Abschied vom Diesel auf Nebenstrecken
Der Abschied vom Dieselantrieb ist auf nicht elektrifizierten Nebenstrecken zu einer konkreten Planungsaufgabe geworden. In Deutschland und Europa treffen verschärfte Klimaziele, steigende Anforderungen an lokale Emissionen und der hohe Altersdurchschnitt vieler Dieseltriebzüge auf Strecken, deren Elektrifizierung bislang als wirtschaftlich schwierig galt. Eine durchgehende Oberleitung bleibt technisch leistungsfähig, ist auf schwach belasteten Linien aber nicht automatisch die günstigste Lösung. Besonders bei kurzen Abschnitten, vielen Brücken, Tunneln oder komplexen Knoten können Bau, Planung und Betriebsauswirkungen den finanziellen Rahmen deutlich erhöhen.
Damit stehen Verkehrsunternehmen und Aufgabenträger vor einem Systemvergleich, nicht vor einer reinen Fahrzeugentscheidung. Batterietriebzüge speichern elektrische Energie und laden an elektrifizierten Streckenabschnitten oder gezielt eingerichteten Ladepunkten. Wasserstofftriebzüge erzeugen ihren Fahrstrom an Bord über Brennstoffzellen und versprechen dadurch große Reichweiten ohne durchgehenden Fahrdraht. Bis zum 4. Oktober 2026 liegen für beide Konzepte praktische Erfahrungen vor, doch Reichweitenangaben allein reichen für eine belastbare Auswahl nicht aus. Entscheidend sind reale Umläufe, Steigungen, Wendezeiten, Winterbedingungen, Energiepreise, Reservefahrzeuge und die langfristige Infrastrukturstrategie.
Batterie-elektrische Triebzüge im Praxistest
Ein batterie-elektrischer Triebzug, häufig als BEMU bezeichnet, nutzt einen elektrischen Antriebsstrang mit Fahrmotoren, Wechselrichtern und einer Batterieanlage. Die Energie kann während der Fahrt unter vorhandenen Oberleitungsabschnitten nachgeladen werden. In einem typischen Betriebsszenario fährt das Fahrzeug einen nicht elektrifizierten Nebenstreckenast im Akkubetrieb, erreicht anschließend eine elektrifizierte Hauptstrecke und lädt dort während der Weiterfahrt oder im Bahnhof nach. Zusätzlich sind stationäre Ladeinseln an Endpunkten oder geeigneten Zwischenstationen möglich. Die genaue Auslegung hängt von Fahrplan, Batteriekapazität, Haltezeiten und der verfügbaren Netzanschlussleistung ab.
Bei modernen Fahrzeugen gelten im reinen Akkubetrieb häufig Reichweiten von etwa 80 bis 120 Kilometern als etablierte Größenordnung. Diese Angabe ist jedoch kein fester Praxiswert für jede Strecke. Kälte, Gegenwind, hohe Auslastung, häufige Halte und starke Steigungen erhöhen den Energiebedarf. Verkehrsplaner müssen deshalb mit einem nutzbaren Betriebsfenster arbeiten, das Sicherheitsreserven und Alterung der Batterie berücksichtigt. Eine Strecke, die im Labor problemlos innerhalb der Nennreichweite liegt, kann im Winter oder bei Verspätungen deutlich weniger Spielraum bieten.
Der elektrische Antriebsstrang bietet mehrere betriebliche Vorteile. Beim Bremsen können die Fahrmotoren als Generatoren arbeiten und einen Teil der Bewegungsenergie in die Batterie zurückspeisen. Auf Strecken mit vielen Halten und Gefällen verbessert die Rekuperation den Energieverbrauch und reduziert zugleich den Verschleiß an mechanischen Bremsen. Hinzu kommen weniger thermisch belastete Komponenten als bei einem Dieselantrieb. Batterie, Leistungselektronik und Kühlsysteme bleiben zwar wartungsrelevant, die gesamte Wartungsstruktur kann bei einem gut ausgelegten Fahrzeug jedoch übersichtlicher ausfallen.
- Vorhandene Fahrdrahtabschnitte können als Nachladeinfrastruktur genutzt werden.
- Rekuperation senkt den Energiebedarf und entlastet die mechanischen Bremsen.
- Die Technologie lässt sich mit einer späteren Vollelektrifizierung verbinden, ohne den Fahrzeugbestand grundsätzlich zu entwerten.
