Auf dem grünen Weg

UPDATE: Mit DBeco fuel bietet DB Cargo den Biokraftstoff HVO jetzt auch für den regulären Betrieb an.

Die Deutsche Bahn (DB) stellt alle Weichen auf Klimaschutz. Bis 2040 hat sich der Konzern das ehrgeizige Ziel der Klimaneutralität gesetzt – und damit zehn Jahre früher, als es der European Green Deal der Europäischen Union (EU) besagt. Dafür hat die DB bereits ordentlich vorgelegt und in den vergangenen 30 Jahren die CO2-Emissionen um fast 70 Prozent reduziert. Aktiv an der Einhaltung der Umweltziele ist auch DB Cargo beteiligt. „Züge sind eine der umweltfreundlichsten Arten, Güter zu transportieren. Jeder Güterzug spart jetzt schon 80 bis 100 Prozent CO2 gegenüber einem Straßentransport“, so Patrick Bertman, Leiter Product & Pricing Strategies bei DB Cargo. „Das reicht aber für unsere Zielmarke bis 2040 nicht aus, weshalb wir gerade konkrete Lösungen für unsere Diesellokflotte erarbeiten.“

24. Oktober 2022: HVO als DBeco fuel im regulären Betrieb verfügbar

Als DBeco fuel erweitert der nachhaltige Biokraftstoff HVO jetzt die Produktpalette der Eco Solutions von DB Cargo und ist seit Juni für alle Dieselloks bei DB Cargo Deutschland freigegeben. Europas größte Güterbahn spart damit auch auf allen nicht-elektrifizierten Strecken nochmals reichlich CO2.

Rolls-Royce gibt mtu-Bahnmotoren für nachhaltige Kraftstoffe frei

Der neue Biokraftstoff ist so gut, dass auch Rolls-Royce die ersten seiner mtu-Motoren für die Bahn-Anwendung für den nachhaltigen Kraftstoff freigibt – weitere Baureihen werden kurzfristig folgen. Damit setzt auch der Traditionshersteller ein wichtiges Zeichen für einen noch klimafreundlicheren Schienenverkehr. Eine nachhaltige Freigabe der Motoren für die klimafreundlichen Kraftstoffe setzt eine Reihe von Tests und Erprobungen voraus. Dafür hat Rolls-Royce zusammen mit DB Cargo und RDC Autozug Sylt mtu-Motoren der Baureihe 4000 mit HVO in seinen Lokomotiven getestet. Die Ergebnisse: „Wir konnten HVO problemlos in unseren Fahrzeugen einsetzen, ohne Abstriche bei Leistung und Zuverlässigkeit“, sagt Ali Dogru, Head of Assets and Maintenance bei DB Cargo.
 

Bei der Verbrennung des Biokraftstoffes (links) wird ausschließlich die CO₂-Menge freigesetzt, die der Atmosphäre zuvor beim Wachstum der Pflanzen entzogen wurde.


Moderne Biokraftstoffe als Bestandteil der Nachhaltigkeitsstrategie

Loks haben in der Regel eine Einsatzdauer von 40 Jahren. Das bedeutet, aktuell beschaffte Fahrzeuge werden 2040 das Ende ihres Lebenszyklus noch nicht erreicht haben. Zudem kann derzeit technologisch noch nicht auf Dieselmotoren verzichtet werden, da alternative Antriebstechnologien wie Brennstoffzellen für die Leistungsbereiche im Schienengüterverkehr noch nicht verfügbar sind. „Um unsere Umweltziele zu erreichen, müssen wir deshalb das Bestandssystem optimieren. Heißt, wir müssen den Einsatz fossiler Kraftstoffe radikal reduzieren und bis 2040 auf null bringen. Unser Fokus liegt deshalb gerade auf der Erprobung von alternativen Kraftstoffen“, sagt Jörg Schneider, Leiter Energy Management Project.

Einer dieser Biokraftstoffe ist Hydrotreated Vegetable Oil, kurz HVO, das unter anderem aus biologischen Pflanzen- und Abfallresten produziert wird. Nachhaltig dabei: Für die Herstellung werden keine zusätzlichen Anbauflächen genutzt, die in Konkurrenz mit Nahrungs- und Futtermittelprodukten stehen. Zudem ist der Biokraftstoff frei von Palmöl, und bei der Verbrennung im Motor wird ausschließlich die CO2-Menge freigesetzt, die der Atmosphäre zuvor beim Wachstum der Pflanzen entzogen wurde. So entsteht ein fossilfreier, hochwertiger Biokraftstoff, dessen chemische Struktur der von Diesel sehr nahekommt und den fossilen Brennstoff deshalb künftig ersetzen soll. „Im Vergleich zu Standard-Dieselkraftstoff kann eine CO2-Reduzierung um rund 90 Prozent realisiert werden“, erklärt Jörg Schneider: „Daher stellt HVO für uns eine Brückentechnologie dar.“ Diesel- und Rangierloks von DB Cargo sind so künftig in der Lage, auch die letzte Meile CO2-neutral zu bedienen. Hinzu kommt: Mit dem HVO-Treibstoff können Dieselloks ohne Leistungsverlust betrieben werden, wie umfangreiche Testreihen gezeigt haben. Für die Kunden von DB Cargo sind damit durchgehend klimaneutrale Lieferketten möglich.

