Wie die Salzburg AG mit einer neuen Crowdinvesting-Plattform die Energiewende vorantreibt

28.02.2022

Innsbrucker Forscherteam untersucht Einsatz von Wasserstoff-Bussen in Österreich – erster Bus bereits in Wien unterwegs

Der HyBus von Hyundai bringt wasserstoffbetriebene Busse in den österreichischen Nahverkehr. Nach Wien, sollen die Busse auch andere österreichische Städte auf dem Weg zur Klimaneutralität unterstützen.

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Österreich plant bis 2040, spätestens 2050, Klimaneutralität zu erreichen. Zur Verfolgung dieses Ziels müssen auch Alternativen in der Mobilität und in der öffentlichen Infrastruktur geschaffen werden. Nun sind im österreichischen Nahverkehr erstmals Wasserstoff-Busse im Einsatz. Der ELEC CITY Wasserstoff-Bus des südkoreanischen Automobilherstellers Hyundai stellt eine Alternative zu Batterie-Bussen dar und bietet eine Möglichkeit, die vorgeschriebenen Mindestquoten von Null-Emissions-Fahrzeugen in öffentlichen Verkehrsbetrieben zu erreichen. Im Kontext eines Innsbrucker Forschungsprojekts sollen die Busse zukünftig nicht nur in Wien, sondern auch in Graz und im Zillertal eingesetzt und getestet werden. Ziel ist es, im Zuge einer Langzeituntersuchung die Implementierung von Wasserstoffbussen in Österreich durchzusetzen.

Innsbrucker Forschungsteam ermöglicht das Projekt

Das europäische „Clean Vehicle Directive“ legt fest, dass öffentliche Verkehrsbetriebe bei Neubestellungen zukünftig eine Mindestzahl an Null-Emissions-Fahrzeugen erreichen muss. In Österreich liegt dieser Wert bis 2025 bei 45 Prozent und bis 2030 bei 65 Prozent (mit Ausnahmen beim Einsatz von Doppeldeckerbussen). Österreichs Verkehrsbetriebe haben also eine wachsende Notwendigkeit, grüne Alternativen in ihren Fuhrpark zu integrieren. Bereits im Dezember wurde der ELEC CITY Wasserstoff-Bus von Hyundai auf Wiens Straßen in Betrieb genommen.

Das österreichweit ausgerichtete Projekt „HyBus-Implementation“ soll zudem im kommenden Sommer auf die Straßen von Graz und dem Zillertal ausgeweitet werden. Ermöglicht wird es durch das Innsbrucker Forschungsteam der FEN Research GmbH. Außerdem erhält es Fördermittel in Höhe von 1,8 Millionen Euro vom Klimaschutzministerium. Die Forschungsergebnisse werden wiederum im Innsbrucker Wasserstoffzentrum HyWest zusammengeführt, wo verschiedene Projekte mit Fokus auf dem Aufbau und der Entwicklung einer grünen Wasserstoffwirtschaft in Zentraleuropa aktiv sind.

Das Projektteam wurde am Green Energy Center Europe in Innsbruck zusammengestellt und besteht aus der Hyundai Import GmbH, der Holding Graz Kommunale Dienstleistungen GmbH, der Wiener Linien GmbH & Co KG, der Zillertaler Verkehrsbetriebe AG sowie der FEN Research GmbH und weiteren Partnern aus dem Bereich der Wasserstoff-Infrastrukturwirtschaft. Das Green Energy Center Europe wurde vom Geschäftsführer der Hyundai Import GmbH, Roland Punzengruber, und Ernst und Nikolaus Fleischhacker von FEN Research in Innsbruck gegründet. Diese bezeichnen das Center als privatwirtschaftliche Initiative zum Bau von Brücken in eine grüne Zukunft.

In den kommenden drei Jahren will das Projektkonsortium rund um das Forscherteam herausfinden, welche Bedingungen den Realbetrieb der 700 bar Wasserstoff-Busse von Hyundais erster Serie ermöglichen und wichtiges Know-how für die Verkehrsbetriebe gewinnen.

„Mit den Langzeiterfahrungsdaten erforschen wir die kritischen Punkte für die Beschaffung, die systemisch-, logistischen Voraussetzungen für den regional-autonomen Betrieb und die Anpassung des weltweit ersten Serien-Buskonzeptes aus Korea für den europäischen Markt. Darüber hinaus gehen wir gezielt der in Europa viel diskutierten Frage nach dem „richtigen“ Betriebsdrucklevel – 700 bar vs. 500 bar vs. 350 bar – nach,“ erklärt Nikolaus Fleischhacker, HyBus-Projektleiter und Geschäftsführer der FEN Research GmbH am Green Energy Center Europe in Innsbruck.

