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Akteure im Bereich der ökologischen Fortentwicklung von Schienenverkehrsangeboten

Erstellt am: 23.02.2011 | Stand des Wissens: 21.02.2017
Ansprechpartner
Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Prof. Dr. M. Wietschel


Legislative

Auf gesetzgeberischer Seite erweist sich insbesondere die Europäische Union als bedeutender Treiber ökologischer Zielstellungen im Schienenverkehr. Mit Verabschiedung der Richtlinie 2009/30/EG [UBA04d; UBA07h; EUKOM12c; DuMü13].  im Dezember 1997, welche eine "Bekämpfung der Emission von gasförmigen Schadstoffen und Luft verunreinigenden Partikeln aus Verbrennungsmotoren für mobile Maschinen und Geräte" verfolgt, wurden rechtsverbindliche Grundlagen zur Limitierung der durch Dieseltriebfahrzeuge verursachten Abgase beschlossen. Neben einer Beschränkung des Rußpartikelausstoßes legt die genannte Richtlinie EU-weit gültige Grenzwerte für lokal anfallende Stickstoff-, Kohlenstoff- und Kohlenwasserstoffemissionen fest. Hierbei regulieren die EU Abgasnormen den Ausstoß von Schadstoffen, welche die menschliche Gesundheit negative beeinträchtigen kann wie z.B. CO und Nox. CO2 Emissionen hingegen werden von der Europäischen Kommission für Klimapolitik reguliert. Die EU-seitig formulierten Abgasgrenzwerte haben innerhalb des vergangenen Jahrzehnts zu einer deutlichen Reduktion der durch Dieseltriebfahrzeuge induzierten Schadstoffausstöße beigetragen, da eine neu einzuführende Emissionsstufe meist mit einer deutlichen Verschärfung der Grenzwerte gegenüber der vorhergehenden Stufe einherging  [zlise468140; UBA07h; EUKOM12c; DuMü13]. Anders als bei der Straßenverkehrsflotte wird beim Schienenverkehr keine Emissionsgrenzwerte festgeschrieben, sondern Emissionsreduzierungsziele. Hierbei fordert Richtlinie 2009/30/EC die Reduzierung aller Treibhausgasemissionen vom Schienenverkehr um 6 % bis zum Jahre 2020 (Vergleichsjahr 2010) für alle Zugmaschienen die mit fossilen Brennstoffen wie z.B. Diesel angetrieben werden [EUPA15].

Mit Blick auf eine verbesserte Energieeffizienz sowie eine Schadstoffemissionssenkung des Verkehrssektors verfolgt die Bundesregierung im Wesentlichen zwei für Eisenbahnunternehmen relevante Strategien. Zum einen findet die erwähnte EU-Richtlinie 97/68/EG mit der 28. Bundesimmissionsschutzverordnung in der Bundesrepublik Deutschland ihre nationale Umsetzung und bindet somit Industrie-, Infrastruktur- sowie Verkehrsgesellschaften an die darin festgeschriebenen Grenzwerte [28. BImSchV]. Zum anderen soll die Rolle der Schiene im intermodalen Wettbewerb mit den übrigen Verkehrsträgern gestärkt werden, um bestehende Effizienzvorteile der Eisenbahn sowohl im Gütertransport als auch bei der Personenbeförderung umfassender zur Geltung zu bringen [BMVBS10i; DBAG15b]. Im Rahmen einer vor diesem Hintergrund ebenfalls angestrebten Auslastungssteigerung würde die schienenverkehrsseitige Energiebilanz unmittelbar beeinflusst.

