Foto Øystein Grue.

Die norwegische Eisenbahndirektion Jernbanedirektoratet hat eine Konzeptauswahlstudie (konseptvalgutredning, KVU) zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen auf der Schiene durchgeführt. Das Ergebnis der "KVU Green" ist, dass die Nordlandsbanen die erste der so genannten "Diesellinien" ist, die emissionsfrei werden soll, gefolgt von den Røros- und Solørbanen. Für die Raumabanen ist keine vorgeschlagene Maßnahme sozioökonomisch rentabel.

Die Studie wurde vom Ministerium für Verkehr und Kommunikation in Auftrag gegeben und ist Teil der Wissensbasis für die Arbeit am neuen nationalen Verkehrsplan.

Obwohl rund 80 Prozent des Schienenverkehrs elektrisch betrieben werden, sind große Teile des Schienennetzes noch nicht elektrifiziert. Dies gilt vor allem für die Nordlandsbanen, die Rørosbanen, die Solørbanen und die Raumabanen.

Der Verkehrssektor ist für rund 32 Prozent der gesamten Treibhausgasemissionen in Norwegen verantwortlich, wobei der Anteil der Eisenbahn mit nur 0,2 Prozent gering ist. Dennoch sind die Emissionen nicht unerheblich, denn sie belaufen sich auf etwa 50.000 Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr. Hinzu kommen die Emissionen der Rangierlokomotiven in den Güterterminals und der schienengebundenen Arbeitsmaschinen. Neben den Treibhausgasemissionen trägt der heutige Dieselbetrieb auch zu lokalen Umweltbelastungen in Form von Stickoxid-, Partikel-, Ruß- und Kohlenwasserstoffemissionen in die Luft und in die Umwelt bei, und der Dieselbetrieb hat eine geringe Energieeffizienz. Daher muss die Bahn auch ihre Treibhausgasemissionen senken, um Norwegen bei der Erfüllung seiner Verpflichtungen zur Emissionsreduzierung zu unterstützen.

Untersuchungen

In der Studie mit dem Titel KVU Green wurden verschiedene Optionen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen untersucht und gegeneinander abgewogen:

• Konzept 0 Fossiler Diesel

Dies beinhaltet die gleiche Betriebsweise wie heute und stellt die Referenzalternative dar.

• Konzept 1 Nicht-fossiler Diesel

Dieses Konzept beinhaltet die Umstellung auf nicht-fossile Kraftstoffe (z. B. Biodiesel) für das vorhandene Rollmaterial. Es wurden zwei Varianten des Konzepts bewertet. Variante 1a beinhaltet den Betrieb mit nicht-fossilem Diesel, während Variante 1b den Betrieb mit nicht-fossilem Diesel zusätzlich zur Elektrifizierung einiger Abschnitte mit geringen Investitionskosten beinhaltet. Beide Varianten des Konzepts 1 wurden von der Analyse ausgeschlossen. Der Grund dafür ist eine fehlende oder negative Zielerreichung im Vergleich zur Referenzalternative aufgrund des Verbrauchs von fortschrittlichem Biokraftstoff als knappe Ressource.

• Konzept 2 Wasserstoff

Dieses Konzept sieht vor, dass das Element Wasserstoff als Energieträger verwendet wird. Die Züge sind mit Druckwasserstoffspeichern, Brennstoffzellen, Batterien und Elektromotoren ausgestattet. Der Wasserstoff wird als Druckgas von den Tanks durch die Brennstoffzelle transportiert, wo er in elektrische Energie umgewandelt wird. Es gibt zwei Varianten des Konzepts. Die Variante 2a sieht den Betrieb mit Wasserstoff vor, während die Variante Konzept 2b den Betrieb mit Wasserstoff zusätzlich zur Elektrifizierung einiger Abschnitte vorsieht. Ein Betriebsmodell mit Wasserstoff erfordert eine organisierte Infrastruktur von Wasserstoffdepots mit Tankstellen. Die Studie geht von Hybridzügen aus, die sowohl Wasserstoff als auch Strom als Energieträger nutzen können.

