- Die neuen elektrischen Züge von Caltrain gewinnen durch regeneratives Bremsen Strom in Höhe von rund 23 % ihres Stromverbrauchs zurück und speisen ihn ins Netz ein; damit zeigen sie eine höhere Effizienz als erwartet
- Der tatsächliche Stromverbrauch liegt im Schnitt bei 207 MWh an Wochentagen und 175 MWh an Wochenenden, wodurch die geschätzten jährlichen Stromkosten von 19,5 Mio. US-Dollar auf 16,5 Mio. US-Dollar sinken
- Aus dem Low Carbon Fuel Standard Program des California Air Resources Board werden jährlich rund 6 Mio. US-Dollar an Energiegutschriften erwartet, sodass die Kraftstoffkosten im ersten Jahr des elektrischen Betriebs voraussichtlich niedriger ausfallen als beim früheren Dieselbetrieb
- Beim Bremsen bislang als Wärme verlorene Energie wird als Strom zurückgewonnen; die Caltrain-Fahrzeuge sind so ausgelegt, dass sie diese über das Overhead Contact System an andere Züge oder ins Stromnetz weiterleiten
- Caltrain betreibt seinen Service mit 100 % erneuerbarer Energie, stellt den zurückgewonnenen Strom derzeit jedoch kostenlos dem Netz zur Verfügung; eine gesetzliche Pflicht, eine Vergütung für diese Energie zu verlangen, besteht nicht
Höhere Effizienz der elektrischen Züge als erwartet
- Die neuen elektrischen Züge von Caltrain gewinnen durch regeneratives Bremsen Strom in Höhe von rund 23 % des Stromverbrauchs des Systems zurück und speisen ihn wieder ins Netz ein
- Die Effizienz liegt über den ursprünglichen Erwartungen und passt damit zu Caltrains Betriebsziel eines nachhaltigen Verkehrs
Stromverbrauch und veränderte Kostenschätzungen
- Die Stromkosten wurden ursprünglich auf rund 19,5 Mio. US-Dollar pro Jahr geschätzt
- Seit Beginn des elektrischen Betriebs liegt der tatsächliche Stromverbrauch auf folgendem Niveau
- Wochentags im Schnitt 207 MWh
- An Wochenenden im Schnitt 175 MWh
- Auf Basis dieses Verbrauchs sinkt die Schätzung der jährlichen Stromkosten auf 16,5 Mio. US-Dollar
Energiegutschriften und Kosten im Vergleich zu Diesel
- Caltrain erwartet aus dem Low Carbon Fuel Standard Program des California Air Resources Board jährlich rund 6 Mio. US-Dollar an Energiegutschriften
- Unter Berücksichtigung dieser Gutschriften werden die Kraftstoffkosten im ersten Jahr des elektrischen Betriebs voraussichtlich niedriger sein als beim früheren Dieselbetrieb
- Derzeit wird der zurückgewonnene Strom dem Netz kostenlos bereitgestellt
- Es gibt keine gesetzliche Anforderung, dass Caltrain für diese Energie vergütet werden muss
Funktionsweise des regenerativen Bremsens
- Regeneratives Bremsen ist eine Technologie, die erstmals 1886 in elektrischen Zügen eingeführt wurde
- Statt beim Bremsen Energie als Wärme zu verlieren, wird der Elektromotor in umgekehrter Richtung betrieben, um Energie zurückzugewinnen
- Die Caltrain-Fahrzeuge sind dafür ausgelegt, den zurückgewonnenen Strom in das Overhead Contact System (OCS) zurückzuspeisen
- Das OCS leitet den Strom an die nächstgelegene traction power facility weiter
- Anschließend kann dieser Strom genutzt werden, um andere Züge im System anzutreiben, oder ins Stromnetz zurückgeführt werden
Betrieb mit erneuerbarer Energie und Serviceziele
- Caltrain betreibt seinen Service mit 100 % erneuerbarer Energie und speist davon fast ein Viertel wieder ins Netz zurück