Fahrzeugindustrie

Steigende Anforderungen an den Schadstoffausstoß von Dieseltriebfahrzeugen sowie den energetischen Wirkungsgrad des eingesetzten Rollmaterials erzeugen primär auf Herstellerseite einen erhöhten Innovations- und Optimierungsbedarf. Um die politisch jeweils vorgegebenen Emissionsstufen einhalten zu können, wurden dementsprechend zahlreiche technische Maßnahmen umgesetzt. Innermotorische Modifikationen, Abgasnachbehandlungssysteme und Leichtbaukonzepte trugen u. a. dazu bei, in den Jahren 2000 bis 2012 sowohl fahrzeugseitige CO2-Emissionen als auch den spezifischen Energieverbrauch um ca. 30 % zu reduzieren, und zwar sowohl im Personen- als auch im Güterverkehr der Deutschen Bahn (DB) [IFEU13i; IFEU13e; IFEU13k; IFEU13b]. Das Ziel der DB, CO2-Emissionen durch eine Reduktion des Energieverbrauchs bis 2014 um 20 % verglichen mit dem Jahr 2006 zu verringern, wurde bereits vor 2014 erreicht. [DBAG15b]. Auch auf Basis von Maßnahmen zur Verlängerung der Lebensdauer der Produktionsmittel sowie der Integration von Recyclingmaterialien werden derzeit Bemühungen realisiert, um die Material- und Ressourceneffizienz zu steigern.[Müll09; DBAG15b].

Auf europäischer Ebene engagieren sich die Fahrzeughersteller unter anderem im Rahmen ökologieorientierter Forschungsprojekte. Mit "Railenergy" verweist die Union of European Railway Industries (UNIFE) z. B. auf ein multinationales Vorhaben, welches sämtliche Komponenten des Verkehrssystems - vom Fahrzeug über den Betrieb bis hin zur Infrastruktur - auf rentabel umsetzbare Maßnahmen zu einer substanziellen Energieverbrauchssenkung hin untersuchte. Mit dem vom September 2006 bis August 2010 laufendem Projekt wurde ein Konzept erarbeitet, welches sowohl technische als auch organisatorische und Managementaspekte umfasst, sollen allein auf Herstellerseite Einspareffekte in Höhe von 6 % des gegenwärtig im Eisenbahnsektor anfallenden Gesamtenergiebedarfes erzielt werden. Des Weiteren widmete sich die UNIFE als Koordinator des EU-seitig kofinanzierten Projekts "Clean European Rail-Diesel (CleanER-D)" der Entwicklung und Verbesserung von schadstoffemissionsmindernden Techniken für unterschiedliche Dieseltriebfahrzeugklassen. Hierbei war in erster Linie beabsichtigt, Wege aufzuzeigen, die eine Ausstoßsenkung über das mittelfristig vorgesehene gesetzliche Maß hinaus ermöglichen. Explizit schließt dies u. a. eine detaillierte Evaluierung möglicher Hybridlösungen ein. [ Neue Quelle [SAND11]; SaPa13] Seit der United Nations Conference on Climate Change 2015 in Paris versorgt die UNIFE außerdem die in 2014 von der EU verabschiedete Initiative Shift2Rail mit Informationen und anderen Hilfestellungen. Sie beaufsichtigt u.a. Themen des Energiemanagements und arbeitet mit bei relevanten Forschungsarbeiten der EU-Projekten MERLIN (Sustainable and intelligent Management of Energy for smarter RaiLway systems in Europe: an Integrated optimisation approach) und OSIRIS (Optimal Strategy to Innovate and Reduce energy consumption In urban rail Systems ) [UNIFE15].

Unternehmensverbände

Abgesehen von den auf Firmenebene bestehenden Aktivitäten zeichnen sich auch die mit einer Interessensvertretung nationaler sowie internationaler Industrie-, Verkehrs- und Infrastrukturunternehmen betrauten Organisationen für ökologische Initiativen verantwortlich. So stellt bspw. die Union Internationale des Chemins de fer (UIC, dt. Internationaler Eisenbahnverband) eine über das Internet erreichbare Datenbank zur Verfügung, in welcher die auf Energieeffizienz und Schadstoffemissionsreduktion ausgerichteten Fahrzeugtechnologien hinsichtlich ihrer Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit bewertet werden [CER16a]. Demgegenüber zeigt der Verband der Bahnindustrie in Deutschland e.V. den zukünftigen Forschungsbedarf für Diesel- und Elektro- und Hybridantriebssysteme auf, indem er vielversprechende antriebstechnische Innovationen hinsichtlich ihres Potenzials für eine kurz- bis mittelfristig realisierbare Anwendungsreife im Bahnsektor kommentiert. Die Anstrengungen richten sich auch auf den Export deutscher Bahntechnologien, um so weltweit Umwelt- und Klimaschutz zu leisten [VBD12] .


