Schmalspurargumente

Argumente rund um die Spurweite und die Fahrzeugbreite der CityBahn werden häufig vermischt – unzulässigerweise. Denn beide sind – zumindest im für Straßenbahnen relevanten Bereich – voneinander unabhängig. Annahmen, die CityBahn wäre als Schmalspurbahn weniger leistungsfähig als eine normale Straßenbahn, entbehren jeglicher Grundlage.

Früher oder später stoßen CityBahn-Diskussionen fast immer auf zwei grundlegenden Fragen: Die Spurweite und die Fahrzeugbreite. Die Spurweite erzeugt Diskussionen, weil die CityBahn als Erweiterung des Mainzer Straßenbahnnetzes auf der Meterspur fahren und gleichzeitig zwischen Wiesbaden und Taunusstein die zwar brach liegende, aber heute normalspurige Trasse der Aartalbahn nutzen soll. 

Die Fahrzeugbreite ist – auch in lokalpolitischen Äußerungen – hitziger Diskussionspunkt. Denn: Um möglichst viel Kapazität für Fahrgäste, Kinderwagen und Co. zu bieten, sollen die CityBahn-Züge 2,65 Meter breit werden. Gleichzeitig ist das Mainzer Netz, allen voran die Haltestellen, aber auf die Mainzer Straßenbahnen ausgerichtet. Und diese sind nur 2,30 Meter breit.

Dabei sind die Spurweite und die Fahrzeugbreite zwei unabhängige Fragestellungen. Die Modelle der großen Straßenbahnhersteller sind in verschiedenen Standardbreiten erhältlich – 2,30 Meter, 2,40 Meter, 2,50 Meter oder eben 2,65 Meter. Die Achsen bzw. Drehgestelle, die die Spurweite bestimmen – frei wählbar. Und so gibt es in Deutschland schmale Straßenbahnen auf Normalspur genauso wie breite Straßenbahnen auf Meterspur. Da der Wagenkasten derselbe bleibt, ist es für die Fahrgastkapazität auch unerheblich, ob die Schienen nun 1.000 Millimeter oder 1.435 Millimeter auseinander liegen.

Und obwohl Spurweite und Fahrzeugbreite voneinander unabhängige Diskussionen sind, werfen regelmäßige Leserbriefe in der Lokalpresse beide fälschlicherweise in einen Topf und machen so die Verwirrung perfekt. 

“ (…) Aber man kann nicht oft genug den Unsinn mit der Kleinbahn anprangern. (…)“

Jochen und Dorothee Lippold, Leserbrief im Wiesbadener Kurier 21.02.2019

„(…) Wie soll eine CityBahn in Schmalspur das Ein-/Auspendlerproblem in Wiesbaden lösen? Einem normal denkenden Menschen erschließt sich das nicht. (…)“

Petra Boxberger, Leserbrief im Wiesbadener Kurier, 09.11.2019

“(…) Auch wird verschwiegen, dass in den Schmalspurbahnen nur eine Bestuhlung von zwei Sitzen rechts und einem Sitz links möglich ist. Das heißt 45 Sitzplätze weniger als in einer normalen Straßenbahn (…)”.

Heiko Breitenstein, Leserbrief im Wiesbadener 21.02.2019

Definition: Spurweite

Die Spurweite ist der Abstand zwischen den beiden Schienen einer Bahnstrecke. Der größte Teil der Bahnstrecken weltweit ist mit einer Spurweite von 1.435 Millimetern errichtet – die deshalb den Titel Normalspur trägt. Auch der absolute Großteil der Bahnstrecken in Deutschland wird heute in Normalspur betrieben – so auch die S-Bahnen, Regionalbahnen und Fernzüge. Technisch werden Spurweiten kleiner als 1.435 Millimeter als Schmalspur bezeichnet, darüber als Breitspur. 

Übersicht über die dominanten Spurweiten der jeweiligen Länder. (Bild: Own work, Rail gauge world, CC BY-SA 3.0)

Weltweit existieren dutzende verschiedene Spurweiten. Neben der Normalspur, die knapp 55% der weltweiten Bahnstrecken ausmacht, sind die bedeutendsten davon die 

  • Meterspur (1.000 mm, ~7% der Bahnstrecken)
  • Kapspur (1.067 mm, ~9% der Strecken)
  • Russische Breitspur (1.520 mm, ~17% der Bahnstrecken)
  • Indische Breitspur (1.676 mm, ~11% der Bahnstrecken)

Schmalere Spurweiten haben im Eisenbahnbetrieb mehrere Vorteile: Die Kurven können enger gebaut werden; damit sind besonders für bergige Strecken weniger aufwendige Brücken und Tunnel notwendig. Gleichzeitig sind die Fahrzeuge kleiner, leichter und damit günstiger in Anschaffung und Betrieb. Leichtere und schmalere Fahrzeuge vereinfachen ebenfalls den Oberbau der Bahnstrecke. Auf der anderen Seite erschweren engere Kurvenradien aber hohe Geschwindigkeiten. 

All diese Gründe sind für den Themenbereich Straßenbahnen in Deutschland irrelevant. Denn sowohl Achslast als auch Höchstgeschwindigkeit (und damit Kurvenradien) der Straßenbahnfahrzeuge liegen in Deutschland weit unterhalb des Bereiches, in dem die Unterschiede zwischen Normalspur und Schmalspur zum Tragen kämen. Auch, dass bei schmaleren Spurweiten auch nur schmalere Fahrzeuge realisiert werden können, spielt bei Straßenbahnen keine Rolle: Die BOStrab deckelt die Fahrzeugbreite ohnehin bei 2,65 Meter – und die sind auch auf Meterspur möglich. Auch der Abstand der Gleise zueinander (und damit der Flächenverbrauch der Strecke) wird von den Fahrzeugbreiten definiert – nicht von der Spurweite.

Spurweiten und Fahrzeugbreiten deutscher Straßenbahnen

Von den 71 Straßenbahnstädten in Deutschland verkehren über die Hälfte auf Meterspur (1.000mm) – die größten davon in Freiburg, Halle (Saale) und dem Verbund Mannheim/Ludwigshafen/Heidelberg. Etwas paar Betriebe weniger fahren auf Normalspur (1.435mm). Drei Städte fahren weder auf Meter-, noch auf Normalspur: Braunschweig (1.100mm), Leipzig (1.458mm) und Dresden (1.450mm). 

Da einige Normalspurbetriebe aber gleichzeitig die größten Straßenbahnbetriebe Deutschlands sind (beispielsweise Berlin und Köln), verschiebt sich das Verhältnis bei der Betrachtung der Streckenkilometer und Fahrzeuge: So sind nur ein Drittel der Streckenkilometer in Meterspur gebaut, auf ihnen verkehrt auch nur ein Viertel über 5.000 Straßenbahnfahrzeuge der Republik.

Die meisten Straßenbahnen in Deutschland sind zwischen 2,30 Meter und 2,65 Meter breit. Schmalere Wagen (2,20 Meter) sind in der Regel Relikte tschechoslowakischer Bauart. Technisch ist die Spurweite unabhängig von der Breite der Straßenbahn.* So fahren schmale Bahnen mit 2,20 Meter  bzw. 2,30 Meter Breite auf Normalspur (beispielsweise in Berlin oder Leipzig) genauso wie 2,65 Meter breite Bahnen auf Meterspur (beispielsweise in Bielefeld). Im europäischen Ausland sind die Varianzen noch etwas breiter.

Der Charme breiterer Fahrzeuge

Breitere Fahrzeuge strahlen einen gewissen Charme für die Verkehrsbetriebe aus – denn sie erlauben eine Steigerung der Kapazität und des Komforts, ohne dass die Züge (und damit die Haltestellen) verlängert werden müssen oder insgesamt mehr Züge fahren. 

Welchen Unterschied das machen kann, zeigt sich beispielsweise bei der Skoda ForCity: In der 30-Meter-Variante kommen die Einrichtungsfahrzeuge bei einer Breite von 2,30 Meter auf eine Kapazität von 226 Personen. Bei 2,65 Meter Breite fasst dieselbe Tram bis zu 277 Fahrgäste. Das konkrete Beispiel kommt dabei nicht nur auf mehr Stehplätze, sondern auch auf ein Fünftel mehr Sitzplätze. Beide Fahrzeuge sind sowohl auf Meter-, als auch Normalspur erhältlich.

Die Skoda ForCity-Züge, hier auf der Innotrans in Berlin, sind wie viele andere Straßenbahnen auch sowohl für Meter- als auch für Normalspur erhältlich.
(Bild: Falk2, J33 804 Škoda For City CVAG, ET 912, CC BY-SA 4.0 )

Die Fahrzeugbreite hat allerdings einen großen Einfluss auf den Platzbedarf der Straßenbahn – denn die Gleise müssen weit genug auseinander liegen, damit sich entgegenkommende Bahnen nicht berühren. Bei einer straßenbündigen Führung ist dies meist unproblematisch – denn Fahrspuren der Straße sind in der Regel ohnehin zwischen drei und vier Meter breit. Bei besonderen Bahnkörpern – also wenn die Bahn unabhängig der Straße fährt – hängt die Breite der Strecke direkt von den Fahrzeugbreiten ab. 

Auf den unabhängig geführten Abschnitten ergibt sich bei der CityBahn dadurch ein minimaler Platzbedarf von sechs Metern Breite (bei gerader Strecke). Sind die Fahrzeuge schmaler, können die Gleise entsprechend platzsparender geplant werden – bei einigen Neubauprojekten werden in Berlin beispielsweise 5,80 Meter Breite geplant.

Historisch gewachsene Netze

Obwohl die Rechtsgrundlage zum Betrieb von Straßenbahnen (BOStrab) bereits seit Jahrzehnten erlaubt, Straßenbahnen bis zu 2,65 Meter Breite einzusetzen (BRD seit 1965, DDR seit 1959 bis 2,60 Meter), sind über die Hälfte aller Bahnen zwischen 2,30 Meter und 2,40 Meter breit. Der Grund hierfür lässt sich in der Regel mit historisch gewachsen zusammenfassen. Die meisten Straßenbahnnetze sind zu beginn des 20. Jahrhunderts mit deutlich schmaleren Fahrzeugen entstanden und dann sukzessive gewachsen – mit entsprechender Bemessung von Straßen, Signalanlagen, Brücken, Bäumen, Werkstätten, Gebäuden und nicht zuletzt dem Abstand beider Gleise zueinander. 

Tschechoslowakischer Klassiker und noch in vielen Städten unterwegs: Die Tatra KT4, hier in Berlin, ist nur 2,20 Meter breit.

(Bild: Berlin tram Tatra KT4 6141 _20060717_0244 flickr photo by trolleway shared under a Creative Commons (BY) license )

Der Umbau eines Straßenbahnnetzes auf breitere Fahrzeuge ist ein langwieriger und kostspieliger Prozess, den viele Städte und Betriebe nicht stemmen können oder Nutzen und Aufwand in keinem Verhältnis stehen. Denn selbst wenn Neubaustrecken (wie die Mainzelbahn) auf Fahrzeugbreiten von 2,65 Meter ausgelegt werden, können breitere Fahrzeuge erst dann eingesetzt werden, wenn auch der letzte Meter der zu befahrenden Strecke dies zulässt – inklusive der Verbindung zum Betriebswerk. Erschwerend kommt hinzu, dass Straßenbahnfahrzeuge mehrere Jahrzehnte im Einsatz sind und es entsprechend lange dauert, Flotten auszutauschen.

Die Stadt Leipzig entschied sich Mitte der 1990er Jahre, das Straßenbahnnetz langfristig auf 2,40 Meter breite Straßenbahnen umzurüsten, um den steigenden Fahrgastzahlen Herr zu werden. Seitdem werden bei jeder Baumaßnahme und jeder Sanierung die Gleise ein Stück auseinandergerückt. Ab Mitte der 2020er Jahre sollen dann die ersten 2,40 Meter breiten Bahnen fahren und die älteren, 2,20 Meter breiten Fahrzeuge sukzessive ablösen. 20 Zentimeter klingen nicht viel – machen aber in der Praxis den Unterschied, ob drei oder vier Sitze nebeneinander passen. Besonders in den Multifunktionsbereichen und den Durchgängen zwischen den Sitzreihen sind 20 Zentimeter Unterschied deutlich spürbar. Auch Bremen hat so seine Straßenbahnen sukzessive von 2,30 Meter auf 2,65 Meter Breite umstellen können.

Die neuen Bombardier Flexity-Züge in Berlin sind zehn Zentimeter breiter als ihre Vorgänger. (Bild: Kevin.B, Bombardier Flexity Berlin n°9039, BVG 2018, CC BY-SA 4.0)

Die BVG in Berlin hat seit 2011 mehr als 200 Züge des Typs Bombardier Flexity Berlin angeschafft. Die Fahrzeuge sind zehn Zentimeter breiter sind als die bisherigen Bahnen. Statt nun das gesamte Netz für die breiteren Züge umzubauen, entschloss sich die BVG zu einem anderen Konzept: Die neuen Flexity Züge werden ausschließlich auf bestimmten Strecken eingesetzt. 

Aus einem analogen Grund fährt die Straßenbahn Hannover noch heute mit Hochflurfahrzeugen und entsprechenden, innerstädtischen Bahnsteigen: Historisch auf Hochflurtechnik gewachsen ist ein kompletter (oder teilweiser) Umbau auf Niederflurtechnik ist zu aufwendig, zu teuer, zu langwierig – vor allem bei den unterirdischen Bahnhöfen. Und das, obwohl die Verkehrsbetriebe selbst sagen, dass Niederflur eigentlich besser wäre.

Wenn man die Möglichkeit hat, ein Stadtbahnsystem von Anfang an aufzubauen, ist die Niederflurtechnik sicherlich eine großartige Variante. Das hannoversche Stadtbahnsystem ist in den letzten 124 Jahren jedoch historisch gewachsen. (…) Unter den Bedingungen, die der Stadt und der üstra gestellt sind, ist die Hochflurtechnik die bessere Wahl für Hannover.

aus: üstra-Blog, 14. August 2016

Zur CityBahn

Spurweite der CityBahn

Die Entscheidung, welche Spurweite eine neue Bahnstrecke bekommen, richtet sich vor allem nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Neue Bahnstrecken entstehen selten als Inselbetrieb; in den meisten Fällen erweitern sie bereits bestehende Streckennetze – und übernehmen damit die bereits bestehende Spurweite. Auch bei Inselbetrieben ist es in der Regel kostengünstiger, standardisierte Fahrzeuge und Technik zu kaufen.