- Die neuen elektrischen Fahrzeuge entsprechen Caltrains institutionellen Zielen, modernen Service bereitzustellen und nachhaltigen Verkehr zu fördern
1 Kommentare
Meinungen auf Hacker News
Der elektrische Caltrain ist wirklich großartig
Er ist viel leiser, die Innenräume der Fahrzeuge sind angenehmer, und er fährt schneller und häufiger als früher
Dazu sind auch die neuen BART-Fahrzeuge deutlich leiser geworden, und Muni stellt Rekorde bei Zuverlässigkeit und Zufriedenheit auf – es fühlt sich an, als stünde der Bay Area eine Renaissance des öffentlichen Nahverkehrs bevor
Anders als bei Caltrain oder Muni wirkt das BART-Management inkompetent und scheint mehr daran interessiert zu sein, Geld an den falschen Stellen auszugeben, als den tatsächlichen Betrieb zu verbessern
Die BART-Polizei besitzt sehr viele SUVs und hat in der Bay Area das höchste Verhältnis von Fahrzeugen pro Polizist
Wenn man den morgendlichen Zustand von Muni-Bussen oder Stadtbahnwagen mit BART-Wagen vergleicht, selbst mit den neuen, ist der Unterschied bei der Sauberkeit groß
Das eigentliche San Francisco sollte Manhattan viel ähnlicher werden als heute
Am Wochenende alle 30 Minuten statt alle 2 Stunden zu fahren, ist der Unterschied zwischen „mit dem Zug nach Redwood City fahren, um mit Freunden zu Mittag zu essen“ und „einer von beiden muss fahren“
Wenn der Abschnitt von San Jose bis Gilroy elektrifiziert wird, wird es noch besser
Hervorragend, aber bis hierhin hat es wegen Umweltprüfungen und instabiler Finanzierung mehr als 20 Jahre gedauert
Außerdem wurde nur ein bestehender, relativ kurzer Streckenabschnitt umgebaut
California muss für die künftig nötigen riesigen Infrastrukturprojekte Bürokratie abbauen und sie ordentlich finanzieren
In Canada läuft ein ähnliches Projekt, und ich mache mir Sorgen, dass es in denselben Verwaltungssumpf gerät wie CHSR
Soweit ich es verstehe, ist die neue Crown corporation VIA HFR zuständig, und man ist noch in der Phase, Ingenieurleistungen auszuschreiben
Eine günstige, schnelle und zuverlässige Bahnverbindung zwischen Toronto und Montreal wäre für viele Canadier ein Traum; ich frage mich, wie man sie am besten Realität werden lassen kann
https://tc.canada.ca/en/rail-transportation/railway-lines/hi...
Die Einwohner Californias zahlen in den USA die höchsten Steuern, sie leisten also bereits ihren Beitrag
Zur Verantwortung gezogen werden muss die Exekutive; man muss Druck auf die Bürokratie ausüben, und auch das Parlament des Bundesstaats braucht eine grundlegende Überarbeitung
Die Kritik ist an sich berechtigt, aber in vielen Fällen läuft es darauf hinaus, das ganze Vorhaben aufzugeben, weil man Angst vor den Problemen hat
Der schwierige Teil ist zu entscheiden, für welche Projekte man Regulierung abbaut und welche Regeln bleiben sollten
Das ist ein Problem wie Chestertons Zaun
Der Ansatz in dem WSJ-Gastbeitrag ist ziemlich interessant
„Die meisten gesetzlichen Anordnungen sind keine vom Congress verabschiedeten Gesetze, sondern ‚rules and regulations‘, die jedes Jahr zu Zehntausenden von nicht gewählten Bürokraten erlassen werden“
„President Trump kann per Verwaltungsmaßnahme die Durchsetzung solcher Vorschriften sofort aussetzen und einen Prozess zu ihrer Überprüfung und Abschaffung einleiten“
