Hyperloop: Von Berlin nach Paris in unter einer Stunde
Es ist keine Garage (mehr). Aber die Halle hat ein Rolltor. Über diesem der schlichte Schriftzug Zeleros. In einem Vorort der spanischen Hafenstadt Valencia befindet sich das Hyperlab, das Entwicklungslabor von Zeleros, das das Hochgeschwindigkeits-Transportsystem Hyperloop entwickelt. Im kommenden Jahr will das Start-up sein System erstmals testen.
Die große Halle mit der hohen Decke ist – weitgehend leer. An den Seiten stehen einige Tische, das Modell einer Kapsel und drei Stationen mit größeren Werkstücken. Es sind Teststände, wie wir später erfahren. Auf Einladung des Europäischen Instituts für Innovation und Technologie(öffnet im neuen Fenster) (EIT), das das Unternehmen auf verschiedene Weise unterstützt, zeigt Zeleros seinen aktuellen Entwicklungsstand.
"Wir stehen vor der großen Herausforderung, die Emissionen im Verkehr zu reduzieren. Deshalb müssen wir parallel vorgehen" , sagt Juan Vicen, Marketingchef und einer der Gründer von Zeleros. "Wir können nicht sagen: Versuchen wir es mit der Luftfahrt, und wenn das in 30 Jahren nicht klappt, versuchen wir es mit etwas anderem. Wir haben nur eine Chance. Wir entwickeln den Hyperloop, weil wir glauben, dass er eine Lösung sein kann."
Hyperloop soll 1.000 km/h erreichen
Der Hyperloop ist ein neuartiges Hochgeschwindigkeits-Transportsystem, das in einer weitgehend luftleeren Röhre verkehren soll. Darin sollen Kapseln Personen und Güter mit Geschwindigkeiten von etwa 1.000 km/h befördern. Wegen des geringen Luftwiderstands soll der Energieaufwand deutlich geringer sein als bei anderen Verkehrsmitteln.
Das Konzept, an dem sich Zeleros und die anderen Unternehmen orientieren, hatte 2013 Tesla- und SpaceX-Chef Elon Musk aufgebracht . Er wollte es jedoch nicht selbst umsetzen, sondern ermunterte andere dazu, indem er das Konzept als Open Source veröffentlichte. Aktuell arbeiten weltweit sieben Unternehmen daran.
Zeleros entwickle derzeit drei Hauptsysteme, erläutert Vicen: den Antrieb, das Startsystem und das Magnetschwebesystem. Dafür sind die drei Teststände in der Halle – derzeit arbeiten die Spanier an jedem der Systeme für sich.
Jedes für sich funktioniere, sagt Vicen. Der nächste Schritt werde sein, sie zusammen in einem Prototyp zu integrieren und sicherzustellen, dass sie auch zusammen wie vorgesehen funktionieren. Das ist für das kommende Jahr vorgesehen.
Dann soll auch die vier Kilometer lange Teststrecke von Zeleros fertig sein und in Betrieb genommen werden. Die entsteht in Kastilien La Mancha, auf einer alten Eisenbahntrasse. Dort will Zeleros seine Kapsel testen.
Die soll zwar in der gleichen Röhre unterwegs sein wie andere Hyperloops. Sie wird sich aber in einigen wichtige Punkten von ihnen unterscheiden.
Kompressor vs. Linearmotor
Denn beim Antrieb gehen die Spanier einen anderen Weg als die Konkurrenten: Die meisten von ihnen haben sich für einen Linearmotor entschieden, wie er auch bei Magnetschwebezügen zum Einsatz kommt. Auch Zeleros nutzt ihn – aber nur zum Beschleunigen am Anfang der Fahrt.
"Dieses System ermöglicht es dem Fahrzeug, von Null auf eine sehr hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen" , erläutert Marcos Sacristan, Entwicklungschef bei Zeleros. Habe die Kapsel die Reisegeschwindigkeit erreicht, werde der Linearmotor abgeschaltet. Dann übernimmt ein Kompressor: Er saugt die in der Röhre verbliebene Restluft an und stößt sie hinten wieder aus. Das erzeugt Rückstoß, der die Kapsel antreibt.