Die Mainzer Straßenbahn fährt auf Meterspur.
(Bild: Clic, Straßenbahn Mainz 59 203 Hauptbahnhof 1806151317, CC BY-SA 4.0)

Für einen neuen, schienengebundenen, öffentlichen Nahverkehr stehen in Wiesbaden zwei mögliche Netze zur Verfügung: Das Mainzer Straßenbahnnetz oder die Gleise der Deutschen Bahn. Die Frage nach der Spurweite einer Straßenbahn in Wiesbaden ist damit letztlich die Frage, welches der beiden Modelle langfristig erfolgsversprechender ist. Auf der einen Seite ein Straßenbahnnetz, welches bundeslandübergreifend Mainz, Wiesbaden und Teile des Rheingau-Taunus-Kreises vernetzt. Oder auf der anderen Seite eine innerstädtische Straßenbahn, die als Stadt-Umland-Bahn Direktverbindungen aus der Innenstadt nach beispielsweise Frankfurt oder den Rheingau ermöglicht.

Im Gegensatz zu den vorigen Vorstößen einer Straßenbahn in Wiesbaden, welche ein normalspuriges Netz vorsahen, streben die aktuellen CityBahn-Planungen ein gemeinsames Netz mit Mainz an – und damit ein Meterspurnetz. Dieses ermöglicht den grenzüberschreitenden Straßenbahnverkehr genauso wie beispielsweise das gemeinsam genutzte Betriebswerk.

Fahrzeugbreite der CityBahn

Die zur Verfügung stehenden, offiziellen Unterlagen sprechen je nach Stand von verschiedenen Fahrzeugbreiten. Vorgabe der Machbarkeitsstudie und damit Planungsprämisse der aktuellen Planungen sind Fahrzeuge bis zu 2,65 Metern Breite. In den FAQ und Kapazitätsvergleichen sind allerdings Straßenbahnen mit 2,40 Meter Breite zugrunde gelegt.

Die CityBahn soll, so die Maßgabe der Machbarkeitsstudie, aus oben genannten Kapazitäts- und Komfortgründen mit 2,65 Meter breiten Fahrzeugen fahren – also so breit, wie es die BOStrab maximal erlaubt. Damit sind die Fahrzeuge um 35 Zentimeter breiter als die heutigen Mainzer Straßenbahnen und immerhin zehn Zentimeter breiter als die Linienbusse der ESWE.

S-Bahn: DB-Baureihe 430. Regionalbahn: HLB Corodia Continental.

Die geplante Fahrzeugbreite – so zukunftsorientiert sie auch ist – stößt allerdings auf Probleme in Mainz. Zwar ist die Strecke der Mainzelbahn auf 2,65 Meter ausgelegt – die Haltestellen allerdings auf die schmaleren Züge. 

Breite Züge, schmale Bahnsteige

Sollen in einem bestehenden Netz breitere Bahnen eingesetzt werden, kann das vor allem im Bereich der Haltestellen zu Problemen führen. Um einen barrierefreien Einstieg zu ermöglichen, sind die Haltestellen meist auf die vorigen, schmaleren Bahnen ausgelegt. Folge: Die breiten Bahnen passen nicht an den Bahnsteig. Werden die Haltestellen auf die breiteren Bahnen umgebaut, haben die schmaleren Fahrzeuge, die aufgrund der langen lebensdauern oft noch Jahr(zehnt)elang parallel in Betrieb sind, ein Problem: Die Lücke zwischen Zug und Bahnsteigkante. 

Um dieses Problem zu lösen, setzte einige Straßenbahnbetriebe spezielle Fahrzeuge ein. Die Besonderheit: Die Bahnen sind auf Bahnsteighöhe schmaler und werden erst nach oben hin breiter (“Bombierung”, “Taillierung”). Rostocker und Bielefelder Bahnen sind hier besonders prägnant: Die Fahrzeuge sind auf Bahnsteighöhe 2,30 Meter breit. Im Fahrgastraum verbreitert sich das Fahrzeug auf 2,65 Meter.

Straßenbahn in Bielefeld: Von 2,30 Metern auf Bahnsteighöhe auf 2,65 Breite. Achtung: Hochflur!
(Bild: Stadtbahnwagen Typ GTZ8-B Vamos, Niederwall, Bielefeld flickr photo by bindonlane shared under a Creative Commons (BY-NC) license . Cropped.)
Die neuen Vossloh-Niederflur-Züge in Rostock sind auf Bahnsteighöhe ebenfalls schmaler.
(Bild: Bahnfrend, RSAG 604, Steinstraße, 2019 (01), CC BY-SA 4.0)

Zusammenfassung

Die Spurweite und die Fahrzeugbreite sind zwei voneinander unabhängige Diskussionen. Die Annahme, Straßenbahnen könnten weniger Menschen transportieren, weil sie “nur auf Meterspur” fahren, entbehrt jeglicher Grundlage.

Die unterschiedlichen Spurweiten der Mainzer Straßenbahn und der Aartalbahn, zwischen denen sich die CityBahn positionieren muss, kann weiter diskutiert werden. Um sich in das Mainzer Netz einzufügen, sind taillierte Züge eine durchaus praktikable Variante. Damit würde etwaiger Anpassungsaufwand in der Breite der Mainzer Bahnsteige erspart. 

Gleichzeitig wird die Hälfte der Mainzer Straßenbahnflotte ohnehin mittelfristig durch neue Züge ausgetauscht. Die GT6M-Bahnen von Adtranz nähern sich ihrem 24. Geburtstag, die älteren DUEWAG M8C sind weit über 30 Jahre alt. Hier muss sich die Stadt Mainz fragen, ob sie im Angesicht immer weiter steigender Fahrgastzahlen (analog zu Bremen und Leipzig) langfristig nicht ebenfalls auf breitere Straßenbahnen umsatteln möchte. Dazu wäre der Bau der CityBahn und der anstehende Austausch eines großen Teils der Flotte aus Altersgründen eine geeignete Gelegenheit.

Im tschechischen Liberec fahren wird das Netz sukzessive auf Normalspur umgerüstet. Derzeit fahren die Straßenbahnen sowohl auf Normal- als auch auf Meterspur.

(Bild: ŠJů, Wikimedia Commons, Liberec, Fügnerova, tramvaj 66 na lince 3 (01), CC BY 4.0)

Auch die Fragen nach der Spurweite ist – neben wirtschaftlichen Gesichtspunkten – letztlich eine politische Entscheidung: Meterspur oder Normalspur. Oder doch irgendeine Misch-Variante. Denn eine Meterspuranbindung von Taunusstein und Bad Schwalbach heißt aber nicht automatisch, dass auf der Aartalbahn keine normalspurigen Züge mehr fahren können – Stichwort Dreischienengleis. Dazu in einem separaten Artikel mehr.

Analog ist es auch denkbar (wenngleich weitaus weniger wahrscheinlich), Mainz und Wiesbaden über eine normalspurige Straßenbahn zu vernetzen – dazu müssten die gemeinsam genutzten Streckenabschnitte auf Mainzer Seite mit einer dritten Schiene ausgerüstet werden.

Alternativen zur Straßenbahn

Kein Verkehrsmittel ist alternativlos – Autos nicht, Busse nicht, Straßenbahnen auch nicht. Aber jedes davon kann unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen, der Ziele und Anforderungen die beste Wahl sein. Und so kann die CityBahn für Wiesbaden die beste Alternative sein. Doch welche anderen Massentransportmittel gibt es – neben der Straßenbahn – überhaupt?

Die Frage, welche Transportmittel für welche Anwendungsbereiche des öffentlichen Personennahverkehrs geeignet sind, treibt Verkehrswissenschaftler und Stadtplaner seit Jahrzehnten um. Und bei der Beantwortung spielen eine Vielzahl an Faktoren eine Rolle: Kosten, Leistungsfähigkeit, politische und gesellschaftliche Akzeptanz, ökologische Folgen – um nur einige zu nennen.

Anforderungen an ein öffentliches Verkehrsmittel

Eine der ersten Fragen bei der Auswahl des Verkehrsmittels ist: Wie viele Menschen sollen über welche Entfernung transportiert werden? Durch die jahrzehntelange Erfahrung können die Verkehrsplaner bei den allermeisten Optionen auf ein breites Spektrum an bewährten, fundierten Erkenntnissen zurückgreifen.

Neue, technische Entwicklungen müssen dabei natürlich auch berücksichtigt werden. Nicht jede Neuerung ist aber automatisch bahnbrechend. Denn auch Busse, die mit Wasserstoff oder Akku fahren, sind letztlich Busse. Autonome Straßenbahnen bleiben grundsätzlich Straßenbahnen, Gummistraßenbahnen sind bei genauerem Hinsehen auch nur weiterentwickelte Spurbusse. Selbstfahrende Autos sind unterm Strich Anrufsammeltaxis mit anderer Kostenstruktur und dadurch veränderten Anwendungsbereichen. Lediglich Flugtaxen bespielen ganz neue Einsatzfelder, die so zuvor bestenfalls mit Helikoptern abgedeckt wurden. Abgesehen von deren schlechten Energieeffizienz werden diese aber auch kein Massentransportmittel ersetzen.

Für Wiesbaden suchen wir ein Rückgrat für unser ÖPNV-System, welches mehr Menschen befördern kann als das heutige Bussystem. Denn selbst bei gleich bleibendem Modal Split wird die Fahrgastzahl allein wegen dem Bevölkerungswachstum in Wiesbaden und der Region weiter ansteigen. Gleichzeitig soll der ÖPNV-Anteil am Modal Split aber wachsen. Um einen ÖPNV-Anteil wie beispielsweise Mainz oder Frankfurt zu erreichen (~22%), müssten die Wiesbadener Busse zwischen rund ein Drittel mehr Fahrgäste befördern. Ob das mit den heute schon vollen Bussen, besonders in den Stoßzeiten, funktionieren kann, bleibt fraglich.

Was sind die Optionen?

Der Blick in die Fachliteratur hält folgende, grundsätzliche Transportsystem zur Personenbeförderung bereit – hier eingeteilt nach Transportkapazität (in Personen pro Stunde und Richtung) und der Systemlänge, also der sinnvollen Länge der Verbindungen/Linien. Diese ergibt sich aus der technisch realisierbaren Geschwindigkeit des Verkehrsmittels und den zumutbaren (attraktiven) Reisezeiten.

Abbildung verändert nach: Monheim/Muschwitz 2010

Mit Blick auf diese Einteilung wird klar: Es gibt grundsätzlich eine Vielzahl an Transportmitteln, die eine höhere Kapazität haben als Busse – und ähnlich hohe (oder höhere) wie die Straßenbahn. Deshalb reicht dieses Kriterium allein nicht – die Geschwindigkeit ist ebenfalls relevant.

Und da wird’s schon dünn: Fahrsteige/Rolltreppen (moving sidewalks) können enorm viele Fahrgäste befördern – deutlich mehr als Bus oder Straßenbahn. Sie sind aber langsam und machen daher nur über kurze Strecken Sinn – beispielsweise am Flughafen Frankfurt (als Verbindung Terminal – Bahnhof). Auch Seilbahnen (genauer gesagt: Umlaufseilbahnen) können eine höhere Transportkapazität haben als Busse – sind aber ebenfalls recht langsam. Die Fachliteratur geht daher von einem sinnvollen Einsatz von Seilbahnen von sechs bis acht Kilometern aus. (Auch ist es schwierig, mit Seilbahnen Netzwerke zu bauen – oder Kurven.)

Klassische S- und U-Bahnen haben ebenfalls deutlich höhere Kapazitäten als ein Bussystem – sind aber auch mit massiven Bauarbeiten und Kosten verbunden. Die S-Bahnverbindung zwischen Mainz und Wiesbaden hat einen Haltestellenabstand von durchschnittlich drei Kilometern – nordmainisch auf der S1 sind es sogar vier bis fünf Kilometer. Zusammen mit 120 bis 180 Meter langen Zügen ist das zur Erschließung der Innenstadt gänzlich unbrauchbar. 

U-Bahnen kosten überschlägig das zehn(!)fache einer Straßenbahn. Die Stadt Frankfurt startete im August die Erweiterung der Linie U5. Die 2,7 Kilometer sollen nach aktuellen Schätzungen 370 Millionen Euro kosten – und damit rund ein Drittel mehr als die komplette CityBahn vom Mainzer Hauptbahnhof nach Bad Schwalbach.

Die hiesige Aufgabenstellung bleibt: Eine leistungsfähige Erschließung der Wiesbadener Innenstadt und die verlässliche Verknüpfung mit Mainz und Taunusstein. Daher bleiben mit nüchternem Blick auf die Alternativen neben der Straßenbahn vier grundsätzliche Optionen übrig: 

  1. Ein zum Bus-Rapid-Transit ausgebautes Bussystem, 
  2. eine Seilbahn,
  3. eine Schwebe-/Hängebahn oder
  4. Spurbusse, ART oder sonstige, spurgeführte “Gummistraßenbahnen” (Tramway sur pneus)

Nur ein Teil der Optionen ist in bestehende Netze und Infrastruktur integrierbar.

Bus Rapid Transit

Bus Rapit Transit-Systeme (BRT) sind speziell ausgebaute Bussysteme. Mit einem klassischen BRT ließe sich gegenüber dem heutigen Bussystem die Leistungsfähigkeit weiter steigern, indem Kapazität oder Geschwindigkeit (oder beides) der Busse erhöht werden. Das heißt in der Regel: Einsatz größerer Fahrzeuge (Gelenkbusse/Doppelgelenkbusse), die bauliche Trennung der Bustrasse von allen (!) anderen Verkehrsteilnehmern und meist auch spezielle Haltestellen, um in kurzer Zeit vielen Fahrgästen den Ein-/Ausstieg zu ermöglichen.

Durch die fehlende Spurführung ist die Trasse deutlich breiter als bei den spurgeführten Varianten (2) und (3). Inwiefern sich ein BRT in der Wiesbadener Innenstadt realisieren lässt, kann mit Blick einem auf die Beispielfotos erahnt werden.

Eine spannende und hochaktuelle Broschüre zum Thema „Städtische Schnellbussysteme – flexibel, aufwandsarm, attraktiv“ vom VDV findet ihr hier: (Link)

Seilbahnen

45 Jahre nach Eröffnung der ersten innerstädtischen Seilbahn Deutschlands ist dieses Transportmittel aktuell an vielen Stellen wieder in der Diskussion – sei es im RMV, in München oder Wuppertal. Seilbahnen sind direkt auf den ersten Blick charmant: Sie benötigen sie außer den Stationen und ein paar Stützen keine Infrastruktur und konkurrieren damit nicht zusätzlich um den begrenzten Straßenraum. Sie sind (vergleichsweise) einfach, schnell und günstig zu errichten und weitestgehend erschütterungs- und geräuschlos.

