NGT Cargo: Der Güterzug der Zukunft fährt 400 km/h
Mehr Güter sollen schneller zum Kunden kommen. Die Straßen sind aber durch – oft leer fahrende – Lkw verstopft. Nach der Vorstellung der Europäischen Union sollen mehr Passagiere und auch Güter mit dem Zug zu ihrem Ziel gelangen. Wie soll das gehen? Verkehrsforscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben das Konzept für den Güterzug der Zukunft entwickelt.
Güterzüge sind hierzulande zum Teil über 800 Meter lang, zusammengesetzt aus mehreren Dutzend verschiedener Waggons, die die unterschiedlichsten Ladungen transportieren: Flüssigkeiten, Container, Autos, Schüttgut. Sie rollen mit etwa 100 Kilometern pro Stunde durch die Landschaft, sind laut – und um sie zusammenzustellen oder zu trennen, bedarf es riesiger Güterbahnhöfe.
Der Güterzug der Zukunft soll jedoch anders sein: 130 Meter lang, bestehend aus zwei Trieb- und acht Mittelwagen, die alle angetrieben sind. Die beiden Triebwagen sollen etwa die Hälfte der Maximalleistung von 16 Megawatt bereitstellen. Der Rest kommt von den Mittelwagen.
Statt mit den heute üblichen Drehgestellen mit Achsen wollen die DLR-Forscher die Wagen des Next Generation Train Cargo (öffnet im neuen Fenster) (NGT Cargo) mit Losrädern ausstatten. Die sind einzeln aufgehängt, haben einen eigenen Motor und eigene Bremsen. Das bringt bauliche Vorteile: Der Unterboden des Wagens kann weiter hinuntergezogen sein, bis etwa 20 Zentimeter über der Schienenoberkante. Außerdem kann der Lauf für jedes Rad einzeln eingestellt werden. Das ermöglicht höhere Kurvengeschwindigkeiten und verringert den Verschleiß von Rad und Schiene.
Der Zug ist aerodynamisch verkleidet, wobei die Verkleidung bis fast auf die Schiene geht und die Räder abdeckt. Zwischen den Güterwagen gibt es keine Lücken, um den Fahrwiderstand zu verringern. Es sollte nichts herausstehen, um die Aerodynamik nicht zu stören, sagt Joachim Winter, Projektleiter Next Generation Train beim DLR in Stuttgart, Golem.de auf der Fachmesse Innotrans in Berlin.
Das lässt den NGT auf den Konzeptbildern des DLR geradezu abweisend erscheinen: ein durchgehend geschlossenes, stromlinienförmiges Gebilde ohne ein einziges Fenster, denn der Zug hat keinen Führerstand. Nicht einmal ein Stromabnehmer soll den Luftfluss stören, wenn der NGT Cargo mit 400 Kilometern in der Stunde durch die Lande flitzt – das ist 100 km/h schneller als der ICE 3(öffnet im neuen Fenster) , der aktuell schnellste Zug im deutschen Schienennetz.
Stromabnehmer machen Lärm
Dadurch soll der Zug auch leiser werden als heutige Güterzüge. Der Stromabnehmer sei eine der größten Lärmquellen eines Zuges, sagt Winter, und der sei auch noch so hoch angebracht, dass er sich über den Schallschutzwänden befinde. Die Triebwagen haben zwar noch einen Stromabnehmer, um auf bestehenden Strecken fahren zu können. Die DLR-Forscher gehen aber davon aus, dass die Stromversorgung für den Zug in Zukunft eher drahtlos über Induktion über die Stecke erfolgen wird. Technisch sei das kein Problem und auch für 16 Megawatt umsetzbar, sagt Winter. Eine entsprechende Machbarkeitsstudie hätten sie schon vor Jahren gemacht.
Der Verzicht auf eine Oberleitung hat diverse Vorteile: Nicht nur, dass die Züge aerodynamischer und leiser sind. Es gibt keine Probleme mehr it der Vereisung beziehungsweise in Wüstenregionen mit Sandansatz. Schließlich sind Oberleitungen anfällig gegen die Unbilden des Wetters, die im Zuge des Klimawandels in Zukunft eher noch häufiger auftreten werden. Ist ein Baustamm auf die Strecke gefallen, kann diese schneller wieder freigegeben werden, als wenn der Baum gleich noch die Oberleitung mitgerissen hat.
NGT ist aber nicht nur ein Zug, sondern dazu gehört auch ein neues Betriebskonzept.
Der Bahnhof wird zweistöckig
Einen NGT gibt es nicht nur für den Güterverkehr. Angefangen haben die DLR-Forscher mit einem Personenzug, dem Hochgeschwindigkeits-Triebwagenzug(öffnet im neuen Fenster) (NGT HST). Dieser soll nur noch zwischen großen Knotenbahnhöfen verkehren. Kleinere, weniger schnelle Züge, NGT Link genannt, sollen Passagiere aus dem Umland zu diesem bringen, wo sie dann in den NGT HST umsteigen.
Die Knotenbahnhöfe werden nicht mehr viel mit den heutigen gemeinsam haben: Sie sind vertikal in mehreren Ebenen aufgebaut, die durch Rolltreppen und Fahrstühle verbunden sind. So soll Hetzen und Drängeln durch enge Unterführungen, um den Anschlusszug zu erreichen, entfallen.