Dieses Konzept habe einige Vorteile, sagt Sacristan: Bei einem Linearmotor(öffnet im neuen Fenster) ist ein Teil des Antriebs, der Stator, in die Infrastruktur integriert. Das mache den Linearmotor zu einem sehr teuren System: "Wenn man das auf die gesamte Infrastruktur überträgt, steigen die Kosten pro Kilometer." Die Infrastruktur mache 80 bis 90 Prozent der Gesamtkosten aus.
Der Hyperloop beschleunigt nicht zu drastisch
Werde der Linearmotor hingegen nur zum Beschleunigen eingesetzt, müsse nicht die ganze Röhre mit einem Stator ausgestattet werden: Nach etwa einem Kilometer der Fahrt soll die Kapsel eine Geschwindigkeit von etwa 600 km/h erreicht haben. Theoretisch könnte der Beschleunigungsweg auch kürzer ausfallen. "Aber dann wären die Auswirkungen auf die Passagiere zu drastisch" , sagt Sacristan.
Weiterer Vorteil ist, dass mehr Luft in der Röhre verbleiben kann und muss – ohne sie würde der Kompressor schließlich nicht funktionieren. Das wiederum verringert den Energieaufwand für den Betrieb der Infrastruktur. Für eine Kapsel mit einem Linearmotor muss laut Sacristan entweder der Druck in der Röhre niedriger sein oder die Röhre braucht einen größeren Durchmesser, damit die verbleibende Luft um die Kapsel herumfließen kann. Schließlich soll der Antrieb auch weniger Energie benötigen als ein Linearmotor.
Das Antriebskonzept von Zeleros ist am nächsten dran an dem Hyperloop-Konzept, wie Elon Musk es 2013 vorgestellt hatte. Nachteil des Zeleros-Ansatzes ist, dass die Kapsel Antrieb und Energieversorgung an Bord haben muss. Letztere ist dabei die Herausforderung.
Anders als der Linearmotor, der seinen Fahrstrom von der Infrastruktur bekommt, braucht die Zeleros-Kapsel einen Energiespeicher an Bord, also Akkus, die die Turbine mit Strom versorgen sollen. Da Laden zu lange dauern würde, sollen leere Akkus bei Stopps in den Bahnhöfen gegen volle getauscht werden. Angepeilt werde laut Sacristan eine Fahrzeit von mindestens einer Stunde – was bei einer Geschwindigkeit von 1.000 km/h eine Reichweite von etwa 1.000 Kilometern bedeuten würde.
Allerdings steht Zeleros hier vor dem gleichen Problem wie alle, die sich mit Elektromobilität befassen: Energiehaushalt und Gewicht. Das Unternehmen arbeitet deshalb in dem Bereich mit anderen zusammen. "Akkus sind sehr wichtig und können auch in anderen Branchen eingesetzt werden" , sagt Vicen. "Wir arbeiten mit Luftfahrtunternehmen, Herstellern von Supercars, Unternehmen aus der maritimen Wirtschaft zusammen, um diese Technik für andere System zu nutzen."
"Wir nennen das Ping-Pong-Entwicklung" , sagt Alejandro Gomez, Leiter des Bereichs Unternehmensentwicklung: "Was immer wir für den Hyperloop entwickeln, können wir für die Elektromobilität nutzen, und was immer dafür entwickelt wird, kann dem Hyperloop zugute kommen."
Eine weitere Möglichkeit, die das Unternehmen erwägt, sind Brennstoffzellen. Hier wolle man sich an der Luftfahrtindustrie orientieren, sagt Gomez. "Wenn die auf Wasserstoff umsteigt, werden wir das in irgendeiner Weise übernehmen."
Um Reibung zu vermeiden, fährt der Hyperloop nicht auf Schienen, sondern er schwebt in der Röhre. Zeleros setzt dabei auf ein aktives System, also mit Elektromagneten, die im Dach der Kapsel eingebaut werden. Sie halten sie in der Schwebe, wobei der Abstand zwischen Kapsel und Röhre im Millimeterbereich liegen soll.
Das erste kommerzielle Produkt von Zeleros wird allerdings kein Hyperloop.
