Transrapid vs. Chūo Shinkansen – Wer liegt im Vorteil?

Die EDS-Technologie (Elektrodynamisches Schweben) wird dabei vor allem in Japan entwickelt. Sie funktioniert grundlegend anders als das elektromagnetische Schweben (EMS) des Transrapid und das „L0“ genannte Fahrzeug ist mit 603 km/h die schnellste Magnetschwebebahn, die Fahrgäste transportieren kann der Welt. Sehr vereinfacht funktioniert der SC Maglev (superconducting maglev) mit extrem starken, supraleitenden Magneten im Fahrzeug. Diese Magneten müssen auf -273 °C heruntergekühlt werden, benötigen allerdings nicht dauerhaft Strom zum Erhalt des Magnetfelds. Dieses extrem starke Magnetfeld induziert durch die Bewegung eine Spannung auf Spulen in der Seite des Fahrweges. Diese Spannung wird zu einem Magnetfeld, dessen Pole immer so gerichtet sind, das Fahrzeug auf die Schwebehöhe von 10 cm zum Boden anzuziehen. Je schneller der Zug fährt, desto stärker wirkt das Magnetfeld auf den Zug ein. Ab etwa 150 km/h sind die magnetischen Felder stark genug, das Fahrzeug anzuheben, darunter fährt es auf Gummirädern. Angetrieben wird das Fahrzeug von einem zweiseitig verbauten Langstator-Linearmotor im Fahrweg, im Grunde ähnlich zum Transrapid.

Grundsätzlich haben beide Systeme ihre Berechtigung und sind der konventionellen Rad-Schiene-Technologie weitaus überlegen.

1. Geschwindigkeit: Der japanische „L0“ gilt mit 603 km/h als der schnellste Zug der Welt, der Personen befördern kann. Der Transrapid hat auf der Teststrecke im Emsland 450 km/h erreicht, in Shanghai bei Versuchsfahrten sogar 501 km/h. Der chinesische Nachbau, „CRRC CF600“, welcher dem Transrapid 08 technischer sehr ähnlich ist, soll sogar 601 km/h erreichen können, was allerdings noch nie geschehen ist. Da beide Fahrzeuge nahezu keine Verschleißteile besitzen und auch der Antrieb in der Strecke verbaut ist, hängt die maximale Geschwindigkeit nicht allein vom Fahrzeug ab – es hängt von der Ausgangsleistung der Unterwerke, welche den Strom bereitstellen, und der maximalen Wechselstromfrequenz des Wechselrichters ab. Um den Energiebedarf zu minimieren, spielen Faktoren wie Aerodynamik und Gewicht des Fahrzeugs ebenfalls eine Rolle. In diesem Punkt ist keine Technologie klar im Vorteil, auch wenn die Technologie mit supraleitenden Magneten im Testbetrieb höhere Geschwindigkeiten erreichen konnte. Die Teststrecke in Japan ist mit über 43 km auch deutlich länger als in Shanghai mit 32 km und in Deutschland 12 km auf der Geraden.

2. Fahrzeuge: Aufbau und Kapazität Der Transrapid 08 gilt als das Fahrzeug für den Fernverkehr. Eine Sektion wiegt etwa 50 t und es können mit einer 3×3 Bestuhlung über 100 Fahrgäste pro Sektion Platz nehmen. Mit maximal 10 Sektionen können bei einer Zuglänge von 250 m insgesamt 1.192 Passagiere befördert werden. Berechnet für einen Sitzplatz wiegt der Transrapid 0,49 t/Sitzplatz. Der Shinkansen L0 kann nur 2×2 bestuhlt werden und bietet in Endsektionen Platz für 24 Fahrgäste und in Mittelsektionen für 60. Eine Mittelsektion wiegt ungefähr 25 Tonnen, was einem Gewicht pro Sitzplatz von 0,41 t entspricht. Über die Endsektion lässt sich nur spekulieren, allerdings fällt das Gewicht hier aufgrund der langen Nase und der niedrigeren Kapazität deutlich höher aus. Aufgrund von weniger Technik im Shinkansen L0 und der geringeren Breite wiegt der Shinkansen L0 tatsächlich bis zu 17 % weniger als der Transrapid 08 pro Sitzplatz. Der Transrapid bietet allerdings mindestens 30 % mehr Kapazität bei derselben Länge, abhängig von der Anzahl der Mittelsektionen.

