Züge ohne Oberleitung: wann Batterie, Wasserstoff oder moderner Diesel sinnvoll sind

Warum es Züge ohne Oberleitung gibt

Ein relevanter Teil der europäischen Regionalstrecken ist weiterhin nicht elektrifiziert. Das liegt nicht immer an mangelndem Klimaschutzwillen: Eine durchgehende Oberleitung zu errichten erfordert Tiefbauarbeiten, Anpassungen von Lichtraumprofilen, Unterwerke, Genehmigungen, Betriebssperrungen und Investitionen, die sich auf Nebenstrecken mit geringer Taktfrequenz oder komplexer Trassierung schwer rechtfertigen lassen. Das Problem ist klar: Der elektrische Zug mit Oberleitung ist sehr effizient, doch im realen Netz gibt es Lücken, in denen Dieselzüge heute weiterhin Personenverkehr und Rangierdienste übernehmen.

Die Europäische Union stellt Züge ohne Oberleitung nicht als universellen Ersatz für die Elektrifizierung dar. Die Verordnung (EU) 2023/1804 über die Infrastruktur für alternative Kraftstoffe spricht davon, Lösungen wie Wasserstoff- oder Batteriezüge für Eisenbahnabschnitte zu prüfen, die aus technischen Gründen oder aus Gründen der Kosteneffizienz nicht vollständig elektrifiziert werden können. Für Abschnitte des TEN-V-Netzes, die nicht elektrifiziert werden können, müssen die Mitgliedstaaten Lage, Perspektiven, Maßnahmen, Meilensteine, Finanzierung sowie den Bedarf an Lade- oder Betankungsinfrastruktur berücksichtigen.

Auch die Eisenbahnagentur der Europäischen Union identifiziert in ihrem Umweltbericht zum Schienenverkehr 2024 Batterie- und Wasserstoff-Brennstoffzellenzüge als Optionen mit Potenzial, Diesel in einem Teil des Netzes zu ersetzen. Entscheidend ist dieses „in einem Teil“: Jede Technologie funktioniert bei bestimmten Betriebsprofilen gut und bei anderen schlecht.

• Grundidee: Die Oberleitung bleibt die Referenz, wenn Verkehr und Bauaufwand sie rechtfertigen.
• Ein Zug ohne Oberleitung ist dort sinnvoll, wo die Elektrifizierung der gesamten Strecke nicht machbar ist oder sich nicht lohnt.
• Die öffentliche Entscheidung muss Strecke, Betrieb, verfügbare Energie, Instandhaltung und Infrastruktur betrachten, nicht nur den Zug.

Konzeptübersicht: Was treibt welchen Zug an?

Ein konventioneller Dieselzug führt den Kraftstoff an Bord mit und erzeugt die Traktionsenergie mit Verbrennungsmotoren. Sein betrieblicher Vorteil besteht darin, dass er weder von einer Oberleitung noch von einer durchgehenden elektrischen Bahninfrastruktur abhängig ist, er verursacht jedoch weiterhin direkte Emissionen und verbraucht fossilen Kraftstoff, wenn er herkömmlichen Dieselkraftstoff nutzt.

Der elektrische Zug mit Oberleitung bezieht seine Energie aus der Fahrleitung. Er ist die klassische Lösung für Korridore mit hoher Taktfrequenz, intensive Verkehre und Strecken, auf denen sich die feste Investition auf viele Züge verteilt. Seine Grenze ist nicht technologischer Natur, sondern wirtschaftlich und baulich: Jeden Kilometer zu elektrifizieren kann nicht auf jeder Nebenstrecke sinnvoll sein.

Der Batteriezug, oder BEMU, kombiniert elektrischen Antrieb mit an Bord befindlichen Batterien. Er kann unter Oberleitung wie ein Elektrozug fahren und nicht elektrifizierte Abschnitte mit gespeicherter Energie zurücklegen. In vielen Projekten erfolgt die Ladung unter vorhandener Oberleitung, über Oberleitungsinseln in Bahnhöfen oder durch Rückgewinnung von Bremsenergie.

Der Wasserstoffzug nutzt eine Brennstoffzelle, die an Bord aus Wasserstoff Strom erzeugt. Alstom beschreibt den Coradia iLint als regionalen Brennstoffzellenzug, der im Betrieb kein direktes CO2 ausstößt und dessen Abgas Wasser ist. Dafür benötigt er Produktion, Transport oder lokale Erzeugung, Speicherung und Betankung von Wasserstoff.

