Technologie

Siemens Mireo Plus H wasserstoffbetriebene Züge, Deutschland

Siemens Mobility stellte im Mai 2022 den Mireo Plus H vor, einen mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betriebenen Zug. Quelle: Siemens.

Der Mireo Plus H soll eine Reichweite von 800 bis 1.000 km bieten. Bildnachweis: Siemens.

Siemens Mobility hat den Wasserstoffzug gemeinsam mit der Deutschen Bahn entwickelt. Bildnachweis: Siemens.

Mireo Plus H-Züge sind Wasserstoff-Brennstoffzellen-Personenzüge der nächsten Generation, die von Siemens Mobility entwickelt wurden, um dieselbetriebene Nahverkehrszüge zu ersetzen und Kohlendioxid (CO2) zu ermöglichen.2) Emissionen im Schienenverkehr.

Siemens Mobility ist ein separat geführtes Unternehmen des deutschen multinationalen Mischkonzerns Siemens. Es hat die neuen Züge in Zusammenarbeit mit der Deutschen Bahn (DB), einem deutschen Eisenbahnunternehmen, im Rahmen des gemeinsamen Projekts H2goesRail entwickelt, das auf die Dekarbonisierung abzielt, um eine sauberere Zukunft für den deutschen Schienenverkehr zu gewährleisten.

Siemens Mobility und die DB haben im Mai 2022 den Mireo Plus H und einen neuen Wasserstoff-Tankauflieger im Werk von Siemens Mobility in Krefeld, Deutschland, vorgestellt. Der Wasserstoff-Tankauflieger wurde von der DB konzipiert und ist mit einer intelligenten Steuereinheit für schnelles Betanken ausgestattet von Wasserstoffzügen.

Der Wasserstoffzug ist Teil der Siemens Miro Klasse Züge.

Die Erprobung des neuen Zuges soll 2023 in Baden-Württemberg beginnen, 2024 folgt der kommerzielle Betrieb auf der Strecke zwischen Tübingen, Horb und Pforzheim.

Technische Daten des Mireo Plus H

Mireo Plus H ist ein Wasserstoffzug der zweiten Generation, der auf einer Hybridtechnologie basiert, die aus einem Brennstoffzellen-Antriebssystem und einem Lithium-Ionen-Batteriepack besteht.

Der Zug ist unabhängig von einer Oberleitung steuerbar und wird mit Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen betrieben.

Der Zug wird zunächst zwei- und dreiteilige Einheiten haben und eine Geschwindigkeit von bis zu 160 km/h erreichen. Er ist mit einer Zugleistung von 1,7 MW für hohe Beschleunigungen bis 1,1 m/s² ausgestattet.

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Die Konfiguration mit zwei Autos soll eine Reichweite von bis zu 800 km bieten, während die Reichweite der Konfiguration mit drei Autos zwischen 800 km und 1.000 km liegen soll. Das Betanken des Wasserstoffzugs soll weniger als 15 Minuten dauern.

Wasserstoff wird in Tanks auf dem Dach des Zuges gespeichert, um das Brennstoffzellensystem zu speisen, um Strom für den Antrieb des Zuges zu erzeugen. Die Tanks sind mit Druckzylindern vom Typ IV ausgestattet und durch einen geschlossenen Deckel gegen mechanische Beschädigungen und den negativen Einfluss von ultravioletten (UV) Strahlen geschützt. Das Lithium-Ionen-Traktionsbatteriesystem verwendet regenerative Bremstechnologie, um überschüssige Bremsenergie zu speichern und später für den Antrieb des Zuges zu verwenden.

Eine Gas Handling Unit (GHU) misst Druck und Temperatur der Tankanlage und zeigt auch den Füllstand an. Eine intelligente Schnittstelle ermöglicht die Kommunikation zwischen Zug und Tankstelle, um die Kraftstoffversorgung aufrechtzuerhalten.

Die im Mireo Plus H verwendeten Brennstoffzellen sollen im Vergleich zu herkömmlichen Brennstoffzellensystemen eine doppelt so hohe Leistungsdichte aufweisen.

Die Räder werden direkt ohne Kardanwelle angetrieben. Die umrichtergespeisten Asynchrongeneratoren beziehen Energie aus der Brennstoffzelle und/oder der leistungsstarken Traktionsbatterie und treiben damit die Räder an. Das Wasserstoff-Brennstoffzellensystem lädt die Batterie und versorgt die Bordsysteme im Normalbetrieb mit Strom.

