Treibhausgasemissionen im SPNV: Alternative Antriebe im Vergleich
Seit einigen Jahren gewinnen alternative Antriebe auch im Schienenverkehr zunehmend an Bedeutung. Der Fokus liegt hierbei vor allem auf Fahrzeugen mit Batterie und Wasserstoff bzw. Brennstoffzellenantrieb. Doch wie klimafreundlich sind diese Antriebe tatsächlich und wie hoch sind die Treibhausgasemissionen im Betrieb?
Genau diesem Thema haben wir uns in einem Videobeitrag auf „Railfunction“ gewidmet. Auf dieser Seite finden Sie die Auswertungsergebnisse sowie die zugrunde liegenden Berechnungsformeln.
Unser Berechnungsbeispiel basiert auf dem Siemens Mireo in der Ausführung als BEMU (Battery-electric multiple unit) sowie als FCEMU (Fuel-Cell electric multiple unit). Die Berechnung erfolgt auf Basis der 3-teiligen Fahrzeugausführung. Anhand der Maximalen Fahrzeugreichweite und der Batterie- bzw. Wasserstofftankkapazität lässt sich ein Energieverbrauch je 100 km errechnen.
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FCEMU Siemens Mireo Plus H:
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Die Emissionen pro 100 Kilometer werden auf Grundlage des Energie- und Wasserstoffverbrauchs berechnet. Als Datengrundlage dienen Studien des Umweltbundesamtes. Während die Emissionsbilanz des batterieelektrischen Zuges (BEMU) Siemens Mireo Plus B vergleichsweise einfach zu bestimmen ist, gestaltet sich die Bewertung beim brennstoffzellenbetriebenen Mireo Plus H (FCEMU) deutlich komplexer. Hier müssen verschiedene Produktionspfade berücksichtigt werden, die jeweils unterschiedliche Emissionsintensitäten aufweisen.
Berechnung der Emissionen für den BEMU Siemens Mireo Plus B:
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Berechnung der Emissionen für den FCEMU Siemens Mireo Plus H:
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Zudem spielt der Produktionsstandort des Wasserstoffs eine entscheidende Rolle, da je nach Herkunft zusätzliche Emissionen durch Transport und Logistik entstehen können. Sowohl beim BEMU als auch beim FCEMU wird zwischen Szenarien mit heutigem Strommix und einem vollständig auf erneuerbaren Energien basierenden Stromsystem unterschieden.
Die Berechnungsergebnisse werden zudem in CO₂-Äquivalenten angegeben. Dabei werden auch andere Treibhausgase, z.B. Methan, berücksichtigt, indem ihnen ein Umrechnungsfaktor zugewiesen wird, der ihre jeweilige Klimawirkung im Vergleich zu CO₂ abbildet. Diese Berechnungen wurden unter unterschiedlichen Annahmen getroffen, wie z. B. Treibhausgaspotenzial (THP) von verschiedenen Emissionen wie CH4 oder H2. Unter der Annahme abweichender THP-Werte für verschiedene Emissionen können sich entsprechend höhere oder niedrigere Ergebnisse ergeben.
Auswertungsergebnisse Siemens Mireo Plus H und Mireo Plus B:
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Auswertungsergebnisse (Detailansicht) Siemens Mireo Plus H (grüner Wasserstoff) und Mireo Plus B:
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Die Auswertung unserer Beispielrechnung am Siemens Mireo Plus B und H zeigt einen deutlichen Unterschied zwischen dem FCEMU und BEMU. Im gegenwärtigen Energiesystem stellt der BEMU die treibhausgasärmste Antriebsvariante dar, während er im Szenario eines vollständig erneuerbaren Energiesystems nur an zweiter Stelle liegt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der FCEMU bei der Wasserstoffproduktion in Deutschland nahezu emissionsfrei betrieben werden kann, während der BEMU weiterhin 33,81 kg CO₂-Äq./100 km ausstößt. Werden die Wasserstoffproduktion und -versorgung jedoch vor Ort realisiert, fallen zusätzlich Transportemissionen an. In diesem Fall verursacht der FCEMU mit lokal erzeugtem grünem Wasserstoff 555,56 kg CO₂-Äq/pro 100 km und ist somit nicht mehr die emissionsärmste Antriebsoption.
Gerne können Sie uns Ihr Feedback sowie Hinweise an info@jenatrains.de senden.
Quellen:
https://edocs.tib.eu/files/e01fn19/1676384847.pdf
https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/entwicklung-der-spezifischen-treibhausgas-11
https://www.umweltbundesamt.de/dokument/welche-treibhausgasemissionen-verursacht-die