Wasserstoff als Alternative zur Steinkohle für die Dampflokomotiven der Harzer Schmalspurbahnen?

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Ergebnisse der Machbarkeitsstudie wurden heute in Nordhausen vorgestellt

Wernigerode – Bietet die Verwendung von Wasserstoff eine mögliche Alternative zur Verfeuerung von Steinkohle in den Dampflokomotiven der Harzer Schmalspurbahnen GmbH (HSB)? Dieser und weiterer Fragen geht eine vom Landkreis Nordhausen initiierte und von der HSB mit finanzieller Unterstützung des Freistaats Thüringen bei der Hochschule Nordhausen beauftragte Machbarkeitsstudie nach, die heute in den Räumen der Hochschule offiziell vorgestellt wurde.

Sie prägen noch heute das tägliche Erscheinungsbild des insgesamt 140,4 km umfassenden Streckennetzes der Harzer Schmalspurbahnen: Die kohlegefeuerten Dampflokomotiven der HSB. Zum einen als wichtiges Traktionsmittel für die jährlich rund 1,1 Millionen Fahrgäste, zum anderen aber auch als besonderes touristisches Aushängeschild für die gesamte Harzregion. Doch wie kann der Betrieb mit den beliebten Lokomotiven auch zukünftig aufrechterhalten werden, sollte der benötigte Brennstoff aufgrund des politisch in vielen Bereichen angestrebten Kohleausstiegs einmal nicht mehr verfügbar sein? Wäre hier die Verwendung von Wasserstoff oder anderen Brennstoffen eine Alternative?

Antworten darauf gibt die heute von Prof. Dr.-Ing. Rainer Große vom Lehrstuhl für Energiewirtschaft der Hochschule Nordhausen vorgestellte Machbarkeitsstudie zum Umbau von kohlegefeuerten Loks auf die Verwendung von Wasserstoff. Die HSB hatte die Studie als kommunales und länderübergreifend tätiges Bahnunternehmen vor dem Hintergrund der von Landkreis Nordhausen seit mehreren Jahren verfolgten Zielsetzung, die Attraktivität des ÖPNV und seiner Nutzerzahlen zu erhöhen und dabei gleichzeitig Schadstoffemissionen zu reduzieren, in Auftrag gegeben. Im Ergebnis der umfassenden Untersuchungen konnte dabei zunächst festgestellt werden, dass ein direkter Austausch des Brennstoffs Steinkohle gegen Wasserstoff aufgrund der geringen Energiedichte des Gases ausscheidet. Die hierdurch erforderlichen großen Tankvolumen könnten weder in den historischen Lokomotiven noch in den Zügen bereitgestellt werden.

Darauf aufbauend analysierte die Hochschule verschiedene Lösungseinsätze, um den Wirkungsgrad des Wasserstoffs zu erhöhen. Im Zuge eines damit einhergehenden Technologiewechsels wäre der Einsatz des Gases beim Antrieb der Lokomotiven zwar technisch mittels Hydraulik, Druckluft oder generatorerzeugten Dampfes möglich. Einschneidende Veränderungen des Erscheinungsbildes sowie der klassischen Geräusch- und Geruchskulisse der denkmalgeschützten Lokomotiven führten aber letzten Endes auch zum Verlust des besonderen historischen Charakters der betagten Maschinen.

Vor diesem Hintergrund prüften die Experten der Hochschule Nordhausen über den Wasserstoff hinaus auch den Einsatz alternativer erneuerbarer Brennstoffe, welche die traditionelle Antriebsart und den Charakter der Dampflokomotiven nicht verändern. Mit Blick auf die benötigte Energiedichte und die vorhandenen Speicherkapazitäten wurden dabei Brennstoffe in fester, flüssiger und gasförmiger Form in Betracht gezogen. So wurde beispielsweise der Einsatz von Pflanzenöl oder synthetischem Methanol untersucht. Auch die jeweilige Verfügbarkeit am Markt sowie die Wertschöpfung für die Region spielten bei den Überlegungen eine wichtige Rolle.
Schlussendlich kommen die Ersteller der Machbarkeitsstudie zu dem Ergebnis, dass die Verwendung erneuerbarer Brennstoffe aus unterschiedlichen Gründen die vergleichsweise meisten Vorteile bietet. An erster Stelle steht hierbei der Einsatz von sogenannter Pyrolysekohle, die je nach Verwendung auch als Pflanzen- oder Biokohle bezeichnet wird. Sie wird aus der thermischen Behandlung von Biomasse gewonnen und kann in Brikettform in den Feuerbüchsen der Harzer Dampflokomotiven zur Dampferzeugung mit einem ähnlichen Heizwert wie die bisher genutzte Steinkohle verfeuert werden. Um weitere Erkenntnisse über den Einsatz des derzeit allerdings noch wesentlich teureren Brennstoffs zu gewinnen, hat die HSB bereits eine Folgestudie bei der Hochschule in Auftrag gegeben, deren Ergebnisse möglicherweise schon bald vorliegen. Perspektivisch ist seitens des kommunalen Bahnunternehmens auch eine praktische Erprobung von Pyrolysekohle im Alltagsdienst der Dampflokomotiven vorgesehen.

Die Suche nach möglichen Alternativen zur Steinkohle reiht sich nahtlos in die bislang umgesetzten Maßnahmen der HSB zur Absicherung der Zukunft des Unternehmens und des aus touristischen wie wirtschaftlichen Gründen für die gesamte Harzregion so wichtigen Dampfbetriebes ein. Insgesamt verfügt das Bahnunternehmen über 25 Dampflokomotiven der Baujahre 1897 bis 1956, die jedoch derzeit nicht alle einsatzfähig sind.

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