Züge und Lastwagen

Der Weg des Güterverkehrs zu null Emissionen erfordert, dass alle Transportarten ihre CO2-Intensität und Partikelemissionen reduzieren. Können Züge und Lkw voneinander lernen, um den Prozess zu beschleunigen?

Kürzlich hatte ich die Gelegenheit, der Frühjahrstagung 2023 des Rail Electrification Council (REC) der National Electrical Manufacturers Association (NEMA) zuzuhören. Zu den Teilnehmern gehörten Experten verschiedener nordamerikanischer Eisenbahnen, Hersteller von Schienenausrüstung und Gruppen der Bahnindustrie.

Die REC-Gespräche ähnelten weitgehend den NACFE-Gesprächen zu emissionsfreien Lkw. Sowohl der Schienen- als auch der LKW-Verkehr sind mit außerordentlich schnellen Innovationen bei den Antriebstechnologien konfrontiert, die eine Vielzahl von Energiearten umfassen, wobei sowohl von Seiten der Kunden als auch von den Regulierungsbehörden der Druck wächst, auf einen emissionsfreien Verkehr umzusteigen.

Bahn und Lkw sind gleichzeitig Konkurrenten und Partner im Güterverkehr. Dies verkompliziert die Beziehung zwischen den beiden, da keiner Marktanteile an den anderen verlieren möchte, beide jedoch mit der gleichen Notwendigkeit konfrontiert sind, sich schnell weiterzuentwickeln.

Die Zukunft der Schienenantriebskraft wurde von Mike Cleveland, Direktor für fortgeschrittene Energie bei Progress Rail, als „chaotisch“ beschrieben. Cleveland und andere diskutierten, dass es keine optimale Lösung für den Ersatz dieselelektrischer Züge gibt. Auf dem Weg zur Dekarbonisierung werden in Zukunft batterieelektrische, oberleitungselektrische, Wasserstoff-Brennstoffzellen-, Biogas-, erneuerbare Diesel- und andere Technologien zum Einsatz kommen. Dies steht im Einklang mit dem jüngsten NACFE-Bericht „The Messy Middle: A Time for Action“ für den Lkw-Transport.

Mike Iden, ein Berater für die Bahnindustrie bei Tier 5 Locomotive LLC, lieferte einen hervorragenden Überblick über emissionsfreie Eisenbahnantriebsoptionen und erklärte, dass es „keine Allheilmittel“ und keine „Winner take all“-Technologie gebe, anders als bei der Diesel-Elektro-Dampftechnologie in den 1950er Jahren – bekannt als Dieselisierung. Iden und andere diskutierten, dass jeder Zug, jede Strecke einzigartig sei. Dies spiegelt meine früheren Bemerkungen im CCJ wider, dass es keine durchschnittlichen Lkw gibt und dass speziell entwickelte, arbeitszyklusspezifische Lösungen notwendig sein werden, um Fahrzeuge für den emissionsfreien Güterverkehr zu optimieren.

Iden kam außerdem zu dem Schluss, dass alle diese Lösungen unabhängig davon, ob der Zugstrom aus Batteriestrom, Wasserstoff-Brennstoffzelle, erneuerbarem Diesel oder einem anderen Kraftstofftyp stammt, netzabhängig sind – alle erfordern eine robuste und erhöhte Stromerzeugung und -übertragung in Nordamerika. Dies steht im Einklang mit den Erkenntnissen des NACFE zu emissionsfreien Lkw-Antriebssträngen, bei denen Lebenszyklusbewertungen zeigen, dass Elektrizität für alle Kraftstoffarten von grundlegender Bedeutung ist.

Ein grundlegender Unterschied zwischen Bahn und Lkw ist die Lebensdauer von Kapitalanlagen. Laut Francois Belanger, Senior Director für Nachhaltigkeit bei Canadian National, haben Lastkraftwagen, die Güter befördern, eine Nutzungsdauer von 13 bis 14 Jahren, Züge können jedoch mit einer Nutzungsdauer von 30 bis 70 Jahren rechnen, bevor sie ersetzt werden müssen. Die Lebensdauer von Vermögenswerten hat erhebliche Auswirkungen auf die Investitionsplanungshorizonte für Schienendienste, die sich aufgrund gemeinsamer Infrastrukturanforderungen auch auf die Planung für Lkw auswirken können.

Intermodale Anlagen, in denen Bahn und Lkw Ladungen austauschen, könnten Möglichkeiten für eine gemeinsame Betankungsinfrastruktur zwischen Bahn und Lkw bieten. Pipelines oder Tanker, die erneuerbare Kraftstoffe transportieren, und/oder Stromleitungen, die Strom für eine intermodale Anlage liefern, müssen möglicherweise den Bedarf von Lastkraftwagen und Zügen koordinieren, damit Versorgungsunternehmen und Kraftstofflieferanten den zukünftigen Bedarf genau abbilden können.

Lehren aus großen neuen Lkw-Installationen, wie sie in der neuen Demonstration „Run on Less – Electric DEPOT“ von NACFE hervorgehoben werden, könnten auch für neue emissionsfreie Bahnprojekte relevant sein, insbesondere im Hinblick auf Versorgungsunternehmen, Planungskommissionen, Genehmigungen und Umweltgerechtigkeit.

