Status und Entwicklung der Antriebssysteme

Status und Entwicklung der Antriebssysteme Prof. Dr.-Ing. Claudia Langowsky Lehrstuhl für Energieeffiziente Systeme der Bahntechnologie Prof. Dr.-Ing...
Author: Busso Frank
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Status und Entwicklung der Antriebssysteme Prof. Dr.-Ing. Claudia Langowsky Lehrstuhl für Energieeffiziente Systeme der Bahntechnologie

Prof. Dr.-Ing. Claudia Langowsky · 20.03.2013

Inhalt



Die Fachhochschule Brandenburg



Die nationale Brancheninitiative Eco Rail Innovation (ERI)



Status der Antriebstechnik



Zukunftsvorhaben

Prof. Dr.-Ing. Claudia Langowsky Fachhochschule Brandenburg · University of Applied Sciences

20.03.2013 Seite 2

Fachhochschule Brandenburg •

1992 Gründung der Fachhochschule in Brandenburg an der Havel



ca. 3.000 Studierende



3 Fachbereiche

• FB Wirtschaft • FB Informatik und Medien • FB Technik

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20.03.2013 Seite 3

Fachhochschule Brandenburg •

stetige Weiterentwicklung des Studienangebotes • seit Wintersemester 2012: Masterstudiengang „Energieeffizienz technischer Systeme“

• Modul „Energieeffiziente Systeme der Bahntechnologie“, Prof. Dr.-Ing. Claudia Langowsky

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20.03.2013 Seite 4

Eco Rail Innovation (ERI) Ziele

Wertbeitrag

Institutionalisierter und kontinuierlicher gemeinsamer Dialog zwischen Industrie und Forschung sowie Bahn und Politik zur Ermittlung von Innovations-, Geschäfts- und Gestaltungspotenzialen

Industrie / Forschung

Abgleich der unterschiedlichen Erwartungen und Erfordernisse, Definition strategischer technologischer Innovationsfelder und Abstimmung gemeinsamer Entwicklungsziele im vorwettbewerblichen Rahmen Verknüpfungen und Input für weitere Rail und Non Rail Initiativen

Insgesamt: Stärkung des Systems Bahn und Sicherung der Zukunftsfähigkeit des Bahnsektors durch technische Innovationen

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Planungssicherheit für Innovationen zur eigenen unternehmerischen Entwicklung

Lösungswege zur Förderung des Systems Bahn als Teil einer nachhaltigen Mobilität

Politik

ERI Bedarfsgerechte technologische Lösungen zur Stärkung der Wettbewerbsposition

Eisenbahnbetreiber

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Eco Rail Innovation (ERI)

Die aktuellen Partner

www.ecorailinnovation.com Prof. Dr.-Ing. Claudia Langowsky Fachhochschule Brandenburg · University of Applied Sciences

20.03.2013 Seite 6

Spezifische Trends und Treiber für das System Bahn Energie / Klimawandel

Ordnungspolitik

Verkehrspolitik Deutschland

Verkehrspolitik Europa

Ambitionierte Klimaschutzziele

Verschärfte Rechtsnormen

Risiko sinkender öffentlicher Mittel

Einführung einheitlicher Standards

Steigende Energiepreise

Ausweitung Emissionshandel

Einführung ETCS

Weiterer Ausbau erneuerbarer Energien

Verschärfte Grenzwerte für Lärmemissionen und Luftreinhaltung

Real abnehmende Regionalisierungsmittel

Cross Acceptance

Wegfall der Zweckbindung GVFG Finanzierungslücken

bei Zulassungen

Ausbau Transeuropäisches Verkehrsnetz

Verkehrswachstum Deutliche Zunahme des Verkehrswachstums im Personen- und Güterverkehr in Deutschland und der EU sowie Erhöhung des Marktanteils Schiene

Hohe finanzielle und technische Herausforderungen für das System Bahn! 27.09.2012 Prof. Dr.-Ing. Claudia Langowsky Fachhochschule Brandenburg · University of Applied Sciences

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Aus Trends und Treibern – Ableitung von zwölf Innovationsfeldern Steigerung Energieeffizienz

Innovative Fahrzeugkonzepte

1.

Energieeffizienter Betrieb

5.

Leichtbau-Entwicklung

2.

Energieeffiziente Nebenaggregate

6.

Emissionsminimierung bei Dieselmotoren

3. Hybridantriebe und Speichertechnologie 4.

Stationäre Energieerzeugung

7. Einsatz alternativer Kraftstoffe 8.

Oberleitungsloser Elektroantrieb

9.

