H2-ICE-LOC

Fragestellung/Motivation

Die Emissionen des Bahnbetriebs können durch Elektrifizierung gesenkt werden. Dabei werden die Loks direkt mit elektrischer Energie über die Oberleitung oder Stromschiene versorgt. Allerdings finden Rangierfahrten durch Rangierlokomotiven zur Zusammenstellung von Zügen aus einzelnen Wagen heute oft in ausgedehnten, nicht-elektrifizierten Netzen statt. Bei der derzeitigen Baugeschwindigkeit wird es Jahrzehnte dauern, das gesamte Netz zu elektrifizieren. Gleichzeitig gibt es etwa 4.000 dieselbetriebene Rangierlokomotiven in Deutschland. Mit einer durchschnittlichen Lebenserwartung von 50 bis 70 Jahren wird es lange dauern, alle Lokomotiven durch neue Lokomotiven mit alternativen Antrieben zu ersetzen. Wenn es gelingt, bestehende Lokomotiven vom Kraftstoff Diesel auf Wasserstoff umzurüsten, ist es möglich, den CO₂-Ausstoß schlagartig auf annähernd null zu reduzieren.

Vorgehensweise und Projektziel

Ziel dieses Projekts ist, eine Umrüstlösung einer Bestandslokomotive auf Wasserstoffverbrennung zu entwickeln, um zukünftig einen emissionsfreien Rangierbetrieb im Schienengüterverkehr zu ermöglichen. Der Dieselmotor der Lok wird zuerst auf dem Prüfstand aufgebaut und für den Wasserstoffbetrieb vorbereitet. Untersuchungen im Einzylinder-Betrieb sollen zunächst die Machbarkeit einer ausschließlichen Verbrennung von Wasserstoff in Großmotoren bestätigen, um dies auf den Vollmotor zu übertragen und zu erproben.

Das IVB beschäftigt sich im Rahmen dieses Projekts mit der simulativen Beschreibung des Brennverfahrens und des Aufladesystems und erstellt aufbauend auf den Prüfstandsergebnissen entsprechende Motorprozesssimulationen. Mittels numerischer Simulationen soll ein optimales Aufladungskonzept in Form eines Abgasturboladers für die hohe Magerverbrennungsfähigkeit von Wasserstoff bei der Umrüstung von Diesel auf Wasserstoff herausgearbeitet werden.