Auch auf den zweiten Blick behalten Seilbahnen (genauer gesagt: umlaufende zwei- oder drei-Seil-Bahnen) ihren Charme. Mit Blick auf die Transportkapazität können moderne Seilbahnen durchaus mit Bus- und Straßenbahnverbindungen mithalten: zwischen 2.000 und 7.000 Menschen sind so pro Stunde und Richtung realisierbar. Der Energieverbrauch ist gering, das Unfallrisiko in Ermangelung anderer Verkehrsteilnehmer in der Höhe niedrig und die Gondeln verkehren ohne Personal. Außerdem sind sie Stetigförderer – es werden also keine Fahrpläne benötigt, da alle paar Sekunden eine neue Gondel kommt. Da sie zwischen den Stützen keine Infrastruktur benötigt, können Seilbahnen besonders gut Hindernisse überwinden (Flüsse, Autobahnen, Gleise) oder steile Steigungen zurücklegen. Mit einer maximalen Geschwindigkeit von rund 30 km/h ist sie mit den anderen innerstädtischen Verkehrsmitteln zumindest vergleichbar. Und so existieren heute schon Seilbahnverbindungen (Koblenz, Köln, Berlin) oder ganze Netzwerke in südamerikanischen Städten.

Seilbahnen bringen aber auch einige, handfeste Nachteile mit sich, die auf den ersten Blick gern übersehen werden. Diese erschweren, sie im Nachhinein in gewachsene Stadtstrukturen zu integrieren.

Stationen von Seilbahnen benötigen Platz – viel Platz. Vor allem dann, wenn die Gondeln nicht auf Straßenniveau halten, sondern ‚oben‘. Sollen die Stationen leistungsfähig sein und darüber hinaus barrierefrei, sind aufwendig Bauwerke inklusive Rolltreppen, Fahrstühle und Bahnsteige notwendig. Besonders die Endhaltestellen – die den Antrieb beherbergen – sind massiv.

Auch können Seilbahnen zwischen den Stützen und Stationen keine Kurven fliegen, da die Seile (wortwörtlich) schnurgrade verlaufen. Sollen die Gondeln einem gebogenen Straßenverlauf folgen, müssen diese statt an Seilen auf Schienen laufen – damit wäre ein Vorteil der Seilbahnen dahin. Hinzu kommen große Risiken hinsichtlich Anwohnerakzeptanz, wenn die Gondeln über Privatgrundstücke oder auf Augenhöhe mit dem zweiten Obergeschoss durch die Wohnviertel fliegen.

Seilbahnlinien in La Paz. (Bild: Chumwa; Michael F. Schönitzer; Chuq, Seilbahnnetz La Paz, CC BY-SA 3.0)

Ein weiterer Nachteil: Seilbahnen sind immer Punkt-zu-Punkt-Verbindungen. Zwar lassen sich Zwischenstationen durchaus einplanen. Für Abzweige und Weichen existieren derzeit aber keine brauchbaren Konzepte. Damit sind auch Überhol- und Ausweichmöglichkeiten nicht realisierbar, ein wirkliches Netzwerk ebenfalls nicht. Und so besteht auch das knapp ein Dutzend Linien umfassende Seilbahnnetz in La Paz (Bolivien) aus einer Ansammlung von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen einem und fünf Kilometern Länge und größeren Umsteigestationen.

Siehe auch

Hängebahnen

Zuweilen als Alternative angeführt werden Hängebahnen – mit dem wohl bekanntesten Vertreter: die Wuppertaler Schwebebahn (die technisch gesehen keine Schwebebahn ist, sondern eine Hängebahn). Die Einordnung in die obige Skala ist etwas schwierig, weil nur drei solcher Anlagen in Deutschland installiert sind: In Wuppertal sowie zwei einander sehr ähnliche Anlagen an der TU Dortmund (H-Bahn21) sowie am Düsseldorfer Flughafen (SkyTrain). Entsprechend besetzen Hängebahnen eher eine Nische – das Spektrum ihrer Einsatzfähigkeiten ist daher schwer einzugrenzen.

Schwebebahn Wuppertal

Die Wuppertaler Schwebebahn (technisch eine Einschienen-Hängebahn) durchzieht auf einer Linie mit 13,3 Kilometern die Wuppertaler Innenstadt. Davon sind knapp über 10 Kilometer über dem Flusslauf der Wupper gebaut. Insgesamt säumen 464 Stützen und Bögen den Laufweg, der zwölf Meter über der Wupper bzw. acht Meter über der Straße verläuft.

Die Schwebebahn vereint dabei Eigenschaften von Seilbahnen und Straßenbahnen: Mit einem durchschnittlichen Haltestellenabstand von 700 Metern und 24 Meter langen Zügen (42 Sitzplätze + 88 Stehplätze = 130 Plätze) erfüllt sie eine ähnliche Erschließungsfunktion wie herkömmliche Straßenbahnen. Gleichzeitig konkurriert sie aber nicht mit anderen Verkehrsteilnehmern um den knappen Straßenraum. Durch die Höherlegung der Trasse sind die Stationen deshalb (analog zu Seilbahnstationen) sehr platzbedürftig.

Darüber hinaus existieren für die Wuppertaler Schwebebahntechnologie im Fahrgastbetrieb – analog zu Seilbahnen – keine praktikablen Weichen, sodass auch hier keine Überholgleise, Abzweige, Verstärkerlinien oder gar Netzwerke gebaut werden können. Am Ende der Strecke durchfahren die Züge eine Wendeschleife. Genau genommen ist die Wuppertaler Schwebebahn also ein großer Kreisverkehr. Bleibt ein Zug liegen, steht der gesamte Betrieb, da die Züge keine Möglichkeit zum Wenden oder Ausweichen haben.

Insgesamt nutzen rund 85.000 Fahrgäste täglich die Schwebebahn – die maximale Beförderungskapazität wird mit 3.500 bis 4.000 Personen pro Stunde und Richtung angegeben. Damit liegt die Bahn gleichauf mit Straßenbahnsystemen. Der Vorteil gegenüber Straßenbahnen (weniger Platzverbrauch auf Straßenniveau) wird allerdings mit deutlich aufwendigerer (und damit teurerer) Infrastruktur sowie spürbaren, betrieblichen Nachteilen (keine Überholungen/Abzweige/Netzwerke) erkauft.

Hängebahnen

Die Hängebahnen, die auf dem Gelände der TU Dortmund sowie dem Düsseldorfer Flughafen eingesetzt werden, haben mit der Wuppertaler Variante (außer der Klassifizierung als Hängebahn) nicht viel gemein. Die fahrerlosen Fahrzeuge sind deutlich kleiner (9,20 Meter Länge, 35 bzw. 37 Plätze). Sie kommen zwar auf eine maximale Transportkapazität von knapp 2.000 Personen pro Stunde und Richtung, das allerdings auf einer deutlich kleineren Strecke. So ist die Dortmunder Strecke mit ihren fünf Stationen knapp drei Kilometer lang, die Düsseldorfer Strecke mit vier Stationen zweieinhalb Kilometer. Aufgrund des Höhenunterschiedes zum Straßenraum sind die Stationen ebenfalls platzbedürftig, die Trasse selbst verläuft ebenfalls über Straßenniveau. Allerdings können mit den hier realisierten Hängebahnen durchaus Weichen und Abzweige realisiert werden.

Die fahrerlosen Fahrzeuge ermöglichen einen hoch flexiblen Fahrzeugeinsatz – in Schwachlastphasen sogar on demand, also per Knopfdruck. Die vergleichsweise kurzen Strecken liegen deutlich unter den Möglichkeiten einer Straßenbahn. Durch die einfache Integration und die gute Kreuzungsmöglichkeit von Flüssen und Bahndämmen eignet sich die Hängebahn aber durchaus zur nachträglichen Integration in bestehende Gewerbegebiete zur Feinerschließung. Wieso also nicht über eine Linie vom neuen S-Bahnhof Schott (Mainz) über das Mombacher Hafengebiet, die Petersaue, durch den Kalle-Albert-Industrieparf und über den S-Bahnhof Wiesbaden Ost in das Gewerbegebiet zwischen S-Bahn und Steinbruch nachdenken? Damit ließen sich die Industrie- und Gewerbegebiete komfortabel erschließen und sowohl die S-Bahn als auch die Straßenbahnen auf Mainzer und Wiesbadener Seite verknüpfen.

Spurbusse, Gummistraßenbahnen, ARTs

Autonomous Rail Rapid Transit (ARTs), Gummistraßenbahnen, Tramway sur pneus: Im Detail unterscheiden sich Antrieb und Ausführung der Fahrzeuge – letztlich handelt es sich aber immer um Spurbusse.

Sind Busse spurgeführt, erlaubt dies auch in engen Straßenräumen deutlich längere Fahrzeuge, da die Fahrzeuge auch in Kurven auf der definierten Route bleiben. Die Spurführung kann prinzipiell durch Führungsschienen in der Mitte (ähnlich einer Carrera-Rennbahn) oder durch Führungsrollen an der Seite geschehen. In jüngerer Vergangenheit kamen außerdem Systeme, die der Spur durch optische Sensoren (Kamera folgt weißer Linie) oder per Induktionsschleifen folgen. Da die mechanische Spurführung fehlt, müssen alle Achsen der Fahrzeuge gelenkt sein – mit entsprechend höheren Kosten und Verschleiß.

Durch die Spurführung benötigt eine Spurbustrasse weniger Platz in der Breite eine klassische Busspur. Das führt zu einem Platzvorteil, selbst wenn die Route durch normale Solo- oder Gelenkbusse befahren wird. Die Trasse in Adelaide ist mit 6,20 Metern ähnlich breit wie Straßenbahntrassen – und schmaler als Busspuren. Zusätzlich können klassische Spurbusse auch auf normalen Straßen fahren. So sind im Netz der O-Bahn Adelaide die Busse auf zwölf Kilometern separat vom übrigen Verkehr spurgeführt und nutzen davor/danach herkömmliche Straßen zur Bedienung verschiedener Ziele.

Da die Fahrstrecke der Busse fix ist, können diese auch per Oberleitung angetrieben – nur fahren Sie eben auf Asphalt und nicht auf Gleisen. Die gegenüber normalen Bussen höhere Leistungsfähigkeit kommt hier durch größere Fahrzeuge und – da die Trassen in der Regel meist exklusiv genutzt werden – höhere Durchschnittsgeschwindigkeiten.

Klassische Spurbussysteme sind selten und existieren in Deutschland quasi nicht mehr. Rund ein Dutzend „Gummistraßenbahnen“ (Tramway sur pneus) fahren in Frankreich, Italien, China und Kolumbien. Zuletzt haben sich die französischen Städte Caen und Nancy von ihren “Gummistraßenbahnen” getrennt. Zu fehleranfällig, zu teuer; sie werden durch klassische Straßenbahnen ersetzt.

Energieverbrauch von Straßenbahnen

Wieviel Energie braucht eigentlich so eine Straßenbahn? Diese Frage beantworten wir für euch in diesem Artikel. Neben den harten Zahlen zeigen wir außerdem die drei am meisten verbreiteten und effektivsten Möglichkeiten zu weiteren Energieeinsparungen auf. 

Die angegebenen Zahlen des Energieverbrauchs kommen direkt von den Straßenbahnbetrieben in Deutschland. Einige davon legen ihren Energieverbrauch in Nachhaltigkeitsberichten offen. Andere beziffern in ihren Geschäftsberichten den Fahrstrom-Gesamtverbrauch und die Betriebsleistung, sodass sich der Energieverbrauch pro Kilometer im Schnitt über alle eingesetzten Straßenbahnen errechnen lässt. Die meisten  haben wir allerdings direkt kontaktiert – denn nur die Betriebe selbst kennen den Verbrauch für die verschiedenen Straßenbahntypen ihrer Flotte. 

Zwar sind die Rückmeldungen nicht vollständig. Letztlich umfassen die Daten aber ein Viertel der deutschen Straßenbahnbetriebe, die zusammen rund die Hälfte der gesamtdeutschen Straßenbahnflotte betreiben. Welche das genau sind, findet ihr am Ende des Artikels. Wir werfen außerdem einen Blick auf die verschiedenen Technologien, die den Straßenbahnen weitere Energieeinsparungen ermöglichen: Rückspeisung, SuperCaps, Schwungradspeicher.

Bei verschiedenen Quellen über den Energieverbrauch der Fahrzeuge ist ein detaillierter Blick auf die Maßeinheit geboten. Der Bedarf an Energie wird meist in Kilowattstunden pro X angegeben – wobei X mal für Fahrzeugkilometer (bezogen auf die Strecke), mal für Platzkilometer (bezogen auf die Kapazität) oder für Personenkilometer (bezogen auf die Fahrgäste) stehen kann. Je nach Fragestellung sind mal die einen, mal die anderen Angaben sinnvoll; man sollte sie beim interpretieren nur nicht vermischen.

Der Artikel legt keinen Fokus auf die Emissionen. Allerdings liegt es auf der Hand, dass es – unabhängig von der Herkunft der notwendigen Energie – aus ökologischen und aus Emissionsgründen von Vorteil ist, weniger Energie zu verbrauchen. Deswegen wird dazu ein separater Artikel folgen.

Der absolute Energieverbrauch von Straßenbahnen ist für sich betrachtet aber nur bedingt aussagekräftig. Er muss vielmehr verglichen werden mit den Alternativen – konkret also beispielsweise mit Bussen (sowohl Diesel, als auch Elektro). Denn dass eine Straßenbahn, die deutlich größer ist als ein Bus, mehr Energie benötigt, liegt auf der Hand. Allerdings kann sie gleichzeitig mehr Menschen transportieren. Die Frage ist also: Ab wie vielen Fahrgästen ist der Einsatz einer Straßenbahn energieeffizienter als ein Bustransport? Doch auch dazu in einem separaten Artikel mehr.

Zum Energieverbrauch von Straßenbahnen

Zahlen, Daten, Fakten

Mit Blick auf die Daten hat sich eine gute Faustregel herauskristallisiert: Eine durchschnittliche, 30-Meter lange Straßenbahn verbraucht zwischen drei und vier Kilowattstunden pro Fahrzeugkilometer. Für doppelt so lange Züge liegt der Verbrauch etwa 50 Prozent höher.

Aus Nachhaltigkeits- und Geschäftsberichten sowie direkten Rückmeldungen aus den Straßenbahnbetrieben haben wir euch die konkreten Angaben zum Energieverbrauch zusammengetragen. Die erste Beobachtung: Über die verschiedenen Typen hinweg wiegt eine Bahn (leer) im Schnitt rund 1,1 Tonnen pro Meter. 

Energieverbrauch von Straßenbahnen pro Fahrzeugkilometer – nach Länge der Fahrzeuge. Angaben in Orange sind Typenscharf, in Blau gewichtete Durchschnittswerte über mehrere Fahrzeugtypen eines Betriebes.

Die zweite Beobachtung: Je länger eine Bahn ist (also je schwerer), desto höher ist der Energieverbrauch pro Fahrzeugkilometer. Das ist nicht wirklich überraschend. Gleichzeitig haben längere Bahnen aber auch mehr Plätze. Und so liegt der Energieverbrauch, unabhängig von der Straßenbahnlänge, relativ stabil bei rund 0,02 kWh pro Platzkilometer. 

