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Unsere Zukunft – da fährt die Eisenbahn drüber

24.09.2021 | TU Graz screenshots

Von Beate Mosing

Einsteigen, im Abteil gemütlich zurücklehnen, entspannt und noch dazu mit gutem Gewissen reisen. Das macht Zugfahren aus. Also alles auf Schiene? Als nachhaltiges Transportmittel hat die Bahn die Nase vorne. In Sachen Infrastruktur gibt es allerdings noch weiteres Potential zur Vermeidung von Umweltwirkungen. Mit autonom fahrenden Zügen ließe sich zusätzlich die Auslastung optimieren. Und man könnte Recycling-Materialien für Fahrwegkomponenten verwenden. Zukunftsweisende Ideen – die ExpertInnen für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft der TU Graz forschen in viele Richtungen.

Bei Bau und Instandhaltung der Bahn-Infrastruktur gibt es noch viel Potenzial, den ökologischen Fußabdruck zu optimieren.

Gerade beim Thema nachhaltiges Reisen denkt man zuerst an die Bahn. „Als Massentransportmittel ist sie in jeder Hinsicht ökologisch“, erklärt Matthias Landgraf von der TU Graz. Doch hinter den Kulissen der Reise sind beispielsweise Gleisbaumaschinen für den Bau aber auch die Instandhaltung am Werk. Diese stellen aufgrund der dadurch erzielbaren Recycling-Quoten und wesentlicher Einsparungen von Transporten einen essenziellen Beitrag zum Klimaschutz dar, benötigen heutzutage aber auch noch eine Menge an fossilen Treibstoffen. Die Materialproduktion, dahinterliegende Transporte, Bau und Instandhaltung von Infrastruktur emittieren jährlich annähernd gleich viel CO2 wie die Summe aller Zugfahrten. „Die ÖBB haben hier bereits eine Vielzahl an Projekten zur Reduktion des ökologischen Fußabdrucks gestartet, wir unterstützen bei der Evaluierung und Identifikation weiterer Potenziale im netzweiten Kontext. Es gibt hier noch viel Potenzial und aus diesem Grund sind die Infrastruktur und ihre Instandhaltung auch unser Steckenpferd.“, bemüht Landgraf schmunzelnd ein anderes Transportmittel als Vergleich.

Richtig vergleichen: Geringe Nachhaltigkeit – große Kosten

Wollen wir in Österreich komfortabel und sicher mit den gewohnten Geschwindigkeiten mit dem Zug reisen, müssen jedes Jahr 200 bis 250 Kilometer an Schienen und Bahnschwellen produziert und eingebaut werden. „Die Bahnbaumaschinen, die das Gleis auswechseln, die Schienen schleifen und den Schotter stopfen, sind zumeist noch dieselbetrieben, auch wenn bereits mehr und mehr innovative Maschinen mit alternativen Antriebssystemen beschafft werden“, weiß der Experte. So kann eine Gleisbaumaschine mehrere Hundert Meter lang sein, kontinuierlich arbeiten und dabei simultan mehrere Arbeitsschritte durchführen.
Alternative Antriebe werden hier in Zukunft gefragt sein, doch für einen Batteriebetrieb sind einige der Maschinen und ihr dementsprechender Energiebedarf zu groß. Aus technischer Sicht setzt man hier zukünftig auf Wasserstoff, dessen großflächige Produktion aus erneuerbaren Energien entwickelt wird. „Diese hochspezialisierten Maschinen sind auf eine lange Lebensdauer ausgelegt. Hier kann man auch nicht ad hoc mit einer Innovation dazwischen grätschen. Umso wichtiger ist es, die bestehenden Fahrzeuge möglichst effizient und ressourcenschonend einzusetzen, um nicht unnötigen Abfall zu produzieren, indem man die Fahrzeuge vor Ende deren Nutzungsdauer beseitigt."

Mann steht mit verschränkten Armen an einem Geländer in einem Bahnhofsaufgang

Matthias Landgraf

Doch es gilt, aktuell bestmöglich zu agieren. Wie soll man also zum Beispiel bereits beim Kauf von neuen Zügen eine sinnvolle Entscheidung treffen? „Genau da kommen wir mit der Ökobilanzierung des Bahnsystems ins Spiel“, sagt Matthias Landgraf. Aktuell hat man begonnen, die „nachhaltige Beschaffung“ mit der ÖBB zu etablieren. Das heißt, dass die Angebote für eine Neuanschaffung durch die Berechnungsmethoden der TU Graz ökologisch miteinander vergleichbar werden. „Von der Produktion des Zugs bis zum Betrieb über die gesamte Lebensdauer, also auch die Instandhaltung und Infrastruktur, berechnen wir, welche Emissionen das bedeutet und was deren Kompensation kostet. Das wird zum jeweiligen Angebotspreis dazugerechnet und so wird Nachhaltigkeit zum Kostenfaktor und damit klar nachvollziehbar in die Entscheidung miteinbezogen“, erklärt er. Auch weitere große öffentliche Auftraggeber im Verkehrswesen im In- und Ausland haben bereits Interesse an dieser Methodik bekundet.

