Stimmt es, dass ein Zug bergauf mehr Strom braucht?

Stimmt es, dass …?

„Ein schwerer Zug den Berg hinauf, das kostet Kraft. Aber was passiert eigentlich auf der anderen Seite, wenn es wieder abwärtsgeht?“

Stimmt es, dass ein Zug bergauf mehr Strom braucht?

→ Ein Mythos rund um Energie, Steigung und clevere Technik.

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Kurz gesagt

Ja, aber. Bergauf braucht ein Zug tatsächlich deutlich mehr Strom, um sein enormes Gewicht die Steigung hinaufzuwuchten. Bergab jedoch verwandelt er seine Bewegung über die Bremsen wieder in Strom und speist ihn zurück ins Netz.

Dass ein schwerer Zug auf dem Weg den Berg hinauf viel Kraft braucht, leuchtet jedem sofort ein, der schon einmal ein Fahrrad bergauf geschoben hat.

Weniger bekannt ist dagegen, was auf der anderen Seite des Berges geschieht, wenn dieselbe Masse wieder ins Tal rollt.

Genau hier steckt eine der cleversten Ideen der modernen Bahntechnik, die aus dem Bergab einen echten Gewinn macht.

GER Meitingen, Bahnhof 0003
Foto: -wuppertaler, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons

Warum bergauf so viel Kraft kostet

Ein voll besetzter Zug wiegt viele hundert Tonnen, und diese gewaltige Masse muss die Steigung hinaufbewegt werden.

Je steiler die Strecke, desto stärker zieht die Schwerkraft den Zug zurück und desto mehr Strom brauchen seine Motoren.

Auf einer langen Bergstrecke kann der Verbrauch deshalb ein Vielfaches dessen betragen, was der Zug in der Ebene benötigt.

Die Steigung ist damit der größte einzelne Hunger auf Strom, den ein Zug im Betrieb kennt.

GER Ingolstadt, Bahnhof Ingolstadt Nord 0050
Foto: -wuppertaler, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons

Der Trick auf der Talfahrt

Der eigentliche Clou zeigt sich aber erst, wenn derselbe Zug den Berg wieder hinunterfährt.

Statt die Bremsen nur als heiße Bremsklötze zu benutzen, lassen moderne Züge ihre Motoren rückwärts als Generatoren arbeiten.

Die Bewegung des Zuges treibt diese Generatoren an und erzeugt dabei elektrischen Strom.

So wird aus der Talfahrt kein reiner Energieverlust, sondern zu einem großen Teil ein Gewinn.

Kurz erklärt

Rückspeisung bedeutet, dass der Zug beim Bremsen und Bergabfahren als Generator Strom erzeugt und ins Netz zurückgibt.

Im besten Fall nutzt diesen Strom sofort ein anderer Zug, der gerade eine Steigung hinauffährt.

Strom zurück ins Netz

Diesen zurückgewonnenen Strom verpufft der Zug nicht einfach, sondern speist ihn über die Oberleitung zurück ins Netz.

Dort kann ihn im besten Fall ein anderer Zug nutzen, der gerade in der Nähe eine Steigung hinauffährt.

Auf diese Weise gibt der eine Zug bergab genau die Energie ab, die der andere bergauf gerade dringend braucht.

Das ganze Netz funktioniert damit ein Stück weit wie ein großer gemeinsamer Energiespeicher.

Wie viel sich sparen lässt

Diese sogenannte Rückspeisung spart über das ganze Netz gerechnet erhebliche Mengen an Energie ein.

Ein spürbarer Teil des Stroms, den ein Zug bergauf verbraucht, kommt bergab wieder zurück.

Gerade auf den kurvigen Mittelgebirgsstrecken mit ihrem ständigen Auf und Ab macht sich das deutlich bemerkbar.

Für die Bahn bedeutet das niedrigere Kosten und einen geringeren Verbrauch, ganz ohne dass der Fahrgast etwas davon merkt.

Warum nicht alles zurückkommt

Ganz ohne Verlust funktioniert die Sache allerdings nicht, denn ein Teil der Energie geht immer verloren.

Reibung an den Rädern, Widerstand der Luft und Wärme in den Bauteilen fressen einen Teil der Bewegung auf.

Auch lässt sich nicht jeder zurückgewonnene Strom sofort weiterverwenden, wenn gerade kein anderer Zug ihn braucht.

Trotzdem bleibt die Rückspeisung ein großer Gewinn gegenüber dem bloßen Verheizen der Bremsenergie.

Das Vorbild aus der Steckdose

Wer ein modernes Elektroauto fährt, kennt dasselbe Prinzip aus dem Alltag unter dem Namen Rekuperation.

Auch dort lädt das Auto beim Bremsen und Bergabrollen seine Batterie ein Stück weit wieder auf.

Die Bahn nutzt diese Idee schon lange und in weit größerem Maßstab als jedes einzelne Auto.

Was im Auto die Batterie füllt, wandert beim Zug direkt zurück in das große Stromnetz der Bahn.

Die Zahnradbahn als Sonderfall

Auf besonders steilen Strecken reicht die Reibung der glatten Räder allein nicht mehr aus, um den Zug zu halten.

Dort greifen Zahnräder in eine mittlere Zahnstange und ziehen den Zug sicher den Berg hinauf und wieder hinab.

Diese Zahnradbahnen brauchen bergauf besonders viel Kraft, können bergab aber ebenso sicher gebremst werden.

Sie zeigen im Kleinen besonders eindrücklich, welche Rolle die Steigung für den Energiebedarf spielt.

Das Fazit zum Mythos

Die Behauptung, ein Zug brauche bergauf mehr Strom, ist damit vollkommen richtig.

Sie erzählt aber nur die halbe Wahrheit, weil sie den entscheidenden zweiten Teil auslässt.

Denn bergab holt sich der Zug einen großen Teil dieser Energie über die Rückspeisung wieder zurück.

Aus dem scheinbaren Nachteil der Steigung macht die Bahn so mit kluger Technik am Ende einen echten Vorteil.

Häufige Fragen

Braucht ein Zug bergauf mehr Strom?
Ja, deutlich mehr. Die gewaltige Masse gegen die Schwerkraft den Berg hinaufzubewegen, ist der größte Stromverbraucher im Betrieb.
Was passiert bergab?
Der Zug lässt seine Motoren als Generatoren arbeiten, erzeugt beim Bremsen Strom und speist ihn über die Oberleitung zurück ins Netz.
Wer nutzt den zurückgespeisten Strom?
Im besten Fall ein anderer Zug in der Nähe, der gerade bergauf fährt. Das Netz wirkt dabei wie ein gemeinsamer Speicher.
Kommt die ganze Energie zurück?
Nein. Reibung, Luftwiderstand und Wärme fressen einen Teil auf. Trotzdem ist die Rückspeisung ein großer Gewinn.
Kennt man das auch vom Auto?
Ja, beim Elektroauto heißt es Rekuperation. Die Bahn nutzt dieses Prinzip aber schon lange und in weit größerem Maßstab.

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Über BahnSlam

Stephan Pinkwart verkörpert einzigartig die Welt der Poetry Slams und der Bahn. Mit fesselnden Auftritten verbindet er die Kraft der Worte mit seiner Liebe zu Zügen. Seine Poesie ist tiefgründig und emotional, und seine Leidenschaft für die Bahn symbolisiert Freiheit und Verbindung. Pinkwarts Kunst begeistert Poetry Slam-Fans und Eisenbahnliebhaber gleichermaßen.

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