Energieoptimierung in elektrischen Bahnnetzen.

Abstract

Für den Betrieb elektrischer Bahnen muss elektrische Energie erzeugt und verteilt werden. Für die Erzeugung und Verteilung haben sich historisch landes- und anwenderspezifische Systeme entwickelt, die verlustbehaftet sind. Der Traktionsstrom wird von Fahrzeugen über Stromabnehmer aus der Fahrleitung bezogen. Neben der Traktionsanlage werden auch Hilfsbetriebe wie Lüfter, Pumpen und Kompressoren sowie Komfortsysteme wie Heizung, Klimaanlage, Fahrgastinformationssysteme und sanitäre Einrichtungen mit Energie vesorgt. Großen Einfluss auf den Energieverbrauch haben auch die Fahrdynamik der Fahrzeuge mit ihrem Beschleunigungsvermögen, dem Fahrzeugwiderstand und der Höchstgeschwindigkeit sowie die Streckenführung und die betriebliche Abwicklung. Der Wettbewerb im Eisenbahnverkehr hat zu einer neuen und gründlichen Betrachtung der Energieeffizienz in Schienenverkehrssystemen geführt. In dem Beitrag werden die Ergebnisse der Studie "Energieoptimaler Bahnverkehr - auf dem Weg zum 1-Liter-Zug" der Energietechnischen Gesellschaft (ETG) im Verband Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (VDE) vorgestellt. Da sich herausgestellt hat, dass verschiedene Verkehrsarten bei der Bewertung von Energiesparpotenzialen auf verschiedene Weise zu bewerten sind, wurde in folgende Verkehrsarten unterschieden: Personenfernverkehr, Güterverkehr, Regionalverkehr, S-Bahnverkehr, U-Bahnverkehr und Straßenbahnverkehr. Durch Simulation der verkehrsartspezifischen Betriebe wurde der direkte Einfluss auf den Energiebedarf und damit die Sensitivität ermittelt. Der Aufwand und Nutzen realistischer Einzelmaßnahmen wurde im Anschluss an die Simulation mithilfe der Nutzwertanalyse beurteilt und bewertet. Auf Basis der Nutzwertanalyse wurden effektive Verbesserungsmaßnahmen vorgeschlagen und drei Aufgabenfelder für die Zukunft definiert: Energieverluste verringern; Energieverschwendung vermeiden; Energieoptimierung vorantreiben. Die Politik muss dafür verlässliche Rahmenbedingungen schaffen und langfristig wirkende Maßnahmen mit großem Investitionsvolumen ermöglichen.