• Konzept 3 Batterie

Dieses Konzept sieht vor, dass die Züge Batterien mit Ladesystemen als Energieträger nutzen. Die Studie geht von einer Teilelektrifizierung zum Laden der Batterien aus, d.h. einige Abschnitte sind elektrifiziert, während die Züge auf den nicht elektrifizierten Abschnitten mit Energie aus Batterien angetrieben werden. Die Studie geht von Hybridzügen aus, die sowohl Batterien als auch Strom als Energieträger nutzen können.

• Konzept 4 Elektrifizierung

Dieses Konzept sieht die Entwicklung von Oberleitungsanlagen für die Stromversorgung entlang der gesamten Bahnstrecken vor, wie sie auch auf anderen elektrifizierten Strecken eingesetzt werden.

Enger Dialog

Die Untersuchungsarbeiten erfolgten in engem Dialog mit verschiedenen Teilen der Branche, bei Input-Konferenzen und "KVU-Workshops", Wissenserwerb und Studienbesuchen.

Der Bericht wurde nun dem Ministerium für Verkehr und Kommunikation vorgelegt und wird Teil der Wissensbasis für den kommenden Nationalen Verkehrsplan sein.

Empfehlungen

Die Schlussfolgerungen und Empfehlungen beruhen auf einer Gesamtbewertung der sozioökonomischen Analysen, der Zielerreichung, der technologischen Entwicklung und des Zugangs zu Informationen sowie auf einer Bewertung der Risiken und Unsicherheiten. Es wird davon ausgegangen, dass die Referenzalternative die Rahmenbedingungen nicht erfüllt und als auslaufende Technologie betrachtet wird.

• Nordlandsbanen

Für die Nordlandsbanen wird empfohlen, die Strecke durch Einführung eines Batteriebetriebs mit Teilelektrifizierung emissionsfrei zu gestalten. Das Konzept sieht den Bau von Oberleitungsanlagen auf Abschnitten vor, auf denen dies für die Aufladung der Batterien und den Antrieb während der Fahrt günstig ist. Personenzüge und Lokomotiven werden zusätzlich zur Ausrüstung für den normalen Fahrleitungsbetrieb mit Batterien ausgestattet. Das Konzept schneidet für die Nordlandlinie am besten ab, da es eine höhere Energieeffizienz und niedrigere Betriebskosten als die Wasserstoff-Alternative aufweist. Die Studie zeigt, dass diese Maßnahme den niedrigsten Preis pro Tonne CO2-Reduktion hat und wird daher als erste Maßnahme empfohlen. Für die gesamte Nordlandsbanen werden die Kosten für die Maßnahme auf etwa 6,5 Mrd. NOK (560 Mio. EUR) geschätzt.

• Røros- und Solørbanen

Für die Røros- und Solørbanen wird die Elektrifizierung nach dem gleichen Muster empfohlen wie für andere elektrifizierte Strecken. Die Elektrifizierung schneidet geringfügig besser ab als das Konzept mit Wasserstoffbetrieb, ist aber auch angesichts der ähnlichen Betriebsweise auf Nachbarstrecken wie der Kongsvinger und der Dovrebanen vorzuziehen. Die Elektrifizierung der Røros- und Solørbanen wird als zweite Maßnahme nach der Teilelektrifizierung der Nordlandsbanen empfohlen. Die Kosten für diese Maßnahme werden auf etwa 8,6 Mrd. NOK (750 Mio. EUR) für beide Bahnlinien geschätzt.

• Raumabanen

Die sozioökonomische Analyse zeigt, dass keines der untersuchten Konzepte auf der Raumabanen sozioökonomisch rentabel ist. Das Wasserstoffkonzept ist die Alternative, die der Referenzalternative in Bezug auf die Rentabilität am nächsten kommt. Dies liegt daran, dass das Konzept geringe Kosten für Investitionen in die Infrastruktur aufweist und die relativ hohen Betriebskosten aufgrund des geringen Verkehrsaufkommens kaum ins Gewicht fallen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass neben dem negativen Nettogegenwartswert auch der Bruttogegenwartswert negativ ist. Das bedeutet, dass selbst wenn die notwendigen Investitionen in die Infrastruktur für die Betankung von Wasserstoff getätigt werden, die Nutzung der Infrastruktur für die Gesellschaft nicht rentabel ist.

