"Die Entwicklung des Umweltvorteils der Bahn im Hinblick auf ausgewählte technische Aspekte";
Dissertation 17.08.2005
Stichwörter: Eisenbahn
Seit Jahren wird versucht, die Auswirkungen des Verkehrs auf die Umwelt zu vermindern. Ein häufig vorgeschlagener Ansatz ist hierbei zum einen, Verkehre auf umweltfreundlichere Verkehrsträger zu verlagern und zum anderen die Auswirkungen des Straßenverkehrs durch technische Maßnahmen zu verringern. Hierdurch wird die Innovationssgeschwindigkeit im Straßenverkehr gegenüber den anderen Verkehrsträgern erhöht. Bei einer konsequenten Anwendung dieser Handlungsmaxime stellt sich die Frage, ob und wann der Straßenverkehr zu den umweltfreundlicheren Verkehrsträgern und der Schienenverkehr zu den weniger umweltfreundlichen Verkehrsträgern gehören wird. In dieser Arbeit wird daher der Frage nach der technischen Entwicklung im Schienenverkehr nachgegangen. Anhand des Energieverbrauchs, einiger Schadstoffemissionen und der klimarelevanten Kohlendioxidemissionen durch den Betrieb der Fahrzeuge wird die mögliche Entwicklung recherchiert. Neben den Emissionen und dem Energieverbrauch, die direkt durch den Fahrbetrieb verursacht werden, werden in geringerem Umfang Aspekte der Infrastruktur und der Fahrzeuge betrachtet.
Alle Verkehrssysteme verursachen Emissionen von unterschiedlichen Schadstoffkomponenten einschließlich Kohlendioxid. Die Bewertung der Schädlichkeit dieser Emissionen für Mensch und Natur erfolgt in der Literatur häufig über die jeweiligen Emissionsmengen. Die Bestimmung der nationalen Mengen an Schadstoffemissionen durch den Verkehr erfolgt häufig über energiebasierte Emissionsfaktoren. Die Ermittlung von Emissionen in Deutschland erfolgt aufgrund der unterschiedlichen Datenbasis im Straßenverkehr eher durch eine Berechnung anhand der Verkehrsleistungen und des spezifischen Energieverbrauchs und im Schienenverkehr eher durch eine pauschale Aufteilung des Energieverbrauchs auf Verkehrsleistungen und anschließender Multiplikation mit den Emissionsfaktoren. Zudem ist für den Straßenverkehr eine größere Bandbreite an Emissionsfaktoren vorhanden. Für die Ermittlung der Umweltauswirkungen stehen umfangreiche Modelle zur Verfügung. In einzelnen Untersuchungen werden sehr unterschiedliche Methoden zur Erhebung angewandt.
Bevor die Möglichkeiten des Schienenverkehrs zur Verbesserung des Umweltverhaltens näher betrachtet werden, wird zunächst danach gefragt, welche Ziele von Seiten der Politik, der Industrie oder der Verkehrsunternehmen genannt und anvisiert werden. Im Allgemeinen wird eine Verlagerung von Verkehren auf die Schiene thematisiert. In diesem Zusammenhang werden als anzustrebende Ziele die Schaffung eines einheitlichen gesamteuropäischen Eisenbahnraums genannt. Eine Steigerung der Energieeffizienz wird in den letzten Jahren angestrebt und auch durch technologische Erneuerung umgesetzt. Eine Minderung von Emissionen im Schienenverkehr wird nur gelegentlich geäußert und dann nur selten konkretisiert. Dieses gilt sowohl für die europäische wie auch für die deutsche Ebene. Für den Straßenverkehr gibt es hingegen ein Bündel von Strategien zur technischen Verbesserung. Diese Strategien werden durch ordnungspolitische Maßnahmen flankiert. In den letzten Jahren rückt jedoch der Schienenverkehr mit seinen Umweltauswirkungen etwas näher ins Blickfeld.
