Business Case Wasserstoffbahn – von der Ressource bis zur Mobilitätsdienstleistung
Seit September 2021 arbeitetet das österreichische Konsortium “WIVA P&G „HyTrain” bestehend aus der Konsortialführerin FEN Sustain Systems GmbH mit Sitz am Green Energy Center Europe in Innsbruck, der Zillertaler Verkehrsbetriebe AG (ZVB), dem Eisenbahnplaner PROSE GmbH aus Schwaz, dem Wasserstoff Forschungszentrum HyCentA Research GmbH aus Graz und dem Verein WIVA P&G, am Knowhow-Aufbau für die Business Case orientierte Umsetzung von Wasserstoffzug-Projekten. Von der Ressource bis zum Bedarf wurden von der Stromerzeugung bis zur Mobilitätsdienstleistung alle wesentlichen Aspekte und Parameter für die Strategie- und Projektentwicklung sowie die Qualitätssicherung und Risikominimierung des Planungs-, Beschaffungs-, Übernahme und Betriebsführungsprozesses bearbeitet.
Die Motivation für das im Forschungswettbewerbsverfahren des Klima und Energiefonds evaluierten Leuchtturmprojektes stammte aus der Entwicklung des Regionalprojektes “Zillertalbahn 2020+ energieautonom mit Wasserstoff”, das von FEN Systems seit 2016 über einen Zeitraum von acht Jahren begleitet wurde. Dieses gesamthaft ausgelegte Wasserstoff Bahnprojekt wurde von der ZVB gemeinsam mit dem Planungsverband der Zillertaler Gemeinden, der Bevölkerung und der regionalen Wirtschaft im Einklang mit der Nachhaltigkeitsstrategie des Tales, der Tiroler Klima-, Energie- und Ressourcenstrategie „Tirol 2050 energieautonom“ und dem damit verbundenen Aufbau einer grünen regionalen Wasserstoffwirtschaft vorangetrieben.
Die vom Aufsichtsrat der Zillertaler Verkehrsbetriebe AG im Jahr 2018 beschlossene Umsetzung des Regionalprojektes “Zillertalbahn 2020+ energieautonom mit Wasserstoff” war auch in den Regierungsprogrammen der Republik Österreich und dem Land Tirol verankert. Dennoch musste jüngst das ganzheitlich bearbeitete regionale Wasserstoff Business Case Projekt dem Landespojekt “Dekarbonisierung der Zillertalban bis 2030 mit Akku-Zug” weichen, weil das Land Tirol seinen gemeinwirtschaftlich einzubringenden Finanzierungsanteil mit dem zwingenden Einkauf von – “jetzt als billiger klassifizierten” – Akku Zug Garnituren verbunden hat.
Forschungsergebnisse bestätigen den Business Case Wasserstoffbahn
Die Wasserstoffinitiative Vorzeigeregion Austria (WIVA P&G) organisierte am 25. Juni 2024 am Green Energy Center Europe in Innsbruck einen Erfahrungsaustausch über die Business Case orientierte Umsetzung von Wasserstoffbahnprojekten mit maßgeblichen internationalen Experten und Playern aus der Eisenbahnwirtschaft (auch im Lifestream).
Auch wenn das vertragsgemäß mit mit Ende August 2024 fertig zu stellende “WIVA P&G HyTrain” Forschungswettbewerbsprojekt nun ohne das Test Know How am weltweit ersten wasserstoffbetriebenen Schmalspurzug im Zillertal beendet werden muss, war das Ergebnis der Veranstaltung, dass nach ganzheitlichen Aspekten angelegte Wasserstoff-Bahnprojekte echte Business Cases für die Zukunft sind, wenn man – so wie es beim Projekt “Zillertalbahn 2020+ energieautonom mit Wasserstoff” der Fall war – gesamthaft berücksichtigt, dass:
- der Einsatz von volatilen (Tag / Nacht) und variablen (Sommer / Winter) Stromressourcen aus Sonne, Wind und Laufwasserkraft die Produktion von konkurrenzfähigem grünen regionalen Wasserstoff für den dauerhaft kalkulierbaren Betrieb ermöglicht,
- dafür mit einem strategischen Partner aus der Energiewirtschaft – so wie mit dem Wasserkraft Talschaftspartner Verbund AG – eine dauerhaft verlässliche Kooperation eingegangen werden kann,
- die Minimierung der Anzahl teurer Zuggarnituren durch die Vorteile wie schnellere Betankungen in den Endbahnhöfen möglich wird,
- mit dem Zugsystem sehr flexibel auch schwere Transorte, wie jene für die Zillertaler Hozindustrie, bewältigt werden können,
- gegebenenfalls betriebsbedingt ein autonomer Einsatz über einen ganzen Tag notwendig ist und entsprechend viele Fahrkilometer mit einer Betankung pro Tag zurückgelegt werden müssen, was jüngst durch die Weltrekord-Fahrt des Wasserstoff Zuges von Stadler Rail unter Beweis gestellt wurde,
- die Wasserstoffzüge bereits im Pionierstadium günstiger als herkömmliche Diesel Züge sind,
