Innovatives Pilotprojekt im Netz der S-Bahn Berlin erhöht Energieeffizienz

Bremsenergie nutzbar machen

Beim Bremsen der S-Bahnen wird Energie erzeugt. Diese Bremsenergie geht bisher überwiegend als Wärme verloren. Das Pilotprojekt PEAK_S befasst sich mit einer innovativen Lösung, um diese Bremsenergie künftig nutzbar zu machen und so die Energieeffizienz des Bahnbetriebs zu erhöhen: Dabei wird die beim Bremsen eines Zuges entstehende kinetische Energie über die Stromschiene in einen Schwungmassespeicher geleitet und dort zwischengespeichert. Die Bremsenergie versetzt dabei eine Schwungmasse in Rotation und wird im Falle eines zusätzlichen Bedarfs zeitversetzt wieder ins Netz zurückgespeist, um beispielsweise den Anfahrvorgang eines Zuges zu unterstützen. Dadurch sinkt der Leistungsbezug aus dem vorgelagerten AC-Bahnstromnetz, Lastspitzen und Verlustenergie werden reduziert und gleichzeitig CO₂-Emissionen verringert.

Ökologische und wirtschaftliche Netzoptimierung durch Schwungmassespeicher

Neben den energetischen Effekten untersucht das Projekt PEAK_S auch die Auswirkungen auf die bestehende Strominfrastruktur. Die Erwartung an das Projekt: Durch das Abfedern von Leistungsspitzen und die Stabilisierung der Netzspannung entlasten Schwungmassespeicher die Gleichstromunterwerke. Der Netzbetrieb wird effizienter. Die dadurch entstehenden Kapazitätsreserven ermöglichen die Planung eines bedarfsorientierten Netzausbaus. Der Einsatz von Schwungmassespeichern reduziert die erforderlichen Investitionen in Ausbau und Neubau. Damit leistet das Projekt sowohl einen Beitrag zur ökologischen als auch zur wirtschaftlichen Optimierung des DC-Bahnstromnetzbetriebs.

Pilotprojekt untersucht Leistungsfähigkeit, Netzwirkung und Wirtschaftlichkeit

Mit der Freigabe des Lastenheftes sowie dem erfolgreichen Vertragsabschluss mit dem Lieferanten ABP hat das Projektteam bereits zwei zentrale Meilensteine erreicht. Aktuell befindet sich das Projekt in der Pflichtenheftphase, in der das Speichersystem durch den Lieferanten in enger Zusammenarbeit mit der DB Energie an die spezifischen Anforderungen der Stromversorgung der Berliner S-Bahn angepasst wird, bevor die Fertigung des Speichers startet.

Im weiteren Verlauf des innovativen Pilotprojektes ist nach der Inbetriebnahme im Jahr 2027 eine zwölfmonatige Erprobungsphase vorgesehen, in der unter realen Betriebsbedingungen die Leistungsfähigkeit, Netzwirkung und Wirtschaftlichkeit untersucht wird. Ziel ist es, die technischen, betrieblichen und organisatorischen Voraussetzungen zu schaffen, um potenziell weitere Schwungmassespeicher im DC-Bahnstromnetz der S-Bahn Berlin installieren und betreiben zu können.

Dr. Andreas Hoffknecht, Geschäftsführer Technik der DB Energie

„Die Nutzung von Bremsenergie ist ein zentraler Hebel für mehr Energieeffizienz im Bahnbetrieb. Mit dem Projekt PEAK_S testen wir unter realen Betriebsbedingungen, wie Schwungmassespeicher dazu beitragen können, Energie effizienter zu nutzen und gleichzeitig das Stromnetz der S-Bahn zu entlasten.“

Zitat von Dr. Hendrik Schaede-Bodenschatz, Gründer und Geschäftsführer Adaptive Balancing Power: „Wir freuen uns über das Vertrauen von DB Energie und den Startschuss für dieses Leuchtturmprojekt. Mit unserem Schwungmassenspeicher bringen wir eine nachhaltige, leistungsstarke und hochdynamische Speicherlösung in das Berliner S-Bahnnetz, die einen deutlichen Beitrag zur Energiewende im Bahnbetrieb leisten kann.“

Über DB Energie

DB Energie leistet mit ihrer Entwicklung und Bereitstellung von Energie-Infrastruktur einen wichtigen Beitrag zur Energiewende der Deutschen Bahn. Das Tochterunternehmen der Deutschen Bahn mit Sitz in Frankfurt am Main bietet in Deutschland Eisenbahnverkehrsunternehmen eine zuverlässige, wirtschaftliche und nachhaltige Energieversorgung. Als Netzbetreiberin bewirtschaftet DB Energie das mehr als 7.900 Kilometer lange 16,7-Hertz-Bahnstromnetz, geschlossene 50- Hertz-Verteilnetze sowie die Gleichstromversorgung der S-Bahnen Berlin und Hamburg. Mehr als 50, über das Bundesgebiet verteilte Kraft-, Umformer- und Umrichterwerke liefern die 16,7-Hertz-Energie, über 1.800 Trafostationen sorgen für die richtige Spannung. Bereits heute deckt die DB 71,5 Prozent des DB-Bahnstroms mit erneuerbaren Energien ab. Im Fernverkehr sind Reisende bereits seit 2018 mit 100 Prozent Ökostrom unterwegs. Bis 2038 wird der gesamte DB-Bahnstrom – zehn Terawattstunden pro Jahr – zu 100 Prozent grün sein. Zudem versorgt die DB ab diesem Jahr ihre Werke, Bürogebäude und Bahnhöfe in Deutschland vollständig mit Ökostrom.

Über ABP

Adaptive Balancing Power (ABP) ist der führende Entwickler und Hersteller einer neuen Generation elektrischer Hochleistungsspeicher (Schwungmassenspeicher), die schnell und unabhängig vom Stromnetz hohe elektrische Leistung bereitstellen. Die Speicher von ABP sind besonders leistungsstark, hochdynamisch und bieten schnelle Lade- und Entladezeiten bei einer hohen Zyklenlebensdauer. Sie sind außerdem sicher, robust, wartungsarm und recyclingfähig. Zu den wichtigsten Einsatzbereichen zählen gewerbliche Stromnetze, Bahnnetze (Spannungshaltung, Rekuperation von Energie) und kritische Infrastrukturen, die auf Netzstabilität und eine unterbrechungsfreie Stromversorgung sowie netzdienliche Funktionen (z.B. Frequenz/Spannung) angewiesen sind. ABP stellt somit eine Schlüsselkomponente für die optimale Nutzung der bestehenden Netzinfrastruktur bereit und trägt zur Steigerung der Netzeffizienz sowie zur Senkung der Kosten bei – und das bei gleichzeitiger Erhöhung der Resilienz des Energienetzes. Das mehrfach ausgezeichnete Unternehmen wurde 2016 gegründet und produziert ausschließlich in Deutschland. 20 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter arbeiten am Unternehmenssitz in Pfungstadt (Hessen). Gründer und Geschäftsführer ist Dr. Hendrik Schaede-Bodenschatz.