„Nachhaltigkeit ist die neue Währung in der Logistik“

DB Cargo als größte europäische Güterbahn erbringt rund 95 Prozent ihrer Traktionsleistung elektrisch. Die restliche Zugleistung wird beim Rangieren, in Terminals und Häfen oder bei der Anlieferung von Güterwagen auf das Werksgelände der DB Cargo-Kunden erbracht. Für diesen Rangierdienst mit bis zu 3.000 Tonnen schweren Güterzügen gibt es nun eine nahezu vollständig CO2-freie Lösung.

Dr. Sigrid Nikutta, DB-Vorstand für Güterverkehr: „Wir haben die Quadratur des Kreises geschafft – wir können mit alternativen Kraftstoffen und der bestehenden Lokflotte problemlos Güterzüge vollständig CO2-neutral für unsere Kunden fahren. Zugleich investieren wir in neue Technologien und werden die Dieselloks auf Hybrid-Technologie umrüsten. Unseren Kunden können wir also maßgeschneiderte klimafreundliche Lieferketten anbieten – und am Ende die Wertschöpfung ‚Made in Germany‘ klimaneutral organisieren. Viele Kunden haben uns bereits signalisiert, dass sie genau darauf warten: Nachhaltigkeit – das ist die neue Währung in der Logistik, und wir schaffen sie buchstäblich bis auf den letzten Meter der Lieferkette!“ 

Für Jörg Schneider und Patrick Bertman ist HVO eine Brückentechnologie, mit der die Diesel- und Rangierloks von DB Cargo künftig in der Lage sind, auch die letzte Meile CO₂-neutral zu bedienen.


Lesen Sie hier mehr zu den HVO-Tests: bis zu 50 Prozent weniger Rußanteil

Bevor jedoch HVO als Dieselalternative an den Start gehen kann, erprobt DB Cargo den Biokraftstoff auf Herz und Nieren. Mitte August 2021 fanden die ersten Motorprüfstandsversuche statt. Dabei wurden auf den Anlagen der DB Fahrzeuginstandhaltung Bremen zertifizierte Vergleichsmessungen mit zwei Motorentypen an klassischem Diesel- und an HVO-Kraftstoff durchgeführt. Als Partner von DB Cargo fungierten DB Fahrzeuginstandhaltung, DB Systemtechnik, ZECH Umweltanalytik und MTO Engineering, die sich um die Durchführung und technische Dokumentation der Tests kümmerten. Projektleiter Jörg Schneider: „Wir haben das Leistungsverhalten, den Kraftstoffverbrauch sowie die Emissionen gemessen, um herauszufinden, was wir gegebenenfalls nachjustieren müssen, um HVO reibungslos in unseren Fahrzeugen einsetzen zu können.“ Das Ergebnis: „Die Tests waren durchweg positiv. Die Motoren sowie die Vorheizanlagen haben alle einwandfrei und ohne Einschränkungen mit HVO funktioniert.“ Zudem habe sich die Schwärzungsziffer (Rußanteil) teilweise um bis zu 50 Prozent reduziert. Und auch die Emissionen der besonders schädlichen Luftschadstoffe NOx (Stickstoffoxide) und SO2 (Schwefeldioxid) sind gesunken.

Machbarkeitsstudie stellt Praxisnutzung sicher

Nach dem Motorprüfstand waren auch die ersten Fahrversuche mit HVO erfolgreich. Bereits im Herbst 2021 haben die ersten Betriebserprobungen im realen Fahrbetrieb an den Standorten Frankfurt ABF, Kassel und Würzburg begonnen. Auf dem Plan standen dabei erste Probebetankungen und zahlreiche Testfahrten mit dieselbetriebenen Rangier- und Streckenloks – erst im Werksgelände, dann unter realen Einsatzbedingungen auf der Strecke. 