Der Hybridzug kombiniert verschiedene Lösungen. Das kann Batterie plus Oberleitung sein, Wasserstoff plus Batterie und Oberleitung oder eine duale dieselelektrische Lösung für bestimmte Einsätze. Die ERA weist darauf hin, dass für europäische Rangierlokomotiven eine technische Priorität darin besteht, duale dieselelektrische Lokomotiven zu entwickeln, die sowohl auf elektrifizierten als auch auf nicht elektrifizierten Abschnitten fahren können.

• Batterie: am besten, wenn es teilweise Oberleitung oder gut platzierte Ladepunkte gibt.
• Wasserstoff: interessant für lange Strecken ohne Oberleitung, sofern die Betankung gesichert ist.
• Moderner oder dualer Diesel: kann Übergang, Rangierdienste oder Strecken abdecken, auf denen Alternativen noch nicht passen.

Batterie: ideal für teilweise elektrifizierte Netze, nicht für alles

Die Batterie ist die naheliegendste Option, wenn eine Strecke bereits elektrifizierte Abschnitte hat. Siemens erklärt, dass der Mireo Plus B über Oberleitung und Rückgewinnung von Bremsenergie geladen wird. Beim Auftrag Baden-Württembergs für das Regionalnetz Ortenau gab der Hersteller eine Reichweite von rund 80 km im Batteriebetrieb unter realen Bedingungen an. Dieser Vertrag umfasste 20 Züge, eine geplante Lieferung bis Juni 2023 und Instandhaltung über fast 30 Jahre.

Alstom nennt für den Coradia Continental BEMU eine Reichweite von bis zu 120 km, den Betrieb sowohl unter Oberleitung als auch auf nicht elektrifizierten Abschnitten, Batterien auf dem Dach und eine Geschwindigkeit von bis zu 160 km/h im Batteriemodus. Stadler wiederum liefert FLIRT-Akku-Einheiten; in Schleswig-Holstein bestellte NAH.SH im Juli 2019 55 zweiteilige Einheiten.

Der Fall Schleswig-Holstein zeigt die Logik der Batterie sehr gut: Es geht nicht darum, das gesamte Netz mit durchgehender Oberleitung zu elektrifizieren, sondern vorhandene Oberleitungen intelligent zu nutzen und punktuelle Infrastruktur zu ergänzen. NAH.SH spricht davon, rund 480 km Netz ohne durchgehenden Oberleitungsbau betriebsfähig zu machen, mit Oberleitungsinseln an nicht elektrifizierten Bahnsteigen wie Tönning, Heide und Husum.

Die Grenze zeigt sich, wenn Abschnitte ohne Oberleitung lang sind, die Haltezeiten kurz ausfallen, Steigungen oder Witterung den Verbrauch erhöhen oder die Nachfrage schwere und sehr häufige Zugverbände erfordert. Außerdem besteht das Risiko, eine Linie „am Limit“ der Reichweite auszulegen: Jede Umleitung, Verspätung, niedrige Temperatur oder Batteriealterung verringert die Reserve.

• Checkliste für Batterie: Kilometer ohne Oberleitung zwischen Ladevorgängen, Haltezeit, verfügbare Leistung, Bremsenergierückgewinnung, Betriebsreserve und Instandhaltungsplan.
• Typischer Planungsfehler: Züge mit ausreichender Katalogreichweite kaufen, aber Ladepunkte und Fahrzeitreserven nicht verstärken.
• Gutes Szenario: regionale Nebenstrecken, die an elektrifizierte Korridore anschließen und geeignete Endbahnhöfe zum Laden haben.

Wasserstoff: mehr Reichweite, mehr Energieinfrastruktur

Wasserstoff im Schienenverkehr verschiebt das Problem. Statt Oberleitung oder häufige elektrische Ladevorgänge zu installieren, konzentriert sich die Infrastruktur auf Betankungspunkte. Alstom positioniert den Coradia iLint für nicht elektrifizierte oder teilweise elektrifizierte Strecken und nennt Reichweiten von bis zu 1.000 km. Am 15. September 2022 meldete das Unternehmen eine Fahrt über 1.175 km ohne Nachtanken; das sollte als Demonstrationsmeilenstein verstanden werden, nicht als Garantie für den täglichen Betrieb auf jeder beliebigen Strecke.

Der betriebliche Vorteil liegt bei langen Strecken ohne Oberleitung, mit ausgedehnten Umläufen und wenigen Punkten, an denen Batterieladen praktikabel wäre, auf der Hand. Das System erfordert jedoch eine vollständige Kette: Wasserstoff muss produziert, gespeichert, verdichtet oder unter Bahnbedingungen gehandhabt, zum Zug geliefert und jeden Tag zuverlässig verfügbar sein.

