Der für solche Geschwindigkeiten ins nahezu Unermessliche steigende Bedarf an Leistung ist eines der Kernprobleme bei der Entwicklung wirtschaftlicher Hochgeschwindigkeitszüge: Verdoppelt sich die Geschwindigkeit, vervierfacht sich der Luftwiderstand und die für den Antrieb benötigte Leistung verachtfacht sich. An diesen physikalischen Grundsätzen kann auch die beste Ingenieurskunst nichts ändern. “Wenn ich keine sitzplatzlosen Antriebsfahrzeuge haben will, ist die Kapazität nach oben hin begrenzt”, erklärt Wolfgang Fengler, Professor am Institut für Bahnsysteme der TU Dresden in “bild der wissenschaft” das Dilemma.
Dennoch sind in Zügen wie dem französische TGV und dem ICE des deutschen Herstellers Siemens und dessen Weiterentwicklungen höchste Geschwindigkeiten bereits Alltag: Der TGV wie auch der ICE 3 erreicht auf einigen Strecken bereits planmäßig Geschwindigkeiten von 320 Kilometer pro Stunde. Ab 2009 soll der Velaro E, das jüngste Serienprodukt aus der Siemens-Familie, mit 350 Kilometern pro Stunde zwischen Madrid und Barcelona verkehren.
Der Energieverbrauch, die Kapazität an Passagieren und damit die Wirtschaftlichkeit beschäftigen die Entwickler in Deutschland und Frankreich gleichermaßen. Pluspunkte bei der Personenkapazität kann der ICE wie auch der Velaro E sammeln: Anders als der französische TGV kommt er ganz ohne eigene Triebköpfe aus. Die Antriebe befinden sich vielmehr in jedem zweiten Wagen unter den Fahrgastzellen. “Bei gleicher Zuglänge können wir so 20 Prozent mehr Personen befördern als die Konkurrenz. Das heißt, wir fahren wirtschaftlicher”, freut sich Siemens-Bahntechnikmanager Jürgen Model in “bild der wissenschaft”.
Beim Nachfolger des TGV, dem allerdings erst ab 2011 in Italien fahrplanmäßig verkehrenden AGV, wird die französische Konkurrenz bei Alstrom dieses Manko behoben haben. Obendrein soll der im Regelbetrieb bis zu 360 Kilometer pro Stunde schnelle AGV 15 Prozent weniger Energie verbrauchen als die Hauptkonkurrenten.
Das Potenzial auf dem Markt für solche Züge ist enorm: Insgesamt 8.300 Kilometer Hochgeschwindigkeitsstrecken sind nach Angaben des Internationalen Eisenbahnverbandes UIC derzeit weltweit in Bau, weitere 18.800 Kilometer sind in der Planung. Ganz vorn bei den prognostizierten Wachstumsraten ist einmal mehr China, wo in den kommenden 15 Jahren allein 12.000 Kilometer neu entstehen sollen. In Europa sollen bis 2025 insgesamt mehr als 10.000 Kilometer zu den derzeit rund 5.500 Kilometern hinzukommen.
Den Zügen auf diesen Hochgeschwindigkeitsstrecken zu einem geringeren Verbrauch zu verhelfen, ist ein Ziel, das auch deutsche Forschungsinstitute beschäftigt: “Next Generation Train” (NGT) heißt das Projekt, mit dem sich das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR nun auch auf der Schiene profilieren will. “Durch Leichtbau und Doppelstockausrichtung können wir den Energieverbrauch drücken”, erläutert Sigfried Loose, Gruppenleiter Fahrzeug-Aerodynamik am Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik. Ziel der Forscher sind Züge mit dem Energieverbrauch eines ICE 3, die jedoch 100 Kilometer pro Stunde schneller sind als das derzeitige Spitzenmodell der Deutschen Bahn.
Um diesem Ziel näherzukommen, muss die Aerodynamik eines solchen Zuges von Grund auf verstanden werden. Schließlich muss der Zug auch bei Tempo 400 sauber auf der Strecke bleiben, ohne abzuheben. Eine längere Schnauze und Flügelstummel könnten den Zügen trotz des Leichtbaus ausreichende Bodenhaftung verschaffen, erklärt Loose in “bild der wissenschaft”. Bis der erste doppelstöckige NGT durch Europa sausen wird, ist freilich noch viel Entwicklungsarbeit nötig. Denn verbessert werden sollen nicht nur die Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit, sondern auch der Komfort für die Reisenden.
