Warum Wasserstoffzüge im Harz (nicht) funktionieren – Ein Faktencheck

Die verkehrspolitische Debatte in Deutschland ist von einer Sehnsucht nach technologischen Lösungen geprägt, die den Status quo der Mobilität erhalten und gleichzeitig die Klimaziele erfüllen sollen. In diesem Narrativ hat der Wasserstoffzug – das „Hydrail“ – eine fast mythische Rolle eingenommen. Er verspricht die Reichweite des Diesels mit der Sauberkeit des Elektrons, ohne dass teure Oberleitungen durch landschaftlich reizvolle Regionen wie den Harz gezogen werden müssen. Doch eine tiefergehende Analyse der physikalischen, ökonomischen und operativen Realitäten zeigt, dass dieses Versprechen im Kontext der Harzregion auf tönernen Füßen steht.

Das Wichtigste in Kürze (Zusammenfassung):

Physik: Wasserstoffzüge verbrauchen 3x so viel Strom wie E-Züge.

Kosten: H2 ist die teuerste Option; Batteriezüge (BEMU) sind über den Lebenszyklus hunderte Millionen Euro günstiger.

Praxis-Check: Die massiven Ausfälle im Taunus-Netz beweisen die mangelnde Wintertauglichkeit.

Topographie: Für die Steigungen im Harz fehlt Wasserstoffzügen die nötige Rekuperations-Power.

Fazit: Der Batteriezug (BEMU) ist die technisch und ökonomisch überlegene Lösung für das DISA-Netz.

Dieser Bericht, erstellt für Entscheidungsträger, Fachpublikum und die interessierte Öffentlichkeit auf marcel-hardrath.de, unterzieht die Option „Wasserstoffzug im Harz“ einem rigorosen Faktencheck. Basierend auf aktuellen Daten aus dem Dieselnetz Sachsen-Anhalt (DISA), den operativen Desastern im Taunus-Netz des Rhein-Main-Verkehrsverbundes (RMV), den strategischen Kehrtwenden der Landesnahverkehrsgesellschaft Niedersachsen (LNVG) und den wissenschaftlichen Analysen zur Zillertalbahn in Österreich, wird dargelegt, warum Wasserstoff im Harz keine nachhaltige Lösung darstellt.

Die Analyse identifiziert fünf strukturelle Barrieren, die den Einsatz von Wasserstoffzügen im Harz unwirtschaftlich und operativ riskant machen:

Um die Diskussion um den Wasserstoffzug im Harz zu verstehen, muss man zunächst den politischen und strategischen Rahmen betrachten, in dem diese Technologie diskutiert wird. Der Harz liegt im Schnittpunkt dreier Bundesländer – Sachsen-Anhalt, Niedersachsen und Thüringen –, die alle eigene, teils ambitionierte Ziele für die Energiewende verfolgen.

Sachsen-Anhalt hat sich frühzeitig als Vorreiter der Wasserstoffwirtschaft positioniert. Die Landesstrategie sieht vor, Wasserstoff nicht nur als Energieträger, sondern als zentrales Element der regionalen Wertschöpfung zu etablieren. Insbesondere der Chemiestandort Leuna und die vorhandenen Kavernenspeicher bilden ein Rückgrat, das Sachsen-Anhalt zu einem „Hydrogen Hub“ machen soll.  

Im Verkehrssektor definiert die Strategie den ÖPNV als ein mögliches Anwendungsfeld. Maßnahme 8 der Strategie fordert den Ausbau der Infrastruktur für Transport, Verteilung und Speicherung. Doch schon hier zeigt sich ein Zielkonflikt: Die Strategie betont auch die Notwendigkeit, Flächen- und Nutzungskonkurrenzen zu beachten. Grüner Wasserstoff wird absehbar ein knappes und teures Gut bleiben. Die Priorisierung muss daher dort erfolgen, wo es keine Alternativen gibt – etwa in der stofflichen Nutzung der chemischen Industrie oder im Hochtemperaturbereich der Industrie.  