Zukunft voll auf Schiene: Verkehrswesen studieren

„Verkehrswesen studieren bedeutet, die Zukunft unserer Mobilität zu gestalten“, betont Landgrafs Teamkollegin Martina Zeiner von der TU Graz, „aus technischer und verkehrssoziologischer Sicht gibt es noch viel zu erforschen und man muss dabei interdisziplinär denken.“ In den Teams an der TU Graz bearbeiten das daher unterschiedliche Expertinnen und Experten zusammen. Von Überlegungen zu neuen Trassenführungen über die Elektrifizierung von Nebenbahnen bis zu Fahrplänen und funktionierenden Umstiegen, gibt es viel, was die Attraktivität der Bahn erhöhen und die Ökologisierung vorantreiben kann.

Studieren an der TU Graz: Mit einem Bachelorstudium für Bauingenieurwissenschaften an der TU Graz legt man die Schienen für eine Spezialisierung auf den Bereich Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft. Eine solche bietet im Anschluss zum Beispiel das Masterstudium Bauingenieurwissenschaften-Infrastruktur.

„Der Trend geht hoffentlich weiter zur Bahn. Wir sind gefordert, die notwendige Kapazität dafür zur Verfügung zu stellen. Aus Sicherheitsgründen darf sich entlang der Bahnstrecke nur ein Zug in einem sogenannten Blockabstand – meist mindestens ein Kilometer – befinden. Das autonome Fahren würde geringere Abstände erlauben, dann würden wir mehr Züge auf der Strecke unterbringen – dahinter stehen aber komplexe Algorithmen und Kontrollsysteme“, erklärt die Forscherin die Herausforderungen, an denen gearbeitet wird. Bei den langen Bremswegen – bis zu einem Kilometer bei einer Geschwindigkeit von 160 km/h – würden automatisierte Kommunikation und Positionsübermittlung vieles verändern.
Adaptive Systeme können den Zugführenden zu jedem Zeitpunkt die optimale Geschwindigkeit für eine energiesparende Fahrweise mitteilen. Das könnte 20 bis 30 Prozent Energie sparen, weiß Infrastrukturexpertin Zeiner. In der Schweiz sind diese bereits im Einsatz.

 Lächelnde Frau neben Zuggleisen auf einem Bahnsteig

Martina Zeiner

Recycling-Material für die Bahn

Seit dem 19. Jahrhundert gehört das Reisen mit dem Zug zu unserem Leben. Verändert hat sich in dieser Zeit vieles, einiges ist weitgehend gleichgeblieben. Keine Überraschung, schließlich ist die Bahn für eine sehr lange Nutzungsdauer ausgelegt. Im kommenden Jahr schauen sich die Forschenden des Instituts für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft der TU Graz an, ob zum Beispiel Kunststoff-Schwellen eine gangbare Alternative wären. Ein solches Recycling-Material würde die Infrastruktur in ökologischer Hinsicht optimieren. Doch dafür müssen sie auch den Belastungen durch den Zugverkehr standhalten und das gilt es in den nächsten Jahren zu prüfen. Wie gesagt, zu gestalten gibt es noch viel. Forschende wie Matthias Landgraf und Martina Zeiner werden daran mitarbeiten und es auch selbst miterleben, denn schließlich sind sie – nicht nur von Berufswegen – passionierte Bahnfahrende.

Rote Buchstaben mit der Bezeichnung Screenshots, Mann im Hintergrund

Die Forschenden der TU Graz suchen Lösungen für die brennenden Probleme der Gegenwart. Welche Themen sie derzeit auf dem Schirm haben und was man studieren kann, um wie sie die Zukunft zu verändern, erfahren Sie auf TU Graz screenshots.

Information

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Kontakt

Matthias LANDGRAF, Dipl.-Ing. Dr.techn.
TU Graz | Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft
Tel.: +43 316 873 4993
m.landgrafnoSpam@tugraz.at

Martina ZEINER, Dipl.-Ing. Dipl.-Ing. BSc
TU Graz | Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft
Tel.: +43 316 873 6218
martina.zeinernoSpam@tugraz.at