Bestrebungen, die stets propagierte ökologische Vorteilhaftigkeit des Systems Bahn auch künftig gewährleisten zu können, werden darüber hinaus anhand der Aktivitäten der Eisenbahnverkehrsunternehmen und Eisenbahninfrastrukturunternehmen deutlich. In den vergangenen Jahrzehnten konnte bspw. der Deutsche Bahn AG sowohl den spezifischen CO2-Ausstoß als auch die verkehrsleistungsbezogenen Primärenergieverbräuche seiner Schienentriebfahrzeuge umfassend reduzieren. Die ebenfalls zum DB-Konzern gehörende DB Energie GmbH bemüht sich derweil um eine weitere Erhöhung des Anteils regenerativer Energien am deutschen Bahntraktionsstrommix, welcher 2015 bei 42 % lag [DBAG15b; CER16a]. Wie in Abbildung 1 zu sehen, hat sich der Bahnstrommix der Deutschen Bahn zwischen 2011 bis 2013 von größtenteils fossilen Brennstoffen zugunsten der Nutzung regenerativer Brennstoffe verschoben. Wie in Abbildung 1 sichtbar handelt es sich bei den zusätzlichen 13,8 % erneuerbarer Energien im Stromnetz um die zusätzlich beschaffte Strommenge aufgrund der grünen Angebote mit 100 % Ökostrom zu fahren. Dieses Angebot besteht mittlerweile nicht mehr nur für BahnCard-Kunden, sondern auch für reguläre Passagiere [DBNB13; DBAG15b]. Auch ausländische Netzbetreiber streben eine verstärkte Nutzung erneuerbarer Energiequellen an. Beispielhaft sei vor genanntem Hintergrund der belgische Infrastrukturbetreiber Infrabel S.A. erwähnt, welcher seit dem 24 Oktober 2015 zwischen Lüttich und Löwen betriebene Hochgeschwindigkeitsangebote aus streckenseitig installierten Windkraftanlagen speist [INF15] . Durch entsprechende Elektrotraktionsleistungen hervorgerufene Kohlendioxidemissionen können auf diese Weise im Endeffekt gänzlich vermieden werden.


Bahnstrommix.PNGAbb. 1: Abb. 1: Bahnstrommix in Deutschland (in %). [DBAG15b]. 1) Zusätzlich beschafft Strommenge für alle grünen Angebote mit 100% Ökostrom (Grafik zum Vergrößern bitte anklicken)




EU_electricityMixDevelopment.PNGAbb. 2: EU27 Schienenverkehr Elekrizitätsmix 1990-2011. [RWH14] (Grafik zum Vergrößern bitte anklicken)





Nicht zuletzt können auch öffentliche Aufgabenträger im Schienenpersonennahverkehr Einfluss auf die ökologische Entwicklung im Eisenbahnverkehr ausüben. Die Aufgabenträger, als Besteller und meist auch Finanziers der Verkehre, können in den (europaweiten) Ausschreibungsverfahren sowie den Verkehrsverträgen mit den Eisenbahnverkehrsunternehmen relativ detaillierte Vorgaben zu Energieeinsparungen und Schadstoffemissionsreduktionen integrieren. Die öffentlichen Aufgabenträger können beispielsweise in den Vergabeprozessen einen maximalen Energieverbrauch zwingend vorschreiben und somit die Eisenbahnverkehrsunternehmen zur Ausnutzung der Einsparpotenziale anregen und somit die Nachfrage nach energieeffizienteren Fahrzeugen steigern. Im Rahmen des EU-Projekts "ECORailS" wurde ein Leitfaden mit empfohlenen Kriterien sowie rechtssicheren Textbausteinen zur Verwendung in Schienenpersonennahverkehr-Ausschreibungen entwickelt und im Entwurf in vier europäischen Regionen getestet [ECOR11].