Die Empfehlung für die Raumabanen besteht darin, die Referenzalternative für einen begrenzten Zeitraum beizubehalten, auch wenn damit das Ziel nicht erreicht wird, während weitere Lösungen mit deutlich geringeren Eingriffskosten untersucht werden. Die Raumabanen hat einen sehr geringen Anteil an den Emissionen der Bahn (ca. 2.100 Tonnen pro Jahr, d.h. ca. 3 % der Emissionen des Schienenverkehrs), so dass eine zeitlich begrenzte Weiterführung der derzeitigen Betriebsweise als akzeptabel angesehen wird.

Schienengebundene Arbeitsmaschinen und Rangierlokomotiven

Schienengebundene Arbeitsmaschinen und Rangierlokomotiven haben unterschiedliche Nutzungsmuster und Arbeitsaufgaben, unterschiedliche Maschinentypen, Flexibilitätsbedarf, Zeitperspektive und Eigentümer-/Nutzerstruktur. Aus diesen Gründen müssen die einzelnen Güterverkehrsunternehmen und die Eigentümer/Nutzer von Arbeitsmaschinen selbst entscheiden, welche Technologie sie bevorzugen. Technologische Entwicklungen deuten darauf hin, dass auch in diesem Bereich Maschinen mit geringeren und schließlich gar keinen Emissionen zur Verfügung stehen werden. Es sollte überlegt werden, ob Bane NOR für die Organisation und andere Maßnahmen zur Förderung eines solchen Übergangs zuständig sein sollte, sobald die Technologie verfügbar ist.

Sozioökonomisch nicht rentabel

Legt man herkömmliche sozioökonomische Rentabilitätsbewertungen zugrunde, ist keines der Konzepte rentabel. Der Hintergrund der Studie ist jedoch, dass die Bahn auch einen Beitrag zur Erreichung der Klimaverpflichtungen leisten muss.

Die Berechnungen zeigen, dass die Kosten für den Batteriebetrieb bzw. die Teilelektrifizierung der Nordlandsbanen im Vergleich zu anderen Teilen des Verkehrssektors zu den günstigsten Maßnahmen im Maßnahmekatalog "Klimakur 2030" gehören. Mit Maßnahmenkosten von 580 NOK (50 EUR) pro Tonne Emissionsminderung fällt die Teilelektrifizierung in Maßnahmenkategorie 2 und sollte als erste umgesetzt werden. Die Elektrifizierung der Røros- und Solørbanen fällt laut "Klimakur 2030" mit Maßnahmenkosten von knapp 2.800 NOK (243 EUR) in Maßnahmenkategorie 3 und sollte daher nach der Nordlandsbanen realisiert werden.

Die "KVU Green" wurde daher zur Konsultation ausgeschrieben, mit einer Frist bis zum 12. November 2023.

Mehr über Empfehlungen, Berechnungen und die Durchführung der Studie finden Sie hier:

Hauptbericht KVU Green

• Anhang 1 Basisinformationen
• Anhang 2 Problembeschreibung
• Anhang 3 Bedarfsanalyse
• Anhang 3.1 Stakeholder-Analyse
• Anhang 3.2 Arbeitswerkstatt 1
• Anhang 3.3 Hintergrundinformationen zu Arbeitsmaschinen
• Anhang 4 Strategische Ziele und Rahmenbedingungen
• Anhang 5 Machbarkeitsstudie
• Anhang 5.1 Machbarkeitsraum
• Anhang 5.2 Arbeitswerkstatt 2
• Anhang 5.3 Arbeitswerkstatt zu Arbeitsmaschinen
• Anhang 6 Alternativanalyse
• Anhang 6.1 Sozioökonomische Analyse
• Anhang 6.2 Energieeinsparungen
• Anhang 6.6 Infrastrukturanforderungen
• Anhang 6.7 Grundstücksbeschlagnahme und Kosten
• Anhang 6.8 Treibhausgasberechnungen
• Anhang 7 Begriffe und Abkürzungen

Bengt Dahlberg, WKZ, Quelle Jernbanedirektoratet