Für den SPNV bedeutet dies: Wenn Wasserstoffzüge im Harz fahren sollen, stehen sie in direkter Konkurrenz zur Industrie um das knappe Gut Wasserstoff. Die Vorstellung, dass überschüssiger Windstrom im Harz einfach lokal elektrolysiert und in Züge vertankt wird, verkennt die Komplexität und die Kosten der Infrastruktur. Die Strategie des Landes weist darauf hin, dass langfristig ein Import von grünem Wasserstoff nötig sein wird, um den Bedarf zu decken. Dies macht den Bahnverkehr abhängig von globalen Marktpreisen für Wasserstoff, während Bahnstrom aus der Oberleitung meist über langfristige Verträge und den nationalen Strommix bezogen wird.

Die operative Realität des Schienenverkehrs im Harz wird durch das „Dieselnetz Sachsen-Anhalt“ (DISA) bestimmt. Dieses Netz umfasst die nicht elektrifizierten Haupt- und Nebenbahnen, darunter die wichtigen Verbindungen von Magdeburg nach Halberstadt, Thale, Blankenburg und Goslar sowie die Strecken von Halle in den Harz.  

Bis Dezember 2024 wurde dieses Netz von Abellio Rail Mitteldeutschland betrieben. Nach der Insolvenz von Abellio musste eine neue Lösung gefunden werden. Die Nahverkehrsservice Sachsen-Anhalt GmbH (NASA) entschied sich für eine Übertragung des Betriebs an die Regionalverkehre Start Deutschland GmbH („start“), eine Tochter der DB Regio, die den Betrieb unter dem neuen Vertrag „DISA II“ bis 2032 fortführen soll.  

Ein entscheidendes Detail dieser Vergabe ist die Fahrzeugflotte: Der neue Betreiber übernimmt die bestehenden 54 Dieseltriebwagen des Typs Alstom Coradia LINT 41. Diese Entscheidung ist von hoher strategischer Relevanz. Sie bedeutet, dass das Land Sachsen-Anhalt sich bewusst gegen einen sofortigen, disruptiven Technologiewechsel im laufenden Jahrzehnt entschieden hat. Der Vertrag läuft bis 2032 – ein Zeitraum, der genutzt werden kann, um die Infrastruktur für die Zeit nach dem Diesel vorzubereiten. Wäre man von der Wasserstofftechnologie überzeugt gewesen, hätte man die Ausschreibung DISA II nutzen können, um (ähnlich wie der RMV im Taunus) den Einsatz von H2-Fahrzeugen zu fordern. Dass dies nicht geschah, deutet auf eine gesunde Skepsis der Aufgabenträger hin.

Auch Thüringen verfolgt das Ziel, den SPNV zu dekarbonisieren. Das Thüringer Klimagesetz (vgl. § 5 nachhaltige Mobilität) verpflichtet das Land zur Unterstützung klima- und umweltfreundlicher Antriebe. Interessant ist hierbei die Technologieoffenheit: Es werden explizit Batterie- und Brennstoffzellenantriebe als Optionen genannt, um die teure Elektrifizierung von Nebenstrecken zu vermeiden. Doch auch hier wird die „finanziell wie zeitlich aufwendige Elektrifizierung“ als Hürde genannt, was oft als Argument für alternative Antriebe dient.  

Niedersachsen hingegen, direkter Nachbar im Nordharz (Goslar, Bad Harzburg), hat bereits Fakten geschaffen. Die Landesnahverkehrsgesellschaft Niedersachsen (LNVG), einst Pionier der Wasserstoffmobilität mit dem weltweit ersten iLint-Netz in Bremervörde, hat 2023 bekannt gegeben, in Zukunft ausschließlich auf Batteriezüge (BEMU) zu setzen und keine weiteren Wasserstoffzüge zu beschaffen. Diese Entscheidung eines direkten Nachbarn, der über die weltweit fundiertesten Erfahrungen mit H2-Zügen verfügt, ist ein massives Signal an die Planer im Harz: Wenn der Pionier aussteigt, warum sollte der Nachfolger einsteigen?

