München. De-Niang Maria Peymandar gerät ins Schwärmen. „Wir haben eine dreifach längere Lebensdauer, eine um 50 Prozent höhere Leistungsdichte und bis zu 5 Prozent mehr Wirkungsgrad erreicht“, sagt die 36-Jährige, die sich seit Kurzem „Siemens-Erfinderin des Jahres“ nennen darf. Als eine von 15 Forscherinnen und Forschern wurde die Chemikerin von ihrem Arbeitgeber für bahnbrechende Innovationen ausgezeichnet.

Sie spricht von Brennstoffzellenantrieben für Züge verglichen mit Vorgängergenerationen. Und sie besteht darauf, dass das Erreichte eine Teamleistung sei, auch wenn sie selbst Konstruktionsverantwortliche im Siemens-Zugstandort Krefeld ist. Binnen drei Jahren wurde dort eine zweite Generation von Brennstoffzellenantrieben erfunden, mit denen sich Siemens der Konkurrenz überlegen und auch serienreif fühlt.

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Bis zu 1000 Kilometer Reichweite bei 160 Stundenkilometern Reisegeschwindigkeit erreichen Züge mit dem Modellnamen Mireo Plus H, indem sie Wasserstoff per Brennstoffzelle in elektrische Energie umwandeln. „Sie beschleunigen sehr gut und eignen sich für dicht befahrene Strecken“, betont der für das rollende Material in der Siemens-Bahnsparte verantwortliche Manager Albrecht Neumann. Die neuen Hoffnungsträger sollen Dieselloks als Arbeitspferde ersetzen, was auf großes Potential verweist.

46 Prozent der Strecken sind nicht elektrifiziert

„In Europa sind derzeit 46 Prozent der Strecken nicht elektrifiziert“, sagt Peymandar. Wo Oberleitungen fehlen, fahren heute Dieselzüge mit hohem Ausstoß klimaschädlicher Gase wie Kohlendioxid (CO₂). Diesen CO₂-Ausstoß könne man durch umweltfreundliche Antriebe stark reduzieren, sagt die Siemens-Erfinderin.

Dafür hat Siemens rein batterieelektrische Züge und die neuen Brennstoffzellenantriebe im Angebot. Bei Strecken bis 100 Kilometer Länge sei derzeit die batterieelektrische Variante im Vorteil, bei Strecken darüber hinaus oder wenn es gebirgig wird, sei die Brennstoffzelle der Zukunftsantrieb der Wahl, erklärt Neumann.

Die Konkurrenz hat bereits seit 2018 erste Brennstoffzellenzüge im Einsatz. Der französische Konkurrent Alstom betreibt sie auf einer Strecke in Norddeutschland. Aber hinten dran fühlen sich die Siemensianer deshalb nicht. An Wasserstoffzügen geforscht wird rund um den Globus bei Zugbauer Stadler in der Schweiz, bei Konkurrenten in den USA und weitgehend abgeschottet auch in China. „Alle entwickeln und teils hinter geschlossenen Türen“, sagt Neumann. Er prognostiziert harten Wettbewerb vergleichbar mit dem bei Elektroautos.

Das von Peymandar und ihren Kollegen weiterentwickelte Brennstoffzellensystem verkleinert dieses auch, was in Zügen Platz für das Wesentliche schafft – die Passagiere, lobt der Manager die Innovation. Zudem sei sie wartungs- und verschleißärmer als eine Diesellok. Klimafreundlich werden Brennstoffzellenzüge aber erst, wenn der Wasserstoff, den sie verbrauchen, nicht aus fossilen Energieträgern hergestellt wird und grün ist. „Bei grünem Wasserstoff haben wir ein CO₂-Einsparpotential von etwa 520 Tonnen pro Zug und Jahr“, sagt Peymandar.

Kampf um grünen Wasserstoff

Grüner Wasserstoff wird mit erneuerbaren Energien erzeugt. Um ihn reißen sich derzeit viele Industrien, die ihre Abhängigkeit von fossilen Energieträgern verringern wollen, von Stahlkochern bis zu Autobauern, die Brennstoffzellenautos entwickeln.

Neumann weiß, dass der Verteilungskampf hart wird. Deshalb sei blauer Wasserstoff eine Alternative. Blau wird das Gas dann genannt, wenn es zwar aus fossilen Energieträgern gewonnen, dabei frei werdendes CO₂ aber unter die Erde verpresst wird, sodass es nicht in die Atmosphäre gelangt. Dieses Speichern von CO₂ verteuert den Wasserstoff aber, der damit nicht nur zum Mengen- sondern auch zum Preisproblem wird. Dazu kommt, dass ein Wasserstoffzug schon in der Anschaffung etwa ein Viertel teurer ist als eine Diesellok, verrät Neumann.

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Künftig werden sich die Kostengewichte aber verschieben, da Diesel immer teurer und Wasserstoff mit zunehmender Menge billiger werden dürfte, kalkuliert der Siemens-Manager und denkt neben Ökonomie auch an Ökologie. „Wir verhindern den Klimawandel nur mit einer starken Schiene“, betont er und will grüne Innovationen aufs Gleis setzen.

Um der Brennstofftechnologie dort rasch zu einem Durchbruch zu verhelfen, haben sich Siemens und der Kunde Deutsche Bahn zu einem ungewöhnlichen Pilotprojekt entschlossen.

2024 soll in Baden-Württemberg ein Wasserstoffzug im Raum Tübingen in den Probebetrieb gehen, dem auch noch eine Wasserstofftankstelle neben das Gleis gestellt wird. Der Wasserstoff dafür wird vor Ort aus Ökostrom – also grün – erzeugt. Einen zweiten Wasserstoffzug will Siemens für die Strecke zwischen Augsburg und Füssen in Bayern Mitte 2023 liefern.

„Deutschland ist Vorreiter beim Einsatz der Wasserstofftechnologie auf der Schiene“, lobt Neumann und blickt zuversichtlich nach vorn. Noch für dieses Jahr erwartet er einen ersten Großauftrag für eine ganze Flotte von Wasserstoffzügen. „Er kommt wohl auch aus Deutschland“, sagt er noch vage. Die Wasserstoffzukunft auf der Schiene sei nah.