Die Brücke der Güterbahn in eine Netto-Null-Zukunft: Die Tier 4-Lokomotive der Evolution-Serie von Wabtec
Die Tier-4-Innovationsplattform von Wabtec ist fast ein Jahrzehnt alt und hat gerade erst begonnen, ihre Emissionen zu reduzieren.
Einführung
In den frühen 2000er Jahren stand Wabtec (damals GE Transportation) vor einer wichtigen Entscheidung. Sollte das Unternehmen angesichts der 2005 in Kraft tretenden Tier-2-Emissionsstandards für CO2, Stickoxide (NOx) und Feinstaub (PM) seine beliebte FDL-Lokomotive so modifizieren, dass sie den strengeren Umweltvorschriften — dem schrittweisen Ansatz seiner Konkurrenten — entspricht, oder eine ganz andere Strategie verfolgen?
Wabtec spürte, dass Nachhaltigkeit von Dauer sein wird und dass die Emissionsstandards in Zukunft weiter sinken würden, und tat das, was es in der Vergangenheit in wichtigen Momenten des industriellen Wandels getan hat: Es setzte auf Innovation.
Anstatt seine alte FDL-Lokomotive kurzfristig aufzurüsten, investierte das Unternehmen in die Zukunft und entwickelte eine neue Triebwerksplattform, die sowohl auf Leistung als auch Nachhaltigkeit ausgelegt war. Die Lokomotive der Evolution-Serie war geboren.
Seit fast 20 Jahren ist die Plattform der Evolution Series ein wesentlicher Bestandteil des Portfolios von Wabtec und der Flotten seiner Kunden. Sie ist auf die unmittelbaren Herausforderungen der Güterbahn eingegangen und bietet gleichzeitig eine reichhaltige Grundlage für kontinuierliche Verbesserungen, bahnbrechende Innovationen und bahnbrechende Fortschritte, die die Eisenbahnindustrie bis heute leiten — und das alles bei gleichzeitiger Einhaltung der immer restriktiveren Emissionsanforderungen.
Jetzt steht das Unternehmen vor seiner bisher größten Herausforderung: die Branche auf ihrem Weg in eine Netto-Null-Zukunft zu führen. Und der Star der Show ist die Tier 4-Lokomotive der Evolution-Serie.
Während andere „im Zickzack“ fuhren, „zackte“ Wabtec
Als die EPA die Tier-4-Emissionsstandards gesetzlich festlegte, legte sie die Messlatte unglaublich hoch. Bis 2015 müssten die Eisenbahnen die PM- und NOx-Emissionen neuer Lokomotiven im Vergleich zu älteren Lokomotivmodellen um 90% reduzieren. Die siebenjährige Phase der Einführung (2008-2015) bot den Lokomotivherstellern zwar ein gewisses Polster, doch die anspruchsvollen neuen Standards ließen keinen Raum, um sich zu verstecken.
Eine Reduzierung um 90% würde einen radikalen Ansatz erfordern. Die Mehrheit der Hersteller entschied sich für Technologien zur „Abgasnachbehandlung“ auf Harnstoffbasis als Lösung. Diese erforderte zusätzliche Ausrüstung im Motorblock, was sowohl eine Beeinträchtigung der Kraftstoffleistung als auch ein teures Wartungsprogramm mit sich brachte.
Wabtec zackte. Statt einer Nachbehandlungstechnologie wurde eine Abgasrückführungstechnologie (AGR) eingebaut, wodurch umständliche, teure und leistungsmindernde Emissionssysteme gänzlich überflüssig wurden.
Die Eisenbahnen der Klasse 1 stimmten mit ihren Füßen ab. Mehr als 1.000 Wabtec Tier 4-Lokomotiven sind heute in Betrieb. Diese 432.000 Pfund schweren, sechsachsigen Giganten leisten 4.500 Pferdestärken und können eine Höchstgeschwindigkeit von 75 Meilen pro Stunde erreichen, indem sie Tausende Tonnen Fracht ziehen. Und die Kombination aus starkem Kraftstoff und Betriebsleistung sowie der erheblichen Reduzierung der PM- und NOx-Emissionen um 90% haben den Wabtec Tier 4-Motor zu einer beliebten Wahl für alle Anwendungen gemacht, von Schiffen über Lokomotiven bis hin zu Umgebungen mit hoher bis niedriger Pferdestärke.
„Der Erfolg unseres Tier-4-Motors ist wirklich das Ergebnis eines soliden Technologieentwicklungsplans und eines sehr engagierten Teams, das seine Implementierung auf das erforderliche Maß an Effizienz und Zuverlässigkeit vorantreibt“, sagt Rogerio Mendonca, President, Freight Equipment bei Wabtec. „Wir haben heute weltweit über 10.000 Motoren der Evolution-Serie im Einsatz, von denen mehr als 1.100 Tier-4-Motoren sind. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass diese Plattformen auf jahrzehntelanger bewährter Leistung basieren, und genau das erwarten unsere Kunden von uns.“
Die nachhaltige Zukunft
Doch AGR und andere technologische Vorteile der frühen Tier-4-Motoren von Wabtec und die darauf folgende starke Marktakzeptanz sagen nur die halbe Wahrheit aus. Der ultimative Erfolg der Stufe 4 und der Grund, warum sie die Nachhaltigkeitsziele der Klasse-1-Eisenbahnen so stark berücksichtigt, ist, dass sie eine bewährte Plattform für kontinuierliche Innovationen ist.
