Im Projekt MOSENAS beabsichtigt die Stadler Deutschland GmbH gemeinsam mit dem Projektpartner Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), einen modularen skalierbaren Energiespeicher für den Einsatz auf unterschiedlichen teilelektrifizierten Bahnstrecken unter besonderer Beachtung von Betriebstauglichkeit, Wirtschaftlichkeit und Vereinbarkeit mit der Ladeinfrastruktur zu entwickeln. Aufgrund der teilweise sehr engen Ladefenster auf einigen Streckenabschnitten wird auch die Eignung unterschiedlicher Batteriesysteme erforscht. Durch ökobilanzielle Betrachtungen, eine mögliche Nachnutzung von Traktionsbatterien und die vorgesehene Einbindung Erneuerbarer Energien soll der Schienenpersonennahverkehr noch nachhaltiger werden.

In den vergangenen Jahren hat sich der politische Wille zum Einsatz alternativer, besonders umweltfreundlicher Antriebe weiter gefestigt. Dort wo Infrastrukturaufwendungen für Oberleitungen zu unwirtschaftlich, aufgrund örtlicher Zwänge nicht möglich oder aber bis zum geplanten Einsatzbeginn neuer/moderner Fahrzeuge nicht realisierbar sind, kann der Einsatz weiterentwickelter Batterietechnologien den Umstieg auf Erneuerbare Energien ermöglichen. Durch die Skalierbarkeit des Energiespeichers ist eine optimale Anpassung an die konkreten Einsatzbedingungen unterschiedlicher Streckenprofile möglich und weitere, bisher mit Dieselfahrzeugen betriebene, Strecken können elektrisch befahren werden. Dabei stellt eine große Herausforderung die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit des Energiespeichersystems und der Ladeinfrastruktur für einen reibungslosen und pünktlichen Fahrgastbetrieb dar.

Im Vorhaben MOSENAS geht es um die Erforschung, Dimensionierung und Gestaltung eines modularen, skalierbaren Energiespeichers für batterieelektrisch angetriebene Schienenfahrzeuge, zugeschnitten auf die lokale Verfügbarkeit Erneuerbarer Energien und die realen Einsatzbedingungen auf den zu befahrenden Strecken. Hierbei werden auch unterschiedliche Batteriesysteme mit unterschiedlichen Betriebscharakteristiken untersucht. Zu den relevanten Rahmenbedingungen für die Auslegung des Antriebs- und der Energieversorgungseinheit der Fahrzeuge zählen bspw. die Streckentopografie sowie Einsatzbedingungen inkl. Rekuperationspotenziale, technische Kennzahlen des Batteriesystems, Klimatisierungsanforderungen, Passagierzahlen und verfügbare (Nach-) Ladeinfrastruktur sowie weitere lokale Gegebenheiten der nachhaltigen Energiebereitstellung. Hierfür werden neue Konzepte und Technologien erprobt. Mit den Ergebnissen dieses Projektvorhabens werden Aufgabenstellungen der praktischen Anwendbarkeit in realen Betriebssituationen aufgegriffen, die für eine nachhaltige Marktentwicklung batteriebetriebener Personenzüge wegbereitend sind.

Folgende Projektziele sollen erreicht werden:

  • Ermittlung typischer Streckenprofile zum Einsatz batterieelektrischer Fahrzeuge im SPNV
  • Identifikation und Erprobung geeigneter Energiespeichersysteme
  • Identifikation von Einsparpotenzialen im Batteriebetrieb und Entwicklung eines modularen, skalierbaren Batteriespeichersystems
  • Ökobilanzierung und Entwicklung eines Verwertungskonzepts für gebrauchte Akkus, 2nd Use
  • Konzept zur netzdienlichen Nutzung von Erneuerbaren Energien
  • Klärung von zulassungsspezifischen Fragestellungen

Folgende Forschungsfragen sollen beantwortet werden:

  • Welche Anforderungen stellen Strecken und Umläufe an die Auslegung von Energiespeichersystemen?
  • Welche Batterietechnologien eignen sich um langfristig einen sicheren, effizienten Bahnbetrieb zu ermöglichen?
  • Wie ist das Batteriesystem auszulegen, zu betreiben und zu behandeln, um Lebensdauer und Performance zu optimieren?
  • Wie kann ein modularer Energiespeicher zugelassen werden?
  • Wie kann der SPNV sinnvoll in die Nutzung Erneuerbarer Energien eingebunden werden und wie werden Auswirkungen auf die Netze abgemildert?
  • Wie groß ist der ökologische Fußabdruck eines batterieelektrischen Fahrzeuges und wie lässt sich dieser verbessern?

Folgende Ergebnisse wurden über die bisherige Projektlaufzeit erreicht (Stand Juli 2022):

  • Ermittlung typischer Streckenprofile zum Einsatz batterieelektrischer Fahrzeuge im SPNV
  • Rohentwurf des modularen Konzeptes
  • Erstellung Szenarien für die Anpassung des Energiespeichers

Kontakt Konsortialpartner

Stadler Deutschland GmbH
Martin Geračik
Lessingstraße 10213
158 Berlin
+49 30 9191-1958

Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt e.V. (DLR)
Sebastian Stickel
Rutherfordstraße 2
12489 Berlin
+49 30 67055-663

Förderkennzeichen
03EMF0403

Partner Laufzeitbeginn Laufzeitende Fördersumme
Stadler Deutschland GmbH01.01.2231.10.242.883.270,45 €
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.01.01.2231.10.242.313.864,19 €
5.197.134,64 €