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Deutsche Bahn : 300 km/h mit dem Strom der Geschichte

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Das Netzwerk der Oberleitungen am Bahnhof Mainz-Bischofsheim Bild: Peter Thomas

Die Bahn versorgt ihre Züge über ein eigenes Netz. Modernisieren wäre teuer. Züge, die auch im Ausland laufen sollen, müssen deshalb mit mehreren Systemen zurechtkommen.

          Deutschlands fünftgrößter Energieversorger? Da käme nicht gerade jeder auf die Deutsche Bahn AG. Und doch hat deren Konzerntochter DB Energie genau diesen Rang. Allerdings liefert sie in erster Linie Bahnstrom – ist also dafür verantwortlich, den elektrifizierten Teil des DB-Netzes zu versorgen. Das sind knapp 20 000 Kilometer von insgesamt 33 000 Kilometer Gesamtnetz. Auch sämtliche Neubau-Schnellfahrstrecken gehören dazu, auf denen der ICE bis zu 300 km/h erreicht.

          Zur Übertragung der Energie dient ein eigenes, knapp 8000 Kilometer langes Bahnstrom-Übertragungsnetz mit 110 Kilovolt Spannung. Es wird in der Hauptschaltleitung in Frankfurt am Main überwacht. Sie ist in einem eher nüchternen Bürobau nahe des Hauptbahnhofs untergebracht. Auf riesigen Bildschirmen ist im Kontrollraum das Bahnstromnetz mit allen entscheidenden Kennzahlen dargestellt. Davor sitzen rund um die Uhr einige der 1800 Mitarbeiter von DB Energie. Sie arbeiten daran, Frequenz und Spannung so optimal wie möglich zu steuern und dabei auch noch wirtschaftlich effizient zu agieren.

          Zehn Terawattstunden Strom verbraucht die Bahn jährlich für die elektrische Traktion von Personen- und Güterzügen. Das entspricht der Strommenge, die in der gesamten Großregion Berlin privat und gewerblich genutzt wird. Das sind knapp zwei Prozent des bundesweiten Stromverbrauchs. „Wahrscheinlich ist die Bahn damit der größte Einzelverbraucher elektrischer Energie in Deutschland“, sagt Hans-Jürgen Witschke. Der promovierte Diplomkaufmann ist seit 2004 Vorsitzender der Geschäftsführung von DB Energie.

          Im Leitstand läuft das Netz zusammen

          Physikalisch werden alle Elektroloks und Triebzüge unter dem Fahrdraht im DB-Netz mit dem gleichen Strommix versorgt. Dessen Quellen sind direkt ans Bahnstromnetz angeschlossene Wasser-, Kohle- und Gaskraftwerke sowie ein Atomkraftwerk. Außerdem kauft DB Energie Grünstrom aus erneuerbaren Energien zu. „Der gesamte Anteil erneuerbarer Energien macht bei uns heute bereits 42 Prozent aus“, sagt Witschke, „damit haben wir uns im Markt sehr weit vorne positioniert.“ Insgesamt werden rund 70 Prozent des in Deutschland verbrauchten Bahnstroms aus dem eigenen Netz in die Oberleitung eingespeist, der Rest kommt über Umformer oder Umrichter aus dem Landesnetz.

          Diese zuletzt genannten Anlagen geben schon einen Hinweis darauf, warum sich die Bahn eigentlich die Mühe macht, ein eigenes Übertragungsnetz zu unterhalten: Deutscher Bahnstrom hat eine Frequenz von 16,7 Hertz, unterscheidet sich also grundlegend von den öffentlichen Übertragungs- und Landesnetzen mit 50 Hertz. Die auf den ersten Blick so schräge Zahl 16,7 hat historische Gründe. Denn als vor mehr als 100 Jahren die Elektrifizierung der deutschen Vollbahnen begann, ließen sich die Motoren der E-Loks nicht problemlos mit 50-Hz-Einphasen-Wechselstrom betreiben: Die Maschinen neigten bei starker Belastung zu ausgeprägtem Bürstenfeuer (Abreißfunken an den Kohlebürste), was für hohen Verschleiß und entsprechende Kosten sorgte.

          Drehstrom (Dreiphasenwechselstrom) wäre aus Sicht der Motorenkonstrukteure viel besser geeignet gewesen. Das wusste man auch aus der Praxis. Schließlich hatten schon im Jahr 1903 Drehstrom-Triebwagen von AEG und Siemens bei Schnellfahrversuchen auf der Königlich Preußischen Militär-Eisenbahn zwischen Marienfelde und Zossen Geschwindigkeiten von mehr als 200 km/h erreicht. Allerdings reichte für die Energieversorgung kein einfacher Fahrdraht aus, sondern die Fahrzeuge brauchten eine dreipolige Oberleitung. Das wäre für die Elektrifizierung des gesamten Netzes extrem aufwendig und teuer geworden. Das in Oberitalien praktizierte Drehstrom-System mit einer lediglich zweipoligen Oberleitung und der Schiene als drittem Leiter setzte sich denn auch auf Dauer nicht durch.

          Auf riesigen Bildschirmen ist im Kontrollraum das Bahnstromnetz mit allen entscheidenden Kennzahlen dargestellt.

          Aber Gleichstrom kam für die Elektrifizierung der großen Strecken zu Anfang des 20. Jahrhunderts ebenfalls nicht in Frage. Der wäre zwar motorseitig gut beherrschbar gewesen und hatte sich bereits bei verschiedenen Stadtbahnen bewährt. Aber er verlor bei den seinerzeit üblichen mehreren hundert Volt Spannung während der Übertragung auf langen Strecken einfach zu viel Leistung.

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