Die Diskussion um Wasserstoffzüge wird oft emotional oder ideologisch geführt. Um sie zu versachlichen, müssen wir die physikalischen Grundlagen betrachten. Der Vergleich der Antriebsarten ist keine Frage des Geschmacks, sondern der Thermodynamik.

Der entscheidende Indikator für die Effizienz eines Verkehrssystems ist der Wirkungsgrad „Well-to-Wheel“ (von der Energiequelle bis zum Rad). Er beschreibt, wie viel Prozent der ursprünglich erzeugten Primärenergie (z.B. aus einem Windrad im Vorharz) tatsächlich als Bewegungsenergie am Zug ankommen.

Die folgende Tabelle vergleicht die Wirkungsgradketten der relevanten Technologien für den Harz:

Analyse: Ein Wasserstoffzug benötigt für die gleiche Fahrleistung etwa dreimal so viel Strom wie ein Batteriezug oder ein Zug unter Fahrdraht. Die Gründe für die massiven Verluste beim Wasserstoff liegen in der Physik der Kette:

Im Kontext der Energiewende, in der wir jeden verfügbaren Grünstrom benötigen, um Kohlekraftwerke abzuschalten und die Industrie zu dekarbonisieren, ist der Einsatz von Wasserstoff in Zügen energetisch ineffizient. Das Umweltbundesamt stellt daher klar fest: Die direkte Nutzung von Strom hat Vorrang.

Ein Wasserstoffzug wie der Alstom Coradia iLint oder der Stadler FLIRT H2 ist technisch gesehen ein Hybridfahrzeug. Er besteht aus:

Diese Komplexität führt zu mehr Fehlerquellen („Point of Failure“) als bei einem reinen E-Zug oder einem reinen Dieselzug. Im Taunus (siehe Kapitel 6) war es oft nicht die Brennstoffzelle selbst, die versagte, sondern die Peripherie: Kompressoren, Ventile, Kühlsysteme oder die Software, die das Zusammenspiel der Komponenten steuert.

Ein Wasserstoffzug emittiert chemisch reines Wasser. Im Sommer ist das unproblematisch (Wasserdampf). Im Winter jedoch, insbesondere bei den im Harz üblichen Temperaturen von weit unter dem Gefrierpunkt, wird dieses Wasser zum Problem. Das „Produktwasser“ der Brennstoffzelle muss aus dem System ausgeleitet werden. Friert es in den Leitungen oder Ventilen, schaltet das System ab. Züge verfügen über Begleitheizungen für diese Leitungen, doch diese verbrauchen Energie – Energie, die aus dem Wasserstofftank kommt und somit die Reichweite im Winter drastisch reduziert. Im Taunus führte dies dazu, dass Züge reihenweise ausfielen oder erst gar nicht aufrüsten konnten. Für den Harz, wo der Betrieb auch bei -15°C und Schneesturm sichergestellt sein muss, ist diese Wetterfühligkeit ein Ausschlusskriterium für den alleinigen Träger der Daseinsvorsorge.

Die Diskussion um alternative Antriebe wird oft anhand von Flachland-Strecken geführt (z.B. Cuxhaven–Buxtehude). Der Harz stellt jedoch völlig andere Anforderungen an das Rollmaterial.

Die Theorie ist das eine, die Praxis das andere. Seit Dezember 2022 betreibt der Rhein-Main-Verkehrsverbund (RMV) im Taunusnetz (RB15, RB12 etc.) die weltweit größte Flotte an Brennstoffzellenzügen (27 Alstom iLint). Die Erfahrungen dort sind für den Harz von höchster Relevanz, da Topographie (Mittelgebirge) und Klima vergleichbar sind.