Schwebende Container
Im Hafen der Nachbarstadt Sagunt hat Zeleros eine kurze Teststrecke für den Linearmotor gebaut. Darauf verkehrt seit einigen Monaten ein kleines Fahrzeug, das Container transportiert. Self nennt das Unternehmen das System, eine Abkürzung für Sustainable Electric Freight-forwarder, etwa: nachhaltiger elektrischer Frachttransporter.
Häfen auf der ganzen Welt hätten das gleiche Problem, erläutert Gomez: Sie müssten mehr Container bewegen, kämpften aber gleichzeitig mit Staus und müssten die Emissionen verringern. Hier kann Self Abhilfe schaffen: Das System soll automatisiert und emissionsfrei Container abtransportieren, etwa auf einem automatisierten Contertainerterminal wie dem CTA in Hamburg .
Derzeit ist Self jedoch noch ein Prototyp. Es fährt mit Rädern auf Schienen, und es transportiert auch nur leere Container. In Zukunft sollen die Räder durch ein Magnetschwebesystem ersetzt werden – und zum ersten kommerziellen Produkt von Zeleros.
Self soll nur der Anfang sein
Geht es nach Gomez, ist Self nur der Anfang. Er will auch andere Subsysteme aus dem Hyperloop zu marktreifen Produkten weiterentwickeln. Für ihn haben diese auch Vorrang vor dem Hyperloop. "Jede Technik, die in einem anderen Sektor eingesetzt werden kann, kommt zuerst" , sagt er.
Die Business-Strategie hat sich sogar schon im Namen niedergeschlagen; aus Zeleros Hyperloop ist Zeleros geworden. Das bedeutet aber nicht, dass der Hyperloop vernachlässigt werde, betont Gomez: "Alles, was wir in dem Bereich machen, kommt dem Hyperloop zugute."
Bis 2030 soll die Standardisierung des Verkehrssystems abgeschlossen sein. Die Akteure sind bereits seit längerem im Austausch. Ziel ist, eine einheitliche Infrastruktur zu definieren, in der alle Hyperloop-Kapseln unterwegs sein können. Zudem wurde in Brüssel eine Hyperloop Association gegründet, in der auch andere Unternehmen vertreten sind, die daran mitwirken sollen, etwa metallverarbeitende Firmen, die die Röhren bauen werden, oder Bauunternehmen, die die Träger für die Röhren bauen.
Bis die Standards fertig sind, soll auch die Technik marktreif sein – das ist zumindest der Plan von Zeleros. Um das zu schaffen, arbeiten die Hyperlooper nicht nur bei der Standardisierung zusammen. Auch beim Bau der Teströhren stimmten sie sich darüber ab, was dort jeweils erprobt werden solle, um Kosten und Aufwand zu reduzieren, sagte Zeleros-Sprecherin Ingrid de Keijser im Gespräch mit Golem.de.
Die Ziele von Zeleros sind ehrgeizig: Im Hyperlab hängt eine Karte mit der Vision für das Jahr 2050. Sie zeigt bunte Hyperloop-Netze auf jedem Kontinent: ein dichtes in Europa, das mit einem in Arabien und darüber mit einem afrikanischen verbunden ist, sowie über eine transsibirische Trasse mit Netzen in Ostasien, Südostasien und Indien. Die beiden amerikanischen Kontinente sind durch drei Netze erschlossen. Schließlich soll es eine Trasse im Osten Australiens geben.
Ein dichtes Netz in Europa? "Die Europäische Kommission hat als erste Hyperloop offen unterstützt" , sagt de Keijser. Bei der Standardisierung sei Europa Vorreiter. "Aber ich bin mir nicht sicher, ob Europa vorne sein wird, was die Geschwindigkeit angeht. Manche andere Länder müssen sich nicht mit knapp 30 anderen abstimmen, um etwas zu beschließen. Sie machen es einfach."
Offenlegung: Golem.de war auf Einladung des EIT bei Zeleros in Valencia. Die Kosten für Anreise und Übernachtung wurden zur Gänze vom EIT übernommen. Unsere Berichterstattung ist davon nicht beeinflusst und bleibt gewohnt neutral und kritisch. Der Artikel ist, wie alle anderen auf unserem Portal, unabhängig verfasst und unterliegt keinerlei Vorgaben seitens Dritter.