Erprobung und Pilotbetrieb - Ersatz Dieselgenerator auf Tragwagen Xs der SBB

• Forschungsstelle: BAV
• Projektnummer: 154

Projektziele (Deutsch)

- Technologische reife: sicherstellen, dass das System den strengen Bahnanforderungen gewachsen ist.
- Definition der Anforderungen für zukünftige Systeme.
- Know-how über nötige betriebliche Anpassungen wie z.B. Ladeinfrastruktur, etc.
- Anwendbarkeit prüfen: sicherstellen, dass dieses System für die vorgesehenen Einsätze das richtige (Dimensionierung, Handling, etc.) ist.
- Sensibilisierung: Akzeptanz bei den Anwendern in einem kleinen Umfeld erarbeiten.
- Erkenntnisse für die erfolgreiche Einführung sammeln wie z.B. nötige Schulungsmassnahmen oder z.B. Erfahrungen für die zukünftigen Arbeitsabläufe bzw. deren Planungen sammeln.
- Erkenntnisse für künftige energieeffiziente Ausschreibungen

Abstract (Deutsch)

Das Pilotprojekt zur Erprobung von Salzbatterien (NaNiCl2) auf den SBB Tragwagen Xs_tief hat das Potenzial dieser Technologie zur Reduktion von Emissionen und Lärmbelastungen im Bahnbetrieb untersucht. Die Verwendung der Salzbatterie stellte eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Dieselgeneratoren dar, insbesondere für Tunnelarbeiten, wo die emissionsfreie und leise Energieversorgung von Vorteil ist. Ausserdem konnten zum damaligen Zeitpunkt Lithium-Ionen-Batterien und Wasserstoff aus Gründen der Arbeitssicherheit nicht im Tunnel eingesetzt werden. Die Salzbatterie wurde insbesondere für die Energieversorgung der Beleuchtung sowie für das Aufladen kleiner Werkzeuge auf Tunnelbaustellen eingesetzt. Während des Pilotprojekts konnten wichtige Erkenntnisse hinsichtlich technologischer Reife der Salzbatterie-Technologie im mobilen Bahnumfeld, des Batteriesystems und der Erfahrungen in der Erprobung, der nötigen betrieblichen Anpassungen bei Einführungen neuer Energiespeichertechnologien in das Bahnumfeld, der Sensibilisierung und des Schulungsbedarfs sowie Erkenntnisse für künftige Ausschreibungen und Anforderungsdefinitionen gesammelt werden. Der emissionsfreie Betrieb im Tunnel wurde besonders geschätzt. Batteriespeicher bieten eine nachhaltige und emissionsfreie Alternative zu fossilen Kraftstoffen in mobilen Bahnanwendungen. Die verwendete Salzbatterie-Technologie stellte das Projekt jedoch vor signifikante Herausforderungen. Die Technologie ist gemäss aktuellem Stand der Entwicklungen und aufgrund der Erfahrungen für zukünftige batterieelektrische Schienenfahrzeuge oder Baustellengeräte der SBB keine Option. In diesen Bereichen wird die SBB auf etablierte Lithium-Ionen-Technologien setzen, die über die technologische Reife verfügen, der Bahntauglichkeit gerecht werden und auch aus Sicht Zuverlässigkeit, Energieeffizienz und Verluste ein optimales Gesamtsystem darstellen.

Abstract (Englisch)

The pilot project to test salt batteries (NaNiCl2) on the SBB Xs_tief container wagons investigated the potential of this technology to reduce emissions and noise pollution in railway operations. The use of the salt battery represents a promising alternative to conventional diesel generators, especially for tunnelling work where the emission-free and low-noise energy supply is advantageous. In addition, lithiumion batteries and hydrogen could not be used in the tunnel at the time for occupational safety reasons. The salt battery was used in particular to supply energy for lighting and to charge small tools on tunnelling sites. The pilot project delivered key insights into the technological maturity of salt battery technology in the mobile railway environment. The battery system and the experience gained during testing, along with the necessary operational adjustments when rolling out new energy storage technologies in the railway environment were also highlighted. The project also raised awareness and set out training requirements, while providing insights for future tenders and requirement definitions. The emission-free operation in the tunnel proved a compelling proposition. Battery storage systems offer a sustainable and emission-free alternative to fossil fuels in mobile railway applications. However, the salt battery technology used posed significant challenges for the project. According to the current state of development and based on experience, this technology does not constitute an option for future battery-electric rail vehicles or SBB construction site equipment. In these areas, SBB will rely on established lithium-ion technologies that are technologically mature, suitable for railway applications and represent an optimal overall system in terms of reliability, energy efficiency and losses.

Abstract (Französisch)

Le projet pilote visant à tester les batteries au sodium (NaNiCl2) sur les wagons porteurs Xs surbaissés des CFF a permis d’étudier le potentiel de cette technologie pour la réduction des émissions et nuisances sonores liées à l’exploitation ferroviaire. L’utilisation de batteries au sodium représentait une alternative prometteuse aux générateurs diesel traditionnels, notamment pour les travaux dans les tunnels, où un approvisionnement énergétique ne générant ni émission ni bruit est privilégié. De plus, pour des raisons de sécurité au travail, le recours dans les tunnels à des batteries lithium-ion ou à l’hydrogène n’était pas envisageable à l’époque. La batterie au sodium était en premier lieu utilisée pour assurer l’approvisionnement énergétique de l’éclairage et la recharge de petits outils sur les chantiers dans les tunnels. Le projet pilote a permis de recueillir des informations précieuses sur différentes thématiques, comme la maturité technologique des batteries au sodium dans l’environnement ferroviaire mobile, le système de batteries et les expériences acquises lors de l’essai, les adaptations opérationnelles nécessaires lors de l’introduction de nouvelles technologies de stockage d’énergie dans l’environnement ferroviaire, la sensibilisation et les besoins en formation. Il a également permis de tirer des enseignements pour les futurs appels d’offres et la définition des exigences. Le fait que les batteries au sodium ne produisent aucune émission a été particulièrement apprécié dans l’optique d’une utilisation dans les tunnels. Les accumulateurs d’énergie constituent une alternative durable zéro émission aux combustibles fossiles pour les applications ferroviaires mobiles. La technologie des batteries au sodium utilisée a toutefois confronté le projet à un certain nombre de défis conséquents. Selon l’état actuel de son développement et sur la base des expériences acquises, cette technologie n’est pas envisageable pour les futurs véhicules ferroviaires à batterie électrique ni pour les machines de chantier des CFF. Dans ces domaines, les CFF misent plutôt sur des technologies éprouvées au lithium-ion, qui ont atteint leur maturité technologique, sont adaptées aux conditions ferroviaires et représentent un système global optimal du point de vue de la fiabilité, de l’efficacité énergétique et des pertes en cours d’exploitation.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Zugehörige Dokumente

• P-154_Schlussbericht [PDF] 1'203 kB