Man nehme einen LKW und gebe ihm eine Oberleitung wie bei der elektrischen Eisenbahn. Was erhält man? Den Oberleitungs-LKW. Genau das hat Siemens mit seinem System eHighway getan und damit die Effizienz-Vorteile der elektrischen Eisenbahn mit den Flexibilitäts-Vorteilen des LKW kombiniert.
Durch eine Art Eisenbahn-Infrastruktur wird dem Fahrzeug der Strom direkt über die Oberleitung und einen Stromabnehmer zur Verfügung gestellt. Das Fahrzeug ist somit nicht abhängig von oder begrenzt durch die Batteriekapazität. Es kann also nicht nur bestimmte Strecken schaffen, sondern fast unbegrenzt fahren, wenn die Oberleitung zur Verfügung steht. Außerdem ist das Fahrzeug hybridisiert und damit nicht von der Oberleitung abhängig. Das heißt es kann auch die Fahrt außerhalb der Oberleitungsinfrastruktur weiter fortsetzen. Was einerseits für die Flexibilität entscheidend ist aber auch einen Vorteil bietet, wenn es darum geht die neue Infrastruktur in bestehende Infrastrukturen zu integrieren. Etwa bei Brücken oder Tunneln die schlecht mit einer solchen Oberleitungs-Infrastruktur ausgestattet werden können, kann diese vorher unterbrochen und danach wieder fortgeführt werden.
„Das Fahrzeug bügelt ab, das ist der Fachbegriff für das Aufnehmen des Kontakts mit dem Stromabnehmer, setzt die Fahrt aus dem Hybridsystem fort und bügelt danach wieder ein.“ Hasso Gruenjes, Head of eHighway, Siemens AG Das Ab- und Einbügeln funktioniert laut Gruenjes ohne Traktionsverluste dadurch, dass sich innerhalb des Fahrzeugs ein zusätzlicher Energiespeicher befindet, der den Switch zwischen den unterschiedlichen Antriebsmodulen ruckelfrei ermöglicht. Aber das System gibt es doch schon, könnte man nun denken. Kennt man doch von Stadtbussen. Und stimmt, das Prinzip scheint ähnlich. Dennoch gibt es entscheidende Unterschiede. „Das Trolley-Bussystem hat Schleif-Schuhe, die fassen um den Fahrdraht und der Schleif-Schuh wird vom Fahrdraht mechanisch geführt“, erklärt Hasso Gruenjes den Gegensatz des Oberleitungs-LKW zum klassischen elektrisch betriebenen Stadtbus. „Zudem ist es nur ein Fahrdraht. Wir haben ein Kettenwerk wie es auch bei der Eisenbahn-Hochgeschwindigkeitsstrecke genutzt wird und wir nutzen Schleifleisten, wie auf Eisenbahnen.“ Diese Schleifleisten sind relativ breit und können dadurch den Kontakt zur Oberleitung während der Fahrt sowohl aufnehmen als auch wieder unterbrechen. Genau das ist die notwendige Innovation um die zwei schon etablierten Systeme des LKW und der elektrischen Bahn zu kombinieren.
Bei Siemens geht man nicht davon aus, dass der Oberleitungs-LKW im städtischen Raum Einzug halten wird. In diesem Bereich würde man auf die visuelle Belastung durch ein solches System verzichten wollen. Denkbar ist es eher im Bereich des interurbanen Transports und später auf dem Autobahnsystem, wo man es dem LKW mit einer solchen Infrastruktur ermöglicht auch die Vorteile der erneuerbaren Energie direkt zu nutzen. Bei einem rein elektrischen Fahrzeug hätte man die Möglichkeit einen Akku unter der Oberleitung zu laden. Auch die Energie aus der Rekuperation (das ist der Bremsvorgang bei dem der elektrische Antrieb zum Generator wird) kann genutzt werden um den Akku zu laden. Das erhöht wiederum die Effizienz des Systems. „Wir haben jetzt schon eine sehr hohe Effizienz, dadurch dass wir ein konduktives System haben, das heißt wir übertragen die Energie über eine Berührungsschnittstelle.“ Hasso Gruenjes, Head of eHighway, Siemens AG.
Vom Einspeisepunkt des Unterwerks bis zum Rad wird damit eine Effizienz von ca. 85 Prozent erreicht. Die Rekuperation ist dabei noch nicht eingerechnet, weil sie stark von der Topografie und dem operativen Zyklus abhängt. Muss etwa oft gebremst werden, ist es möglich noch mehr Energie bzw. eine noch höhere Effizienz zu erzielen, weil man die Energie aus den Bremsen nutzen kann.
Die Oberleitungs-LKW können nicht nur für sich selbst Strom erzeugen, sondern diesen über die Infrastruktur auch ins System einspeisen wo er anderen Oberleitungs-LKW zur Verfügung steht. „Stellen Sie sich ein System vor irgendwo in einer relativ bergigen Topografie, da sind LKW die fahren den Berg herunter, die müssen immer bremsen. Im Moment erzeugen sie dadurch Wärme und Verschleiß. Diese LKW würden beim Runterfahren bremsen und Strom erzeugen und der Strom könnte gleich auf der anderen Seite eingespeist werden um die LKW die den Berg hochfahren müssen mit Energie zu versorgen.“ Hasso Gruenjes, Head of eHighway, Siemens AG Bei Siemens denkt man auch an andere mögliche Hybridkonfigurationen. So könnte der Oberleitungs-LKW etwa als Dieselhybrid mit einem Biodiesel-Kraftstoff zum Einsatz kommen, mit einer Brennstoffzelle ausgestattet werden oder mit einem Gasantrieb.