RailCharge – Automatisiertes Laden von Elektrofahrzeugen auf der Schiene als Enabler der E-Mobility

Ziele/Ideen

Bis dato ungelöste Probleme der aktuellen batterieelektrischen Mobilität (begrenzte Reichweite, lange Ladezeiten, hoher Energieverbrauch bei hoher Geschwindigkeit etc.) führen zu einer langsamen Umsetzung eines flächendeckend emissionsneutralen PKW- und LKW-Verkehrs. Das bestehende Zug- und Schienennetz ermöglicht neben einer generellen Reduktion des spezifischen Energieverbrauchs (kWh/km-to) auch emissionsneutrales, sicheres und autonomes Fahren durch elektrifizierte Strecken oder auch Wasserstofftechnologie. Weitere Herausforderungen, welche durch RailCharge gemeistert werden können sind:
• Verbesserte Nutzung der Reisezeit (mehr Komfort und Sicherheit) bei Reisen mit dem PKW auf dem Zug
• Schnellere Transition zu E-LKWs, welche z.Z. mit zu geringen Reichweiten und schweren Batterien zu kämpfen haben
• Nachhaltige Logistiklösungen werden kompetitiver, da mit kleineren Batterien nun größere Distanzen möglich sind und Stehzeiten bei (stationären) Ladevorgängen vermieden werden

Kurzbeschreibung

RailCharge verfolgt das Ziel einer Kopplung der Mobilitätssektoren Elektromobilität und Schienenverkehr, indem batterieelektrische Fahrzeuge auf schnell zu beladende, innovative Autozüge gebracht werden, welche gleichzeitig automatisiertes Aufladen der EV-Batterien ermöglichen. Dadurch können einige der akuten Probleme der Mobilitätswende bzw. Elektromobilität gelöst werden:
1. Insuffiziente Reichweiten von EVs werden durch Rail-Kilometer überbrückt
2. Es gelingt eine Verringerung des Energieverbrauchs pro Kilometer-Tonne
3. EVs mit geringerer Batteriekapazität sind ressourcenschonender / kostengünstiger und würden somit auch bei langen Strecken das Auslangen finden
4. Das Kollektiv Fahrzeugbatterien am Zug erlaubt neue Betriebsstrategien wie Bremsenergierekuperation oder Lastpunktverschiebung der Lok, z.B. bei Wasserstoffantrieb und führt somit zu erhöhter Gesamteffizienz
5. Langstrecken sind auf der Schiene mit größerer Geschwindigkeit bzw. sicherer zurücklegbar als auf der Straße

Resultate

Übergeordnetes Projektergebnis ist die Bestätigung des Potentials und der Machbarkeit des RailCharge Ansatzes. Diese Aussage stützt sich auf Teilergebnisse aus den verschiedenen Hierarchieebenen „Multimodale emissionsfreie Mobilität“, „Fahrzeugwaggon“ und „Fahrzeugschnittstelle“.
Erstes Ergebnis war die Bestimmung von umweltwirksamen und ökonomisch erfolgsversprechenden Use-Cases. Auf Basis dieser Business-Cases (u.a. Urlauberverkehr und Rollende Landstraße 2.0) wurden Waggonkonzepte entwickelt, welche den energetischen Anforderungen gerecht werden. Dies beinhaltete die Ausarbeitung elektrotechnischer Lösungen unter Einbeziehung von Zulieferern. Weitere Ergebnisse sind:
• Empirische Untersuchung der geeigneten automatisierten Ladeschnittstelle
• Identifikation rechtlicher und bewilligungstechnischer Aspekte im Bahnwesen
• „Modularer Lieferdienst“ – Leicht-LKW in Kombination mit standardisierten Containern, welche Batterien beinhalten und als EV-Range-Extender agieren

Partner

Easelink GmbH: Industriepartner – Automatisiertes EV Laden

RCC Railway Competence and Certification GmbH: Industriepartner – Zertifizierung im Bahnwesen

SSC RailTech: Industriepartner – Waggondesign

Verkehrplus: Industriepartner – Verkehrsplanung

Technische Universität Graz