- Reichweitenreserven müssen anhand von Topografie, Winterbetrieb und Verspätungsszenarien geprüft werden.
Die technische Reife zeigt sich vor allem dort, wo Fahrzeuge in bestehende Regionalverkehrssysteme eingebunden werden und nicht als isoliertes Pilotprojekt fahren. Im regionalen Schienenverkehr setzt sich die Technologie der Battery electric multiple unit immer stärker als wirtschaftlicher Standard durch. Das bedeutet nicht, dass jede Strecke automatisch für BEMU geeignet ist. Es bedeutet vielmehr, dass Fahrzeug, Fahrplan und punktuelle Elektrifizierung heute in einem gemeinsamen System geplant werden können, statt ausschließlich auf theoretische Zukunftswerte angewiesen zu sein.
Wasserstofftriebzüge zwischen Reichweitenversprechen und Realität
Ein Wasserstofftriebzug, kurz HEMU, speichert Wasserstoff in Drucktanks auf dem Fahrzeugdach oder in entsprechend geschützten Fahrzeugbereichen. Eine Brennstoffzelle wandelt den Wasserstoff elektrochemisch in elektrische Energie um. Diese versorgt die Fahrmotoren und lädt in der Regel eine Pufferbatterie, die beim Anfahren kurzfristig hohe Leistungen bereitstellt und Bremsenergie aufnehmen kann. Aus dem Auspuff treten bei der Brennstoffzellenreaktion hauptsächlich Wasserdampf und Wärme aus. Die Klimawirkung hängt jedoch vollständig davon ab, wie der Wasserstoff erzeugt, verdichtet, transportiert und bereitgestellt wird.
Der große funktionale Vorteil liegt in der Reichweite. Je nach Fahrzeugkonzept und Tankgröße können sehr lange Umläufe ohne Zwischenelektrifizierung möglich werden, in günstigen Szenarien bis zu etwa 1.000 Kilometer. Das ist insbesondere dann interessant, wenn eine Strecke topografisch oder netzstrukturell isoliert ist und keine geeignete Möglichkeit zum Nachladen einer Batterie bietet. Ein solcher Vorteil entsteht aber nur, wenn die Tankanlage zuverlässig verfügbar ist und die Fahrzeugreserve nicht durch zusätzliche Sicherheitsabstände, niedrige Temperaturen oder unerwartete Umlaufverlängerungen aufgezehrt wird.
Die zentrale Herausforderung ist die gesamte Wasserstoffkette. Für grünen Wasserstoff wird zunächst erneuerbarer Strom zur Elektrolyse benötigt. Anschließend muss das Gas komprimiert, gespeichert und zur Tankstelle transportiert oder vor Ort erzeugt werden. Jede dieser Stufen verursacht Energieverluste und verlangt zusätzliche Anlagen, Genehmigungen sowie Sicherheitskonzepte. Wasserstoff kann für schwer elektrifizierbare Industrien und bestimmte Verkehrsanwendungen sinnvoll sein, doch die knappen Mengen sollten dort eingesetzt werden, wo direkte Stromnutzung nicht praktikabel ist. Eine Einordnung zur Rolle von Wasserstoff zeigt deshalb auch, dass die Auswahl geeigneter Anwendungsfelder entscheidend für die Wirtschaftlichkeit bleibt.
- Die Tankstelle benötigt eine belastbare Versorgung mit zertifiziertem Wasserstoff.
- Elektrolyse, Verdichtung, Speicherung und Logistik erhöhen den Infrastrukturaufwand.
- Die Brennstoffzelle benötigt ein eigenes Temperatur- und Energiemanagement.
- Eine Pufferbatterie ist für Leistungsspitzen und Rekuperation wichtig, ersetzt aber nicht die Wasserstoffversorgung.
Erfahrungen aus Pilot- und Serienprojekten zeigen ein gemischtes Bild. In Indien nahm im Juli 2026 ein Wasserstoffzug auf der Strecke Jind-Sonipat in Haryana den kommerziellen Betrieb auf. Der zehnteilige Zug nutzt zwei Wasserstoff-elektrische Antriebssysteme mit jeweils 1.200 Kilowatt und legte in den ersten fünf Betriebstagen rund 900 Kilometer zurück. Für die Strecke existiert eine eigene Speicher- und Betankungsanlage in Jind; die zulässige Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs liegt aktuell im Betrieb bei bis zu 75 Kilometern pro Stunde, obwohl es für 110 Kilometer pro Stunde ausgelegt ist. Im Harz und bei weiteren europäischen Projekten wird dagegen deutlich, dass Steigungen, Winterbetrieb, Verfügbarkeit und die Kosten der Versorgung die theoretische Reichweite relativieren können.
