Die Einführung von Wasserstoffzügen wurde zunächst als großer Fortschritt in Richtung umweltfreundlicher und nachhaltiger Mobilität gefeiert. Allerdings zeigt sich in der Praxis, dass Wasserstoff im Schienenverkehr zahlreiche Herausforderungen und hohe Kosten mit sich bringt, die seine Realisierbarkeit in Frage stellen.
Ein entscheidender Faktor, der gegen den Einsatz von Wasserstoffzügen spricht, sind die hohen Kosten. Die Herstellung von Wasserstoff ist ein energieintensiver Prozess, der derzeit noch nicht in ausreichendem Maß effizient und kostengünstig gestaltet werden kann. Die Infrastruktur für die Produktion, Lagerung und Betankung von Wasserstoffzügen muss zudem erst noch aufgebaut werden, was erhebliche Investitionen erfordert.
Die aktuellen Schwierigkeiten der Heidekrautbahn (RB 27) mit der Wasserstoffversorgung verdeutlichen die praktischen Probleme, die mit dem Einsatz von Wasserstoffzügen verbunden sind. Lieferschwierigkeiten führen dazu, dass die Züge nicht ausreichend betankt werden können und somit zeitweise aus dem Verkehr gezogen werden müssen. Dieser Zustand erfordert den Einsatz von Ersatzverkehrsmitteln wie Diesel- und Akkutriebzügen, was den Umweltnutzen der Wasserstoffzüge stark beeinträchtigt. Für diese Züge gibt es keine Alternative: Entweder ist Wasserstoff verfügbar, oder die Züge stehen still.
Wasserstoffzüge haben gegenüber herkömmlichen Zügen auch in Bezug auf Effizienz und Reichweite Nachteile. Die Energiedichte von Wasserstoff ist zwar hoch, aber die Umwandlung in elektrische Energie und der anschließende Antrieb der Züge sind weniger effizient als bei anderen Technologien. Zudem ist die Reichweite der Wasserstoffzüge im Vergleich zu Diesel- oder elektrisch betriebenen Zügen oft geringer, was den Einsatzbereich einschränkt. Obwohl Wasserstoff als sauberer Brennstoff gilt, hängt seine Umweltfreundlichkeit stark davon ab, wie der Wasserstoff hergestellt wird. Grüner Wasserstoff, der durch Elektrolyse mit erneuerbaren Energien erzeugt wird, ist momentan noch nicht in ausreichender Menge verfügbar. Der Großteil des Wasserstoffs wird immer noch aus fossilen Brennstoffen gewonnen, was den ökologischen Vorteil mindert. Aktuell liegt der Preis für grünen Wasserstoff, der durch Elektrolyse mit erneuerbaren Energien hergestellt wird, bei etwa 6 Euro pro Kilogramm. Dieser Preis kann je nach Region und Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien variieren. Im Vergleich dazu kostet blauer Wasserstoff, der durch Methanreformierung von Erdgas hergestellt wird und das entstehende CO2 speichert, etwa 2,20 Euro pro Kilogramm. Grauer Wasserstoff, der ohne CO2-Abscheidung hergestellt wird, ist der günstigste und kostet etwa 1,62 Euro pro Kilogramm.
Diese Preisdifferenzen verdeutlichen die Herausforderungen, die mit der Umstellung auf Wasserstoffzüge verbunden sind. Die hohen Kosten für grünen Wasserstoff machen ihn derzeit weniger wettbewerbsfähig als herkömmliche fossile Brennstoffe, was die Umsetzung in großem Maßstab erschwert.Der Einsatz von Wasserstoff im Schienenverkehr steht vor zahlreichen Hürden, die seine Effizienz und Nachhaltigkeit in Frage stellen. Die hohen Kosten, Herausforderungen in der Versorgung und die begrenzte Effizienz machen Wasserstoffzüge derzeit zu einer weniger attraktiven Option. Um den Schienenverkehr wirklich nachhaltig zu gestalten, sollten andere Technologien und innovative Lösungen in Betracht gezogen werden.
Wasserstoffzüge wandeln Wasserstoff in Brennstoffzellen in elektrische Energie um. Diese Methode ist relativ ineffizient, da der Wirkungsgrad der Wasserstoffproduktion, -speicherung, -transport und -umwandlung in den Brennstoffzellen bei etwa 30-40 % liegt. Dagegen ist die Verwendung von Oberleitungen im Schienenverkehr sehr effizient. Der Strom wird nahezu ohne Verluste direkt über die Oberleitungen zu den Zügen geleitet. Die Verluste entstehen hauptsächlich bei der Umwandlung und dem Transport des Stroms, was jedoch im Vergleich zu anderen Technologien minimal ist. Diese Methode ist nicht nur effizient, sondern hat auch geringe Betriebskosten und verursacht keine Emissionen während des Betriebs. Allerdings sind die Kosten für die Installation und Wartung der Oberleitungen hoch, und es gibt Einschränkungen in abgelegenen oder weniger frequentierten Strecken.
Auch Akkutriebzüge sind hier besser, so speichern soe den Strom in Batterien und geben ihn bei Bedarf an die Züge ab. Diese Methode ist moderat bis hoch effizient, da die Umwandlung von Strom in chemische Energie und zurück in elektrische Energie mit einigen Verlusten verbunden ist. Die Effizienz von Batterien liegt bei etwa 85-90 %. Akkutriebzüge bieten Flexibilität in der Nutzung und benötigen keine Oberleitungen, wodurch sie emissionsfrei betrieben werden können. Allerdings ist die Reichweite aufgrund der Batteriekapazität begrenzt, und die Batterien erfordern längere Ladezeiten und hohe Kosten für deren Anschaffung und Entsorgung.