Seit ihrer Einführung im Jahr 2015 hat Wabtec stark in die Leistung und Anpassungsfähigkeit ihrer Tier-4-Baureihe an neue, umweltfreundlichere Treibstoffquellen investiert. Was die Leistung anbelangt, so hat Wabtec die Zuverlässigkeit des Tier 4 weiter verbessert und gleichzeitig an einer zusätzlichen Kraftstoffeffizienz gearbeitet. Tatsächlich testet Wabtec neue Lösungen zur Kraftstoffeinsparung, die seinem FDL Advantage-Produkt ähneln, um den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen zu reduzieren.
Doch es ist Wabtecs führende Position bei der Erforschung und Investition in den Einsatz alternativer, emissionsarmer und emissionsfreier Kraftstoffe für seine Tier 4-Motoren — eine Plattform, in die seit fast 20 Jahren bewährte Innovation, Zuverlässigkeit und Effizienz eingebaut ist —, die diese vielseitigen Motoren als Brückentechnologie zur Erreichung der Netto-Null-Emissionsziele der Bahnindustrie positioniert. Die Tier-4-Motoren von Wabtec arbeiten bereits hart daran, eine beträchtliche Anzahl von Dekarbonisierungs- und Nachhaltigkeitstechnologien zu berücksichtigen, während der Übergang zu reinen emissionsfreien Technologien reift und weiterentwickelt.
Beispielsweise können die heutigen Wabtec-Tier-4-Motoren mit Biodiesel und erneuerbaren Dieselkraftstoffen sowie mit verflüssigtem Erdgas betrieben werden. Diese kohlenstoffärmeren Optionen bieten Eisenbahnunternehmen maximale Flexibilität, um den für sie richtigen Weg der Dekarbonisierung einzuschlagen. Ein Ansatz, der ihnen hilft, aktuelle Vorschriften — und kurzfristige Nachhaltigkeitszusagen — einzuhalten und sich gleichzeitig auf eine kohlenstofffreie Zukunft vorzubereiten.
Die Optionen und Innovationen hören hier nicht auf. Tatsächlich stehen sie gerade erst am Anfang, da Wabtec seinen Tier-4-Motor auf die Verbrennung von Wasserstoff vorbereitet. Und obwohl es einige Zeit dauern wird, bis sich dieses nächste Kapitel auf dem Weg zu emissionsfreien Lösungen durchsetzt und kommerziell nutzbar ist, wird der Tier 4 da sein, wenn er das tut — so wie er es jetzt ist, und bietet seinen Kunden so lange wie nötig einen zuverlässigen Weg nahe Null.
„Heute verwenden wir unsere Tier 4-Geräte in allen Teilen unseres Systems und bei allen Arten von Dienstleistungen“, erklärt Keith Solomons, Vice President of Mechanical bei BNSF Railway. „Als wir die Entscheidung trafen, neue Tier 4 von Wabtec zu kaufen, war das strategisch wichtig, weil wir wussten, dass wir durch den Kauf neuer Lokomotiven die sauberste, sparsamste und zuverlässigste verfügbare Lokomotive kaufen würden, anstatt bestehende ältere Lokomotiven zu überarbeiten.“
Eine Brücke in die Zukunft
Eine der Schönheiten der Tier 4-Lokomotive der Evolution-Serie von Wabtec ist, dass sie letztlich „treibstoffunabhängig“ ist. Sie erfüllt die schwierige Aufgabe, Emissionen radikal zu reduzieren und bietet gleichzeitig weiterhin Zuverlässigkeit, Effizienz und Gesamtbetriebskosten. Und das alles, während es gleichzeitig die Flexibilität bietet, um die nächste große Nachhaltigkeitsinnovation zu berücksichtigen, was auch immer sie ist und wann immer sie passiert, dort, wo es am wichtigsten ist — auf den Gleisen.
„Unsere Aufgabe bei Wabtec ist es, mit einem Bein in der Gegenwart zu stehen, um Kunden bei der Bewältigung der heutigen Herausforderungen zu unterstützen, und mit einem Bein in der Zukunft, um sicherzustellen, dass sie die Chancen von morgen nutzen können“, schließt Mendonca. „Unsere Tier-4-Lokomotive der Evolution-Serie ist die Brückentechnologie, die den sich ändernden Nachhaltigkeitsanforderungen unserer Kunden und der Branche zuverlässig gerecht wird.“