Energieverbrauch von Straßenbahnen pro Platzkilometer – nach Länge der Fahrzeuge. Angaben in Orange sind Typenscharf, in Blau gewichtete Durchschnittswerte über mehrere Fahrzeugtypen eines Betriebes.

(Je nach Datenqualität beziehen sich die Verbrauchswerte auf konkrete Straßenbahntypen (orange) oder bilden Mittelwerte der gesamten Straßenbahnflotte – über mehrere Typen hinweg (blau). Bei Mittelwerten mehrerer Typen sind die Kennzahlen (zB Länge und Kapazität) gewichtete Mittelwerte. Die senkrecht übereinander stehenden, blauen Datenpunkte sind Angaben der jeweils selben Straßenbahnbetriebe aus verschiedenen Jahren.)

Ein langfristiger Praxistest durch das Fraunhofer-Institut in Dresden und Leipzig ergab im Rahmen des SEB-EDDA-Projektes für einen Elektro-Solobus einen vergleichbaren Energieverbrauch von 0,022 kWh pro Platzkilometer, der Einsatz von VDL-Gelenkbussen in Köln ergab rund 0,018 kWh pro Platzkilometer. Damit spielen Straßenbahnen und Elektrobusse beim spezifischen Energieverbrauch in derselben Liga. Zum Vergleich: Dieselbusse verbrauchen (umgerechnet) 0,05 bis 0,06 kWh pro Platzkilometer und damit mehr als doppelt so viel. Auch handelt es sich hier um den Primärenergieverbauch, der vollkommen außer Acht lässt, wie die Energie gewonnen, gespeichert und zum Fahrzeug transportiert wird. Auch hier gibt es massive Unterschiede zwischen Oberleitung, Akku, Diesel und Wasserstoff. Details dazu in einem separaten Artikel.

Einflussfaktoren des Energieverbrauchs

Der konkrete Verbrauch von Straßenbahnen hängt dann aber von vielen Faktoren ab: Von der Länge des Fahrzeugs (und damit dem Gewicht), Alter und verbaute Technik, Routenführung, Anzahl Haltestellen, Steigungen der Strecke oder dem Wetter. Natürlich hat auch die Oberleitungs-Infrastruktur Einfluss auf den Verbrauch – die Leitungsverluste schwanken je nach Zustand und verwendeter Technik.

Deutlich werden die schwankenden Einflüsse am Beispiel Klimaanlagen und Heizungen. So sank der spezifische Stromverbrauch der Bremer Straßenbahnen von 2013 zu 2014 um 7,5 Prozent – was die Stadtwerke u.a. auf den milden Winter zurückführten. Aber auch der Einsatz von Technologien zur Energierückspeisung beeinflusst den Verbrauch. Mit Hilfe von SuperCaps konnte der RNV den Energiebedarf seiner Straßenbahnen beispielsweise um 30% senken.

Neue Straßenbahnen verbrauchen auch nicht automatisch weniger Energie als alte. Den Effizienzsteigerungen der Fahrmotoren steht beispielsweise mehr verbaute Technik gegenüber: Klimaanlage, Monitore, Lüftung, WLAN. Führen die Straßenbahnen Batterien oder SuperCaps mit sich, werden die Fahrzeuge gleichzeitig schwerer.

Beispiel Plauen: Bis 2012 kamen hier ausschließlich tschechische Straßenbahnen des Typs Tatra KT4D zum Einsatz, gebaut in den 70er und 80er Jahren. Heute erbringen neue Flexity Classic-Züge den Großteil der Verkehrsleistung. Die neuen Fahrzeuge bieten 15 Sitzplätze mehr, sind drei Meter länger und sieben Tonnen schwerer – der Energieverbrauch aber derselbe wie bei den älteren Tatra-Zügen.

Energierückgewinnung bei Straßenbahnen

Die Rückgewinnung von Energie (Rekuperation) begleitet Fahrzeuge seit Aufkommen des Elektromotors und ist nur bei dieser Energieform möglich. Bei Fahrzeugen wird darunter zumeist die Bremsenergie in elektrische Energie umgewandelt und wahlweise ins Netz zurück- oder in einen stationären oder mobilen Speicher eingespeist. Das ermöglicht deutliche Energieeinsparungen.

Rückspeisung ins Netz

Die Idee, die Fahrmotoren beim Bremsen als Generatoren einzusetzen und damit Bremsenergie zurückzugewinnen, ist seit über 100 Jahren im Einsatz. Bereits die 1919 gebauten Elektrolokomotiven der SBB, Spitzname Krokodil, konnten bis zu 5 Prozent der Bremsenergie zurück ins Netz speisen. Moderne Lokomotiven kommen auf bis zu 40 Prozent

Die Rückspeisung in großflächige Wechselstromnetze ist wenig problematisch. So speist die Deutsche Bahn jährlich über 1.200 Gigawattstunden, gewonnen aus der Bremsenergie der Züge, ins eigene Netz zurück. Straßenbahnnetze sind allerdings deutlich kleiner und basieren auf Gleichstrom. Heißt: Damit eine Straßenbahn Bremsenergie effektiv zurückspeisen kann, muss eine zweite Straßenbahn in der Nähe sein, die diese Energie direkt aufnimmt (und beispielsweise gleichzeitig beschleunigt). Andernfalls verpufft die Bremsenergie als Abwärme.

Je mehr Bahnen auf engem Raum unterwegs sind (zum Beispiel in den Hauptverkehrszeiten), desto höher die Einsparung. Pro Bremsvorgang kann eine Straßenbahn zwischen einem und zwei Kilowattstunden zurückspeisen. Große Straßenbahnnetz (wie Berlin oder Leipzig) können mit speziell ausgerüsteten Oberleitungen über die Rückspeisung ins Netz ihren Energieverbrauch um bis zu 20% reduzieren. In ländlichen Gebieten oder Zeiten mit geringer Taktfolge sind Einsparungen deutlich geringer.

Zwischenspeicher

Durch die genannten Nachteile der direkten Energierückspeisung etablierten sich für Straßenbahnen Systeme zur Zwischenspeicherung der Bremsenergie. Mit einem Puffer werden der erzeugende Bremsvorgang und die verbrauchende Beschleunigung zeitlich entkoppelt. Es muss also nicht im selben Moment eine Straßenbahn beschleunigen, um die Energie aufzunehmen. Damit kann eine Straßenbahn auch ihre eigene Bremsenergie wieder zum Anfahren nutzen.

Unterschieden werden die Puffer in stationäre und mobile Lösungen; während erstere fest an der Strecke stehen, sind zweitere in den Fahrzeugen selbst verbaut. Ein einzelner, stationärer Speicher kommt in einem begrenzten Radius allen Fahrzeugen zugute, während bei mobilen Speichern jedes Fahrzeug umgerüstet werden muss. Dafür ermöglichen mobile Speicher, dass der jeweilige Zug beispielsweise auch kurze Abschnitte ohne Oberleitung zurücklegen kann. 

Grundsätzlich lassen sich bei stationären und bei mobilen Speichern dieselben Technologien einsetzen. Für den Schienenverkehr haben sich vor allem Batterien, Kondensatoren (SuperCaps) und Schwungräder durchgesetzt.

Schwungradspeicher

Der Name sagt’s: Überschüssige Energie wird in einem Schwungrad gespeichert. Das Gewicht der Schwungräder liegt dabei zwischen wenigen hundert Kilo und zwei Tonnen. Bremst eine Straßenbahn, nehmen die Schwungräder die überschüssige Energie auf und beschleunigen ihre Drehung. Beschleunigt die Straßenbahn, bremst das Schwungrad ab und gibt so die notwendige Energie wieder ins Netz. Die Schwungräder kommen dabei auf mehrere tausend Umdrehungen pro Minute.

Stationäre Schwungradspeicher sind an mehreren Orten bereits im Einsatz. 

Schwungradspeicher haben eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer, da sich die Kapazität (im Gegensatz zu beispielsweise Batterien) über die Jahre nicht reduziert. Schwungräder aus Stahl sind außerdem nahezu 100% recycelbar.

Der Einsatz von Schwungrädern als Energiespeicher ist prinzipiell auch mobil (also innerhalb der Fahrzeuge) denkbar. Größe und Gewicht der Stahl-Schwungräder sowie die notwendigen Sicherheitsvorkehrungen bei derart schnell rotierenden Körpern machen diese Option aber unattraktiv. Dennoch waren in den 1950er und 60er Jahren in der Schweiz und Belgien (sowie dessen Kolonien) knapp 20 Gyrobusse im Einsatz, die ausschließlich per Schwungrad angetrieben wurden. Als kleinerer Zwischenspeicher als Ergänzung zum herkömmlichen Antrieb sind Carbon-Schwungräder beispielsweise in Bussen in Großbritannien in Gebrauch.

SuperCaps

Mit der großflächigen Neubeschaffung von Variobahnen im Verkehrsverbund Rhein-Neckar wurden ab 2009 erstmal systematisch Energiespeicher in Straßenbahnen in Deutschland verbaut. Die neuen Bahnen in Mannheim, Ludwigshafen und Heidelberg wurden mit auf dem Dach verbauten SuperCaps ausgestattet: Kondensatoren, die Bremsenergie speichern können und beim Anfahren wieder abgeben. Die Technik wurde zuvor sechs Jahre lang in Mannheim erprobt. Die SuperCaps vom Typ MITRAC Energy Saver senken den Energiebedarf der Straßenbahnen um rund 30 Prozent.

Die SuperCaps des RNV kosten pro Fahrzeug rund 200.000 Euro – gleichzeitig senken sie die Stromrechnung um knapp 20.000 Euro pro Jahr und Fahrzeug. Aufgrund der langen Lebensdauer von Straßenbahnen wird es allerdings noch dauern, bis diese Technik in Deutschland flächendeckend eingesetzt wird. 

Neben der reinen Energieersparnis haben die SuperCaps allerdings auch weitere Vorteile. Die Bahnen können mit ihrer Hilfe ein bis zwei Kilometer ohne Oberleitung zurücklegen – etwa in sensiblen Bereichen oder bei Störungen und Baustellen. Und sei es nur, um bei einem Stromausfall die Kreuzung zu räumen.

SuperCaps fangen darüberhinaus bis zu 40 Prozent des stromintensiven Bremsen und Beschleunigen ab. Als direkte Folge heißt das: Die Spannungs- und Stromspitzen im Netz sind sowohl seltener als auch niedriger. Da die Netze auf ebenjene Schwankungen ausgelegt sind, heißt das mittelfristig: Bei Neubaustrecken kann die Anzahl an Verteilerstationen (Unterwerken) reduziert werden. Gleichzeitig können auf bestehenden Strecken mehr und leistungsstärkere Züge eingesetzt werden, ohne dass die Stromversorgung nachgerüstet werden muss.

SuperCaps können allerdings auch als stationärer Energiespeicher eingesetzt werden – so beispielsweise bei der South Island Line der Metro von Hongkong. Zwei SuperCaps (je 2MW) reduzieren den Energieverbrauch hier um rund 10 Prozent.

Zahlen, Zahlen, Zahlen

TypLänge (m)Masse (leer, to)Plätze (Sitz+Steh)Verbrauch (kWh pro Fzkm)
Tatra KT6NF27,7131,1051+903,60
DUEWAG MGT6D29,8632,0068+982,80
Tatra T4D-MT (Dreifachtraktion)45,0051,6678+1444,95
NGT 6 DD30,2833,4088+963,95
NGT 8 DD41,0248,10112+1144,95
NGT D8 DD30,0438,7069+1023,95
NGT D12 DD45,0956,70107+1535,80
Tatra KT4D18,1121,5035+703,00
NGT6 Flexity Classic21,0828,8050+692,96
Tatra KTNF627,7129,8054+931,99
DUEWAG M8C25,5934,5054+863,40
GT6M-ZR26,8031,5046+973,50
Variobahn30,0738,4073+1125,00

Hinweis #2: Die konkreten Straßenbahnverbräuche hängen von einer Vielzahl Faktoren ab – verbaute Technik, Höhenprofil, Stauanfälligkeit, Anzahl Stops, Fahrstil der Fahrer, Wetter, (…). Auch werden in einigen Quellen Sekundärstromverbräuche (Weichenheizung, Unterwerke, …) mit eingerechnet. Auch ist mal der reine Stromverbrauch des Fahrmotors gemessen, mal der des gesamten Fahrzeugs (Klimaanlage, Beleuchtung, …). Insofern sind die konkreten Messwerte nicht 1:1 übertragbar – aus der Masse an Messwerten ergibt sich aber ein solides Gesamtbild.

Zum Weiterlesen

Zu den Quellen des Energieverbrauchs

Verbrauchsangaben der Straßenbahnen typenscharf liegen (bislang) vor aus:

  • Plauen, 
  • Dresden,
  • Cottbus, 
  • Brandenburg (Havel) und 
  • Zwickau,
  • Mainz. 

Verbrauchsangaben im Durchschnitt über alle eingesetzten Straßenbahntypen liegen (bislang) vor aus

  • Hannover, 
  • Berlin, 
  • Bremen, 
  • Düsseldorf, 
  • Leipzig, 
  • Schöneiche und 
  • Würzburg.

Der durchschnittliche Verbrauch der Straßen- Stadt- und U-Bahn-Züge liegt vor aus 

  • Frankfurt, 
  • Bochum und 
  • Essen.

Hinweis: Wir legen bei unseren Artikeln Wert auf solide, objektive, nachvollziehbar gestaltete Texte. Daher findest Du auch eine Vielzahl an Quellenverweisen und Belegen, Grafiken, Fotos und Erörterungen – zuweilen auch wohlbegründete Schlussfolgerungen. Nichtsdestotrotz sind wir eine rein ehrenamtliche Truppe und haben auch keinen Zugriff auf geheime Quellen. Auch wir kennen nur das, was öffentlich ist, wir uns erarbeiten und recherchieren. Fehler sind also nicht ausgeschlossen. Wenn Du Verbesserungsvorschläge hast, weitere wichtige Quellen kennst oder fachliche Fehler – her damit. Am besten per Mail oder unten in die Kommentare.

Energie: Bus vs. Straßenbahn

Der direkte Vergleich im Energieverbrauch ist einer der Maßstäbe zur Bewertung von Verkehrsmitteln. Wir haben euch hier einmal Diesel-Solo-Bus, Diesel-Gelenkbus und Straßenbahn gegenübergestellt. Besonderheit: Es handelt sich bei den Angaben um real gemessene Werte der Betreiber – keine Herstellerangaben, keine Schätzungen. Wir vergleichen Dieselbusse (Solo und Gelenk) mit zwei Typen moderner Straßenbahnen (30 Meter und 45 Meter) – sowohl im absoluten Energieverbrauch, also auch im Verbrauch pro Personenkilometer.