Das „HyBus-Implementation“-Projekt will also Wasserstoff-Busse in drei verschiedenen Betriebsfällen einsetzen. Im Forschungszeitraum von drei Jahren werden 700 bar Wasserstoff-Busse aus der Serie Hyundai ELEC CITY FC Busse im urbanen Betriebsfall bei den Wiener Linien, im regionalen Betriebsfall bei den Graz Linien und im alpinen Tourismusbetriebsfall bei den Zillertaler Verkehrsbetrieben untersucht. Besonderer Fokus wird hier auf den Punkten fehlende Wasserstoff-Infrastruktur, hohe Anschaffungskosten der FCE-Busse, Anpassung des koreanischen ELEC CITY FC Buskonzeptes auf den europäischen Standard und die Nicht-Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff liegen.

Batterie-Busse vs. Wasserstoff-Busse

Mit Blick auf die Klimaziele stellen neben Wasserstoff-Bussen auch Batterie-Busse eine relevante Option für die Verkehrsbetriebe dar. Dabei gilt es die hohe Effizienz von Batterie-Bussen, aber auch die ausbaufähigen Anforderungen an Ladedauer und Reichweite zu beachten. Auch das Laden selbst benötigt hohe (und immer teurer werdende) Strombereitstellungsleistungen und für viele Höhenmeter sind sie eher ungeeignet.

An dieser Stelle können Wasserstoff-Busse punkten. Sie sind dazu in der Lage über weite Strecken auch schwere Lasten zu befördern. Zudem hat der erfolgreiche Einsatz im ersten Winterbetrieb 2021 gezeigt, dass die Busse auch im Winter verlässlich starten und nur kurze Zeiten zur Betankung beanspruchen. Dadurch, dass grüner Wasserstoff lokal-regional produziert und gespeichert werden kann, hätte man hier außerdem die Möglichkeit zu einem krisensicheren und energie-autonomen System.

Allerdings ist bei Wasserstoff-Bussen von Nachteil, dass sie aktuell noch sehr teuer sind, da sie ausschließlich in ersten Klein-Serien verfügbar sind. Die nötige Infrastruktur muss somit erst noch entwickelt werden. Für die Umstellung fehlt also noch das nötige Know-how. An dieser Stelle möchte das Forschungsprojekt ansetzen.

LinktippWeitere Informationen zum Forschungsprojekt

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Rund die Hälfte der Lifecycle-Kosten eines Zuges entfällt auf die Wartung, und davon wiederum mehr als die Hälfte auf Räder, Achsen und Fahrwerk, sagt Jakob Moder. Wie stark diese Bauteile im Betrieb tatsächlich belastet werden, wird bisher aber kaum gemessen. Der Grund ist simpel: Es fehlt an präziser Messtechnik, die im Dauerbetrieb einsetzbar ist. Das Grazer Startup Zyglox will das ändern.

„Die Eisenbahn ist nicht ins 21. Jahrhundert gekommen“

Der Name ist ein Wortspiel: Zyglox, gesprochen „Zügloks“, steht für Messtechnik für Züge und Loks. Dahinter stehen Jakob Moder und Erik Gerstl, die zuvor gemeinsam in der Messtechnik gearbeitet haben. Moder wechselte später in den Eisenbahnbereich und erlebte die Lücke dort aus der Praxis. Was es brauche, sei eine Lösung, „die das einerseits zuverlässig erkennt und gleichzeitig gut applizierbar ist“. Sein Urteil: „Bei der Usability ist die Eisenbahn nicht ins 21. Jahrhundert gekommen.“ Ende 2023 gründeten die beiden Techniker Zyglox in Graz.

Die bisherige Methode mit Dehnmessstreifen sei „einfach zu teuer“, erklärt Moder. Der Zug müsse dafür ein bis zwei Wochen zerlegt und instrumentiert werden, deshalb passiere das nur bei der Zulassung. „Das dauert ein Jahr, diese Technik reinzubringen, die Zulassung durchzuführen, und dann wird es wieder rausgenommen.“ Im laufenden Betrieb bleiben nur Beschleunigungssensoren, wie sie auch in jedem Smartphone stecken. „Das ist von der Datenqualität her ganz was anderes. Unser Sensor ist wie 4K, der Beschleunigungssensor liefert ein verpixeltes Foto von den Zuständen.“

Ein Sensor für Zulassung und Dauerbetrieb

Die Lösung von Zyglox lässt sich ohne größere Änderungen am Bauteil anbringen. „Wir haben eine Plug-and-Play-Lösung, die kann man einfach aufstecken“, sagt Moder. Ein Techniker braucht dafür laut Zyglox 30 Minuten. Der Sensor messe Dehnungen an Achsen, Wellen oder Schienen und liefere „gleiche oder bessere Daten als die Lösungen bisher“. Das Ziel ist ein Universalwerkzeug: genau genug für die Zulassung, aber so ausgelegt, dass es danach auf dem Fahrzeug bleibt und die Kräfte im Rad-Schiene-Kontakt dauerhaft erfasst. „Da gibt es ein großes Anwendungsfeld, denn damit wird auch die Infrastruktur überwacht“, so Moder.