Bremervörde in Niedersachsen ist das meistzitierte europäische Beispiel. Linde eröffnete am 24. August 2022 eine Betankungsanlage, die für 14 Wasserstoff-Personenzüge ausgelegt ist, mit einer ungefähren Gesamtkapazität von 1.600 kg Wasserstoff pro Tag und der Möglichkeit, künftig grüne Erzeugung vor Ort zu integrieren.

Die Debatte endet nicht am Auspuff des Zuges. Dass im Betrieb kein direktes CO2 entsteht, löst für sich genommen weder die Frage nach der Herkunft des Wasserstoffs noch die Energieverluste bei seiner Erzeugung, Speicherung und erneuten Umwandlung in Strom. Deshalb ergibt Wasserstoff meist dort mehr Sinn, wo eine vollständige Elektrifizierung schwierig ist, die Batterie nicht genug Reserve bietet und eine solide lokale Energiestrategie besteht.

• Checkliste für Wasserstoff: Anzahl der zu betankenden Züge, Tagesverbrauch, Standort der Wasserstofftankstelle, Herkunft des Wasserstoffs, Redundanz und Lieferverträge.
• Typischer Planungsfehler: zugelassene Züge haben, aber eine unzureichende Betankungsinfrastruktur oder eine fragile Logistik.
• Gutes Szenario: langes, wenig elektrifiziertes Regionalnetz mit einem Instandhaltungsstützpunkt, an dem die Betankung zentralisiert werden kann.

Moderner Diesel und Hybridlösungen: Übergang, kein Freibrief

Obwohl der Klimadruck in Richtung Lösungen ohne direkte Emissionen drängt, verschwindet Diesel nicht von heute auf morgen. In Netzen mit geringer Dichte, noch nutzbarem Rollmaterial oder fehlender alternativer Infrastruktur kann er weiterhin als Übergangslösung auftreten. Entscheidend ist, zu verhindern, dass das „Vorübergehende“ zur Ausrede wird, die Ablösung nicht zu planen.

Hybridlösungen helfen, Lücken zu schließen. Siemens definiert den Mireo Plus B als Batterie-Hybridzug, der dank seines Batterie-Hybridantriebs auf Strecken mit oder ohne Oberleitung betrieben werden kann. In anderen Konzepten kann die Kombination dort auf Oberleitung setzen, wo eine externe Energieversorgung vorhanden ist, und die an Bord gespeicherte Energie für Abschnitte ohne Oberleitung reservieren.

Im leichten Güterverkehr, beim Rangieren oder bei Hilfsdiensten können die Anforderungen anders sein als bei einem regionalen Personenzug. Dazu passt die Beobachtung der ERA zu dualen dieselelektrischen Rangierlokomotiven: Fahrzeuge, die elektrische Traktion nutzen können, wo eine Einspeisung vorhanden ist, und außerhalb davon ihre Einsatzfähigkeit behalten. Das ist nicht jederzeit eine emissionsfreie Lösung, kann aber die Abhängigkeit vom reinen Diesel verringern und die Flexibilität verbessern.

Das nützliche Kriterium lautet, zu fragen, was tatsächlich beschafft wird: eine echte Verringerung von Emissionen und Verbrauch in einem Plan mit Termin, oder einfach weitere Jahre der Abhängigkeit von Dieselkraftstoff. Ohne Zeitplan für Infrastruktur, Finanzierung und Flottenerneuerung kann moderner Diesel bessere Alternativen blockieren.

• Als Übergang nützlich: wenn es einen Termin für Elektrifizierung, Ladeinfrastruktur oder Wasserstoffausbau gibt.
• Risiko: das Netz aus betrieblicher Bequemlichkeit um Diesel herum zu dimensionieren und notwendige Investitionen hinauszuschieben.
• Schlüsselfrage: Nutzt der Hybridzug externe saubere Energie, wenn er kann, oder fügt er dem bestehenden System nur Komplexität hinzu?

Infrastruktur und Kosten: Die Entscheidung liegt nicht nur im Zug

Züge ohne Oberleitung zu vergleichen erfordert den Blick auf das Gesamtsystem. Eine Strecke zu elektrifizieren bedeutet eine hohe Fixinvestition, bietet aber eine kontinuierliche und bewährte Energieversorgung. Ladegeräte oder Oberleitungsinseln zu installieren kann selektiver sein, zwingt jedoch Fahrplan, elektrische Leistung und Reichweite dazu, zusammenzupassen. Eine Wasserstofftankstelle zu errichten kann die Investition auf einen oder mehrere Punkte konzentrieren, bringt aber eine Wasserstoff-Lieferkette, Speicherung und spezifische Sicherheitstechnik hinzu.

