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Energieverbrauch des Transrapid

Von / 14. Januar 2008 / 7 Kommentare
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Ein langjähriges Mitglied im Deutschen Museum hat folgende Anfrage an uns gesendet:
Derzeit hört und liest man Manches über den Transrapid, jedoch nur Ungenaues, Widersprüchliches über dessen Energieverbrauch. Einerseits wird, eher nebenbei, erklärt, diese Magnetbahn sei sparsamer im Betrieb, während Andere behaupten, der Verbrauch elektrischer Energie betrage das Vierfache(!) der bisherigen
Rad-Schiene-Technik.

Nun verspreche ich mir aus Ihrem Haus eine sachliche Klärung dieser Frage, etwa so:

Um 100 Tonnen Nutzlast 100 Kilometer weit zu transportieren, benötigt – bei jeweils optimaler Geschwindigkeit

a) ein Elektro-Zug xx Minuten und Verbraucht xx KWh,
b) der Transrapid xx Minuten und Verbraucht xx KWh.

Variation: Ergebnisse erwünscht bei 100 t Last, 100 km Entfernung und 200 m / 500 m Steigung bzw. Gefälle.

Zusatzfrage: Ein elektrischer Zug kann mittels “elektrischer Bremse” (Motor/Generator) die Bewegungsenergie teilweise zurückgewinnen – der Magnetbahn sei das aufgrund der hier angewandten Wirbelstromtechnik nicht möglich? Stimmt das?
Für eine gewährte Antwort wäre ich Ihnen und Ihren Mitarbeitern sehr dankbar und grüsse Sie
mit vorzüglicher Hochachtung!

Hier die Antwort unserer zuständigen Kuratorin für Schienenverkehr, Frau Dr. Frauke von der Haar:

Ihre Fragen zum Energieverbrauch lassen sich aus rein physikalischer Sicht gestellt nur schwer mit den vorhandenen Daten von Transrapid und Bahn beantworten. Dennoch will ich gerne versuchen zur Klärung beizutragen.

Der Energieverbrauch ist abhängig von der installierten elektrischen Leistung und der Zeit (Arbeit= Leistung x Zeit). Die Maßeinheit für den elektrischen Energieverbrauch ist die Wattstunde (Wh = Leistung in Watt x Zeit in Stunden). Die installierte Leistung beim Transrapid wird benötigt, um die eigene Masse des Fahrzeuges zusätzlich zu der Nutzlast zu beschleunigen und den aerodynamischen Widerstand sowie die Steigungen zu überwinden. Bei Schienenfahrzeugen kommt noch der Rollwiderstand hinzu. Die Zeit ist eine Funktion der zurück zu legenden Strecke und der Fahrgeschwindigkeit, aber auch eine Funktion der Fahrweise des Lokführers. Ähnlich wie bei einem Kraftfahrzeug kann auch ein Lokführer energiesparend oder aber auch „rasant“ fahren.

Der Energieverbrauch ist also von vielen Parametern abhängig. Bei allen neuen Fahrzeugen sind Zähler installiert, die den Energieverbrauch messen. Aus diesen Messwerten werden spezifische Durchschnittswerte gebildet und auch veröffentlicht.

In der folgenden Tabelle habe ich Werte zur Technik, zur Leistung und zum Energieverbrauch des Transrapid denen eines ICE 3 gegenübergestellt. Zugrunde liegen Daten, die in der Praxis beim Transrapid auf der Teststrecke im Emsland erhoben wurden und bei der Bahn vorhanden sind. Wie sie daraus ersehen, ist der Energieverbrauch des Transrapid tatsächlich geringer, allerdings ist das Gewicht des ICE auch deutlich höher.

Zum Bremssystem des Transrapid ist zu sagen, dass er zwei Bremssysteme hat. Bei hohen Geschwindigkeiten wird generatorisch gebremst. Sinkt die Geschwindigkeit unter 150 km/h, bewirken Bremsmagnete eine mechanische Bremsung an der Seitenführschiene. Die Möglichkeit der Rückspeisung in das Netz ist gegeben und soll in München auch realisiert werden. Dieser mögliche Rückgewinn an elektrischer Bremsenergie ist in den Verbrauchsdaten nicht eingerechnet. Der Rückgewinn ist bei Fernverkehrsfahrzeugen etwa mit 5 Prozent anzusetzen, im Nahverkehr sind etwa 15 Prozent realistisch.