Abhängig davon, wieviele Fahrgäste befördert werden müssen, haben unterschiedliche Verkehrsmittel in Sachen Energieverbrauch die Nase vorn. Aber das Ergebnis ist ziemlich eindeutig.

  • Die 30-Meter-Straßenbahn verbraucht immer weniger Energie als ein Diesel-Gelenkbus. Die 30-Meter-Straßenbahn ist folglich immer energieeffizienter als der Gelenkbus – egal, ob 10 oder 100 Fahrgäste transportiert werden.
  • Im Bereich bis 70 Fahrgäste hat der Diesel-Solobus die Nase knapp vorn. Sowie allerdings mehr als ein Solobus benötigt wird, ist die Straßenbahnvariante in jedem Fall (egal ob 30 oder 45 Meter) effizienter.
  • Sowie mehr als 100 Fahrgäste befördert werden (also mehr als ein voller Gelenkbus), benötigt auch die 45-Meter-Straßenbahn weniger Energie als Gelenkbusse. Und das obwohl, die Bahn dann nicht einmal zur Hälfte voll ist.
  • Je mehr Fahrgäste befördert werden, desto größer wird der Energie-Vorteil der Straßenbahnen gegenüber den Dieselbussen.

Diagramm I: Absoluter Energieverbrauch: Wieviel Kilowattstunden werden benötigt, um X Personen mit dem jeweiligen Verkehrsmittel einen Kilometer weit zu befördern?

Diagramm II – spezifischer Energieverbrauch. Wieviel Energie wird pro Kopf benötigt, wenn X Personen mit dem jeweiligen Verkehrsmittel transportiert werden?

Quellen und Fahrzeuge

In den Vergleich fließt die gesamte Busflotte der Rheinbahn ein – denn diese gibt in ihren Nachhaltigkeitsberichten den Verbrauch aufgesplittet auf Solo- und Gelenkbusse an. Insgesamt sind so reale Verbräuche der >400 Linienbusse des Düsseldorfer Verkehrsunternehmen enthalten.

(Bild: burts, DVB 2829 (NGTD12DD) at Altmarkt, Dresden, CC BY-SA 3.0)

Grundlage für die Energieverbräuche der Straßenbahnen sind Angaben der Dresdener Verkehrsbetriebe für zwei ausgewählte Straßenbahntypen: Die NGT6DD (30 Meter, 184 Plätze) und die NGTD12DD (45 Meter, 260 Plätze). Beide Fahrzeuge sind 2,30 Meter breit und sind rückspeisefähig. Mit dem Einsatz von SuperCaps könnten die Bahnen ihren Verbrauch nochmal spürbar senken.

Anmerkungen zur Interpretation

Der Heizwert von Diesel liegt bei 9,7 kWh pro Liter 1)Jan Hoinkis: Chemie für Ingenieure. Wiley-VCH, Weinheim 2015, ISBN 978-3-527-68461-82)Bie Berliner BVG beispielsweise setzt einen Faktor von 9,94 kWh/Liter Diesel an. Das BMVI legt in seinem Leitfaden „Berechnung des Energieverbrauches des ÖPNV“ für Diesel einen Faktor von (je nach Dieselart) zwischen 32,8 und 35,9 Megajoule fest.. Es handelt sich hierbei um den primär-Energieverbrauch (Tank-to-Wheel). Bei Betrachtung der gesamten Kraftstoffkette verschiebt sich das Verhältnis nochmal deutlich zugunsten der Straßenbahn. Dazu mehr in dem Fachartikel:

Die Fahrkapazitäten der Busse und Bahnen wurden einheitlich gemäß den Vorgaben des Verbands Deutscher Verkehrsunternehmen ermittelt. Details dazu in dem Fachartikel:

Quellen   [ + ]

1. Jan Hoinkis: Chemie für Ingenieure. Wiley-VCH, Weinheim 2015, ISBN 978-3-527-68461-8
2. Bie Berliner BVG beispielsweise setzt einen Faktor von 9,94 kWh/Liter Diesel an. Das BMVI legt in seinem Leitfaden „Berechnung des Energieverbrauches des ÖPNV“ für Diesel einen Faktor von (je nach Dieselart) zwischen 32,8 und 35,9 Megajoule fest.

Oben ohne – aber wie?

Für die oberleitungsfreie Straßenbahnen gibt es mehrere Technologien. Einige sind bereits seit Jahrzehnten im Einsatz, andere sind kaum über den Prototyp hinausgekommen. Nun geht es um die eigentlich spannende Frage: Wie funktioniert das technisch? Wie bei vielen Themen gibt es auch hier eine Vielzahl an Optionen. Wir stellen sie euch vor, beleuchten Vor- und Nachteile und gehen bei dem aktuellen Favoriten, den sogenannten SuperCaps, tiefer ins Detail.

Dass die CityBahn – so zumindest die aktuellen Prüfungen – auf einigen Abschnitten ohne Oberleitung fahren soll, haben wir bereits in einem früheren Artikel dargelegt. Auch, welche Abschnitte es warum werden sollen. 

Bereits 1875 bis 1896 fuhren die Wiesbadener Straßenbahnen ohne Oberleitung: Zuerst mit einem 1-PS-Pferdeantrieb, ab 1889 mit Dampf. Und obgleich die Kombination zwischen Pferdeantrieb und Rasengleis die Möglichkeit mitbrächte, dass auch unterwegs nachgetankt werden kann, gibt es inzwischen modernere Lösungen für eine oberleitungsfreie Führung. 

Ganz ohne Oberleitung: APS

Die wohl bekannteste oberleitungsfreie Straßenbahn ist die von Bordeaux. Als in der französischen Hafenstadt von 2000 an eine neue Straßenbahn eingeführt wurde, setzten die Verantwortlichen hier auf APS (Alimentation par le sol), entwickelt vom französischen Straßenbahnhersteller Alstom. Beim APS verläuft mittig zwischen den Straßenbahnschienen eine dritte, stromführende Schiene – zwei Abnehmer unterhalb der Züge stellen den Kontakt her. Die Stromschiene besteht aus acht Meter langen Segmenten, die immer nur dann Spannung führen, wenn sich eine Straßenbahn darüber befindet. Eine Gefährdung von anderen Verkehrsteilnehmern ist damit ausgeschlossen.

Die Straßenbahn Bordeaux verkehrt dank APS innerstädtisch komplett oberleitungsfrei; nur in den Vororten wird auf konventionelle Oberleitung umgestellt. Auch die Städte Sydney, Reims, Angers, Orléans und Tours entschieden sich für einen (abschnittsweisen) oberleitungsfreien Betrieb mittels APS. Rio de Janeiro und Dubai setzen im kompletten Netz auf diese Technik.

Nach massiven Kinderkrankheiten in den Anfangsjahren ist das APS heute weitgehend ausgereift. Es bleibt allerdings anfällig gegenüber stehendem Wasser nach starken Regenfällen sowie beispielsweise Laub und Schnee.

Wechselstelle in Angers: Bis hier fährt die Bahn mit Oberleitung, ab hier geht’s mit APS weiter.
(Roehrensee, Avrillé IMG 8153, CC BY-SA 3.0 DE)

Neben der erhöhten Anfälligkeit sind die Kosten ein schwerwiegender Faktor. So liegen die zusätzlichen Kosten pro Zug bei rund 300.000 Euro (Stand 2011) bei neuen Zügen, für die Umrüstung von alten Zügen bei 400.000 Euro. Der Bau der für die Stromversorgung notwendigen Infrastruktur wird – je nach Quelle – mit knapp 1,8 Millionen Euro pro Kilometer geschätzt (und damit in etwa das Dreifache der konventionellen Oberleitung).

Aus diesem Grund ist das System in den meisten Städten auch nur in Teilabschnitten im Einsatz. Beim Kauf der Straßenbahnen macht man sich außerdem von einem einzigen Hersteller abhängig. Weiterer Nachteil: Konstruktionsbedingt verhindert das APS, dass die Bremsenergie der Straßenbahnen ins Netz zurückgespeist wird. Wenn die Bahnen die Energie wieder aufnehmen sollen, müssen sie dafür eine zusätzliche Batterien oder SuperCaps mitführen.

Das italienische Konkurrenzsystem TramWave ist bislang nur im chinesischen Zhuhai im Einsatz. Auch das Bombardier-System Primove, welches vorbeifahrende Straßenbahnen mittels Induktion mit Energie versorgt, hat es nicht in den flächendeckenden Einsatz geschafft – bislang existiert hier nur eine Teststrecke in Augsburg. Der Einsatz von Batterien erwies sich als effizienter, sodass Primove für Straßenbahnen seit 2011 nicht weiterverfolgt wird. Die Primove-Technologie wird allerdings in mehreren Städten für Busse getestet.

Statt Leitung: Diesel und Wasserstoff

Statt den Strom zur Straßenbahn zu bringen, kann sie diesen natürlich auch selbst erzeugen – per Dieselaggregat oder Brennstoffzelle. In der Tat fahren in Chemnitz und Nordhausen Straßenbahnen, die mit Dieselaggregat betrieben werden – allerdings nur auf Teilstrecken. Die meisten innerstädtischen Verbindungen funktionieren weiterhin mit konventioneller Oberleitung.

Eine Combino Duo in Nordhausen. Im Hintergrund endet die Oberleitungsstrecke, ab hier gehts mit Diesel weiter.
(Falk2, I09 063 Oskar-Cohn-Straße, EVT 202, CC BY-SA 4.0)

Bei der Straßenbahn Nordhausen sind seit 2003 drei Combino Duo-Hybridstraßenbahnen im Einsatz, die auf der Linie 10 knapp elf Kilometer weit auf der nicht elektrifizierten Harzquerbahn fahren. Die CityBahn Chemnitz setzt für ihre Überlandlinien Zweikraftstraßenbahnen des Herstellers Vossloh ein. 

Reine Diesel-Straßenbahnen sind nicht in Betrieb. Die Nachteile hier sind vergleichbar mit den Nachteilen von Diesel- gegenüber Oberleitungsbussen: Emissionen, Lärm, Vibrationen, Platzverbrauch durch Motor und Tank, deutlich schlechteres Anfahrdrehmoment, fehlende Möglichkeit der Rückspeisung. Darüber hinaus ist in vielen Einsatzgebieten von Straßenbahnen (Innenstädte) eine Elektrifizierung relativ einfach – der Strom ist oftmals ja schon vor Ort.

Obgleich Brennstoffzellen schon lange verfügbar sind, werden sie erst seit kurzem für den Schienenverkehr genutzt. So liefert Alstom in den nächsten Jahren den ersten Großauftrag an Wasserstoff-betriebenen Regionalzügen nach Frankfurt, einen zweiten nach Niedersachsen. Reine Wasserstoff-Straßenbahnen (“Hydrotrolleys”) sind derzeit allerdings wenig verbreitet. 2015 stellte die chinesische Firma Sifang die erste, rein Wasserstoff betriebene Straßenbahn der Öffentlichkeit vor. Seither sind diese eher punktuell im Einsatz. 

SuperCaps und Batterien

Kommen wir zu den am meisten verbreiteten und auch für die CityBahn wahrscheinlichsten Alternativen: Batterie und Kondensatoren. 

Batterien, zumeist basierend Lithium-Ionen-Technologie, sind weit verbreitet – ob in Handys, Notebooks oder Elektroautos und -bussen. Straßenbahn-Batterien basieren auf demselben Prinzip – sind nur deutlich größer. Kondensatoren (SuperCaps) hingegen sind bislang vor allem in Schienenfahrzeugen im Einsatz.

Obwohl sich Art und Einsatz von Batterien und Kondensatoren unterscheiden, erfüllen sie letztlich für Straßenbahnen dieselbe Funktion wie für andere Elektrogeräte: Sie speichern Energie und geben diese zu einem späteren Zeitpunkt wieder ab. Mit Hilfe der gespeicherten Energie können die Bahnen dann kurze Abschnitte ohne Oberleitung überbrücken.

Mit Hilfe von SuperCaps verkehrt die Straßenbahn Sevilla rund um die Kathedrale ohne Oberleitungen.
(Sevilla-3-17 flickr photo by ajay_suresh shared under a Creative Commons (BY) license )

Im Detail gibt es handfeste Vorteile, die für die SuperCaps sprechen: Die Kondensatoren vertragen deutlich stärkere Stromflüsse, sie können also binnen Sekunden geladen werden. Eine Stärke, die sie besonders an Haltestellen ausspielen können: Beim Bremsen und Anfahren der Bahnen fließen in kurzer Zeit hohe Ströme, die in der Form von herkömmlichen Batterien nicht aufgenommen werden könnten. Weiterer Vorteil der SuperCaps: Lithium-Ionen-Akkus verlieren bereits nach wenigen tausend Ladezyklen spürbar an Leistung. SuperCaps hingegen überstehen mehrere hunderttausend Zyklen ohne Einbußen.  

Nachteilig wirkt sich bei SuperCaps hingegen aus, dass sie gegenüber Batterien eine deutlich geringere Energiedichte aufweisen. Heißt: Pro Kilogramm Gewicht kann nur ein Bruchteil der Energie gespeichert werden. Gleiches Gewicht vorausgesetzt, kann mit einer Batterie allerdings zumindest ein längerer, oberleitungsfreier Abschnitt überbrückt werden. Moderne SuperCaps – so wird es auch in den Untersuchungen für CityBahn angegeben – erlauben den Straßenbahnen (je nach Steigung), zwischen einem und zwei Kilometer ohne Oberleitung zu fahren. 

Batterien und SuperCaps haben – neben der Möglichkeit, oberleitungsfrei zu fahren – noch einen weiteren Vorteil: Ihr Einsatz kann massiv Energie sparen. Dazu aber in einem separaten Artikel mehr.

Fazit

Wegen den höheren Baukosten, der Anfälligkeit und der fehlenden Kompatibilität mit der Mainzer Straßenbahn wird die CityBahn vermutlich nicht mit dem APS oder vergleichbaren Systemen gebaut. Und während die Strecke nach Taunusstein ein wenig an die Harzquerbahn und damit an den Dieselantrieb erinnert, ist ein Dieselaggregat für beispielsweise die Biebricher Innenstadt eher nicht das Mittel der Wahl. Eine Kombination aus Diesel, Batterie und SuperCaps verteuert die Bahnen aber massiv; jede Technik benötigt außerdem Platz und erhöht das Gewicht der Bahnen. Wahrscheinlich wird es also auf den Einsatz von SuperCaps hinauslaufen – selbst wenn es in Wiesbaden keine oberleitungsfreien Abschnitte geben wird. Dafür sind die Potentiale der Energieeinsparung zu verlockend.