Die Situation eskalierte so weit, dass der RMV im Jahr 2024 die „Reißleine“ zog. Um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten, wurden wieder alte Dieselzüge (LINT 41) angemietet, die die hochmodernen Wasserstoffzüge ersetzen mussten. Für den Harz ist das eine deutliche Warnung: Wenn eine Technologie so unzuverlässig ist, dass man alte Dieselzüge als Backup vorhalten muss, hat man ökonomisch nichts gewonnen, sondern zahlt doppelt. Die Start Mitteldeutschland GmbH, die aktuell im Harz die LINT 41 Flotte betreibt, wäre schlecht beraten, diese zuverlässigen "Arbeitspferde" gegen eine Technologie zu tauschen, die im Nachbarbundesland Hessen gerade bewiesen hat, dass sie noch nicht serienreif für den harten Mittelgebirgsalltag ist.

Der Taunus ist kein Einzelfall. Zwei weitere prominente Projekte zeigen, dass der Trend im Bahnsektor weg vom Wasserstoff geht.

Für die Harzer Schmalspurbahnen (HSB) und das Normalspurnetz im Harz ist dies ein Präzedenzfall. Die Zillertalbahn ist in Länge, Profil und touristischer Bedeutung vergleichbar. Wenn dort Wasserstoff an der Ökonomie scheitert, wird er es im Harz auch tun.

Die LNVG in Niedersachsen war der weltweit erste Auftraggeber für Wasserstoffzüge (EVB-Netz Bremervörde). Sie haben die Entwicklung des iLint erst ermöglicht. Doch 2023 verkündete die LNVG, dass sie keine weiteren Wasserstoffzüge mehr bestellen wird. Zukünftige Ausschreibungen setzen auf Batteriezüge (BEMU). Die Begründung: Batteriezüge sind im Betrieb günstiger und effizienter. Das Argument wiegt schwer: Derjenige Akteur, der die meisten Daten und die längste Erfahrung mit H2-Zügen hat, wendet sich von der Technologie ab. Sachsen-Anhalt täte gut daran, diese „Lesson Learned“ aus Hannover nicht zu ignorieren.

Ein spezieller Fokus liegt auf den Harzer Schmalspurbahnen. Hier ist die Situation komplexer, da es nicht nur um Transport, sondern um historische Authentizität (Dampfloks) geht.

Eine von mir betreute Machbarkeitsstudie untersuchte die Umrüstung der Dampfloks auf Wasserstofffeuerung, um die Emissionen der Steinkohle zu eliminieren. Das Ergebnis war ernüchternd:

Für die Dieseltriebwagen der HSB (die den Grundtakt fahren) ist die Umstellung auf Akku-Triebwagen (BEMU) technisch machbar und sinnvoll, sobald die aktuellen Fahrzeuge das Ende ihrer Lebensdauer erreichen. Für die Dampfloks, die als touristisches Alleinstellungsmerkmal erhalten bleiben müssen, ist Wasserstoff keine Lösung. Hier bietet sich HVO100 (aus Reststoffen hydriertes Pflanzenöl) oder synthetische E-Fuels als Drop-in-Lösung an. Zwar emittieren diese lokal noch CO2 (das vorher der Atmosphäre entzogen wurde), aber sie erfordern keine neuen Loks und keine neue Infrastruktur. Alternativ kann hochwertige, raucharme Kohle oder Pflanzenkohle („Bio-Kohle“) geprüft werden, um die sichtbaren Emissionen zu senken.

Wenn Wasserstoff nicht funktioniert, was dann? Die Antwort für den Harz liegt in der Kombination aus bestehender Oberleitung und Batteriezügen (BEMU).