 

 Transrapid

 ICE 3
Zuglänge

 200 m

 200m
Gewicht (leer)

 169 t

 400 t
Kapazität

 450 Personen

 460 Personen
inst. Leistung

 4,5MW

 4,8MW
Höchstgeschwindigkeit

 500 km/h

 350 km/h
Beschleunigung

  

  
0- 100 km/h
0- 200 km/h
0- 300 km/h
0- 400 km/h

 35 s
69 s
109 s
176 s

 44 s
120 s
318 s
—-
Energieverbrauch *)

  

  
200 km/h
250 km/h
300 km/h
400 km/h

 22 WhIPkm
29 Wh/Pkm
34 Wh/Pkm
52 WhIPkm

 24 Wh/Pkm
34 Wh/Pkm
46 Wh/Pkm
—-

*) Fahrt mit durchschnittlicher Geschwindigkeit, inkl. Leistung für Heizung und Klimatisierung

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Kommentare (7)

  1. #1 Edwin Hoff
    Januar 15, 2008

    Hhm, schöne Zahlen. Sprechen doch offensichtlich für den Transrapid. Nur leider ist der Energieaufwand für den aufwendigen Bau der speziellen Trassen nicht mitgerechnet. Nicht mitgerechnet ist, dass es darauf keinen sinnvollen Nahverkehr geben wird und dass auf diesen Transrapid-Trassen kein Güterzug fahren wird. Die 40 Tonnen Gesamtgewicht, die ein herkömmlicher offener Schüttgutwagen mit 6 Metern Radabstand auf die Trasse stellt, bringt kein Magnetfeld wirtschafltlich in die Schwebe!
    Möge dieser ancestrale Ansatz, der seit den frühen 80er Jahren so kläglich verfolgt wird, doch endlich den Archiven anheim fallen.

    Überhaupt, warum wird der Transrapid denn bloß dem ICE 3 gegenübergestellt? Ich dachte es gehe um den Ersatz der Münchener S-Bahn, vom Hauptbahnhof zum Flughafen mit 400km/h?

  2. #2 Chris
    Januar 15, 2008

    Ing. und Realität. Im Ruhrgebiet hat es Jahre gedauert, bis irgendwer dann eingesehen hat, dass der Transrapid
    -auf den Strecken gar nicht die Höchstgeschwindigkeit erreichen kann
    -er dann nur wenige Minuten schneller ist als der normale Zug
    -kein Berufspendler den Mehrpreis dafür in Kauf nehmen wird
    -es sich also gar nicht lohnt.
    JETZT hat man die Idee bekommen, einfach auf der Trasse ein zusätzliches, normales Gleis zu bauen, um einen unabhängigen Pendler-Zug einzurichten. Heureka, das hätte vor Jahren schon so ziemlich jeder betroffene Pendler sagen können.

  3. #3 MarS
    April 23, 2008

    Der Transrapid wäre auch nicht für Pendler gewesen, sondern für Leute die so viel Geld haben sich einen Flug vom Flughafen zu leisten was meist auch impliziert dass die Leute wenig Zeit haben ewig mit einer langsam 45minuten S-Bahn zu fahren. Zeit ist eben auch Geld. Und naturgemäß ist Leuten die fliegen die extra Zeit durchaus einiges Wert. Es lohnt sich also für die Geschäfts-Flieger und davon gibt’s sehr viele jeden Tag.

