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Mit dem Umbau eines Siemens Desiro (BR 642) auf Hybridantrieb beschreitet die Deutsche Bahn AG neue Wege auf nicht elektrifizierten Strecken. Damit geht der Sonderpreis 2011 des Center for Transportation & Logistics Neuer Adler e.V. (CNA) für „herausragende unternehmerische Leistungen“ an die DB RegioNetz Verkehrs GmbH Westfankenbahn (WFB) in Aschaffenburg. Das prämierte Projekt „Umrüstung und Zulassung eines Nahverkehrstriebwagens auf Hybrid-Basis“ steht für Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit im Schienenpersonennahverkehr.

Mit der Umrüstung eines Dieseltriebzuges der Baureihe 642 zum Hybridfahrzeug, dem Einbau einer umweltfreundlichen CO2-Klimaanlage und der Erlangung der Fahrzeugzulassung wird eine nachhaltige Wirkung im Schienenpersonennahverkehr durch die innovative Idee auch über das Projekt hinaus angestrebt: Langfristiges Ziel der DB ist es, auf nicht elektrifizierten Bahnstrecken einen emissionsfreien Schienenverkehr zu fahren und insgesamt die umweltfreundlichste Transportkette anzubieten. Die konventionelle Antriebsanlage des Dieseltriebwagens wird im Rahmen der Umrüstung durch das neue MTU Hybridpowerpack ersetzt. „Mit der neuen Hybridtechnik für die Westfrankenbahn setzt die DB RegioNetz Verkehrs GmbH auf eine zukunftsweisende Innovation, die in umweltsensiblen Bereichen hohen ökologischen Nutzen bringen kann“, so der Laudator Fritz Czeschka, Geschäftsführer der Bayerischen Eisenbahngesellschaft mbH. Den Preis nahmen bei der Preisverleihung in Neumarkt Claus Werner, Projektleiter Hybrid der DB RegioNetz Verkehrs GmbH und Thomas Kohl, Mitglied Geschäftsführung Westfrankenbahn entgegen.

An der konstruktiven, funktionalen Integration und dem Einbau des Hybridantriebsystems sowie dem Einbau und der Erprobung einer CO2 Klimaanlage sind neben der DB RegioNetz Verkehrs GmbH, die DB Systemtechnik sowie die DB Fahrzeuginstandhaltung Kassel beteiligt. Die Erprobung des Fahrzeuges erfolgt durch die Westfrankenbahn. Partner für die Entwicklung und Lieferung der neuen Antriebsanlage ist MTU Friedrichshafen, für die CO2-Klimaanlage die Fa. Kovekta Schwalmstadt.

Um das Hybridkonzept sowie die weiteren innovativen technischen Entwicklungen in das Bestandsfahrzeug zu integrieren, waren nach den detaillierten technischen Berechnungen und Simulationen, umfangreiche Umbau- und Anpassungsarbeiten erforderlich. Ein Schwerpunkt bei der Implementierung der neuen Hybridkomponenten in die Fahrzeugstruktur ist die optimale Masseverteilung sowie die Einhaltung der kinematischen Fahrzeugbegrenzungslinie. Zudem wird die Bestandsklimaanlage R 134a durch die neue umweltfreundliche CO2-Klimaanlage schnittstellenkompatibel ersetzt.

Auf Basis des neuen Zulassungsverfahrens (TEIV) sind komplexe Nachweise gegenüber dem Eisenbahnbundesamt zu erbringen. Dazu gehören Festigkeitsnachweise der Fahrzeugkonstruktion und Anbindung der Komponenten, Massebilanzen, Energiebilanz, Schadstoffemission, Schallemission nach TSI Noise, Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), Umweltverträglichkeit, Brandschutz, Bremsversuche, Rückwirkungsfreiheit der Einzelsysteme, Risikoanalyse und Sicherheitsnachweise.

Durch gezielte Forschungs und Entwicklungsarbeit werden innovative Ideen im Erprobungsfahrzeug der Westfrankenbahn umgesetzt. So wird durch Erprobung der Hybridtechnologie und der neuen Klimatechnik im Schienenfahrzeug der Nachweis zur Alltagstauglichkeit und der prognostizierten Energieeinsparung und CO2 Minderung erbracht. „Der umweltverträgliche Aspekt und die Alltagstauglichkeit rücken insgesamt in den Vordergrund. Durch rekuperierbare Energie – also durch elektrisches Bremsen – können Kraftstoff- und damit verbunden CO2-Einsparungen um bis zu 25% erreicht werden. Außerdem tragen die „null“ Emission an Schadstoffen und das lärmarme Fahren im elektrischen Betrieb entscheidend zur Umweltfreundlichkeit des Fahrzeugs bei“, so Projektleiter Claus Werner von der DB RegioNetz Verkehrs GmbH.

Die durch den Bremsvorgang gespeicherte Energie kann einerseits für die Traktion und die Bordnetzversorgung genutzt werden, sie dient andererseits aber auch der Energieversorgung der elektrischen Komponenten. Die CO2 Klimaanlage trägt durch das Prinzip der Wärmepumpe und die Verwendung des umweltfreundlichen Kältemittels CO2 zur weiteren Optimierung der Energiebilanz des Fahrzeuges bei.

Das Hybrid Powerpack und die CO2 Klimaanlage wurden bereits entwickelt, mit Simulationen an einem Prüfstand wurde im April begonnen. Das konstruktive und funktionelle Einbauengineering und das Engineering zur Veränderung der Dachkonstruktion sind in der Abschlussphase. Der Einbau von Dachkonstruktion und CO2 Klimaanlage ins Fahrzeug sind von Mai bis einschließlich August vorgesehen. Der Probebetrieb ist ab September geplant, Fahrgastbetrieb wird ab Dezember angestrebt. Für den Fahrgastbetrieb ist zuvor die Zulassung durch das Eisenbahnbundesamt erforderlich.

Das Einsatzgebiet erstreckt sich von Aschaffenburg nach Miltenberg über eine Streckenlänge von 37 km mit 14 Haltestellen. In verschiedenen Teilbereichen kann durch Rekuperieren die elektrische Energie gespeichert werden. In anderen Bereichen kann die zuvor gespeicherte Energie für das Anfahren oder als Boost verwendet werden.