Bei der Betrachtung der Gesetzgebung fällt auf, dass im Schienenverkehr geringere Anforderungen an die Technologie gestellt werden. Diese Beobachtung bezieht sich zum einen Teil auf die gesetzlich festgeschriebenen Emissionslimits, wie auf die gesetzlich nicht erforderliche Angabe von Emissions- und Energieverbrauchswerten. Weiter fällt auf, dass der Schienenverkehr in der EU-Richtlinie zur Reinhaltung der Luft (96/62/EG) bei Überschreitung der Schadstoffgrenzwerte der Luft im Gegensatz zum Kraftfahrzeugverkehr nicht als einzugrenzende Tätigkeit genannt wird.
Bei der Auswertung der statistischen Zahlen bezüglich der gesamten Emissionen und des Energieverbrauchs in Deutschland ist zu erkennen, dass beim Schienenverkehr diese Werte rückläufig sind. Werden sie auf die Verkehrsleistung bezogen, so zeigt sich ein steigender spezifischer Energieverbrauch im Schienenverkehr. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass durch die jeweilige Auslastung der Fahrzeuge die spezifischen Werte für Emissionen und Energieverbrauch beeinflusst werden. Die vorhandene Datenlage lässt die Vermutung zu, dass der Aufwand für die Traktion bezogen auf die Verkehrsleistung unabhängig von der Fahrzeugauslastung zunimmt. Dieses Ergebnis widerspricht allerdings den Angaben der DB AG.
Die gesamten Schadstoffemissionen im dieselbetriebenen Schienenverkehr sind ebenfalls rückläufig. Allerdings erfolgt die Abnahme nicht so stark wie im Straßenverkehr. Beim Schienenverkehr ist bezüglich Abgasemissionen eine wesentlich geringere Entwicklungsgeschwindigkeit gegenüber dem Straßenverkehr nicht zu übersehen. Große Fortschritte werden bei Schienenfahrzeugen erreicht, wenn Lkw-Motoren verwendet werden. Für Schienenfahrzeuge mit Bahnmotoren, die größer sind als die üblichen Motoren des Straßenverkehrs, werden Verbesserungen durch Remotorisierungen oder neue Fahrzeuge erreicht, allerdings auf geringerem Niveau.
Für die Minderung von Umwelteinwirkungen durch Schienenfahrzeuge gibt es zahlreiche Vorschläge. Die Einführung dieser Lösungen bleibt hingegen oftmals aus Migrations- und Kostengründen aus. Zu den durchgeführten Maßnahmen zählen Remotorisierungen und Energiesparmaßnahmen im gesamten DB Konzern.
In einem letzten Schritt ist anhand von verfügbaren Daten der Energieverbrauch und die Menge an Stickoxid- und Partikelemissionen für konkrete Gütertransporte im Schienenverkehr bestimmt worden. Die Ergebnisse werden als spezifische Werte bezogen auf Tonnenkilometer dargestellt. Die zuvor genannten möglichen Maßnahmen zur Verringerung der Umweltauswirkungen, nämlich Steigerung der Energieeffizienz, Verringerung der Abgasemissionen, Einsatz regenerativer Energien und Änderung der Traktion, werden hinsichtlich ihrer möglichen Auswirkungen abgeschätzt und auf die Ergebnisse bezogen. Die Resultate werden mit typischen Werten für den Gütertransport per Lkw für heutige und für zukünftig zu erwartende Fahrzeuge (EURO V) verglichen. Hierbei zeigt sich, dass in Bezug auf den Primärenergieverbrauch der Schienenverkehr mit einer möglichen Entwicklung im Straßenverkehr mithalten kann. Bei den Schadstoffemissionen des dieselbetriebenen Schienenverkehrs sind Reduktionen wie im Straßenverkehr mit Abgasnachbehandlungstechnologien kaum zu erreichen. Die Umsetzung der geplanten Limits der UIC führen nicht zu einer Entwicklung wie sie im Straßenverkehr zwischen Schadstoffklasse I und V zu verzeichnen ist. Es ist hierbei zu beachten, dass der größte Teil des Schienenverkehrs in Deutschland mit elektrischer Traktion erbracht wird.