Next Generation Train: NGT CARGO Betriebskonzept, Für den NGT CARGO liegt ein Betriebskonzept vor (HGF) MS 3120 1812

Kurzfassung

Seit mehr als zehn Jahren forscht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR) an einem Konzept für einen zukünftigen Hochgeschwindigkeitszug (Next Generation Train - NGT). Der Fokus liegt dabei zunächst auf der Konstruktion eines doppelstöckigen Hochgeschwindigkeitszugs für den Personenfernverkehr (NGT High Speed Train - HST). Darauf aufbauend wird ein Zubringerzug entwickelt (NGT LINK), der mit geringeren Geschwindigkeiten verkehrt und Regionen abseits der Hauptstrecken an das NGT HST-Netz anbindet. Für den Schienengüterverkehr wird seit 2014 der NGT CARGO entwickelt. Neben der Definition und Erarbeitung der verschiedenen NGT-Versionen werden parallel Forschungsarbeiten zu einzelnen Fragestellungen vorangetrieben, z. B. Fahrwerkstechnik, Aerodynamik, Betriebskonzepte, Antrieb, Fahrgastkomfort oder Leichtbau. Das Konzept des NGT CARGO zielt darauf ab, die Attraktivität des Schienengüterverkehrs zu steigern und den modal split Anteil des Güterverkehrs in Europa zugunsten der Schiene zu erhöhen. Dabei konzentriert sich das Konzept auf einen schnellen und leistungsfähigen Transport kleiner, eiliger Sendungseinheiten (z. B. Express- und Paketgut), deren Transportvolumen in naher Zukunft stark ansteigen wird. Der NGT CARGO ist geprägt durch ein hohes Maß an Automatisierung und kurzen Umschlagsprozessen. Der gegenwärtig durchgeführte Einzelwagenladungsverkehr ist in seiner jetzigen Form wenig zukunftsfähig, da er nur sehr geringe durchschnittliche Transportzeiten aufweist. Bestimmte Prozessbestandteile wie Zugbildung, Kuppeln und Rangieren sowie Vorsortieren der Wagen sind sehr zeitaufwändig und gegenüber dem Straßengüterverkehr begrenzt wettbewerbsfähig. Das Konzept des NGT CARGO greift diesen Schwachpunkt auf und setzt auf selbstfahrende, elektrisch angetriebene Güterwagen-Einheiten, welche mittels entsprechender Sensorik zahlreiche Prozessaufgaben wie Rangieren, Kuppeln oder das Befahren einer letzten Meile selbstständig durchführen können. Darüber hinaus sind die NGT CARGO-Güterwagen-Einheiten für Hochgeschwindigkeitsverkehr geeignet. Dafür bilden mehrere Güterwagen-Einheiten zusammen mit zwei Triebköpfen einen NGT CARGO-Triebzug. Die Züge können damit Hochgeschwindigkeitsstrecken mit bis zu 400 km/h befahren und so große Distanzen in kürzerer Zeit zurücklegen. Das hohe Geschwindigkeitspotenzial ermöglicht den NGT CARGO-Zügen, in den Fahrplan der schnellen Personenfernverkehrszüge integriert zu werden. Im Rahmen dieses Arbeitspakets wird auf Basis von Gütermengen und Nachfragedaten eine mögliche Referenzstrecke für eine europäische NGT CARGO-Relation ermittelt. Für diese Strecke wird anschließend ein Betriebskonzept erstellt, simuliert und bewertet. Das Ergebnis des vorliegenden Arbeitspaketes AP 3120 ist die Aufstellung eines NGT CARGO-Betriebskonzeptes. Für dieses Betriebskonzept sind zwei Szenarien zu betrachten: Einerseits die Nutzung des künftigen Schnellfahrstreckennetzes in Europa mit dem Zeithorizont 2025/2030 (Szenario S1), andererseits die Nutzung einer NGT CARGO-Schnellfahrstrecke (Szenario S2), die eine Fahrt mit bis zu 400 km/h erlaubt. In Szenario S1 ist der NGT CARGO auf der Relation von Nimes (Frankreich) nach Linz (Österreich) nur drei Stunden schneller als der 160 km/h-Referenzgüterzug herkömmlicher Bauart. Der NGT CARGO hat auf diesem Abschnitt einen um 50 % höheren Energiebedarf. Er ist dementsprechend deutlich kostenintensiver im Betrieb bei nur drei Stunden Zeitgewinn zwischen Nimes und Linz. Dieser Aspekt ist unter anderen die Anregung zur Betrachtung einer weiteren Betriebsvariante S2, in der die Vorteile des NGT CARGO stärker ausgenutzt werden können. Die Variante S2 sieht den Neubau einer NGT CARGO-Schnellfahrstrecke zwischen Madrid und Bukarest mit einer Streckenhöchstgeschwindigkeit von 400 km/h vor. In diesem Meilensteinbericht erfolgt eine Kapazitätsbetrachtung für das Szenario S2. Anschließend werden die jeweiligen Vor- und Nachteile der beiden Szenarien S1 und S2 diskutiert. Für Szenario S1 spricht vor allem die Nutzung der bereits