3. Energieverbrauch: Vergleichbare Werte für den Energieverbrauch von Shinkansen-Maglev-Zügen sind leider schwierig zu finden. Viele Faktoren machen die Werte unvergleichbar: Der Energiebedarf vom Shinkansen L0 wird in der Regel bei einer Geschwindigkeit von 500 km/h angegeben und der Shinkansen L0 wird aufgrund der topographischen Bedingungen in Japan auch größtenteils in Tunnels verkehren, wo der Luftwiderstand stark zunimmt. Der Transrapid wird mit einer Geschwindigkeit von 430 km/h angegeben und in Tunnels wurde er nicht erprobt. Genau zu diesem Thema wurde eine Analyse von Eckert Fritz, Larry Blow, Johannes Klühspies und Roland Kircher verfasst, welche ich unten in den Quellen verlinken werde. Konventionelle Rad-Schiene-Verkehrssysteme wurden auch einbezogen. Schlussgefolgert wird, dass kein System einem anderen in punkto Energieverbrauch weit überlegen sei und es immer von den Gegebenheiten abhängt.

4. Lautstärke: Beide Fahrzeuge schweben, so ist keine Geräuschübertragung durch Abrieb auf den Untergrund möglich. Die Geräuschentwicklung hängt somit hauptsächlich nur noch vom Luftwiderstand ab. Da der SC Maglev aufgrund der topographischen Bedingungen in Japan größtenteils durch Tunnel schwebt, ist der Wert nur schwer zu ermitteln. Konkrete Angaben lassen sich zum japanischen SC Maglev leider nicht finden, die Lärmemissionen sind bei beiden Systemen deutlich niedriger als Rad-Schiene-Systeme bei gleicher Geschwindigkeit.

5. Komfort: Der Transrapid wird während der Fahrt elektromagnetisch um 10 mm angehoben. Der SC Maglev hebt sich auf 10 cm über dem Fahrweg an und umgreift ihn auch nicht. Berichten zufolge fährt der SC Maglev tendenziell ruhiger als der Transrapid.

6. Sicherheit: Beim tragischen Unfall 2006 mit dem Transrapid 08 ist das Fahrzeug mit 170 km/h in das Wartungsfahrzeug hereingefahren. Trotz des extremen Aufpralls in das 60 t schwere Wartungsfahrzeug hat sich der Transrapid nicht vom Fahrweg gelöst, es sind auch keine gefährlichen Brände entstanden. Da der Transrapid den Fahrweg umklammert, gilt er als extrem sicher, wie es sich auch beim Unfall gezeigt hat. Im Falle eines Ausfalls des Antriebs (der auch als Bremse arbeitet) besitzt das Fahrzeug Wirbelstrombremsen, die ihn sicher ohne Bodenkontakt in vordefinierten Abschnitten zum Stehen bringen. Eine Bordbatterie hält den Zug etwa 20 Minuten noch am Leben. Der SC Maglev schwebt hingegen in einem U-förmigen Träger. Dass sich das Fahrzeug vom Fahrweg löst, ist hier auch extrem unwahrscheinlich. Beim SC Maglev sind die Magnetfelder des Zuges so stark, dass die Fahrgäste durch Abschirmung des Fahrgastraumes davor geschützt werden müssen, was auch ein potenzielles Risiko darstellt, welches beim Transrapid in der Form nicht existiert. So verfügt das japanische System über Sperrzonen, in denen aufgrund der starken Magnetfelder keine Personen sitzen dürfen.