„Wenn der Präsident Tausende solcher Vorschriften außer Kraft setzt, werden Kritiker das als Kompetenzüberschreitung der Exekutive bezeichnen; tatsächlich aber korrigiert es die Kompetenzüberschreitung der Exekutive, die durch Tausende verwaltungsanordnungsartige Vorschriften entstanden ist, die der Congress nie genehmigt hat“
Zugehöriger WSJ-Link: https://archive.is/nFNp4
Gute Nachrichten
Vor allem beschleunigen elektrische Züge viel schneller als Dieselzüge
Wenn man beim Anfahren danebensteht, erreichen sie schon nach weniger als einer Zuglänge etwa 40 Meilen pro Stunde
Es wirkt eher so, als würden sie wegen der stehenden Fahrgäste begrenzt und nicht wegen der Leistung; außerdem wird der Großteil der für die Beschleunigung eingesetzten Energie beim nächsten Halt zurückgewonnen, schnelle Beschleunigung verbraucht also nicht viel Energie
Dem Artikel zufolge erzeugt die Rekuperationsbremse der neuen Züge etwa 23 % der im System verbrauchten Energie und speist sie ins Stromnetz zurück
Wenn Reibung im Spiel ist, kann eine höhere Beschleunigung sogar weniger Energie verbrauchen
Ein cooler Punkt aus dem Artikel, den ich persönlich nicht wusste: Caltrain fährt mit 100 % erneuerbarem Strom
Deutschland hat auf diese Weise alle Kernkraftwerke abgeschafft und musste trotzdem weiter Kohle verbrennen und Brennstoff aus Russland kaufen
Caltrain behauptet zwar, „zu 100 % mit erneuerbarer Energie“ zu fahren, hängt am Ende aber am selben Stromnetz wie alle anderen.
Zu sagen, weil die Hälfte des Stroms grün sei, sei Kunde X mit erneuerbarem Strom unterwegs und Kunde Y nicht, ergibt physikalisch nicht besonders viel Sinn.
Wenn ein Anbieter oder eine Anbietergruppe ausschließlich aus erneuerbaren Quellen beschafft, keinen nicht erneuerbaren Strom weiterverkauft, denselben Strom nicht doppelt verkauft und zu jedem Zeitpunkt meine Nachfrage decken kann, dann kaufe ich grünen Strom aus diesem Pool.
Ob die tatsächlichen Elektronen aus Erdgas oder Kohle stammen, ist dabei nicht wichtig.
Denn ich habe genug erneuerbaren Strom gekauft und in den Pool eingespeist; während ich Elektronen aus Erdgas nutze, werden die von mir eingebrachten Elektronen von jemand anderem genutzt.
Ich bin nicht sicher, ob Caltrain genau so vorgeht, aber allein die Tatsache, dass alle physisch denselben Pool nutzen, macht den Kauf von 100 % erneuerbarem Strom nicht unmöglich.
Stromerzeugung ist nicht kostenlos, daher produzieren Kraftwerke – ob erneuerbar oder nicht – nur weiter, solange jemand den Strom kauft.
Ich nutze zum Beispiel einen Tarif mit 100 % erneuerbarem Strom.
Aber Kunde X bezahlt für erneuerbare Quellen und Kunde Y für nicht erneuerbare Quellen, also kann Kunde X sagen, dass er erneuerbaren Strom nutzt.
Das ist im Grunde nicht der Kernpunkt.
Der Energieverbrauch der Züge ist im Vergleich dazu, dass sie Autofahrten ersetzen, nebensächlich.
Wenn man diese Einsparungen in höhere Geschwindigkeiten, mehr Fahrgäste und dichtere Takte umwandeln kann, ist das wertvoller.
Wenn es keine Möglichkeit gibt, das so umzusetzen, ist es ein kostenloser Gewinn und daher gut, aber der Fokus ist falsch gesetzt.
Die alten Dieselzüge waren ziemlich lästig, man konnte sie riechen und sogar schmecken.