Publikationen

Ansprechpartner
Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Prof. Dr. M. Wietschel
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Energieeffizienz und Schadstoffemissionen im Schienenverkehr (Stand des Wissens: 05.05.2017)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?344430
Literatur
[BMVBS10i] Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur Aktionsplan Güterverkehr und Logistik-Logistikinitiative für Deutschland , 2010
[CER16a] o.A. Rail as a key to decarbonising transport, 2016
[DBAG15b] o.A. Deutsche Bahn Integrierter Bericht, Berlin, 2015
[DBNB13] o.A. Kennzahlen und Fakten zur Nachhaltigkeit 2013, 2013
[DuMü13] Dube, Nils, Müller, Matthias, Saurer, Josef Zukünftige Anforderungen an die Dieseltraktion, Ausgabe/Auflage 01-02/2013, Georg Siemens Verlag, Berlin, 2013/01
[ECOR11] Pippert, Matthias Leitfaden für SPNV-Aufgabenträger in Europa - Energieeffizienz- und Umweltkriterien in Vergabeverfahren des Schienenpersonennahverkehrs, 2011
[EUKOM12c] o. A. Mechanical engineering - Directives on emissions from non-road mobile machinery, Brüssel, 2012
[EUPA15] Pape, Marketa Reducing CO2 emissions from transport, 2015
[IFEU13b] Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH Datenbank Umwelt & Verkehr
2000/2012 - Deutschland - Güterverkehr - Emissionskategorie: WTW - Komponente: CO2, 2013/11/19
[IFEU13e] Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH Datenbank Umwelt & Verkehr
2000/2012 - Deutschland - Personenverkehr - Emissionskategorie: WTW - Komponente: CO2, 2013/11/19
[IFEU13i] Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH Datenbank Umwelt & Verkehr
2000/2012 - Deutschland - Personenverkehr - Emissionskategorie: WTW - Komponente: Energie (MJ bzw. kWh) - Verkehrsträger: Schiene, 2013/11/19
[IFEU13k] Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH Datenbank Umwelt & Verkehr
2000/2012 - Deutschland - Güterverkehr - Emissionskategorie: WTW - Komponente: Energie (MJ) - Verkehrsträger: Schiene, 2013/11/19
[INF15] o.A. Sustainable Development Report, 2015
[Müll09] Müller, Bernd Zug der Zeit, Ausgabe/Auflage Frühjahr 2009, Siemens AG, München, 2009, ISBN/ISSN 1618-548X
[RWH14] o.A. Railway Handbook 2014, 2014
[SaPa13] Sandor, Judith, Palacin, Roberto, Schwarz, Henning, Kamburow, Christian, Meinert, Michael Towards greener and cleaner rail diesel vehicles, veröffentlicht in European Railway Review, Ausgabe/Auflage 02/2013, Russell Publishing Ltd., Kent, 2013/03, ISBN/ISSN 1351-1599
[UBA04d] O.A. Maschinen und Geräte, 2016
[UBA07h] o. A. Grenzwerte für Mobile Maschinen und Geräte (Baumaschinen und Traktoren) der Stufen 1 und 2 sowie IIIA, IIIB und IV (Richtlinie 97/68/EG), Bonn, 2007/04
[UNIFE15] Demadonna, Andrea Energy Efficiency TG, 2015, Online-Referenz http://www.unife.org/standardisation/56-energy-efficiency-tg.html
[VBD12] o.A. Eco Rail Innovation zieht nach zwei Jahren erfolgreiche Bilanz und wächst weiter, 2012, Online-Referenz http://www.ecorailinnovation.com/press/view/35
Rechtsvorschriften
[2009/30/EG ] Änderung der Richtlinie 98/70/EG im Hinblick auf die Spezifikationen für Otto-, Diesel- und Gasölkraftstoffe und die Einführung eines Systems zur Überwachung und Verringerung der Treibhausgasem.
[28. BImSchV] Achtundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes- Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Emissionsgrenzwerte für Verbrennungsmotoren)
[97/68/EG] Richtlinie 97/68/EG [...] zur Angleichung der Rechtsvorschriften [...] zur Bekämpfung der Emission von [...] Schadstoffen und [...] Partikeln aus Verbrennungsmotoren für mobile Maschinen und Geräte
Glossar
Eisenbahninfrastrukturunternehmen Eisenbahninfrastrukturunternehmen (EIU) ist ein Rechtsbegriff des Allgemeinen Eisenbahngesetzes (AEG). Gemäß § 2 Abs. 1 AEG sind Eisenbahninfrastrukturunternehmen öffentliche Einrichtungen oder privatrechtlich organisierte Unternehmen die eine Eisenbahninfrastruktur betreiben.
