could be produced using local hydropower.
    Alstom did not submit a final offer for the rolling stock contract owing to a shortage of production capacity, while a bid from China was rejected because of quality concerns.

    www.railwaygazette.com
    dr. bahnsinn - der Forendoktor
  • Meine obigen Ausführungen zur ineffizienten Gewinnung und Verwendung von Wasserstoff wird jetzt von Fachleuten bestätigt:


    Zillertalbahn Neu: Abenteuerliche und heikle Fahrt in die Zukunft

    Die Pläne der Zillertalbahn, mit der weltweit ersten wasserstoffbetriebenen Schmalspurbahn 2022 in Betrieb zu gehen, sorgt bei manchen Technologie-Experten für Kopfschütteln und Entsetzen.

    Jenbach – Es ist ein ehrgeiziges Ziel, das sich die Zillertaler Verkehrsbetriebe (ZVB) gesetzt haben. Manche bezeichnen es auch als abenteuerlich. Die Rede ist von der Umrüstung der Zillertalbahn von Diesel- auf Wasserstoffbetrieb. Mit Strom aus der Brennstoffzelle soll die weltweit erste wasserstoffbetriebene Schmalspurbahn ab Winter 2022 für Furore und viele Fahrgäste sorgen. Auf der Normalspur nahm im deutschen Cuxhaven mit dem Coradia iLint der Firma Alstrom heuer der erste Zug mit Wasserstoffantrieb Fahrt auf.

    Wie berichtet, wollen die ZVB rund 80 Millionen Euro in Zuggarnituren und Infrastruktur für emissionsfreien Wasserstoffantrieb investieren. Als einziger Teilnehmer am Bieterverfahren liefert Stadler Rail den ZVB im Frühjahr 2020 den ersten Prototypen. "Die Zillertalbahn verpflichtet sich auf die Umrüstung. Der Beschluss wurde am 15. Dezember 2017 vom Aufsichtsrat gefällt", sagt Vorstand Helmut Schreiner. Die Touristiker und Bürgermeister wollten nicht noch mehr Leitungen, die das Landschaftsbild stören, und entschieden gegen einen Elektro-/Hybridbetrieb mit Oberleitung, deren Errichtung allein 22 Mio. Euro gekostet hätte. Der Wirkungsgrad von Wasserstoff sei zwar schlechter und die Anschaffung etwas teurer, aber in Summe würden beide Varianten gleich teuer werden, meint Schreiner. Teile der Brennstoffzellen müssten nach etwa acht Jahren erneuert werden, aber auch bei Elektromotoren seien Teile auszutauschen. Die Energiekosten seien vergleichbar. "Im Elektrobetrieb braucht man weniger Strom, aber zu teureren Tagzeiten. Wasserstoffantrieb braucht mehr Strom, aber wir können nachts den billigeren Strom nutzen." Schreiner geht davon aus, dass Probleme, die die Innovationen mit sich bringen, beherrschbar sind.

    Manche Fachleute sehen diesbezüglich schwarz. Darunter Friedrich Gruber. Der Unternehmer aus Uderns war 35 Jahre bei GE Jenbacher und zuständig für die Entwicklung von Gasmotoren sowie für Projekte mit neuen Technologien – darunter auch Wasserstoff-Brennstoffzellen. "Wir haben leidvolle Erfahrungen gemacht bei Versuchen, Gasmotoren auf Wasserstoff umzustellen. Ich habe gesehen, wo da die Probleme liegen, und bin ehrlich gesagt entsetzt, worauf sich die Zillertalbahn einlässt", sagt Gruber. Er verweist auch auf andere Konzerne, die inzwischen wieder Abstand von der Wasserstoff-Brennstoffzelle genommen haben. "Die Zielvorgaben waren nicht erreichbar. Das Ganze ist sehr kostspielig und die Langzeiterfahrungen sind nicht gut", sagt Gruber. Milliardenschwere Konzerne könnten sich derartige Experimente leisten. Aber die Zillertalbahn? "Ich fürchte, das könnte das Ende der Zillertalbahn sein", sagt Gruber.

    Ein großes Problem: Man muss viel Energie investieren, um Wasserstoff zu erzeugen. Der Wirkungsgrad bei Wasserstoff liege bei unter 30 Prozent, bei der Oberleitung bei 90 Prozent. "Man braucht für den Betrieb mit Wasserstoff-Brennstoffzellen dreimal so viel Strom, wie man für den elektrifizierten Betrieb mittels Oberleitung bräuchte. Ökologisch ist das sehr bedenklich", erklärt Professor Ingobert Adolf, der an der HTL Innsbruck für den Bereich Energie- und Umwelttechnik zuständig ist. Der Experte für Energietechnik arbeitete zuvor in einem deutschen Industrieunternehmen, das 20 Jahre und viele Millionen Euro in die Forschung betreffend Wasserstoff-Brennstoffzellen samt Elektrolyseur (zur Erzeugung von Wasserstoff) investierte. "Am Ende ist nichts Sinnvolles dabei herausgekommen", sagt Adolf. "Wasserstoff-Brennstoffzellen gibt es schon lange, aber sie sind dennoch fast nirgends im Einsatz", sagt er. Meist sei es beim Probebetrieb geblieben. Im Schienenfahrzeugbetrieb gebe es noch gar keine Langzeiterfahrungen.

    "Die Wasserstoff-Brennstoffzellen sind vergleichbar mit Handy-Akkus: Sie haben keine lange Lebensdauer, ebenso wie der Elektrolyseur", erklärt Adolf. Im Schnitt würden sie acht bis zehn Jahre halten, wobei die Leistungsfähigkeit und der Wirkungsgrad abnehmen. Oberleitungen seien weitaus weniger wartungsintensiv. "In Zürich wurde jetzt eine Oberleitung ausgetauscht, die 1927 errichtet wurde", sagt Adolf. Der Fachmann für Energietechnik bezeichnet die Pläne der Zillertalbahn als "wirtschaftliches Abenteuer".


    TT v. 7.6.2018
    + Bahnfahrer, KFNB X, Werner, 2020.01, 5047.090, EN 466 Wiener Walzer, Klosterwappen, Erwin Tisch
    - grubenhunt, J-C, Draisinenfan, 5047erFan