Die Bahnsteige werden zweistöckig sein, damit die Fahrgäste in den Wagen keine Treppen mehr steigen müssen. Statt nur auf einer, wird es auf jeder Seite des Zugs einen Bahnsteig geben: Auf der eine Seite steigen die Fahrgäste ein, auf der anderen aus. Nur so ließe sich bei einem Zug mit einem Fassungsvermögen von 800 Passagieren ein Aufenthalt im Bahnhof von zweieinhalb Minuten verwirklichen, sagt Winter.
"Das Prinzip haben wir vor ein paar Jahren angefangen auf den Güterverkehr zu übertragen" , erzählt der DLR-Forscher. Heißt: Auch die Güterzüge werden zwischen großen Knotenpunkten verkehren, Logistikzentren, wo die Wagen be- und entladen – wenn es geht automatisiert – und für die Fahrt zusammengestellt werden.
Wie die Personenbahnhöfe sollen auch die Knotenbahnhöfe zweistöckig abgefertigt werden. Auf beiden Seiten neben den Schienen werden Hochregallager stehen, die auf der jeweils anderen Seite von Lkw oder anderen Transportern angefahren werden können. So soll das Laden effizient und ohne große Wege abgewickelt werden. Außerdem sei es so möglich, einen Liniengüterverkehr umzusetzen, erklärt Winter.
Der Waggon fährt sich selbst ans Ziel
Die Züge können an einem Knotenbahnhof aber auch geteilt werden. Den Part des NGT Link übernehmen dann die Waggons: Sie fahren nach dem Abkoppeln selbstständig zu ihrem Zielort. Denkbar sei, dass sich große Unternehmen ein eigenes Terminal samt Ladevorrichtung bauen, so dass die Waren direkt in die Produktion einliefen, sagt Winter. "Wir können bei VW oder einer anderen Firma dann vollautomatisch quasi bis zum Roboter liefern."
Anders als ein heutiger Güterzug braucht ein NGT Cargo keine Rangierlokomotive für das aufwendige Zusammenstellen oder Trennen. Die Wagen sind angetrieben – der Strom kommt aus Akkus – und finden ihren Weg selbst. Für das Entkoppeln haben die DLR-Forscher eine Weiche entwickelt, die unter dem Zug umgelegt werden kann. Per Funkchip bekommt sie mitgeteilt, wo ein Wagen hin soll. Sie schaltet die Stellelemente so, dass sie vom nächsten Radsatz umgestellt werden. Damit die Wagen nicht entgleisen, haben sie eine neuartige Kupplung. Diese öffnet sich seitlich, wenn die Züge auf verschiedene Gleise gelenkt werden und in verschiedene Richtungen fahren.
Ist ein Zug zusammengestellt, macht er sich auf den Weg zum nächste Knotenpunkt, wobei ein NGT HST einen Triebwagenführer braucht. Der Güterzug hingegen kommt ohne Triebwagenführer aus, er soll automatisiert fahren. Ganz auf sich gestellt soll er aber nicht sein: Das DLR will ein Kontrollzentrum einrichten, von dem aus die Züge fernüberwacht werden. Ein Zugführer könnte dann fünf oder sechs Züge überwachen.
Gekoppelt werden die Züge aber nicht nur real.
Züge fahren Konvoi
Wie auf der Straße sollen künftig auch auf der Schiene Konvois unterwegs sein, die virtuell miteinander gekoppelt sind. Vorteil ist etwa eine bessere Auslastung des Streckennetzes durch die kurzen Zugabstände. Ein solcher Konvoi kann aus Personenzügen, Güterzügen oder aus beiden Zugtypen zusammengestellt werden.
Voraussetzung dafür sei aber eine andere Streckentechnik: Es sei an der Zeit, sich von Flügelsignalen – echten wie elektronisch nachgeahmten – zu trennen. Das Streckennetz und alle Funktionen müssten digitalisiert, Daten, etwa über die Position der Züge, untereinander ausgetauscht werden, sagt Winter. "Bisher werden ja die Triebwagenführer ja nicht über die Verkehrssituation informiert, sondern nur über den Zug, der direkt vor ihnen liegt – und zwar eigentlich nur über das Signal."
In einem digitalisierten System gibt es keine Signale mehr. Die Signalisierung wird ersetzt durch digitale Funktionen streckenseitig oder im Fahrzeug. "Das ist alles Teufelszeug für einen herkömmlichen Eisenbahner" , resümiert Winter.
Wann die verschiedenen NGT auf der Schiene sein werden, lässt sich noch nicht abschätzen. Es wird wohl eher noch Jahrzehnte dauern. "Wir entwickeln die Technologien, aber wir entwickeln ja keine kompletten Züge und haben auch keine Produkte" , sagt Winter. "Unsere Aufgabe besteht darin, die entwickelten Techniken an die Industrie zu transferieren."
Das bedeutet, dass Techniken, die für den NGT entwickelt wurden, auch vorher eingeführt werden können. Ein Beispiel ist der Zefiro von Bombardier(öffnet im neuen Fenster) , an dessen aerodynamischer Verkleidung das DLR mitgearbeitet hat. Ein anderes ist der 2016 auf der Innotrans vorgestellte Aeroliner 3000(öffnet im neuen Fenster) . Der Hochgeschwindigkeits-Doppelstockzug soll in einigen Jahren in Großbritannien zum Einsatz kommen.
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