  4. #4 Flaxomat
    August 8, 2008

    Sämtliche Wirtschaftlichkeitsüberlegungen, so wie sie ständig geführt werden, sind unnütz und kontraproduktiv. Keine Technologie der Welt war am Anfang sofort eine ernsthafte Konkurrenz zu schon bestehenden Technologien. Selbst das erste Auto konnte in Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit nicht gegen die damals üblichen Pferdekutschen bestehen. Die erste Glühbirne gab kaum mehr Licht als eine Kerze und der erste Computer war so groß wie ein Haus und hat weniger Rechen-Leistung als ein heutiger Armbanduhr-Taschenrechner. Was wäre nur passiert wenn bei allen Erfindungen der Vergangenheit Negativ-Seher diese neuen Ansätze so schlecht geredet hätten? Wir Deutschen müssen endlich aufwachen! Wir müssen endlich damit beginnen, unsere Erfindungen selbst zu vermarkten, denn sonst tun es andere. Dafür gibt es inzwischen hunderte von traurigen Beispielen. Für den Transrapid wird es Einsatzgebiete geben! Vielleicht am Anfang sogar nur als Prestige-Projekte, aber es gibt immer mehr Länder, die es sich zukünftig leisten können, aus Prestige-Gründen viel Geld auszugeben. Ausserdem wird die Nachfrage nach öffentlichen Verkehrsmitteln immer weiter steigen. Was heute noch unwirtschaftlich ist, kann sich morgen rentieren. Aber wie wollen wir denn potentiellen Kunden etwas verkaufen, was bei uns selbst nicht mal zum Einsatz kommt? Ist irgendwie unglaubwürdig! Last but not least: Deutschland hat weltweit immer noch ein ein besonderes Image – Made in Germany heißt noch etwas, das steht für Qualität und Innovation. Und weil das so ist, verkaufen sich deutsche Waren im Ausland auch besonders gut, selbst dann noch, wenn der Technologievorsprung schon längst nicht mehr vorhanden ist, Beispiel Auto. Das wird aber nicht mehr lange so sein, denn deutsche Firmen tun alles, damit wir dieses Image so schnell wie möglich verlieren. Die Franzosen entwickeln den Rußfilter und deutsche Autofirmen gucken zu, Toyota bringt die Hybrid-Technologie zur Serienreife und deutsche Autobauer gucken zu, in Shanghai verkehrt seit Jahren ein Transrapid und in Deutschland redet man sich die Köpfe heiß, ob wenigstens eine kleine Vorzeige-Strecke irgendwo realisiert werden kann…

  5. #5 Bernhard Weidemann
    August 21, 2008

    Unabhängig von der Frage ob der Transrapidbau sich lohnt oder nicht, gilt es zu beachten, dass Transportwege, die eine neue Infrastruktur benötigen, es aus Kostengründen immer sehr schwer haben werden. In Autos könnte man äußerst leicht ein Modul einbauen, welches das Fahrzeug automatisch über eine Autobahn mit einer Leitspur lenkt. Aber woher kommt das Geld sämtliche Autobahnen aufzureißen, ein entsprechendes Kabel zu verlegen und diese wieder neu zu asphaltieren (von der Verkehrsbeeinträchtigung ganz zu schweitgen)? Die LKW Industrie fordert schon seit längerem Bedingungen, wie sie im Schienenverkehr herrschen: Geringe Steigungen der Straße und eine eigene Trasse unabhängig von der PKW Autobahn. Hier könnten Lastwagen im Konvoi gemütlich von A nach B fahren. Nur woher kommt das Geld ein solches Netz zu bauen? Zukünftige Autokonzepte wie „Cito Dual Mode“ werden auch genau dieses Problem haben; eine Lösung ist nicht in Sicht.
    Ist man also nicht bereit ein Investmentrisiko einzugehen (> 3 Mrd. € im Fall Transrapid München) muss man sich auf die vorhandene Infrastruktur beschränken. Ein Kernpunkt für zukünftige Verkehrssysteme ist bei der bestehenden Risikofreude also die Verträglichkeit mit bestehenden Infrastrukturen.

  6. #6 Oliver Lenhart
    Bad Kissingen
    April 10, 2014

    Liebe Freunde des Transrapid,

    ich möchte den Transrapid wieder ins Leben rufen. Es soll ein Zeichen an die Welt sein, dass sich Investitionen lohnen um zu profitieren. Ich sehe keinen anderen Weg. Sparen ist dauerhaft der falsche Weg.
    Ich werde alles tun, um 40 Jahre lange Forschung vor dem Schredder zu bewahren. Das hat übrigens auch der Steuerzahler bezahlt. War wahrscheinlich mehr als nur 3Mrd. . Das erste Stück ist immer unwirtschaftlich.
    Erst in Serie wird es Preisgünstig. Ich bin von dem Produkt überzeugt. Darum sollte investiert werden. Um später volkswirtschaftlich zu profitieren.

  7. #7 Martin Buchner
    Salzburg
    November 10, 2015

    Wieso wird hier als Einheit der Energie Wh angeführt. Ich denke das ist die Wattsekunde.
    Interessant wäre die erforderliche Antriebsleistung in Abhängigkeit der Geschwindigkeit. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten hängt alles vom Luftwiderstand ab. D.h. die Antriebsleistung steigt mit der 3. Potenz zur Geschwindigkeit. Leistung = Kraft mal Geschwindigkeit, die dritte Potenz deshalb, weil die Kraft (Luftwiderstand) mit dem Quadrat der Geschwindigkeit steigt. Bei Schienengebundenen Fahrzeugen kommt noch der Rollwiderstand dazu. Fazit: Sehr hohe Geschwindigkeiten benötigen eine enorme Antriebsleistung, was nicht immer wirtschaftlich ist.