Lärm und Verschmutzung sind ebenfalls stark zurückgegangen, insgesamt also eine enorme Verbesserung.
Es ist zugleich komisch und bitter zu sehen, wie die USA jetzt erst lernen, was ausländische Institutionen längst wussten.
Ein anderes Beispiel, das ich heute gesehen habe: Die City-Maut in NYC habe die Autounfälle und Verletzungen in Manhattan „überraschend“ stark reduziert.
Das ist ein völlig offensichtliches Ergebnis.
Man kann nicht in die Vergangenheit zurück, aber man kann die Lage künftig verbessern.
Wenn sich Kennzahlen in die richtige Richtung bewegen, sollte man das öffentlich machen.
Dann wird es später schwieriger, wenn jemand es rückgängig machen, Budgets streichen oder den Fortschritt stoppen will.
Wenn man Informationen leise vergräbt, ist es leichter, den Stecker zu ziehen.
Tatsächlich glaubten viele Menschen ernsthaft, dass sich nichts ändern würde.
Denn wenn es in Manhattan weniger Autos gibt, könnte die Durchschnittsgeschwindigkeit der verbleibenden Autos steigen und damit die Unfallwahrscheinlichkeit zunehmen.
Ich kann kaum glauben, dass die U-Bahn von New York City diese Technik nicht hat.
Wir atmen in der Subway immer noch Bremsstaub ein.
Ich verstehe die Zahl nicht so recht, dass die regenerative Bremse der neuen Züge rund 23 % des Energieverbrauchs des Systems erzeugt und ins Netz zurückspeist.
Selbst wenn man 23 % auf 25 % aufrundet und annimmt, dass die Rückgewinnung der Bremsenergie zu 100 % effizient ist, hieße das, dass ein Viertel der in das System eingespeisten Energie wieder herauskommt.
Beim Stadtverkehr mit Autos tritt man vielleicht 25 % der Zeit auf die Bremse, aber Züge fahren lange Strecken und bremsen im Verhältnis dazu nur kurz.
Ich würde auch nicht erwarten, dass ein Zug sehr weit ohne Antrieb rollt, wenn man die Lokomotive abkoppelt; selbst wenn aus dem Impuls Energie zurückgewonnen werden kann, erscheinen 25 % des Gesamtwerts hoch.
Ich frage mich, wie diese Zahl zustande kommt.
Es zieht nicht eine einzelne Lokomotive den ganzen Zug, sondern die einzelnen Drehgestelle werden angetrieben; deshalb können elektrische Züge deutlich schneller auf Geschwindigkeit kommen.
Zur eigentlichen Frage: Der Rollwiderstand eines fahrenden Zugs ist sehr gering, daher entsteht der Großteil der Energiekosten beim Beschleunigen; beim Rollen mit konstanter Geschwindigkeit dürften nur etwa 5 bis 10 % der Leistung benötigt werden.
Das ist einer der Gründe, warum sie deutlich effizienter sind als Autos mit Gummireifen.
Wenn die Reibung während der Fahrt sehr niedrig ist, ergibt es Sinn, dass nach dem Erreichen der Geschwindigkeit nicht viel Energie nötig ist, um den Zug in Bewegung zu halten.
Beim Abbremsen kommt ein Teil dieser Energie zurück, der Rest geht als Wärme verloren.
Man muss sich nur ansehen, dass die Metallkontaktfläche nur etwa 1 cm² groß ist: https://www.reddit.com/r/Damnthatsinteresting/comments/17ysd...
Die Reibung ist sehr gering.
Auf ebener Strecke reicht es, sie gelegentlich leicht anzuschieben, damit sie weiterfahren.
Wenn der erneuerbare Strom aus großen Wasserkraftwerken bezogen wird, könnte der Strompreis für den Zugbetrieb vom Wasserstand der Stauseen abhängen.
In trockeneren Jahren könnten die Stromkosten steigen.