Der direkte Systemvergleich nach Effizienz und Kosten
Der entscheidende Unterschied liegt in der Energiekette. Bei einem batterie-elektrischen Zug wird Strom aus dem Netz über Lade- und Leistungselektronik direkt in den Antrieb geführt. Beim Wasserstoffzug kommen Elektrolyse, Kompression, Transport, Brennstoffzelle und Pufferbatterie hinzu. Die im Harz-Faktencheck genannten Größenordnungen liegen für Wasserstoffzüge bei etwa 22 bis 30 Prozent Well-to-Wheel-Wirkungsgrad, für Batterieantriebe bei ungefähr 60 bis 70 Prozent und für direkte Oberleitungstraktion bei etwa 72 bis 77 Prozent. Die Werte sind abhängig von Systemgrenzen und Betriebsannahmen, zeigen aber die Größenordnung: Für dieselbe Verkehrsleistung kann ein Wasserstoffsystem ungefähr dreimal so viel erneuerbare elektrische Energie benötigen wie ein Batteriesystem.
Auch bei den Kosten muss der gesamte Lebenszyklus betrachtet werden. Eine Ladeinsel kann teuer sein, bleibt im Regelfall aber räumlich und technisch deutlich begrenzter als eine vollständige Wasserstoffkette mit Erzeugung, Verdichtung, Speicherung, Abgabe, Sicherheitsausrüstung und laufender Belieferung. Wasserstofffahrzeuge können zudem höhere Anschaffungs- und Instandhaltungskosten aufweisen. Für eine faire TCO-Betrachtung gehören Fahrzeugflotte, Ersatzfahrzeuge, Energie, Personal, Werkstatt, Infrastruktur, Restwerte, Batterie- oder Brennstoffzellenersatz sowie die Kosten einer späteren Systemänderung in das Modell. Die unabhängige TU-Wien-Studie zur Zillertalbahn unterstreicht, dass ein Betrachtungszeitraum von mindestens 30 Jahren und die Vermeidung späterer Fehlinvestitionen entscheidend sind.
| Kriterium | Batterietriebzug | Wasserstofftriebzug |
|---|---|---|
| Well-to-Wheel-Wirkungsgrad | Typisch etwa 60 bis 70 Prozent | Typisch etwa 22 bis 30 Prozent |
| Nachladung oder Betankung | Fahrdraht, Ladeinsel oder Depot | Spezielle Wasserstofftankstelle |
| Reichweite ohne Zwischenladung | Häufig etwa 80 bis 120 Kilometer im Akkubetrieb | Je nach Auslegung sehr große Reichweiten, in Einzelfällen bis etwa 1.000 Kilometer |
| Infrastruktur | Punktuelle Elektrifizierung und Netzanschluss | Erzeugung oder Lieferung, Verdichtung, Speicherung und Betankung |
| Stärken | Hohe Effizienz, Rekuperation, gute Kopplung an Oberleitungsnetz | Langläufe ohne Fahrdraht und ohne häufige Ladehalte |
| Risiken | Reichweitenreserve, Batteriealterung, Ladefenster | Wasserstoffverfügbarkeit, Anlagenkosten, Umwandlungsverluste |
Entscheidungsmatrix nach Streckenprofil und Einsatzszenario
Die Topografie darf nicht als nachträgliche Korrektur behandelt werden. Steigungen erhöhen den Energiebedarf beim Anfahren und verlängern die thermische Belastung des Antriebs. Gefälle bieten zwar Rekuperationspotenzial, doch dieses kann nur genutzt werden, wenn Batterie, Fahrplan und Netz den Rückspeisestrom aufnehmen können. Auf einer kurvenreichen Strecke mit vielen Halten kann ein BEMU von der Rekuperation besonders profitieren. Bei langen, nahezu durchgehenden Fahrten ohne elektrische Inseln kann die Reichweite des Wasserstoffzugs hingegen einen organisatorischen Vorteil darstellen, sofern Betankung und Fahrzeugverfügbarkeit belastbar abgesichert sind.