7. Flexibilität: bei der Trassierung Beide Systeme sind für eine Steigfähigkeit von bis zu 10 % ausgelegt. Das ist allerdings nicht technisch bedingt, sondern dient dem Komfort der Fahrgäste. Kurven können bei beiden Systemen sehr eng gebaut werden. Der Transrapid durchfuhr auf der TVE in der Nordschleife einen Radius von 1000 m. Der SC Maglev wird hingegen für Kurvenradien von 8000 m geplant, was aus eigenen Angaben für den Komfort der Fahrgäste entschieden wurde. Beide Systeme können sowohl ebenerdig als auch aufgeständert errichtet werden.

8. Investitionskosten: Der Transrapid zeichnet sich durch einen vergleichsweise einfachen Fahrwegbau aus und benötigt keine supraleitenden Magneten aus seltenen Erden. Das macht ihn in der Umsetzung kostengünstiger als das japanische System. Dort schlagen nicht nur die aufwendige Magnettechnologie, sondern auch der extrem hohe Tunnelanteil zu Buche – beides Faktoren, die die Baukosten erheblich nach oben treiben.

9. Technische Reife: In Shanghai verkehrt der SMT nun als schnellster kommerziell verkehrende Zug der Welt seit 21 Jahren jeden Tag und die Fahrzeuge, welche sich technisch gesehen noch weitestgehend im Originalzustand befinden, haben zusammen schon mehr als 30 Mio. Kilometer Laufleistung zurückgelegt. Eine Einstellung des Betriebs ist nicht absehbar. Die Bauzeit der Trasse betrug nicht mal zwei Jahre und die Zuverlässigkeit beträgt bis heute über 99,89 %. Das System ist seit 1991 als einziges fahrerloses Hochgeschwindigkeits-Verkehrsmittel der Welt für den kommerziellen Einsatz zugelassen. Der SC Maglev wird noch nicht auf einer kommerziellen Anwendungsstrecke betrieben, hat allerdings auch schon die Betriebsreife für den kommerziellen Einsatz anerkannt bekommen. Auf Teststrecken erreicht er beeindruckende Rekorde, wie die längste Nonstop-Fahrt mit einer Länge von 4064 km/h.

10. Zukunft: In Japan wird das Ziel verfolgt, die weltweit erste Hochgeschwindigkeits-Magnetbahnstrecke für den Fernverkehr zu bauen und damit Vorreiter zu werden. Andere Projekte mit dem SC-Maglev-System, vor allem in den USA, befinden sich in der Planungsphase. Mit dem Transrapid hatte man diese Vision vor 25 Jahren auch: Es sollten Strecken wie Hamburg–Berlin, Metrorapid und München realisiert werden. Doch alle Projekte wurden spätestens kurz vor Baubeginn von der Politik aus unterschiedlichen, schwer einsehbaren Gründen gestoppt. Wenn eine der Strecken realisiert worden wäre, hätte man in anderen Ländern das nötige Vertrauen in die Technologie gehabt, das hat allerdings aufgrund der Politiker gefehlt. Die einzige Ausnahme war China, die nun eigene Magnetbahnsysteme auf Basis des Transrapid entwickeln und auch im eigenen Land realisieren wollen.

Fazit: Beide Systeme werden seit über 60 Jahren entwickelt und sind reif für kommerzielle Anwendungsstrecken. Während der SC Maglev mit größerem Schwebeluftspalt und höheren Geschwindigkeiten bei Testfahrten punktet, ist der Transrapid tendenziell noch sicherer und der Fahrweg ist nicht so aufwendig im Bau. Wenn man den Transrapid auf den heutigen Stand der Technik bringen und weiterentwickeln würde, könnte man die Wirtschaftlichkeit und Effizienz noch weiter steigern. Genau dafür setzt sich Zukunft Fernverkehr ein.

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