Zum Weiterlesen

Hinweis: Wir legen bei unseren Artikeln Wert auf solide, objektive, nachvollziehbar gestaltete Texte. Daher findest Du auch eine Vielzahl an Quellenverweisen und Belegen, Grafiken, Fotos und Erörterungen – zuweilen auch wohlbegründete Schlussfolgerungen. Nichtsdestotrotz sind wir eine rein ehrenamtliche Truppe und haben auch keinen Zugriff auf geheime Quellen. Auch wir kennen nur das, was öffentlich ist, wir uns erarbeiten und recherchieren. Fehler sind also nicht ausgeschlossen. Wenn Du Verbesserungsvorschläge hast, weitere wichtige Quellen kennst oder fachliche Fehler – her damit. Am besten per Mail oder unten in die Kommentare.

Well-to-Wheel – Vergleich der Energieeffizienz

Beim Vergleich der Energieverbräuche verschiedener Verkehrsmittel dreht es sich oftmals nur um den Verbrauch des Motors. Auf den ersten Blick ist das auch die intuitivste Kennzahl – sie erzählt aber nur einen Teil der Wahrheit. Denn die notwendige Antriebsenergie muss produziert und in den meisten Fällen auch transportiert werden. Sei es direkt per Oberleitung zugeführt, gespeichert in Batterien, in Wasserstoff oder anderen Kraftstoffen wie Diesel oder Gas. Und der Aufwand, der hierfür betrieben wird, schwankt je nach Quelle massiv. 

Unterm Strich existiert eine Vielzahl an denkbaren Treibstoffketten, die aus verschiedenen Rohstoffen (Rohöl, Erdgas, Kohl, Biomasse, Uranerz, Wind-/Solarenergie, …) unterschiedliche Treibstoffe (Diesel, Wasserstoff, Elektrizität) herstellen. Der Wirkungsgrad jedes einzelnen Prozessschrittes und auch des Fahrzeugs am Ende der Kette schwankt stark. 

Well-to-Tank, Tank-to-Wheel und Well-to-Wheel im Vergleich. (Abgewandelt aus: Brinkman 2005)

Die üblichen Verbrauchsangaben (wie der Verbrauch auf 100 km) beinhaltet zumeist aber nur den direkten Verbrauch des Fahrzeugs. Eine Betrachtung, die sich rein auf das Fahrzeug beschränkt (Tank-to-Wheel), die Aufwände davor aber außen vor lässt, springt daher zu kurz.

Beispiel Diesel: Der erste Rückwärtsschritt vom Fahrzeug führt zur Tankstelle. Beleuchtung, Betrieb, Pumpen, Kasse, Shop, Waschanlage – pro Tankstelle zwischen 150.000 und  200.000 Kilowattstunden im Jahr. In Deutschland stehen aktuell 14.500 Tankstellen. Das lässt sich sicherlich nicht komplett den Kraftstoffen anlasten – denn auch Elektroautos werden (hoffentlich) gewaschen. Dennoch summiert sich hier ein massiver Energieblock zur Verteilung von Kraftstoffen. Der Kraftstoff wird zuvor zu den Tankstellen transportiert, davor raffiniert (pro Liter Kraftstoff verbraucht die Raffination 1,5 kWh 1) Globales Emissions-Modell integrierter Systeme 2) Energy efficiency improvements in the U.S. petroleum industry, eigene Überschlagsrechnung ergeben eher 0,78 kwh / kg Treibstoff. 3)Umwelterklärung BayernOIL 2018 sowie Umwelterklärung GUNVOR 2018), und davor per Pipeline oder Schiff zur Raffinerie gebracht.  

Darstellung: Antriebsstränge verschiedener PKW. PHEV (PlugIn Hybrid Electric Vehicle), BEV (Battery Electric Vehicle), ICEV (Internal Combustion Vehivle), HEV (Hybrid Electric Vehicle), HFCEV (Hybrid Fuel Cell Electric Vehicle). Hybridfahrzeuge jeweils mit Diesel und Benzin dargestellt, Stromerzeugung nach EU Strommix 2009.
Aus: Wolfram/Lutsey 2016

Ähnliche Rückverfolgungen lassen sich für alle Antriebsarten durchrechnen. Auch Elektrizität und Wasserstoff müssen schließlich hergestellt werden. Die Komplexität der Prozesse und die schwierige Datenlage führen aber nicht immer zu transparenten Ergebnissen. Mit Hilfe von “Well-to-Wheel”-Betrachtungen, die den Energiebedarf entlang der gesamten Produktionskette untersuchen, lassen sich die unterschiedlichen Antriebstechnologien miteinander vergleichen. Außen vor bleibt dabei in der Regel der Energieaufwand zum Bau der Fahrzeuge und Produktionsstätten. Der Vergleich erfolgt anschließend auf Basis des Gesamtenergieaufwandes pro gefahrenem Fahrzeugkilometer (kWh/km) oder der entsprechenden CO2-Äquivalente (g CO2/km).

WtW-Betrachtung verschiedener Antriebstechnologien. Aus: FIS 2019

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Quellen   [ + ]

Zur Messung von Verkehrsleistung

Je nach Fragestellung werden verschiedene Verkehrsmittel mit verschiedenen Maßzahlen verglichen. Sei es bei den Kosten, den Emissionen, dem Energieverbrauch – letztlich werden die Werte oft auf den Kilometer heruntergebrochen. Aber Vorsicht: Kilometer ist ungleich Kilometer.

Aufschlüsselung des Energieverbrauches von Bussen und Bahnen der Dresdner Verkehrsgesellschaft. Unten nach Fahrzeugkilometer, oben nach Personenkilometer.(Link)

Hier lohnt sich der Blick ins Detail: Bezieht sich die Angabe auf die Fahrzeugkilometer, Platzkilometer oder Personenkilometer? Alle drei Messgrößen haben ihre Berechtigung – sie dürfen für einen brauchbaren Vergleich aber eben nicht vermischt werden. Wir erklären die Unterschiede am Beispiel des Energieverbrauchs.

  • Der Energieverbrauch pro Fahrzeugkilometer (bzw. pro Wagenkilometer, Nutzkilometer) gibt den blanken Verbrauch für jeden gefahrenen Kilometer an. Dieser Wert ist einfach zu berechnen – hat allerdings seine Nachteile, wenn es um den Vergleich von Verkehrsmitteln verschiedener Größen geht. Logischerweise verbraucht ein Gelenkbus mehr Energie als ein PKW und ein Containerschiff mehr als ein Schlauchboot. Hilfreich ist dieser Wert aber, wenn ähnliche Fahrzeuge verglichen werden sollen – also beispielsweise Solobusse von Hersteller A und von Hersteller B.
  • Um auch Fahrzeuge verschiedener Größen vergleichen zu können, wird häufig der Energieverbrauch pro Platzkilometer angegeben. Dazu wird der Wert pro Fahrzeugkilometer durch die Anzahl an Plätzen geteilt – also die Frage beantwortet, wie viel Energie zum Transport einer Person verbraucht wird. Damit werden Fahrzeuge verschiedener Größen vergleichbar. Allerdings muss hier auch klar sein, ob sich die Angabe auf die Sitzplätze bezieht oder auch die Stehplätze mit einrechnet.
  • Die Angabe pro Platzkilometer hat allerdings auch eine Schwäche: Sie geht davon aus, dass die Fahrzeuge zu 100% ausgelastet sind – rund um die Uhr, 365 Tage im Jahr. Das sind sie aber nicht – weder Autos, noch Busse, noch Bahnen. Daher wird zum Vergleich in ebenfalls der Energieverbrauch pro Personenkilometer herangezogen. Statt der Anzahl an Plätzen wird hier die durchschnittliche Auslastung angenommen – also bei einem PKW beispielsweise 1,3 Personen (statt fünf Plätzen). So kommt man der Realität schon etwas näher. Für die Durchschnittswerte gibt es wahlweise bundeseinheitliche Werte (beispielsweise ermittelt vom VDV) – bei regionalen Besonderheiten lassen sich hier aber auch individuell ermittelte Werte verwenden.

Prinzipiell sind diese Angaben mit jeder beliebigen Kennzahl des ÖPNV denkbar: Energieverbrauch, Kraftstoffverbrauch, Emissionen, Kosten, Unfallhäufigkeit, Personalaufwand. Von der konkreten Fragestellung hängt dann ab, welche der Angaben die sinnvollere ist.

Vergleich der verschiedenen Verkehrsleistung eines VW Golf.

Am Stau vorbei – aber wo?

Die CityBahn Wiesbaden wird soweit wie möglich auf besonderen Bahnkörpern fahren – also losgelöst vom restlichen Verkehr. Die Gründe dafür liegen auf der Hand: höhere Zuverlässigkeit und höhere Geschwindigkeit, da sich die Bahn nicht in den Stau einreihen muss. Wie genau besondere Bahnkörper aussehen können, das seht ihr in einem anderen Artikel.

Das ist freilich nicht überall möglich. Offensichtlichstes Beispiel ist hier die Heuss-Brücke, aber auch in anderen Teilabschnitten wird die CityBahn voraussichtlich mit einem oder mit beiden Gleisen straßenbündig laufen. Soweit möglich, haben wir euch diese Abschnitte auf Basis der aktuell verfügbaren Planungsunterlagen einmal auf die Karte gebracht.

Vollbildanzeige

  • grün – besonderer Bahnkörper
  • gelb – Mischformen (zB eingleisig straßenbündig)
  • orange – straßenbündig
  • schwarz – derzeit noch nicht im Detail klar

Kreuzungen bleiben in der Darstellung unberücksichtigt.

Das „Drei Mal teurer“-Märchen

Seitens der CityBahn-Gegnerschaft, vor allem durch die Vertreter der BI Mitbestimmung, wird wiederholt die Aussage verbreitet, die CityBahn sei drei Mal so teuer wie ein gleichwertiges Bussystem – zuletzt wieder durch die BI Mitbestimmungs-Vertreterin Silvia Schob auf der Informationsveranstaltung der B.I.G. im Kalle-Albert-Industriepark und auf der Podiumsdiskussion an der Theodor-Fliedner-Schule.

Hinweis: Der Artikel wird fakten- und zahlenlastig und möglichst transparent durch eine der grundlegenden Kalkulationen führen, auf der die Anti-Straßenbahn-Bewegung ihre Argumentation aufbaut. Der erste Abschnitt ist allerdings eine durch meine persönliche Meinung geprägte Einführung. Ihr erkennt das an den Sätzen, die mit ‚Ich‘ arbeiten; diese sind auch kursiv geschrieben. Ab dem zweiten Abschnitt ist der Beitrag dann – wie gewohnt – möglichst wertungsneutral.

Ich zeige euch im folgenden Artikel, welchen Ursprung diese Behauptung hat – und warum sie schon beim ersten Blick ins Detail wackelt. Denn sie geht auf eine Kalkulation, die erstmalig im August 2018 der IHK Wiesbaden präsentiert wurde, zurück – und diese fußt auf mehreren, diskutablen Annahmen.

Der Beitrag wird recht zahlenlastig, denn wir werden euch diese Kalkulation schrittweise erläutern und die Annahmen, auf denen sie fußt, aufzeigen. Diese Annahmen, so kritikwürdig sie auch sein mögen, wurden seitens des Erstellers der Kalkulation transparent dargelegt und erläutert.

Aber sie wurden in den folgenden Diskussionen bewusst außen vorgelassen. Denn wenn das Ergebnis passt, wird eine Rechnung nicht weiter hinterfragt, geschweige denn verstanden. Mit „die ist drei Mal so teuer“ lässt sich schließlich besser skandieren als mit dem Eingeständnis, dass das Modell seine Schwächen hat. Ich sehe hier eine deutliche, politische Instrumentalisierung der vorgestellten Kalkulation seitens der BI Mitbestimmung. Auch der mehrfache Hinweis auf die nachweisbaren und handfesten Schwächen hielt sie nämlich nicht davon ab, das Märchen weiterhin unkritisch zu verbreiten und damit die Blockadehaltung zu stützen. Vom Urheber der Kalkulation, Ralf Jahncke, fand ich ein gut passendes Zitat in der DVZ – welches mich gerade mit Blick auf die BI Mitbestimmung zum Schmunzeln bringt.

„In meinem Berufsleben würde ich gern einmal etwas erledigen, ohne gegen die grausigen „Reichsbedenkenträger“ ankämpfen zu müssen, die nie etwas vorschlagen, aber immer rummotzen.“

Ralf Jahncke in DVZ-Visitenkarte, März 2007.

Ich lege euch mit derselben Kalkulation dar, dass an nur fünf Stellen fehlerhaften Annahmen korrigiert werden müssen – und damit belegt wird, dass die CityBahn im Betrieb deutlich günstiger ist als eben jene Busalternative. Ich füge euch die Excel-Datei bei, die diese Kalkulation nachbildet, damit könnt ihr dann selbst auch etwas experimentieren.

Zur Vorgeschichte

Am 06. August 2018 lud die IHK Wiesbaden zur Informationsveranstaltung City-Bahn – Chancen und Risiken für die Wirtschaft. Unter den vortragenden Referenten war auch der Wiesbadener Unternehmer Ralf Jahncke, der seit über 25 Jahren mit der selbst gegründeten Logistik-Unternehmensberatung TransCare Projekte rund um den Globus betreut. In seinem Vortrag, der als Video und als Präsentation online auf Seiten der IHK einsehbar ist, stellt er unter anderem die CityBahn einem gleichwertigen Bussystem gegenüber und kommt dabei zu dem Schluss: Die CityBahn kostet 15ct pro Platzkilometer, das Bussystem nur 4,9ct. Geboren war die Aussage, die CityBahn sei drei Mal teurer.

Noch in derselben Präsentation bot Hr. Jahncke an, die Kalkulation im Detail zu erklären – “wir legen Zahlen offen”. Gesagt, getan – und so war ich im September 2018 vor Ort und hab mir die Berechnungen erläutern lassen. Seit kurzem ist diese Kalkulation auch im Politischen Informationssystem der Stadt Wiesbaden für jedermann einsehbar (PDF der BI Mitbestimmung, Seite 62).

Grundlegende Ansätze der Kalkulation

  • Die Idee hinter der Kalkulation ist: Was kostet ein Bussystem, welches die konkret geplante CityBahn mit gleicher Transportkapazität abbildet? Diese Busse fahren dazu in dem Ansatz ebenfalls auf eigener Infrastruktur – also abgetrennten Busspuren mit identischem Routenverlauf zur geplanten CityBahn.
  • Die Kalkulation beleuchtet vier Kostenblöcke: Fahrzeugkosten, Personalkosten, Energiekosten, Infrastrukturkosten. Die einzelnen Blöcke sind mit nachvollziehbaren Einzelpositionen aufgesplittet.
  • Die Kalkulation rechnet im ersten Schritt aus, welche Transportleistung die CityBahn (in Platzkilometern pro Jahr) erbringt – und dann zurück, wie viele Elektrobusse dafür notwendig wären.
  • Angenommen ist dabei ein Durchschnitt aus Solo- und Gelenkbus – also ein fiktiver Bus, der zwar baulich nicht existiert, aber für diese Kalkulation dennoch taugt. Er besitzt dazu zwischen Solo- und Gelenkbus gelegene Wert für die Kapazität, den Energieverbrauch, den Kaufpreis.
  • Im Ergebnis werden die Kosten pro Platzkilometer und die “Total Lifecycle Costs” beider Varianten gegenübergestellt.