Für Verkehrsunternehmen empfiehlt sich ein Schritt-für-Schritt-Verfahren. Zuerst müssen reale Betriebsdaten erfasst werden, bevor Fahrzeuge verglichen werden. Dazu gehören Umlauflängen, Halteabstände, Höhenprofile, Geschwindigkeiten, Verspätungsreserven, Fahrzeugmassen, erwartete Fahrgastzahlen und saisonale Bedingungen. Danach wird geprüft, ob vorhandene Oberleitungen auf Nachbarstrecken oder in Knoten als Ladeabschnitte genutzt werden können. Erst wenn diese Optionen ausgeschlossen oder wirtschaftlich unvertretbar sind, sollte die Wasserstoffvariante als ernsthafte Alternative modelliert werden.
- Strecke analysieren: Fahrprofil, Steigungen, Halte, Umläufe, Energiebedarf und mögliche Fahrdrahtinseln mit Mess- und Simulationsdaten bestimmen.
- Infrastruktur prüfen: Netzanschlüsse, Ladepunkte, Abstellanlagen, Werkstattkapazitäten und potenzielle Wasserstoffstandorte einschließlich Genehmigungsaufwand bewerten.
- Fahrzeug und Betrieb koppeln: Reichweite, Ladezeiten, Reservefahrzeuge, Winterbetrieb, Kapazität und Verspätungsrobustheit gemeinsam simulieren.
- Lebenszyklus entscheiden: Investition, Energie, Wartung, Ersatzkomponenten, Restwert und spätere Elektrifizierung über mindestens 30 Jahre vergleichen.
In einem vernetzten Regionalnetz mit teilweise elektrifizierten Hauptstrecken ist der BEMU meist die Regellösung. Er kann vorhandene Fahrdrähte nutzen, punktuell nachladen und bei einer späteren Erweiterung der Oberleitung weiter eingesetzt werden. Der besondere Wert liegt dabei nicht nur in den niedrigen Energieverlusten, sondern auch in der Möglichkeit, Infrastruktur schrittweise auszubauen. Der Planungsfehler besteht häufig darin, nur die Kosten einer Ladeinsel zu betrachten und gleichzeitig die Folgekosten eines Wasserstoffsystems zu unterschätzen.
Wasserstoffzüge behalten dennoch eine klar definierte Nische. Sie können sinnvoll sein, wenn lange, isolierte Umläufe ohne Ladefenster gefahren werden müssen, eine Elektrifizierung auf absehbare Zeit nicht realistisch ist und eine regionale, langfristig gesicherte Versorgung mit grünem Wasserstoff vorhanden ist. Diese Bedingungen müssen nachweisbar sein. Ein allgemeines Reichweitenversprechen genügt nicht, wenn Tankanlagen nur mit hohem Aufwand errichtet werden können oder Wasserstoff dauerhaft deutlich teurer und knapper bleibt als direkte elektrische Energie.
Klare Weichenstellung für die Nebenbahn der Zukunft
Für die Mehrheit der nicht elektrifizierten Nebenstrecken sprechen Wirkungsgrad, Infrastrukturflexibilität und Lebenszykluskosten für batterie-elektrische Triebzüge. Die typische Lösung ist keine vollständige Elektrifizierung auf jedem Kilometer, sondern ein abgestimmtes System aus BEMU-Fahrzeugen, vorhandenen Oberleitungsabschnitten und wenigen strategisch platzierten Ladepunkten. Rekuperation senkt den Energiebedarf, und die direkte Nutzung von Strom vermeidet die zusätzlichen Verluste der Wasserstoffkette.
Wasserstoff bleibt technisch relevant, sollte aber präzise eingesetzt werden. Auf isolierten Langstrecken ohne verlässliche Nachlademöglichkeit kann die große Reichweite einen echten Nutzen bieten. Für Verkehrsunternehmen führt der sichere Weg deshalb über belastbare Betriebsdaten, transparente Annahmen und einen vollständigen TCO-Vergleich. Zuerst prüfen, dann simulieren, anschließend die Infrastruktur dimensionieren: Mit dieser nüchternen Reihenfolge lässt sich vermeiden, dass ein emissionsfreier Antrieb zwar auf dem Papier überzeugt, im täglichen Nebenbahnbetrieb aber unnötig teuer und störanfällig wird.