Interessanterweise bietet der Hersteller Stadler, der im Harz durchaus Chancen auf zukünftige Aufträge hat, sowohl H2 (FLIRT H2) als auch Akku (FLIRT Akku) an. In der Produktbeschreibung positioniert Stadler den Wasserstoffzug explizit für „lange, nicht elektrifizierte Strecken“ (wie in den USA), während für mittellange Strecken (wie im Harz) der Akku empfohlen wird. Wenn selbst der Hersteller sein Produktsegment so definiert, ist der Versuch, H2 auf den kurzen Harz-Strecken einzusetzen, eine Fehlallokation der Technologie.  

Ein „Deep Dive“ in die Kosten zeigt, dass Wasserstoffzüge die Regionalisierungsmittel übermäßig belasten würden. Jeder Euro, der in ineffiziente H2-Infrastruktur fließt, fehlt für Taktverdichtung oder den Ausbau des Schienennetzes fehlt.

Würde man das DISA-Netz auf H2 umstellen, müssten die Aufgabenträger (NASA, TLBV, RGB) jährliche Mehrkosten im zweistelligen Millionenbereich einplanen. Dieses Geld fehlt an anderer Stelle – etwa für Taktverdichtungen, Personal oder Bahnhofsmodernisierungen. Die Entscheidung, die LINT 41 Dieselzüge bis 2032 weiterzubetreiben, ist unter diesem Gesichtspunkt ökonomisch rational. Sie vermeidet Investitionen in eine teure Brückentechnologie (H2) und kauft Zeit, bis die BEMU-Technologie noch leistungsfähiger und günstiger ist oder die Elektrifizierung vorangeschritten ist.

Die eingangs gestellte Frage „Warum Wasserstoffzüge im Harz (nicht) funktionieren“ lässt sich basierend auf der Faktenlage eindeutig beantworten.

Behauptungen / Faktencheck/ Begründung:

"Wasserstoffzüge sind die einzige Alternative zum Diesel auf Nebenstrecken." Falsch - Batteriezüge (BEMU) decken Strecken bis 100+ km ab und sind im Harz technisch überlegen.

"Wasserstoff ist klimaneutral." Bedingt - Nur bei grünem H2. Der Wirkungsgrad ist jedoch so schlecht (30%), dass er grünen Strom verschwendet.

"Wasserstoffzüge sind bewährte Technik." Falsch - Erfahrungen im Taunus zeigen massive Unzuverlässigkeit und Winterprobleme. Pionier LNVG steigt aus.

"Der Harz braucht die Reichweite von Wasserstoff." Falsch - Die Strecken (Stichbahnen) sind kurz genug für Batterien. Nachladen unter vorhandener Oberleitung ist möglich.

"Wasserstoff ist wirtschaftlich darstellbar." Falsch - Studien (Zillertal, VDV) zeigen massive Mehrkosten gegenüber BEMU/Oberleitung.

Schlussfolgerung für den Harz: Der Wasserstoffzug ist im Harz eine Lösung auf der Suche nach einem Problem. Die spezifischen Herausforderungen der Region (Topographie, kurze Stichstrecken, existierende Teil-Elektrifizierung) sprechen physikalisch und ökonomisch für die Batterie-Oberleitungs-Hybridtechnologie (BEMU). Wasserstoff hat seinen Platz in der Energiewende – in der Stahlindustrie in Salzgitter, in der Chemie in Leuna oder im transkontinentalen Schwerlastverkehr. Aber auf der Schiene im Harz ist er ein teurer, ineffizienter und unzuverlässiger Irrweg.

Die Strategie des Landes Sachsen-Anhalt und der NASA, im aktuellen Verkehrsvertrag noch auf optimierten Dieselbetrieb (ggf. mit HVO) zu setzen und keine H2-Experimente zu wagen, erweist sich im Lichte der Probleme im Taunus und Zillertal als weitsichtig. Der nächste Schritt nach 2032 muss konsequenterweise die Einführung von Batteriezügen sein, flankiert durch den gezielten Ausbau von Oberleitungsinseln. Dies sichert Mobilität, schützt das Klima und schont den Steuerzahler.