Unsere Hauptkritikpunkte an der Kalkulation sind die Verwendung falscher Buskapazitäten, die Verwendung der falschen Anzahl Straßenbahnen, falsche Fahrzeugzahlen der CityBahn, unrealistische Fahrzeugpreise für Elektrobusse, deutlich überhöht angesetzte Baukosten, fehlende Abbildung des Betriebsprogramms (Takt und Doppeltraktion).

In der Konsequenz heißt das: Es werden 99 Busse statt der angesetzten 48 Busse benötigt. Die Elektrobusse sind deutlich teurer als angesetzt, die Infrastruktur deutlich günstiger als angesetzt. Der in der Kalkulation angesetzte Takt von 20 Minuten muss (mindestens) halbiert werden.

Daneben gibt es noch weitere Schwachstellen. So ist die Kalkulation ausdrücklich rein betriebswirtschaftlich – nicht volkswirtschaftlich. Eine Vielzahl an positiven, externen Effekten bleibt also außen vor. Auch ist die bauliche Machbarkeit des fiktiven Busmodells fraglich – allerdings auch nicht Bestandteil der Kalkulation.

Knackpunkt 1: Fahrgastkapazitäten

Die originale Kalkulation setzt einen Durchschnittswert für die Busse von 120 Personen an – was ziemlich genau in der Mitte liegt zwischen den Herstellerangaben für Solobusse (~100) und für Gelenkbusse (~140-150).

Die Diskussion um die Frage, wie viele Menschen real in einen Bus passen, ist ermüdend. Und sie soll hier nicht wieder aufgenommen werden – da verweisen wir auf diesen Artikel: Berechnung von Buskapazitäten. Kurzum – mit einer realistischen Ermittlung der Buskapazitäten, die so auch der Straßenbahnkapazität zugrunde liegt, ergibt sich hier ein korrigierter Wert von 85 Fahrgästen (als Mitte zwischen 70 (Solobus) und 100 (Gelenkbus).

Diese Korrektur allein sorgt dafür, dass die Kosten des Bussystems um knapp 40% steigen. Damit schrumpft der vermeintliche Kostenvorteil der Busse massiv. Auch sorgt diese Korrektur allein schon dafür, dass die Kosten pro Platzkilometer (ohne Infrastruktur) bei der CityBahn unter denen der Busse liegen – die Bahn im laufenden Betrieb also kosteneffizienter ist.

Diese Veränderung ist einleuchtend: Weniger Kapazität in den Bussen bedeutet, dass deutlich mehr Busse benötigt werden, um die Transportleistung der Straßenbahn zu erbringen. Und mit steigen die Kosten für Personal, Abschreibung und Energie.

Knackpunkt 2: Kaufpreis von Elektrobussen

In der Kalkulation ist ein durchschnittlicher Kaufpreis von 300.000 Euro pro Bus angesetzt – ein Elektro-Solobus also mit 250.000 Euro angenommen, ein Elektro-Gelenkbus mit 350.000 Euro.

In Realität sind Elektrobusse aber massiv teurer. Der RNV zahlte jüngst 500.000 Euro für Elektro-Solobusse; Gelenkbusse liegen mindestens 100.000 Euro darüber. Selbst wenn es hier mittelfristig zu Preissenkungen kommt – die 300.000 Euro sind drastisch unterschätzt.

Ein korrigierter Kaufpreis hebt hier die Anschaffungskosten der Busse – und mit ihnen die Abschreibungen, die Zinslast, die Versicherung und die Instandhaltungskosten. Die Korrektur des Kaufpreises allein auf 500.000 Euro pro Bus steigert die Kosten pro Platzkilometer für das Bussystem um mehr als 10 Prozent.

Knackpunkt 3: Die Anzahl Fahrzeuge

In der Kalkulation werden 26 Straßenbahnzüge angesetzt – mit jeweils Platz für 220 Leute und zu einem Kaufpreis von 3.000.000 Euro pro Stück. Ein Blick in die aktuelle NKU zeigt aber, dass zur Abwicklung des angedachten Betriebs derzeit 38 Züge geplant werden.

Dass das die Kalkulation verändert, ist nicht ganz intuitiv. Aber mit mehr Straßenbahnen steigt auch die Anzahl an Bussen, um diese zu ersetzen. Und während der Hauptkostenblock auf der Straßenbahnseite (die Infrastruktur) konstant bleibt, steigt dadurch der Kostentreiber von Bussystemen (Personalkosten). Statt 48 Bussen werden nun 70 benötigt.

Straßenbahnen zu bauen ist teuer. Aber nicht so teuer. (Navvies Extending Bergen Light Rails flickr photo by aha42 | tehaha shared under a Creative Commons (BY-NC) license )

Knackpunkt 4: Infrastrukturkosten

Die Infrastruktur ist für Straßenbahnen der massivste Kostenblock – und so fallen auf den ersten Blick die angesetzten 500 Millionen Euro für die Strecke der CityBahn auf. Zwar werden die aktuellen Planungen noch aktualisiert – der letzte Stand der Nutzen-Kosten-Untersuchung plant derzeit aber 297 Millionen Euro. Selbst die BI Mitbestimmung setzt bei den Baukosten nur 30% Mehrkosten an. Eine 60%ige Kostensteigerung, die hier unterstellt wird, ist also exorbitant überschätzt.

Werden statt denn 500 Millionen also beispielsweise 350 Millionen Euro angesetzt, sinken die Kosten pro Platzkilometer (inkl. Infrastruktur) für die Straßenbahn um knapp 20%.

Anmerkung: An dieser Stelle sei auf den Kostenblock “Zins auf Invest gemäß GVFG” hingewiesen. Die Formel dieser Kosten erschloss sich mir im Detail nicht, sodass ich sie als konstant angenommen haben. Da sich der Zins relativ zu den Infrastrukturkosten bewegt, überschätze ich ihn also in unserer Anpassung. Damit verschiebt sich das Bild zu Ungunsten der CityBahn.

Exkurs: Die Taktung

Die gesamte, der Kalkulation zugrunde liegende Streckenlänge summiert sich auf 34,1 Kilometer und entspricht damit der Strecke von Bad Schwalbach über Wiesbaden zur Heuss-Brücke, zuzüglich der Neubaustrecke auf der Mainzer Seite.

Die Taktung der Buslinie 1 bringt es auf ziemlich genau 100 Fahrten pro Tag und Richtung.

Hier tun sich zwei Schwachstellen auf – zum ersten ist die CityBahn auf der Mainzer Seite nicht nur auf der Neubaustrecke geplant, sondern soll bis zur Hochschule Mainz fahren. Damit liegt die Streckenlänge bei 38,5 Kilometer. Außerdem bedeuten 100 Touren à 34,1 Kilometer genau 50 Fahrten pro Richtung. Zum Vergleich: Die Buslinie 1 hat heute ziemlich genau 100 Fahrten pro Tag und Richtung. Die Kalkulation geht also von einem 20-Minuten-Takt aus.

Durch die höhere Fahrleistung sinken die Kosten pro Platzkilometer bei Bus und Bahn gleichermaßen um knapp 10%, eine Erhöhung der Tourenzahl für einen Zehnminutentakt um knapp 50%. Die Relation der Kosten Bahn-Bus bleibt aber sehr ähnlich.

Dass die Taktung der Fahrzeuge relativ niedrig eingeschätzt wurde (bzw. für eine derart niedrige Taktung zu viele Fahrzeuge), zeigt ein Blick auf die errechneten, jährlichen Fahrleistungen der Kalkulation. Diese liegen bei 39.346 km (CityBahn) und 39.215 km (Elektrobus) pro Fahrzeug und Jahr.

Zum Vergleich: Die Busse der ESWE legten 2017 im Schnitt 49.300 km im Jahr zurück, die der HEAG (Darmstadt) knapp 67.000 km und die der BVG (Berlin) knapp 66.000 km. Die Darmstädter Trams liegen bei 62.500 km pro Jahr, die Berliner bei 61.400 km, die Frankfurter Trams bei 53.900 km.

Eine höhere, jährliche Fahrleistung sorgt dafür, dass sich die Fixkosten der Infrastruktur und Fahrzeuge auf mehr Beförderungsleistung verteilen und damit der Preis pro Platzkilometer sinkt. Eine zu niedrig eingeschätzte Fahrleistung bewirkt hier das Gegenteil.

Exkurs: Doppeltraktion

Die Kalkulation berücksichtigt ebenfalls nicht die Möglichkeit der Doppeltraktion – also dem Kuppeln zweier Straßenbahnen. Zwar wird dies nur in den Hauptverkehrszeiten der Fall sein; der Vorteil liegt aber auf der Hand: Doppelt so viele Fahrgäste bei gleichem Personaleinsatz. In dem Extremfall, dass alle Bahnen per Doppeltraktion fahren, reduzieren sich die Kosten pro Platzkilometer der Straßenbahnen um 20%.

Anmerkung: In der Excel-Tabelle ist dies nachgebildet, indem die Parameter der Straßenbahn verändert werden: Doppelte Kapazität, doppelter Preis, doppelter Energieverbrauch – dafür halbe Fahrzeugzahl und halbe Tourenzahl.

Unterm Strich

Die einzelnen Knackpunkte beeinflussen sich natürlich gegenseitig – beispielsweise, wenn durch realistische Fahrgastkapazitäten mehr Busse benötigt werden, die aber gleichzeitig auch einen höheren Stückpreis haben. Werden die vier dargelegten Hauptknackpunkte (Fahrgastkapazitäten der Busse, Kaufpreis der Busse, Infrastrukturkosten der Straßenbahn und die Anzahl an Fahrzeugen) gleichzeitig berücksichtigt, ergibt sich ein gänzlich anderes Bild:

Ohne die Infrastrukturkosten liegen die Kosten der CityBahn 15% unter denen der Bus-Alternative. Über den gesamten Lebenszyklus des Vergleiches gerechnet ergibt das knapp 105 Millionen Euro, die die Busvariante mehr kostet. Inklusive der Infrastruktur ist die CityBahn – entgegen der Behauptungen der BI Mitbestimmung – mit den korrigierten Werten nicht mehr “drei Mal so teuer”, sondern knapp 40% teurer als die Busvariante. Doch die Kalkulation ist rein betriebswirtschaftlich – dazu nun mehr.

Exkurs: Betriebs- und volkswirtschaftliche Kalkulationen

Bei der vor der IHK vorgestellten Kalkulation handelt es sich um eine rein betriebswirtschaftliche Betrachtung – also eine reine Gegenüberstellung der direkt mit der CityBahn (bzw. der Alternative) im Zusammenhang stehenden Kosten von Bau und Betrieb. (Theoretisch könnten auch die direkten Nutzen mit einbezogen werden, beispielsweise höhere Fahrgelderlöse durch mehr Fahrgäste. Derartige Annahmen wurden von der Kalkulation aber außen vorgelassen.)

Infrastrukturprojekte werden volkswirtschaftlich bewertet – und das ist bundesweiter Standard, egal, ob es sich um Autobahnbrücken, Bahnlinien oder Schleusen handelt. Der Grund dafür ist einfach: Mit einer verbesserten Infrastruktur entstehen viele Vorteile und Nutzen, die aber beim Betreiber der Infrastruktur nicht als Einnahmen einfließen.

Diese sogenannten externen Effekte sind daher in der NKU der CityBahn abgebildet. Diese umfassen:

Reisezeitgewinne ÖPNV

  • Durch eine veränderte ÖPNV-Infrastruktur ergeben sich veränderte Reisezeiten – in die positive und in die negative Richtung. Um diese Unterschiede zu berücksichtigen, werden die Einzelreisezeitdifferenzen ermittelt und mit dem bundeseinheitlich vorgegebenen Satz (7,10 Euro pro Stunde Reisezeit) bewertet. Dieser Wert ist unabhängig von Berufsgruppen und Einkommen.

PKW-Betriebskosten

  • Ein Teil des prognostizierten Fahrgastzuwaches stammt von Fahrgästen, die vom Auto in die CityBahn umsteigen. Die wegfallenden Autofahrten werden mit – ebenfalls einheitlichen 0,22 Euro pro Pkw-km bewertet.

Zusätzliche Mobilitätsoptionen

  • Durch zusätzliche oder verbesserte Mobilitätsmöglichkeiten entstehen zusätzliche Fahrten. Es werden also Menschen den ÖPNV für eine Fahrt nutzen, die sie vorher gar nicht (per Auto, Bus, …) gefahren sind. Beispielsweise, wenn ein Anwohner der Ringkirche nun nicht mehr zur Eisdiele in die Dotzheimer Straße läuft, sondern mit der CityBahn zur Eisdiele ans Rheinufer. Diese angenommenen, neuen Fahrten werden mit dem Ticketpreis bewertet.

Unfallfolgekosten

  • Die Unfallkosten der Fahrzeuge (Straßenbahn, Bus und Pkw) sind verfahrensseitig vorgegeben. Über die Änderungen der Fahrleistungen von Straßenbahnen, Bussen und PKW verändern sich die Unfallwahrscheinlichkeiten und deren Folgekosten.

Schadstoffemissionen

  • Die Emissionsraten für CO2 sowie die Bewertungsansätze weiterer Schadstoffe sind verfahrensseitig vorgegeben. Dabei werden bei der Straßenbahn auch die Emissionen aus der Stromerzeugung berücksichtigt. Über die Änderungen der Fahrleistung im ÖV und MIV wird die Änderung der Emissionsschäden ermittelt.

Die Bewertung dieser Veränderungen in den externen Kosten und Nutzen ist der Hauptunterschied zwischen betriebs- und volkswirtschaftlichen Bewertungen. Sie sind auch der Grund, wieso Infrastrukturprojekte immer mit öffentlichen Fördermitteln unterstützt werden. Betriebswirtschaftlich rechnen sie sich womöglich nicht. Gesellschaftlich, also volkswirtschaftlich, aber schon.