- die H2 Zugsysteme auch konkurrenzfähig zu herkömmlichen Oberleitung Systemen sind, wenn man in der Investitionsrechnung nicht nur den Ankauf von vermeintlich “billigeren” Zuggarnituren berücksichtigt, sondern auch die Kosten für die Oberleitung, deren Genehmigung, Grundablösen, Barrierefreiheit durch Über- und Unterführungen, die Konsensualisierung des Projektes in der Bevölkerung, die Umwelteinflüsse auf Landschaftsbild, die zwangsläufig steigenden Strombeschaffungs- und Bereitstellungskosten im „Power on Demand“-Prozess, die Zielerreichung der regionalen Klimaneutralität und Autonomie und die Perspektiven für die regionalwirtschaftliche Eigenständigkeit der Betriebe. Viele dieser Parameter wurden im Rahmen des “WIVA P&G HyTrain” Forschungsprojektes mit einer gesamthaften Nutzwertanalyse, die sich wesentlich von einer auf Momentaufnahmen und Zukunftsannahmen basierenden “Einkaufsvariantevergleichrechnung” für die billigsten Zuggarnituren unterscheidet, erfasst,
- es besonders in der Pionier- und Pilotanwendgsphase von ersten Serienprodukten für das Erfassen und Durchtagen der betriebs- und gemeinwirtschaftlich zu betrachtenden Gesamtinvestition eine verlässliche Partnerschaft zwischen der öffentlichen Hand und dem Betreiber, der Bevölkerung und den privaten Wirtschaftsbetrieben, welche die Investition bis zum Erreichen des betriebswirtschaftlichen Business Case Stadiums gemeinsam schultern.
Die wesentlichste Erfahrung aus dem “WIVA P&G HyTrain” Projekt ist daher, dass die Pilotanwendungen der pionierhaften Wasserstoff Bahnprojekte im logistischen Zusammenwirken den Blick auf das Ganze und verlässliche eine strategische Allianz zwischen der öffentlichen Hand und privaten Wirtschaft erfordert, die in der Lage ist, die klima-, energie- und ressourcenstrategischen Ziele bis zum Erreichen des Business Case Stadiums durchzutragen. Dabei darf im zeitlichen Ablauf auch kein Glied der Kette versagen, wie es beim Zillertal Projekt der Fall war. Es war und ist nicht Aufgabe der privaten Wirtschaft, die im öffentlichen Interesse stehenden Pionierinvestitionen für die im öffentlichen Interesse stehenden Energie- und Mobilitätsdienstleistungen der Zukunft zu übernehmen.
Die jedenfalls sehr gravierenden Auswirkungen der richtungsweisenden „Tiroler Akku Zug-Entscheidung“ auf alle beteiligten Strategie- und Vertragspartner, die regionale Entwicklung des Zillertals, den laufenden Aufbau der Wasserstoffwirtschaft in Zentraleuropa, die Strategie „Tirol 2050 energieautonom“ und die nationalen und internationalen Klima- und Energieziele können im Augenblick noch nicht bewertet und beziffert werden.
Mit dem Schwenk auf den Ankauf von Akku-Zuggarnituren wurde der Austausch der alten Diesel Garnituren erst zwischen 2025 und 2030 in Aussicht gestellt. Bis dahin werden weiterhin jährlich 900.000 Liter Diesel und 2.400 Tonnen klimarelevante CO2 Äquivalente pro Jahr verursacht, während der Wasserstoff Zug, der seit 2019 auf Grundlage einer öffentlichen Ausschreibung bei der Stadler AG in der Schweiz abrufbereit ist, bereits seit 2022 im Zillertal Schritt für Schritt die Mobilitätsdienstleistung der alten Diesel Garnituren übernehmen könnte. Die Versorgung mit grünem Wasserstoff aus Tirol ist jedenfalls seit der Inbetriebnahme der Demo4Grid-Wasserstofferzeugungsanlage und der “Demo4GRid Wasserstofferzeugung” und der “HyWest-Wasserstoff Logistik” bei MPREIS seit 2022 ebenso möglich wie der jederzeitige Austausch der alten Diesel- durch neue Wasserstoffzuggarnituren.
Im Sinne einer gesamthaften und schlüssigen Aufarbeitung und Darstellung werden diese Zusammenhänge noch von den entsprechenden Kontrollorganen zu bewerten sein.
Hätten das Know how nicht, müssten wir es jetzt rasch erfinden
Das ist mein Schluss aus dem internationalen WIVA P&G Erfahrungsaustausches zum Thema „HYDROGEN TRAINS!?“ In etlichen Regionen dieser Welt werden jezt – ausgelöst durch unsere Initiative im Jahr 2016 – Wasserstoffbahnprojekte gestartet. Die österreichischen “WIVA P&G HyTrain” – Forschungsergebnisse in Kombination mit den realwirtschaftlichen Erfahrungen mit der achtjährigen Projektentwicklung der „Zillertalbahn 2020+ energieautonom mit Wasserstoff“ werden jetzt dringend gebraucht und sind die Grundlage für den nächsten Evolutionsschritt in der ganzheitlichen Entwicklung von Wasserstoffbahnprojekten und darüber hinaus.