Aktive Lärmreduktion

Innovationsfelder im System Bahn

Verbesserung Umwelteffekte

11. Migrationskonzepte ETCS/ ERTMS 12. Harmonisierung Regelwerke

Steuerung & Betrieb

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10. Informations- und Telekommunikationslösungen

27.09.2012

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Status der Antriebstechnik •

Heute: ca. 20.000 km der insgesamt ca. 33.700 km Streckenlänge der DB AG sind elektrifiziert  ca. 60% der Strecke der DB AG sind elektrifiziert



ca. 90% der Transportleistung wird elektrisch erbracht  für nicht elektrifizierte Teilstrecken braucht die Branche Überbrückungsmöglichkeiten: • herkömmlich:

• auf diesen Strecken ist kein Betrieb mit elektrischen Schienenfahrzeugen möglich  Betrieb erfolgt mit Dieseltraktion • zukünftig: • Substitution des Einsatzes der Dieseltraktion durch Erdgas-, Wasserstoffantrieb, Batterietechnik Prof. Dr.-Ing. Claudia Langowsky Fachhochschule Brandenburg · University of Applied Sciences

20.03.2013 Seite 9

Warum sind zukünftige Antriebssysteme von Bedeutung? • Bundesregierung stellt im Energiekonzept 2010 die Notwendigkeit einer Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie heraus • Deutsche Energie-Agentur GmbH wurde mit einer Voruntersuchung zur Entwicklung einer solchen Mobilitätsund Kraftstoffstrategie bis Mitte 2011 auf der Grundlage von 2004 beauftragt • wichtige Ergebnisse sind u.a.: • alle Verkehrsträger müsse adressiert werden: Straße (Pkw/Lkw), Luft, Schiene, Wasser • Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie ist als Strategieprozess zu konzipieren



„Power to Gas“ als Konzept, mit erneuerbaren Energien Wasserstoff u.a. in das Erdgasnetz einzuspeisen

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20.03.2013 Seite 10

Power to Gas - Konzept •

Power to Gas verbindet zwei Energiesysteme mit unterschiedlichen Stärken • Strom, als hochwertiger Energieträger und regenerativ erzeugbar • Erdgas ist in großen Mengen in einer bestehenden Infrastruktur über lange Zeit speicherbar und bietet vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten u.a. in der Mobilität • regelkonform ist die Einspeisung von 5 Vol.% an Wasserstoff bei einer Speicherkapazität von 23,5 Milliarden Kubikmeter im Erdgasnetz • Forschungsergebnisse haben ergeben, dass mittelfristig eine Einspeisung von 15-20 Vol.% an Wasserstoff möglich ist

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20.03.2013 Seite 11

Zukunftsvorhaben •

Wasserstoffantrieb, gemäß des Konzeptes „Power to Gas“ • Wandlung von elektrischen Energie aus erneuerbaren Energiequellen in Wasserstoff (als Speichermedium), um die Fluktuation auszugleichen • Pilotanlage in Prenzlau, Brandenburg • Vorteile: • Direkte Nutzung des Wasserstoffs

• Rückverstromung des Wasserstoffs • Einspeisung des Wasserstoffs • Erfahrungen sammeln mit einer Brückenlösung • Erdgas als Brückenlösung

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20.03.2013 Seite 12

Zukunftsvorhaben •

Erdgasantrieb • Fachhochschule Brandenburg und das KompetenznetzRail Berlin-Brandenburg GmbH (KNRBB) als Vorreiter

• Umrüstung von Rangierlokomotiven und Straßenbahnen in Brandenburg an der Havel • Warum Rangierlokomotiven? • „überschaubare“ Infrastruktur im Rangierbetrieb

• begrenzter Einsatz von Energieversorgungseinrichtungen • Warum Straßenbahnen? • Oberleitungsloses Fahren möglich • begrenzter Einsatz von Energieversorgungseinrichtungen Prof. Dr.-Ing. Claudia Langowsky Fachhochschule Brandenburg · University of Applied Sciences

20.03.2013 Seite 13

Förderprogramm Zwanzig20 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung Fördervolumen •

gesamt: max. 500 Mio. €



Förderung von ca. 10 Clusterprojekten



Fördervolumen max. 45 Mio.€ pro Clusterprojekt

Thematischer Schwerpunkt des Förderprogramms: Intensivierung der Zusammenarbeit von Wissenschaft und Wirtschaft in den neuen Bundesländern •

Die Fachhochschule Brandenburg stellt einen Antrag zu Förderung des Clusterprojektes „Connected EcoRail-Mobility“ • Bewertung des Antrages durch das Ministerium bis Juni/2013

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20.03.2013 Seite 14

Connected EcoRail-Mobility

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Ziel ist die Entwicklung von Innovationen für die Mobilität von morgen – mit einem Schienensystem als Rückgrat



Antworten geben auf die Probleme der Energiewende in Deutschland



Attraktivere Gestaltung der Mobilität auf der Schiene

20.03.2013 Seite 15

Connected EcoRail-Mobility

Prof. Dr.-Ing. Claudia Langowsky Fachhochschule Brandenburg · University of Applied Sciences

20.03.2013 Seite 16

Connected EcoRail-Mobility Wissenschaft*

Wirtschaft*

* Interessensbekundungen Prof. Dr.-Ing. Claudia Langowsky Fachhochschule Brandenburg · University of Applied Sciences

20.03.2013 Seite 17

Connected EcoRail-Mobility Projektstruktur und -organisation

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05.03.2013 Seite 18

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Prof. Dr.-Ing. Claudia Langowsky Fachhochschule Brandenburg Magdeburger Straße 50 14770 Brandenburg an der Havel Tel.: 03381 / 355-342 E-Mail: [email protected]

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