Im Rahmen der Erprobungen konnten durch den HVO-Einsatz bereits mehr als 160 Tonnen CO2 eingespart werden. Um ausreichend Erfahrungen zu sammeln, läuft die Betriebserprobung noch bis Mitte 2022. „Auf Basis der ersten Ergebnisse erstellen wir nun eine Machbarkeitsstudie, in der wir zukünftige Anpassungen für die flächendeckende Nutzung von alternativen Kraftstoffen ableiten – sprich, was müssen wir an den Fahrzeugen anpassen, was an den Tankstellen umrüsten, um den Betrieb möglichst schnell auf HVO umstellen zu können.“ Schließlich hat DB Cargo ein klares Ziel vor Augen: „Wir wollen unseren Kunden einen End-to-end-CO2-neutralen Verkehr anbieten – und das besser gestern als morgen“, so Schneider.

HVO-Vorreiter DB Cargo UK

Einen Schritt weiter ist DB Cargo UK. Nachdem die britische DB Cargo-Tochter bereits 2020 erfolgreiche Tests mit HVO durchgeführt hatte, fiel Ende 2020 der Startschuss für einen Kooperations-Streckentest mit dem Biokraftstoff. Für den Kunden Network Rail wurde dabei eine Ladung langgeschweißter Stahlschienen vom Werk von British Steel in Scunthorpe zum Depot von Network Rail in Eastleigh, Hampshire, transportiert. Im Mai 2021 erfolgten zudem erste intermodale Erprobungen mit Maritime Intermodal. Insgesamt waren in der Testphase 19 Züge zwischen dem Hafen Felixstowe und der neuen Anlage von Maritime in East Midlands Gateway auf 100-Prozent-HVO-Basis unterwegs. „Wir freuen uns sehr, dass wir sowohl mit Network Rail als auch mit Maritime Intermodal zusammenarbeiten konnten – was letztendlich zu einer erheblichen Verringerung des CO2-Ausstoßes geführt hat“, so Roger Neary, Vertriebsleiter von DB Cargo UK, „zudem konnten wir durch die Kooperationen viele Erkenntnisse gewinnen, um HVO-Kraftstoff baldmöglichst als praktikable, innovative Alternative zu herkömmlichem Diesel in unser Güterflotte einsetzen zu können.“ 

Hier erfahren Sie noch mehr über HVO


  • Für HVO werden pflanzliche Abfallreste mittels katalytischer Reaktion unter Zugabe von Wasserstoff in Kohlenwasserstoffe umgewandelt.
  • HVO bietet eine hohe Energieeffizienz und Energiedichte. Diese ist etwas niedriger als bei fossilem Diesel, wodurch ein geringfügiger Mehrverbrauch von 0,5 bis 2 Prozent resultiert.
  • Aufgrund seiner ähnlichen Eigenschaften kann HVO fossilem Dieselkraftstoff beigemischt beziehungsweise sogar als Reinstoff verwendet werden.
  • Das CO2-Einsparpotenzial liegt über den gesamten Lebenszyklus hinweg (Erzeugung mit regenerativer Energie und Verbrauch) bei rund 90 Prozent; zudem werden Ruß und Stickoxide vermindert.
  • HVO ist kälteunempfindlicher (bis zu –40 °C) und besitzt eine längere Lagerungsfähigkeit als fossiler Diesel – dies ermöglicht einen störungsfreien Winterbetrieb und eine längere Verwendbarkeit.
  • HVO erfüllt die Spezifikationen der EN 15940 für paraffinische Dieselkraftstoffe und besitzt somit eine höhere Qualität als der in der EU-Norm EN 14214 festgelegte Standard für Biodiesel.
  • Aktuell kostet HVO noch etwas mehr als fossiler Dieselkraftstoff. Aufgrund steigender Dieselpreise rechnen wir perspektivisch mit einer Angleichung.


Weitere alternative Kraftstoffe

Für die Zukunft plant DB Cargo auch den Einsatz von anderen alternativen Kraftstoffen. Im Fokus stehen dabei synthetische, also künstlich erzeugte Kraftstoffe, sogenannte E-Fuels, die sogar eine CO2-Einsparung von 100 Prozent und damit einen klimaneutralen Betrieb ermöglichen. Der Haken derzeit daran: E-Fuels sind schlecht bis gar nicht auf dem Markt verfügbar und kosten zurzeit noch ein Mehrfaches im Vergleich zu regulärem Diesel. „Das sollte sich aber in den nächsten Jahren ändern, wir bleiben am Ball“, sagt Jörg Schneider, Leiter Development & Best Practices und Leiter Energy Management Project bei DB Cargo.

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Jörg Schneider

Leiter Energy Management Project DB Cargo AG