Als wir vor acht Jahren mit dem Wasserstoffbahnprojekt im Zillertal begonnen haben, hat es – bis auf einige Garagenprojekte – faktisch noch kein Wasserstoffzugprojekt gegeben. Heute fahren bereits weltweit in verschiedenen Projekten Wasserstoffzüge Pilot- oder erste Serienanwendungen von verschiedenen Herstellern, jedoch haben alle diese Wasserstoffzugprojekte eines gemeinsam:
Die fehlende Sicht auf das Ganze
Technisch funktionierende Wasserstoffzuggarnituren sind noch lange keine gesamthaft funktionierende Wasserstoff Bahnprojekte.
Wasserstoff-Schmalpurzüge sind ebenso wie Akku-Schmalspurzüge noch lange kein Massenprodukt, das zu Konkurrenzpreisen zu Elektro-Zügen bestellt werden können. Dieses Faktum wurde und wird vom „Käufermarkt“ bislang einfach ignoriert, weshalb auch alle Versuche von “Einkaufsvariantenvergleichsrechnungen” am Ende scheitern müssen. Wasserstoff-Schmalspurzüge können so wie Akku-Schmalspurzüge auch – aufgrund der fehlenden Skalierung im gegenwärtigen Entwicklungsstadium nur dann ein Business Case werden, wenn die gesamte Kette von der regionalen Energieressource bis zur Mobilitätsdienstleistung in die gesamte “Wirtschaftlichkeitsbetrachtung” mit einbezogen wird. Diese Herangehensweise ist nur in einem strategischen Verbund zwischen den jeweiligen Protagonisten in Verbindung mit beitragsfähigen Kräften aus der Gemein- und Privatwirtschaft möglich. Das Zillertal-Projekt war von Beginn an von dieser Herangehensweise geleitet und wurde in diesem Sinne auch mit zahlreichen nationalen und internationalen Forschungswettbewerbsprojekten zur Überwindung der mit der Pionierphase der Wasserstoffanwendung verbundenen Risiken hinterlegt. Begleitend erfolgte mit diesen Projekten auch der schrittweise Aufbau der grünen Wasserstoffwirtschaft in Zentraleuropa, welcher das Versorgungssicherheitsrisiko des Business Case Projektes Zillertal abgesichert hat. Mehrere Wechsel in der Politik, die Corona und Ukraine-Energiekrise haben das Projekt in Bezug auf die Finanzierung des gemeinwirtschaftlichen Anteils immer wieder vor neue Tatsachen gestellt und letztlich zu einem von Dogmatismus und Hyperei begleiteten Expertenstreit geführt, der die Entscheidung der Tiroler Landesregierung so beeinflusst hat, dass der gemeinwirtschaftliche Finanzierungsanteil des Landes Tirol nur dann gewährt wird, wenn ohne Rücksicht auf das große Ganze anstatt der Wasserstoff-Schmalspur-Zuggarnituren “vermeintlich billigere” Akku-Schmalspur-Zuggarnituren zur Dekarbonisierung des Zillertals eingekauft werden. Abgesehen davon, dass die Akku-Schmalspur-Zuggarnituren im Gegensatz zu den Wasserstoff-Schmalspur-Zuggarnituren erst entwickelt werden müssen (siehe Lifestream), muss der Strom für den Betrieb der Steckdose des internationalen Strommarktes kommen. Schon in der ersten Einführungsphase der Elektromobilität sehen wir in unserem Forschungslabor EWest ganz klare Preis-Probleme mit dem schnelle Laden von Auto-Akkus im „Power in Demand Prozess“. Die rapide steigenden Strom-Ladepreise an öffentlichen “Strom-Tankstellen” lassen leicht erahnen, was die Ladung eines Megawatt-Akku-Zuges bis zur Inbetriebnahme der Akku-Schmalspurbahn im Zillertal kosten wird.
Unabhängig davon finden die bisher gewonnenen Erkenntnisse aus unserem HyTrain Projekt bereits erste Anwendungen im nationalen und europäischen Forschungsverbund wie zum Beispiel MOST-H2 (siehe https://most-h2.eu/) und werden von einzelnen Konsortialpartnern als Dienstleistung in die auf internationaler Ebene laufenden Wasserstoff-Bahnprojekte eingebracht.
E. Fleischhacker, Vorsitzender der Codex Partnerschaft des Green Energy Center Europe in Innsbruck, Geschäftsführer der FEN Sustain Systems GmbH und Konsortialführer der nationalen Leuchtturm- und Flaggschiff-Projekte “HyTrain” und “HyWest” der Wasserstoffinitiative Vorzeigeregion Austria Power & Gas
WEITERE INFORMATIONEN
EXPERTENSTREIT BEIM PROJEKT “ZILLERTALBAHN 2020+ ENERGIEAUTONOM MIT WASSERSTOFF”
INTERNATIONAL KNOWLEDGE & EXPERIENCE EXCHANGE ON HYDROGEN TRAINS AT THE GREEN ENERGY CENTER EUROPE
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