Sowohl der Schienen- als auch der Lkw-Verkehr teilen sich einen Markt. Das Bureau of Transportation Statistics (BTS), die Federal Reserve, das Energieministerium, das Handelsministerium und eine Reihe von Nichtregierungsorganisationen sind sich weitgehend einig, dass in Zukunft mehr Fracht transportiert werden muss. Sie sind sich möglicherweise nicht einig darüber, wann und wie viel genau.

Ein von BTS gemeldetes Beispiel für eine Frachtprognose ist, dass das Freight Analysis Framework (FAF) schätzt, dass „die Tonnage zwischen 2022 und 2050 um etwa 1,4 % pro Jahr zunehmen wird“. Die FAF prognostiziert, dass Lkw weiterhin den Güterverkehr dominieren werden, da sie im Jahr 2017 65 % des Gesamtfrachtgewichts ausmachten und dieser Anteil im Jahr 2050 voraussichtlich 67 % betragen wird. Im Vergleich dazu hatte die Schiene im Jahr 2017 8 % des Gesamtfrachtgewichts Die FAF geht davon aus, dass die Schiene im Jahr 2050 einen Anteil von 7 % haben wird. Der Rest entfällt auf Luft, Wasser, Pipelines und andere Verkehrsträger.

Was möglicherweise übersehen wird, ist, dass ein Teil dieser Fracht auf Schiffen, Zügen, Flugzeugen und LKWs nacheinander transportiert werden kann, da bestimmte Lieferungen die Verwendung mehrerer Transportmittel erfordern, um das Produkt an seinen Bestimmungsort zu bringen. Das Konzept des intermodalen Betriebs eignet sich genau für den Einsatz mehrerer Transportmethoden in einem System zum Transport von Produkten.

Es gibt viele Partnerschaften zwischen Zug und Lkw, die jedoch immer noch stark im Wettbewerb miteinander verwurzelt sind. In einer Anzeige im Magazin „Trains“ von Southern Railway vom Januar 1979 wird RE Chambers, Leiter der Intermodalabteilung, mit der Frage zitiert: „Wo wird Southern sein, wenn Lkw-Flotten für Langstrecken zu energieineffizient werden?“ In der Werbung werden weiterhin Schätzungen des Bundes zitiert, wonach die Eisenbahnen bis 1990 einen Anteil von 24 % am Güterverkehrsmarkt haben werden. Ich habe einmal für eine Podiumsdiskussion auf der IANA Intermodal EXPO einen Vortrag über Lkw-Platooning gehalten, bei dem mir klar wurde, dass Platooning-Lkw offenbar eine Bedrohung für die Bahnmärkte darstellen.

Im geschichtlichen Faktenblatt der Association of American Railroads (AAR) heißt es: „In den 1950er und 1960er Jahren kam es zu einem rasanten Wachstum des Wettbewerbs zwischen Lastkraftwagen und Binnenschiffen (unterstützt durch zig Milliarden US-Dollar an Bundesmitteln für den Bau der Autobahn- und Binnenwasserstraßensysteme) und Die enormen anhaltenden Verluste im Personenverkehr führten zu mehr Eisenbahninsolvenzen, Betriebsunterbrechungen und verzögerten Wartungsarbeiten. Die Schiene verlor im Laufe der Zeit erhebliche Marktanteile an den Lkw.

Intermodal wird als eine der Lösungen zur Steigerung des Gütertransports, zur Bewältigung des Fahrermangels und zur Verbesserung der Umwelt angepriesen. Bei Emissionsvergleichen zwischen Bahn und Lkw wurde in der Vergangenheit in der Regel die Bahn bevorzugt, da sie weniger Emissionen verursachte als Lkw. CSX verfügt über einen CO2-Rechner, der die Schiene mit dem LKW auf bestimmten Strecken vergleicht. Ein Beispiel zeigt, dass der Transport von 2.500 Tonnen per Bahn über die 969 Meilen zwischen Atlanta und New York City den CO2-Ausstoß im Vergleich zum Transport per LKW um etwa 138 Tonnen reduzieren kann.

Allerdings entwickelt sich der Vergleich zwischen Schiene und Lkw weiter, wobei neuere Lkw weniger umweltschädlich sind. Laut einem Analyseentwurf des California Air Resources Board (CARB) „zeigen die Ergebnisse, dass mit der Umsetzung der aktuellen kalifornischen Lkw-Vorschriften bis 2023 Lkw weniger Feinstaub (PM2,5) und Stickoxide (NOx) ausstoßen.“ 2023 werden Lkw das sauberere Verkehrsmittel für den Gütertransport sein.“

Die Zukunft erfordert, dass sowohl Lkw als auch Züge mehr Güter als heute mit weniger Emissionen transportieren. Sie sind zwar Konkurrenten, aber auch Partner. Die Möglichkeit, voneinander zu lernen und Erfahrungen beim Übergang zu null Emissionen auszutauschen, wird beiden weiterhelfen.