Die europäische Regulierung betont genau deshalb die Planung von Lade- oder Betankungsinfrastruktur für Batterie- oder Wasserstoffzüge auf Abschnitten, die nicht elektrifiziert werden können. Es reicht nicht, neue Einheiten zu kaufen: Es muss sichergestellt sein, dass sie die Betriebsumläufe über Jahre erfüllen können, mit Instandhaltung, Ersatzteilen, geschultem Personal und verfügbarer Energie.

Eine praktische Regel: Je mehr Verkehr eine Strecke hat, desto sinnvoller wird die durchgehende Elektrifizierung; je stärker die Abschnitte ohne Oberleitung unterbrochen sind und je näher sie an einem elektrifizierten Netz liegen, desto attraktiver ist die Batterie; je länger und isolierter ein nicht elektrifiziertes Netz ist, desto mehr Argumente kann Wasserstoff haben, sofern die Versorgung geklärt ist. Diesel oder duale Lösungen bleiben für den Übergang, Spezialanwendungen oder Fälle, in denen es für den konkreten Dienst noch keine ausgereifte Alternative gibt.

• Entscheidende Variablen: Taktfrequenz, Länge ohne Oberleitung, Steigungen, Klima, Zugmasse, Haltezeiten, verfügbare Energie, Instandhaltungsbasis und vertragliche Lebensdauer.
• Warnsignal: eine Technologie aus Modegründen zu wählen, ohne eine betriebliche Untersuchung Strecke für Strecke.
• Gute Praxis: Tests, feste Bestellungen, Inbetriebnahme und reale Leistungsfähigkeit trennen, bevor Schlussfolgerungen verallgemeinert werden.

Europäische Fälle und Sicherheit: Was erprobt ist und was weiter bewertet wird

In Europa gibt es bereits kommerzielle Projekte und Pilotversuche, aber sie bedeuten nicht alle dasselbe. Baden-Württemberg bestellte 20 Siemens Mireo Plus B für die Ortenau mit einer angegebenen Batteriereichweite von rund 80 km. Schleswig-Holstein bestellte 55 Stadler FLIRT Akku und ergänzt die Flotte durch spezifische Ladeinfrastruktur. Alstom bietet BEMU mit bis zu 120 km angegebener Reichweite und den Wasserstoffzug Coradia iLint mit bis zu 1.000 km in seiner Produktanwendung an.

Der Fall Bremervörde zeigt eine dokumentierte Wasserstoffinfrastruktur für die Eisenbahn: Linde eröffnete am 24. August 2022 eine Anlage, die für die Betankung von 14 Wasserstoff-Personenzügen ausgelegt ist, mit einer ungefähren Gesamtkapazität von 1.600 kg pro Tag. Meilensteine wie die 1.175 km des iLint ohne Nachtanken müssen dagegen als Reichweitenversuche oder Demonstrationen genannt werden, nicht als allgemein verbreiteter Normalbetrieb.

Bahnsicherheit lässt sich nicht improvisieren. Batterien, Wasserstofftanks, Brennstoffzellen, Lade- und Betankungssysteme erfordern Zulassung, spezifische Instandhaltung und Schulung des Personals. Für den Nutzer ist es nicht wichtig, technische Verfahren im Detail zu kennen, sondern zu wissen, dass diese Züge vor dem Einsatz in den Rahmen von Interoperabilität und Eisenbahnsicherheit integriert werden müssen.

Die Schlussfolgerung ist wenig spektakulär, aber nützlich: Es gibt keinen „Zug ohne Oberleitung“, der überall gewinnt. Es gibt Strecken, auf denen eine Oberleitungsinsel und Batterien das Problem elegant lösen; andere, auf denen Wasserstoff die Elektrifizierung vieler Kilometer vermeidet; und Fälle, in denen dualer Diesel oder Hybridtechnik einen Übergang abdeckt. Die beste Technologie ist die, die zum Netz passt, nicht die, die in einem Datenblatt am meisten verspricht.

• Verfügbar: Bestellungen, Referenzen und dokumentierte Infrastruktur wie FLIRT Akku, Mireo Plus B, Coradia Continental BEMU oder Coradia iLint in konkreten Netzen.
• In Bewertung: Reichweitendemonstrationen, die für sich allein noch keinem massenhaften Einsatz entsprechen.
• Endkriterium: prüfen, ob Infrastruktur, Energie, Zulassung, Instandhaltung und Finanzierung für die gesamte Lebensdauer des Dienstes vorhanden sind.