vorhandenen Infrastruktur. Dadurch ergibt sich ein geringerer Kostenaufwand, weil wenig Infrastruktur-Neubauten erforderlich sind. Lediglich die Anbindung der NGT CARGO-Hubs erfordert bspw. den Bau von Verbindungsstrecken zum bestehenden Schienennetz. Darüber hinaus kann bei Umsetzung des Szenarios S1 eine bessere Auslastung der vorhandenen Schnellfahrstrecken in Europa erreicht werden. Ferner ist der Zeithorizont für eine mögliche Realisierung des S1-Szenarios deutlich kürzer als im Szenario S2. Für Szenario S2 spricht vor allem die deutliche Senkung der Transportzeiten im Vergleich zu Szenario S1. Auf der eigenen S2-Schnellfahrstrecke ist ein artreiner Hochgeschwindigkeitsgüterverkehr möglich. Dem NGT CARGO kann betrieblich die höchste Priorität eingeräumt werden. Aufgrund der Nutzung eigener Infrastruktur bestehen große Kapazitätsreserven, auch für einen zukünftigen Ausbau des Fahrtenangebots. Außerdem kann der NGT CARGO seine Betriebsgeschwindigkeit von 400 km/h größtenteils ausnutzen. Szenario S1 überzeugt mit einer eher kurzen Realisierungsperspektive und geringeren Investitionen gegenüber Szenario S2. Im Szenario S2 hingegen kann der NGT CARGO seinen Geschwindigkeitsvorteil ausnutzen. Dabei sind allerdings Umsetzungszeitraum und Finanzierung des Vorhabens äußerst ambitioniert. Eine Alternative wäre ein mögliches drittes Szenario S3, welches die Vorteile beider Szenarien S1 und S2 aufnimmt (Nutzung bestehender Schnellfahrstrecken in Verbindung mit strategisch sinnvollen Streckenausbauten auf bislang sehr langsamen Abschnitten). Ein mögliches Szenario S3 kann auf zwei Arten einen Kompromiss bieten. Zum einen würden die Investitionen, die für die Gesamtstrecke aufzuwenden wären, substanziell verringert. Zum anderen sinkt bei einer Maximalgeschwindigkeit von 320 km/h auf den bestehenden Strecken der Energiebedarf. Es ist mit einer Fahrzeitverlängerung von etwa zwei Stunden auf der Gesamtstrecke bzw. 1:15 h zwischen Nimes (Frankreich) und Linz (Österreich) zu rechnen. Es wird also weiterhin eine Halbierung der Fahrzeiten des konventionellen 160 km/h-Güterzuges erreicht, wodurch eine starke Änderung der Konkurrenzsituation zum Straßen-, aber auch zum Luftverkehr zu erwarten ist. Angesichts dieser Ergebnisse ist zu untersuchen, ob ein Betrieb eines Güterzuges mit 400 km/h Höchstgeschwindigkeit wirtschaftlich darstellbar ist. Die Fahrzeiteffekte oberhalb von 300 km/h sind im Güterverkehr noch mehr als im Personenverkehr vernachlässigbar, wobei insbesondere die langen Hub-Aufenthalte eine große Konstante in der Fahrzeit darstellen. Der Energieverbrauch und damit die Kosten und der Verschleiß steigen bei sehr hohen Geschwindigkeiten dagegen überproportional an. Die Entwicklung eines Hochgeschwindigkeits-Güterzuges, der mit bis zu 300 km/h auf Bestandsstrecken mitschwimmen kann, in Kombination mit priorisierten Ausbauten sehr langsamer Strecken auf 200 bis 250 km/h (Szenario S3) könnte bereits eine Revolution für die Attraktivität des Schienengüterverkehrs darstellen und dennoch wirtschaftlich umsetzbar bleiben. ### Weitere Veröffentlichungen zum Thema: ### Mönsters, Michael und Flamm, Leander (2020) Betriebskonzept für den NGT CARGO auf der Europa-Referenzstrecke Madrid - Bukarest / Operational concept for the NGT CARGO on the European reference route Madrid - Bukarest. SIGNAL + DRAHT, 112 (4), Seiten 27-34. DVV Media Group. ISBN 0037-4997. ISSN 0037-4997. https://elib.dlr.de/132782/ ### Schumann, Tilo und Mönsters, Michael und Meirich, Christian und Jäger, Bärbel (2018) NGT CARGO - Concept For A High-Speed Freight Train In Europe. WIT Press. COMPRAIL 2018, 2.-4. Juli 2018, Lissabon, Portugal. https://elib.dlr.de/120696/ ### Knitschky, Gunnar und Lobig, Anika und Schumann, Tilo und Mönsters, Michael (2018) Marktanalyse und Betriebskonzept für den Next Generation Train CARGO. EI - Der Eisenbahningenieur. Tetzlaff Verlag. ISSN 0013-2810. https://elib.dlr.de/118567/ ### Winter, Joachim und Krüger, David und Böhm, Mathias und Mönsters, Michael und Schumann, Tilo (2017) NGTCARGO Ein Betriebskonzept für den internationalen Güterverkehr. Deine Bahn, Seiten 12-16. Bahn Fachverlag. ISSN 0948-7263. https://elib.dlr.de/114675/