Aufbau und Ausstattung des wasserstoffbetriebenen Zuges

Der Zug ist mit verbesserter Aerodynamik und geschweißtem und integriertem leichtem Aluminium konstruiert, was ihn zu einem der leichtesten Züge macht.

Gebaut mit einem modernen Design, wird erwartet, dass es geräumig ist Innenräume. Jedes Auto hat drei Türen auf jeder Seite. Zu den Annehmlichkeiten für die Passagiere gehören kostenloses Wi-Fi und Echtzeit-Fahrgastinformationsanzeigesysteme.

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Der Zug bietet auch ein speziell ausgewiesenes Familienzimmer und zwei Mehrzweckräume, die Platz für Kinderwagen, Rollstühle und bis zu 12 Fahrräder bieten.

Ein neues Beschilderungssystem an Bord des Zuges soll zudem helfen, den Fahrgast einfach und barrierefrei umsteigen zu lassen.

Mireo Plus H Entwicklungsdetails

Siemens hat im Februar 2018 die Förderzusage des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) für die Entwicklung eines Brennstoffzellenantriebs für die Bahnplattform Siemens Mireo erhalten.

Das Unternehmen kooperierte mit Ballard Power Systemseinem kanadischen Brennstoffzellenhersteller, und der RWTH Aachen für das Brennstoffzellen-Forschungs- und Entwicklungsprojekt, das die nächste Generation von Brennstoffzellen mit hoher Leistungsdichte und langer Lebensdauer mit verbessertem Wirkungsgrad entwickelt hat.

Die Partnerschaft sicherte sich im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie 13,74 Millionen Euro (14,49 Millionen US-Dollar) Fördermittel vom BMVI.

Im Oktober 2020 unterzeichnete Siemens Mobility mit Siemens Energy, einem Spin-off von Siemens, eine Vereinbarung zur gemeinsamen Entwicklung einer Elektrolyse- und Betankungslösung zur schnellen Betankung von Wasserstoffzügen.

Unterstützende Infrastruktur

DB Energie, ein Geschäftsfeld der DB, wird den Wasserstoff liefern, der für den Betrieb der neuen Züge benötigt wird. Der Wasserstoff wird per Elektrolyse an der mobilen Tankstelle der DB Energie im Werk Tübingen der DB Regio im Südwesten Deutschlands hergestellt.

Der Mireo Plus H wird von der DB Regio Werkstatt in Ulm gewartet. Die Werkstatt wird in eine Wartungsdrehscheibe umgewandelt und von geschulten DB Regio-Mitarbeitern mit Unterstützung von Siemens Mobility-Mitarbeitern besetzt.

Vorteile

Das Wasserstoffantriebssystem des Mireo Plus H-Zugs wird im Vergleich zu herkömmlichen Antriebssystemen eine höhere Effizienz und Leistung bieten.

Neben dem emissionsfreien Betrieb sollen die Wasserstoffantriebe im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren leiser arbeiten.

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Der Zug soll eine große Reichweite und geringere Wartungs- und Lebenszykluskosten haben. Es wird geschätzt, dass dies etwa 520 Tonnen CO sind. wird kompensieren2 ein Jahr.

Bestellungen und Lieferungen

Die Bayerische Regiobahn (BRB), ein deutsches Eisenbahnunternehmen, hat im März 2022 einen Mietvertrag mit Siemens Mobility für einen wasserstoffbetriebenen zweiteiligen Triebzug für den Einsatz auf ihrem Schienennetz im Rahmen eines Pilotprojekts unterzeichnet.

Ab Mitte 2023 soll der Zug auf der Strecke Augsburg-Füssen in Bayern und weiteren Strecken des BRB-Netzes getestet werden. Der Wasserstoffzug von Siemens soll im Januar 2024 in Betrieb genommen und im Rahmen des Pilotbetriebs 30 Monate lang gefahren werden.

Siemens Mobility hat bei Ballard Power Systems zwei 200-kW-Brennstoffzellenmodule bestellt, um den Mireo Plus H-Zug für den Pilotbetrieb anzutreiben.

Die Niederbarnimer Eisenbahn (NEB), ein lokales Eisenbahnunternehmen, hat Siemens Mobility einen Auftrag über die Produktion und Lieferung von sieben zweiteiligen Mireo Plus H-Zügen bis Juni 2022 erteilt Dienst wird im Dezember desselben Jahres erwartet. Die Züge werden auf dem Netz der Heidekrautbahn (RB27) in der Metropolregion Berlin-Brandenburg verkehren.

Der Auftrag verpflichtet Siemens Mobility auch zur Bereitstellung von Service und Ersatzteilen bis 2034.

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Verena Holland

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