Aufgabenträger
Die Aufgabenträger des öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) sind nach dem Regionalisierungsgesetz des Bundes und den Nahverkehrsgesetzen der Länder kreisfreien Städten, Kreisen, Zweckverbänden, Verkehrsverbünden und Bundesländern, die für die Planung, Organisierung und Finanzierung des ÖPNV verantwortlich sind.
Aufgabenträger für den schienengebundenen Personennahverkehr (SPNV) sind die Länder, die diese Aufgaben an Gesellschaften oder Zweckverbände delegieren können.
CO2
Kohlenstoffdioxid. Ein Gas, welches zu ca 0,4% in der Erdatmosphäre vorkommt, bildet den Grundstock für pflanzliches Leben und pflanzliche Biomasse. Es entsteht z.B. bei der Verbrennung (Oxidation) von Kohlenstoff mit Sauerstoff. Durch seine Wirkung als Treibhausgas und der massiven Freisetzung bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe ist es mit hoher Wahrscheinlichkeit der wichtigste Auslöser des Klimawandels.
Schienenpersonennahverkehr Gemäß Regionalisierungsgesetz (RegG) § 2 handelt es sich bei einer auf der Schiene erbrachten Beförderungsdienstleistung um ein Angebot des Nahverkehrs, "wenn in der Mehrzahl der Beförderungsfälle [...] die gesamte Reiseweite 50 Kilometer oder die gesamte Reisezeit eine Stunde nicht übersteigt" [RegG, § 2]. Zur Erfüllung der Daseinsvorsorge wird der SPNV von den Ländern bestellt und unterstützt. Der SPNV kann Teil des öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) sein.
Kohlenstoff = Kohlenstoff. Er kommt in der Natur sowohl in reiner Form als auch in großer Vielfalt chemisch gebunden vor. Kohlenstoffverbindungen bilden die molekulare Grundlage allen irdischen Lebens. Elementarer Kohlenstoff ist nichtmetallisch und kommt in mehreren Modifikationen vor, die beiden wichtigsten sind Diamant und Graphit. Bei Zimmertemperatur sind die Kohlenstoffmodifikationen stabil, bei höheren Temperaturen verbrennen sie zu Kohlenstoffdioxid (CO2), bei unvollständiger Verbrennung bildet sich das giftige Kohlenstoffmonooxid (CO).
CO
= Kohlenstoffmonoxid. Eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff und gehört damit neben Kohlenstoffdioxid zur Gruppe der Kohlenstoffoxide. Es ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas. Kohlenstoffmonoxid beeinträchtigt die Sauerstoffaufnahme von Menschen und Tieren. Schon kleine Mengen dieses Atemgiftes haben Auswirkungen auf das Zentralnervensystem.
Es entsteht bei der unvollständigen Oxidation von kohlenstoffhaltigen Substanzen. Dies erfolgt zum Beispiel beim Verbrennen dieser Stoffe, wenn nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung steht oder die Verbrennung bei hohen Temperaturen stattfindet. Kohlenstoffmonoxid selbst ist brennbar und verbrennt mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid. Hauptquelle für die CO-Belastung der Luft ist der Kfz-Verkehr.
NOx = Stickoxide. Ist die Sammelbezeichnung für die Oxide des Stickstoffs. Die wichtigsten Stickoxide sind Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid. Es sind gasförmige Verbindungen, die sich nur wenig in Wasser lösen. Die wichtigsten Stickoxid-Quellen sind natürliche Vorgänge, wie z. B. mikrobiologische Umsetzungen im Boden, sowie Verbrennungsvorgänge bei Kraftwerken, Kraftfahrzeugen und industrielle Hochtemperaturprozesse, bei denen aus dem Sauerstoff und Stickstoff der Luft Stickoxide entstehen. Stickstoffdioxid ist ein Reizstoff, der die Schleimhäute von Augen, Nase, Rachen und des Atmungstraktes beeinträchtigt.
Eisenbahnverkehrsunternehmen Eisenbahnverkehrsunternehmen (EVU) sind öffentliche Einrichtungen oder privatrechtlich organisierte Unternehmen, die Eisenbahnverkehrsleistungen erbringen. "Eisenbahnverkehrsunternehmen" stellt einen europarechtlichen Begriff dar, welcher durch nationales Recht in Form von § 2 (1) des Allgemeinen Eisenbahngesetzes (AEG) konkretisiert wird.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?342859

Gedruckt am Mittwoch, 22. Mai 2019 09:24:48