So wird der Rangierbetrieb im Hafen nachhaltiger
Das Forschungsprojekt „sH2unter@ports“ untersucht den Einsatz von Wasserstoff als klimafreundliche Alternative zu Dieselantrieben in Rangierlokomotiven in Häfen. Erste Ergebnisse zeigen, dass eine Umrüstung auf Wasserstoffantriebe technisch machbar und ökologisch sinnvoll ist, während HVO aus hydriertem Pflanzenöl als Übergangslösung genutzt wird.
Ein Gruppenbild von der Abschlussveranstaltung in Hamburg.
Foto: Hamburg Port Authority (HPA)
Eine Umrüstung des Rangierbetriebs auf erneuerbare Energien wäre ein entscheidender Schritt, um den Hafenbetrieb nachhaltiger und klimafreundlicher zu gestalten. Im Rahmen des Forschungsprojekts „sH2unter@ports“ haben sich sechs Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengeschlossen, um alternative Kraftstoffe für Rangierlokomotiven zu untersuchen. Diese Ergebnisse wurden kürzlich bei einem großen Fachpublikum im Hamburger Hafen, in Zusammenarbeit mit dem Projektpartner Hamburg Port Authority, vorgestellt.
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Geeignete Umrüstlösung identifizieren
Obwohl die Bahn im Vergleich zu anderen Verkehrsmitteln als klimafreundlich gilt, da viele Strecken bereits über Oberleitungen mit Strom versorgt werden, gilt dies nicht für Rangierlokomotiven in den Häfen. Diese sind auf Diesel angewiesen, um auch in Bereichen ohne Oberleitungen zu fahren. Eine Umrüstung auf klimafreundlichere Antriebe sei unerlässlich, um die Klimaziele zu erreichen, was jedoch mit erheblichen Herausforderungen verbunden sei. Laut Prof. Dr.-Ing. Benjamin Wagner vom Berg, Projektleiter des Smart Mobility Institute der Hochschule Bremerhaven, sei eine detaillierte Bewertung der Einsatzbedingungen, technischen Möglichkeiten und vorhandenen Infrastruktur erforderlich, um die richtige Lösung für die Umrüstung oder den Neubau von Rangierlokomotiven zu identifizieren.
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Ist Wasserstoff eine gute Alternative?
Im Rahmen des Projekts „sH2unter@ports“ wurden Alternativen zum Einsatz von Diesel im Rangierbetrieb untersucht. Insbesondere stand die Frage im Fokus, ob Wasserstoff eine effiziente Alternative darstellen könnte. Zu diesem Zweck wurde zunächst eine mit hydriertem Pflanzenöl (HVO) betriebene Lok mit Mess-Sensorik ausgestattet, um das tatsächliche Leistungsprofil von Rangierloks in den Häfen von Hamburg und Bremerhaven zu erfassen. Diese Daten bildeten die Grundlage für die Entwicklung alternativer Antriebstechnologien. Laut Projektmitarbeiter Senad Hasanspahic sei das Leistungsprofil stark von Faktoren wie dem Gesamtgewicht der Lasten, der Beschleunigung im Betrieb und dem Streckennetz in den Häfen abhängig. Zudem müsse berücksichtigt werden, dass lange oder häufige Tankvorgänge den Betriebsablauf nicht beeinträchtigen dürfen.
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Wasserstoffeinsatz ist in vielen Bereichen sinnvoll
Die Forschung konzentrierte sich besonders auf den Einsatz von Wasserstoff. Das Team stellte fest, dass Wasserstoffantriebe in vielen Bereichen, sowohl im Betrieb als auch in der Infrastruktur, eine vielversprechende Lösung darstellen. Ein Vorteil wäre, dass bereits vorhandene Rangierlokomotiven nicht ersetzt, sondern auf Wasserstoffantriebe – einschließlich H2-Verbrennermotoren in Kombination mit Generator-Batteriesystemen – umgerüstet werden könnten. Dies wäre sowohl aus ökonomischer als auch ökologischer Sicht sinnvoll, da steigende Kosten für fossile Brennstoffe und CO2-Emissionen die Umrüstung langfristig günstiger machen könnten als den Weiterbetrieb der Dieselloks. Uta Kühne vom Smart Mobility Institute betonte, dass es mittelfristig notwendig sei, Konzepte für den Neubau von klimaneutralen, effizienten Rangierlokomotiven zu entwickeln, die entweder mit Brennstoffzellen oder einer Kombination aus Oberleitung und Batterie betrieben werden. Die Entwicklung solcher Lokomotiven könne auf Basis der Projektergebnisse durch den Partner ALSTOM Lokomotiven Service GmbH erfolgen und stelle somit einen wichtigen Schritt zur Serienfertigung und einem klimafreundlichen Hafenbetrieb dar.
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HVO als Alternative zum Diesel
Zusätzlich zur Prüfung der Wasserstofftechnologie untersuchte das Projektteam auch Antriebe mit Oberleitungen, Batterien sowie den weiteren Einsatz von HVO. Die Grundlage dieser Analysen bildeten umfangreiche Messungen in den Häfen Hamburg und Bremerhaven. Im Bremerhavener Überseehafen wird HVO seit 2023 als Alternative zu Diesel eingesetzt. Da bei der Verbrennung von HVO nur das zuvor von den Pflanzen aufgenommene CO2 freigesetzt wird, gilt dieser Kraftstoff als klimaneutral, stellt jedoch keine langfristige Lösung dar. Prof. Wagner vom Berg hob hervor, dass der Vorteil von HVO in seiner schnellen Einsetzbarkeit liege, da keine umfangreichen Umrüstungen der Lokomotiven erforderlich seien. Allerdings sei die Bereitstellung dieses Kraftstoffs nur begrenzt möglich, da er in Konkurrenz zu anderen Flächen- und Ressourcenverwendungen stehe, weshalb er lediglich als eine sinnvolle, aber zeitlich begrenzte Brückentechnologie betrachtet werde. Grundsätzlich sei der Ersatz von dieselbetriebenen Rangierlokomotiven durch alternative Antriebe ein unvermeidbarer Schritt zur Defossilisierung der Hafenbetriebe.
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Über das Projekt „sH2unter@ports“
Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt „sH2unter@ports“ wird im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr gefördert. Die Förderrichtlinie wird von der NOW GmbH koordiniert und vom Projektträger Jülich (PtJ) umgesetzt. Das Gesamtprojektvolumen beläuft sich auf über 1,2 Millionen Euro. Das Projektteam besteht aus verschiedenen Partnern, darunter der Lokomotivhersteller Alstom, das Eisenbahnbetriebsunternehmen evb, das Smart Mobility Institute der Hochschule Bremerhaven, das Institut für Energie und Kreislaufwirtschaft (IEKrW) der Hochschule Bremen sowie den Hafenbetreibern bremenports und Hamburg Port Authority.