Weiterführendes

Lautstarke Argumente

  • Der Verkehrslärm in Wiesbaden wird vor allem durch den Straßenverkehr verursacht und erreicht auf vielen Hauptstraßen Pegel, die ernste gesundheitliche Schäden verursachen können.
  • Für eine spürbare, nachhaltige Verringerung des Verkehrslärms in Wiesbaden gibt es zwei Hebel: die Verminderung der Gesamtzahl an PKW-Fahrzeugen und die Umwandlung von schallreflektierendem Asphalt in Grünflächen. Für beides ist die CityBahn prädestiniert. Andere Hebel (wie die Optimierung von Grünphasen) können zusätzlich punktuell den Lärm vermindern.
  • Die Umstellung auf Elektrobusse bringt Verbesserungen; der Busverkehr insgesamt hat aber nur kleinen Anteil am Gesamtlärm auf Wiesbadens Straßen.
  • Die Umstellung auf Elektroautos wird den Motorenlärm im niedrigen Geschwindigkeitsbereich reduzieren; bei Tempo 40 bis 50 km/h werden Elektroautos insgesamt aber genauso laut wie Verbrenner.

»Klingeln bei Bernd Kuhnt, der seit acht Jahren zur Miete an der Biebricher Allee wohnt. Der 64-jährige Lehrer meint: „Ich sehe nicht, welche Verbesserungen die City-Bahn bringen soll.” (…) Dabei überlegt der Anwohner schon seit einiger Zeit, von der Allee fortzuziehen, „der Verkehrslärm ist einfach enorm“, meint Kuhnt

(aus: Allgemeine Zeitung, 06. März 2019)

Die Lautstärke an vielen der Wiesbadener Hauptverkehrsstraßen knackt die für die Gesundheit bedenklichen Grenzwerte. Alle nennenswerten Hauptstraßen innerhalb des 2. Rings liegen bei einem Mittelungspegel über 65 dB(A). Der 1. Ring, die Schwalbacher Straße, die Rheinstraße sowie vier große Ausfallstraßen (Schiersteiner, Biebricher, Mainzer und Berliner Straße) sogar über 75 dB(A). Eine Erhöhung um zehn Dezibel entspricht hierbei einer Verdoppelung der wahrgenommenen Lautstärke.

Liegt die Geräuschkulisse tagsüber über 55 Dezibel im Durchschnitt, so ist mit Beeinträchtigungen des psychischen und sozialen Wohlbefindens zu rechnen. Dauerhafter Lärm über 65 Dezibel schädigt nachweisbar die Gesundheit. Folgt man den Erkenntnissen des Umweltbundesamtes und der Weltgesundheitsorganisation, führen Pegel, die im Durchschnitt über 65 dB(A) liegen, zu einem erheblich höheren Herzinfarktrisiko. Auch die Risiken für andere Erkrankungen wie beispielsweise Bluthochdruck erhöhen sich.

Lärmkartierung der Wiesbadener Innenstadt. Braun, Lila und blau zeigen die gesundheitsgefährdenden Lärmpegel. Aus: https://geoportal.wiesbaden.de/kartenwerk/application/laerm)

Seit im Jahr 2013 die Lärmkartierung des Hessischen Straßenverkehrs abgeschlossen ist, ist Verkehrslärm flächendeckend nachvollziehbar. Aus der interaktiven Karte der Stadt Wiesbaden geht straßengenau die Lärmbelastung hervor – und zeichnet ein beunruhigendes Bild. In den Nachtstunden (22 Uhr bis 6 Uhr) wird es zwar insgesamt leiser; eine Vielzahl der innerstädtischen Straßen ist aber immer noch bedenklich laut und oberhalb des nachts empfohlenen Durchschnittspegels von 55 dB(A).

Entstehung von Straßenverkehrslärm

Jeder zweite Deutsche fühlt sich vom Straßenverkehrslärm belästigt oder gestört, der auf öffentlichen Straßen und Parkplätzen festzustellen ist. Bei den Fahrzeugen im Straßenverkehr gibt es zwei Hauptquellen für Schall: Motor und Reifen. Die Motorgeräusche hängen vor allem von der Motorart (Verbrenner, Elektro), der Beschleunigung und der Drehzahl ab. Verbrenner sind lauter als Elektromotoren, beschleunigende Autos lauter als gleichmäßig fahrende und der Schallpegel umso höher, je mehr Umdrehungen der Motor erzeugt.

Die Rollgeräusche von Reifen hängen (natürlich) von der Fahrzeugmasse, dem Reifentyp, aber auch von der Straßenoberfläche ab. Je schneller ein Auto fährt, desto lauter werden die Rollgeräusche. So wird der gegenüber 10 km/h um 20 Dezibel höhere Lärm bei 50 km/h viermal so laut wahrgenommen. Je nach Geschwindigkeit dominieren bei Fahrzeugen die Motoren- oder die Reifengeräusche. Bei PKWs sind die Reifen ab etwa 30km/h lauter als der Motor, bei Nutzfahrzeugen und Bussen ab 50 bis 60 km/h. Fahren sie langsamer, hört man stärker das Geräusch der Verbrennungsmotoren. Zusätzlich spielt auch die Anzahl an Fahrzeugen eine Rolle. So werden zehn Autos doppelt so laut wahrgenommen wie ein gleich schnell fahrendes einzelnes Auto.

Lärmpegel eines Autos (Verbrennungsmotor) – aufgesplittet nach Motoren- und Reifengeräusch. (Diagramm aus ADAC)

Neben dem Straßenverkehrslärm verursachen natürlich auch Flug-, Schiffs- und Eisenbahnverkehr Lärm. Bahnlärm ist in der Lärmkarte ebenfalls erfasst. Im 24-Stunden-Verlauf verursachen die S- und Regionalbahnen weniger Lärm als beispielsweise der Straßenverkehr am 1. Ring. Nachts sind Straßen- und Schienenverkehrslärm in etwa gleich laut – der Straßenverkehr betrifft allerdings deutlich mehr Menschen.

Welchen Anteil hat der Busverkehr?

Busse prägen den Wiesbadener Verkehr. Besonders direkte Anwohner der Bushaltestellen können ein Lied von den Motorgeräuschen stehender und beschleunigender Busse singen. Daher ist die Frage berechtigt, welchen Anteil die aktuellen Dieselbusse an den Lärmemissionen des Wiesbadener Straßenverkehrs haben.

Wie im vorigen Abschnitt geschildert, ist für Groß- und Nutzfahrzeuge unter 50 km/h das Motorgeräusch das lautere – bei schnelleren Fahrten dominieren die Rollgeräusche der Reifen. Damit ist die primäre Lärmquelle des innerstädtischen Busverkehrs das Motorgeräusch. Aktuell ist Wiesbadens Busflotte noch fast vollständig mit Dieselmotoren bestückt, das soll sich aber mit einem kompletten Umstieg auf Elektrobusse bis 2022 ändern – und damit auch diese Lärmquelle deutlich leiser werden.

In Versuchsanordnungen der Universität Stuttgart wurden die Lärmemissionen von Bussen mit verschiedenen Antriebsformen (Diesel, Hybrid, Brennstoffzelle) verglichen – im Stand, beim Beschleunigen und bei der Vorbeifahrt in verschiedenen Geschwindigkeiten. Gemessen wurde sowohl durch am Straßenrand stehende Mikrofone als auch durch außen am Bus befestigte, mitfahrende Mikrofone.

Das Ergebnis: besonders im Stand und bei niedrigen Geschwindigkeiten bis 30 km/h sind  die Hybrid- und Brennstoffzellenbusse spürbar leiser als ihre Dieselkollegen. So sind beispielsweise Dieselbusse bei 20 km/h mehr als doppelt so laut wie elektrisch angetriebene Busse.

Diagramm: Lautstärkepegel von Stadtbussen nach Antriebsart. (Quelle)

Die Umstellung von Diesel- auf Elektrobussen wird den Wiesbadener Straßenverkehrslärm also reduzieren – die Frage ist nur, wie stark. Umgekehrt: Wie hoch ist der Anteil der Busse am gesamten Verkehrslärm?

Mit Blick auf zwei Grafiken lässt sich erahnen, dass die Busse insgesamt einen eher geringen Anteil am Gesamtlärm haben. Denn: Die ‘lautesten’ Straßen (1. Ring, Biebricher & Schiersteiner Straße) sind von vergleichsweise wenigen Bussen befahren, während die Bahnhofstraße mit knapp 1.300 Bussen am Tag – vergleichsweise – leise ist. Auf der Rheinstraße, bei den Messungen ebenfalls in der lautesten Kategorie, fahren heute planmäßig gar keine Busse.

Dennoch sind Busse mit Elektromotoren besonders im unteren Geschwindigkeitsbereich und im Stand deutlich leiser als dieselbetriebene Fahrzeuge – vor allem im Bereich von Haltestellen und unter 30 km/h dürfte der Unterschied hörbar werden.

Was bringen Elektroautos?

Aus den eben vorgestellten Gründen wirkt sich eine Umstellung auf Elektroautos nur bei niedrigen Geschwindigkeiten positiv auf das Lärmniveau aus. Bei höheren Geschwindigkeiten dominieren die Reifengeräusche – und die sind bei Verbrennern und Elektrofahrzeugen dieselben. Elektroautos vermindern also bei niedrigen Geschwindigkeiten und im Stand den Lärmpegel (etwa an Ampeln, beim Ein-/Ausparken oder in 30er-Zonen). Die Lärmverbesserungen im fließenden Verkehr auf Hauptverkehrsstraßen fallen aber eher gering aus.

Diagramm: Lautstärkepegel von PKW nach Antriebsart. (Quelle)

Schallquelle Straßenbahnen

Hinweis: In diesem Artikel dreht sich alles um den Verkehrslärm. Die Emission von Infraschall und Vibrationen betreffen Anwohner natürlich ebenfalls, werden aber in einem separaten Artikel behandelt. Auch das Quietschen in (zu engen) Kurven wird separat erläutert.

Nun zur spannenden Frage: Wie laut sind Straßenbahnen?

Analog zum Straßenverkehr verursachen auch Züge Lärm – aus drei Hauptquellen: Antriebs-, Roll- und aerodynamische Geräusche. Aerodynamische Geräusche, also Lärm aus den Luftverwirbelungen vorbeifahrender Züge, treten erst bei über 50 km/h spürbar auf und werden erst bei mehr als Tempo 275 km/h zur dominierenden Lärmquelle – können also für die CityBahn getrost ignoriert werden.

Konkret hängen die Lärmemissionen von Straßenbahnen von mehreren Faktoren ab:

  • Sind die Fahrzeuge Nieder- oder Hochflur? (Entsprechend sitzen die Aggregate unter dem Fahrzeug oder auf dem Dach.)
  • Fährt die Straßenbahn auf Rasengleisen, Schotter, Asphalt oder anderen Oberflächen?
  • Wie eng sind die Kurven? Sind die Kurven zu eng, kann es zum charakteristischen Quietschen kommen. Die CityBahn ist mit Kurvenradien von mindestens 25 Metern deutlich großzügiger geplant als zum Beispiel die Mainzelbahn (18 Meter). Auch technische Maßnahmen helfen. (Link 1, Link 2)
  • In welchem Zustand sind Räder und Gleise? Raue Oberflächen erzeugen mehr Lärm, regelmäßige Wartung (Abschleifen/Abdrehen) wirkt dem entgegen.
  • Sind die Gleise durch zum Beispiel Sand, Split oder Salz verunreinigt?

Im direkten Lärm-Vergleich durch das bayerische Landesamt für Umweltschutz schneiden Straßenbahnen besonders auf Rasengleisen gut ab. Auf Rasengleisen sind die Bahnen annähernd halb so laut wie Autos.

Schallemisssionen (Mittelungspegel in 25m Abstand) von Personenverkehrsmitteln, bezogen auf eine Leistung von 1.000 Personen/Stunde (rot). Die Werte gehen von vollbesetzten Verkehrsmitteln aus. Bei durchschnittlicher Besetzung mit 1,3 Personen (statt 4) erhöht sich der Läärmpegel der PKS (grau).
Aus: BLfU

Verglichen wurden die verschiedenen Verkehrsmittel bei einer Transportleistung von 1.000 Personen pro Stunde bei jeweils voll besetzten Fahrzeugen – also vier Personen pro Auto.

Bei durchschnittlicher Auslastung (also 1,3 Personen / Auto) erhöht sich der Lärmpegel um 5-7 Dezibel – der Autoverkehr ist damit mehr als doppelt so laut wie eine Straßenbahn auf Rasengleis. Bei Straßenbahnen auf der Straße ist der Unterschied geringer; dennoch aber weiterhin spürbar.

Feste Fahrbahn vs. Rasengleis

Welchen Unterschied die Gestaltung der Gleise ausmacht, lässt sich beispielsweise in Mannheim beobachten. Hier fahren die Bahnen der Linie 3 kurz hintereinander über Rasengleis, Rasenpflastersteine und Pflaster. Ansonsten sind die drei Straßenabschnitte recht ähnlich: Ähnliche Wohnbebauung, Anwohnerstraßen, Parkplätze und sporadisch Bäume. Der Rasen-Abschnitt ist halb so laut als der Pflasterabschnitt, denn Pflaster reflektiert Lärm, während Rasen ihn schluckt.

Gegenüberstellung der Schallpegel bei Pflaster-, Rasenpflaster- sowie Rasengleisen [links] und der parallel verlaufenden Hauptverkehrsstraße [rechts].

[Quelle: https://www.gis-mannheim.de/mannheim/index.php?service=laermkartierung]

Die parallel verlaufende Hauptverkehrsstraße in Mannheim ist übrigens durchgehend so laut, wie es die Straßenbahn dort nur auf den Pflaster-Abschnitten ist.

Schlusswort

Die Sorge, dass mit der Citybahn eine neue Lärmquelle auf Wiesbadens Straßen hinzukommt, ist unbegründet. Im Gegenteil: Straßenbahnen sind nach wissenschaftlichen Messungen ohnehin schon leiser als PKW-, LKW- und auch Dieselbusverkehr. Durch Rasentrassen, besseres Gleismaterial und weitere Kurvenführung wird der Lärm durch die geplante Citybahn noch weiter verringert. Sollte dann noch der Umstieg möglichst vieler, bislang motorisierter Verkehrsteilnehmer auf die Tram gelingen, wird sich die Lärmsituation und damit auch Lebensqualität und Wohnwert in der Kurstadt merklich und nachhaltig verbessern.   

Quellen und zum Weiterlesen

Lärmkartierung

Thema Quietschen

Sonstige Quellen

Hinweis: Wir legen bei unseren Artikeln Wert auf solide, objektive, nachvollziehbar gestaltete Texte. Daher findest Du auch eine Vielzahl an Quellenverweisen und Belegen, Grafiken, Fotos und Erörterungen – zuweilen auch wohlbegründete Schlussfolgerungen. Nichtsdestotrotz sind wir eine rein ehrenamtliche Truppe und haben auch keinen Zugriff auf geheime Quellen. Auch wir kennen nur das, was öffentlich ist, wir uns erarbeiten und recherchieren. Fehler sind also nicht ausgeschlossen. Wenn Du Verbesserungsvorschläge hast, weitere wichtige Quellen kennst oder fachliche Fehler – her damit. Am besten per Mail oder unten in die Kommentare.