U-Bahn 2.0: Stromerzeugung beim Bremsen

Der U-Bahn-Netzbetreiber Southeastern Pennsylvania Transportation Authority (SEPTA) erprobt derzeit ein System, das aus dem U-Bahn-Verkehr Strom generiert. Dabei wird die kinetische Energie, welche eine U-Bahn beim Bremsen erzeugt, mittels Generatoren an den Rädern in Elektrizität umgewandelt und anschließend in einem Akku gespeichert. Die Technologie verspricht eine Reduktion der Stromkosten um bis zu vierzig Prozent.

Ähnliche Systeme sind auch hierzulande, etwa im Netz der Wiener Linien http://www.wienerlinien.at , im Einsatz. „Unsere U-Bahn-Garnituren und Niederflurstraßenbahnen sind mit Bremskraft-Rückgewinnungssystemen ausgestattet“, erzählt Dominik Gries, Sprecher der Wiener Linien, gegenüber pressetext. Die dadurch mögliche Stromkosten-Ersparnis beträgt beachtliche dreißig Prozent. Die Verwendung eines Akkus und der gewinnbringende Verkauf der gewonnenen Elektrizität, wie es in Philadelphia derzeit erprobt wird, ist hierzulande derzeit allerdings noch kein Thema.

Aus Bremsenergie wird bares Geld

Derzeit wird das Strom-Rückgewinnungssystem nur an einem der 38 U-Bahnhöfe in Philadelphia erprobt. Doch allein dieser eine aufgerüstete Bahnhof könnte im Jahr SEPTA-Schätzungen zufolge eine halbe Mio. Dollar einbringen, wenn der erzeugte Strom gewinnbringend wieder ins Netz eingespeist wird. Würden alle U-Bahnhöfe entsprechend ausgerüstet, würde dies jährlich Einnahmen in Höhe von mehreren Millionen Dollar bedeuten.

„Die Idee, den Strom zu speichern und dann wieder einzuspeisen, ist interessant. Allerdings sind entsprechende Akkus derzeit noch sehr teuer und aufwändig in der Produktion“, kommentiert Gries das Konzept. Für die Zukunft schließt er jedoch nicht aus, dass solche Systeme ihren Weg auch nach Europa finden.

Besonders zu Zeiten, wenn in Städten viel Strom verbraucht wird, könnte sich das Einspeisen des aus der Bremsenergie gewonnenen Stroms ins städtische Elektrizitätsnetz für die U-Bahn-Betreiber auszahlen. Netzbetreiber müssen die Stromproduktion kontinuierlich überwachen und auf steigenden bzw. fallenden Bedarf seitens der Kunden reagieren. Üblicherweise lassen sie dazu einige Kraftwerke mit reduzierter Leistung laufen, die dann bei Bedarf hochgefahren werden. Dies dauert allerdings einige Zeit und kann bei kurzfristigen Nachfragespitzen zu spät erfolgen.

Software entscheidet über Stromverwendung

Akkus, wie sie im SEPTA-Versuch ebenso wie in Elektroautos Anwendung finden, meistern solche Situationen. Sie geben die Energie, die bei einer kurzzeitigen Bedarfsspitze gebraucht wird, ab (pressetext berichtete: http://pressetext.com/news/091216009/) und brauchen keine Zeit, um hochzufahren. Die SEPTA arbeitet gemeinsam mit der Smart-Grid-Firma Viridity http://viridityenergy.com an einer Software, die den Strom je nach Bedarf und dem zu erwartenden ökonomischen Nutzen entweder für den Antrieb der U-Bahnen nutzt oder ihn gewinnbringend ins Netz einspeist

Derzeit läuft das Projekt in einer Pilotphase, die noch bis Sommer 2011 andauern wird. Im Moment arbeiten die Teams von SEPTA und Viridity an der Lösung von zwei Problemen, die der Masseneinführung des Strom-Rückgewinnungssystems im Weg steht. Zum einen wird noch evaluiert, welche Akku-Technologie die Anforderungen im täglichen Betrieb am besten meistert, zum anderen herrscht auch bei der Software noch Entwicklungsbedarf.

Erprobt wurden bereits billige Säure-Blei-Akkus, die in puncto Haltbarkeit enttäuschten. Derzeit evaluieren SEPTA und Viridity leistungsfähige Lithium-Ionen-Akkus, die allerdings teuer sind. Zudem bedarf auch die Smart-Grid-Software noch einiger Anpassungen.

Sie muss Daten aus dem SEPTA-Netz ebenso wie die Daten verschiedener Strombörsen blitzschnell auswerten können und den Strom dann entweder für die U-Bahnen nutzen oder ins Netz einspeisen. Viridity hat ähnliche Lösungen bereits bei mit Solarzellen ausgestatteten Gebäuden erprobt, muss diese allerdings an die Anforderungen im U-Bahn-Betrieb anpassen. Ein Gewinn für die Umwelt sind öffentliche Verkehrsmittel natürlich auch jetzt schon. „Der Energieverbrauch von Öffis beträgt schon jetzt nur etwa ein Zehntel dessen, was Autos bei vergleichbaren Personenzahlen brauchen würden“, sagt Gries. Eine Steigerung der Umweltfreundlichkeit ist dabei freilich immer noch möglich.