Jeden Tag werden auf der Schiene hunderttausende Kilometer zurückgelegt. Zyglox will jeden davon nutzbar machen, um zu lernen, zu verbessern und vorherzusagen. Mit herkömmlichen Methoden war das Erfassen dieser Daten bisher zu teuer, zu langsam und zu aufwendig. © Zyglox

Physik aus dem Trafo, Sensoren aus dem Weltraum

Technisch nutzt Zyglox hochsensitive Magnetfeldsensoren aus der Raumfahrt, das Startup ist Teil eines Downstream-Programms der ESA. Das Prinzip erklärt Moder am Transformator: Der brummt, weil das Magnetfeld des Wechselstroms den Stahl minimal dehnt. „Und wir machen das Umgekehrte: Wenn sich der Stahl dehnt, ändert sich sein Magnetfeld in der Umgebung.“ Ein aktives Messverfahren berücksichtigt dabei den linearen Zusammenhang zwischen Belastung und Sensorsignal. Die Technologie ist patentiert, entwickelt und montiert wird in Graz.

Betreiber als Kunden, Wartung als Hebel

Als primäre Kunden sieht Zyglox die Bahnbetreiber, bei denen die Wartungskosten anfallen. Dazu kommt die Sicherheit: „Es gibt viele Vorfälle, die vielleicht nicht zu einem Unfall führen, wo man aber trotzdem sicherer und zuverlässiger unterwegs wäre, wenn man gutes Condition Monitoring hat.“

Ein kleines Pilotprojekt ist bereits abgeschlossen. Für 2027 ist der Einbau des Systems in Fahrzeuge im regulären Streckenbetrieb geplant, zunächst als Prototyp für einige Wochen Messung. Danach folgt die Zulassung. Ende 2027 soll daraus ein fertiges Produkt werden, erst dann könne die Skalierung beginnen, sagt Moder. An Interesse mangelt es nicht: „Wir können gar nicht alle Pilotprojekte machen“, weil Sensorentwicklung samt Software personalintensiv sei. Ende September zeigt das Team den Prototyp auf der InnoTrans in Berlin, der größten Messe für Schienenfahrzeuge.

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Finanziert hat sich Zyglox bisher aus eigenen Mitteln und über die Austria Wirtschaftsservice (aws). Mit aws Preseed, konkret im Programm „aws Preseed | Seedfinacing – Deep Tech“, hat das Startup die ersten eineinhalb Jahre an der Sensortechnologie getüftelt. „Es hat uns die Möglichkeit gegeben, eine Idee, die bereits validiert war, einfach zu erproben. Einfach Zeit zu haben, weil Hardware dauert ein bisschen, etwa Prototypen zu iterieren“, sagt Moder. Es sei vor allem darum gegangen, „sicherzustellen, dass das dann ein Produkt werden kann“. Seit Mitte 2025 ist Zyglox im Seed-Programm der aws, das voraussichtlich bis Anfang 2028 läuft. Das Team ist inzwischen auf rund sieben Personen gewachsen. Für die Skalierungsphase im kommenden Jahr will sich das Startup nach Investoren umsehen: „Wenn eine Bestellung eintritt oder größer wird, werden wir das mit den aktuellen Mitteln wahrscheinlich nicht mehr stemmen können.“

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Den Standort Graz sieht Moder als klaren Vorteil: Siemens fertigt hier Fahrwerke, dazu kommen Messdienstleister, Prüfstandbauer und Nextsense. Zyglox sitzt direkt am Campus der TU Graz, mit Zugang zu Prüfständen der Universität und Maschinen der voestalpine. „Die gesamte Infrastruktur ist einzigartig“, sagt Moder. „Im Silicon Valley könnten wir das Produkt wahrscheinlich nicht entwickeln, in Österreich geht es besser. Das ist eigentlich ein bisschen verrückt, aber wir haben hier die optimalen Bedingungen.“

Disclaimer: Dieser Artikel ist im Rahmen einer Medienkooperation mit der Austria Wirtschaftsservice (aws) entstanden.

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