Die Züge der Deutschen Bahn, wie hier im Bild, werden mit einem eigenen Stromnetz versorgt.

2024: DB Energie & swb feiern 60 Jahre Bahnstrom

Im Jahr 2024 feiert swb die 60-jährige Zusammenarbeit mit der DB Energie, einem Tochterunternehmen der Deutschen Bahn. Um eine optimale Energieversorgung des Schienenverkehrs sicherzustellen, betreibt die Deutsche Bahn ein eigenes Stromnetz, das unter anderem von swb als Versorgungsunternehmen mit Strom beliefert wird. Heute geben wir einen Einblick in die langfristige Zusammenarbeit von DB Energie und swb.

Lesezeit: 5 Minuten

Inhalt:

1. Die gemeinsame Zusammenarbeit
2. Warum gibt es ein eigenes Bahnstromnetz?
3. Was ist die Netzfrequenz?
4. Was macht ein Umrichter?
5. Warum hat das Verbundnetz 50 Hertz?
6. Warum hat das Bahnstromnetz 16,7 Hertz?

1961/1962

Es beginnen die ersten Planungen für einen Kraftwerksstandort in Bremen-Mittelsbüren. Zwei Kraftwerksblöcke mit je 50 Megawatt (MW) sollen Gichtgas verstromen, das im Hochofen-Prozess im benachbarten Stahlwerk (damals Klöckner) anfällt. Das Kraftwerk soll Einphasen-Wechselstrom (16,7 Hertz) produzieren – der Beginn einer energiewirtschaftlichen Kooperation.

1964

1964 ist der offizielle Beginn der Zusammenarbeit zwischen DB Energie und swb. Der erste Kraftwerksblock, Block 1, geht mit 50 MW in Betrieb. 1965 folgt Block 2 mit ebenfalls 50 MW. Mit dem Strom aus dem Kraftwerk werden fortan die Züge auf der Nord-Süd-Strecke gespeist.

Im Dezember 1964 erreicht der erste mit elektrischem Strom betriebene Zug den Bremer Hauptbahnhof: der Luxuszug Rheingold mit Panoramadach. Dieser fährt von den Niederlanden aus bis in die Schweiz.

Am Bremer Hauptbahnhof hängt deshalb im Dezember 1964 ein Banner mit der Aufschrift „Von Bremen bis Sizilien“ und, obwohl der Luxuszug Rheingold nicht bis nach Sizilien fuhr, vereinfachte er den Weg in den Süden enorm. So leitet er 1964 die Epoche der Bahnelektrifizierung für Norddeutschland ein.

Eine historische E10-Lok im Bremer Hauptbahnhof, die bereits mit eigenem Bahnstrom versorgt wurde.

Luftaufnahme vom Kraftwerk Mittelsbüren in Bremen

1974

In diesem Jahr geht der Block 3 mit 110 MW ans Netz. Damit liefert swb 1974 ganze 210 MW Strom mit 16,7 Hertz (Hz) an die DB Energie. swb ist der drittgrößte Bahnstromlieferant, sodass jeder zehnte Zug in Deutschland mit Strom aus Bremer Kraftwerken fährt.

1996

Mit der Inbetriebnahme einer hochmodernen Anlage zum Umrichten der Netzfrequenz kann Drehstrom aus dem Verbundnetz (50 Hz) zu Einphasenstrom für die Bahn (16,7 Hz) werden und umgekehrt. So können auch erstmals die kontinuierlich bei der Stahlproduktion anfallenden Gase unabhängig vom eigentlichen Bahnstrombedarf vollständig genutzt werden.

2011

2011 wird der Stromvertrag, der 2012 geendet hätte, für weitere 25 Jahre verlängert. Zusätzlich wird der Bau des GuD-Kraftwerks (Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk) in Mittelsbüren beschlossen.

2016

Das Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk wird fertiggestellt. Das GuD-Kraftwerk und der 2002 nach einem Umbau auf Gichtgasverstromung wieder in Betrieb genommene Block 4 (140 MW) liefern eine deutlich höhere Effizienz.

Die Elektrifizierung der Eisenbahn begann zu einer Zeit, in der das öffentliche Stromnetz noch nicht so weit entwickelt war. Deshalb wurde damals beschlossen, ein eigenes Bahnstromnetz zu schaffen, um unabhängig vom allgemeinen Stromnetz agieren zu können.

Dieses Bahnstromnetz hatte aus technischen Gründen eine Frequenz von 16,7 Hz. Aufgrund der unterschiedlichen Netzfrequenz ließ sich das Bahnnetz nicht mit dem allgemeinen 50-Hz-Verbundnetz verbinden – und auch heute sind beide Netze getrennt voneinander.

Die Netzfrequenz beschreibt, wie oft sich die Richtung des elektrischen Stroms pro Sekunde ändert. Die Netzfrequenz ist in Verbundnetzen einheitlich. Sie sorgt unter anderem dafür, dass erzeugter Strom reibungslos in das Stromnetz eingespeist werden kann.

Die Netzfrequenz für Deutschland bzw. Europa wurde um die Jahrhundertwende vom 19. zum 20. Jahrhundert festgelegt. In Europa, Australien sowie großen Teilen Afrikas und Asiens beträgt die Netzfrequenz 50 Hz, in Nordamerika, Teilen von Japan und Saudi-Arabien beträgt sie 60 Hz. Der Strom in diesen Verbundnetzen wechselt die Richtung also 50- bzw. 60-mal die Sekunde.

Weil sich Strom im Verbundnetz nicht speichern lässt, ist es wichtig, die zeitlichen Schwankungen von Stromentnahme und -zufuhr so auszugleichen, dass die Netzfrequenz stabil bleibt. Im europäischen Raum ist lediglich eine Abweichung von ± 0,2 Hz erlaubt – also 49,8 bzw. 50,2 Hz. Wird weniger Strom erzeugt als verbraucht, sinkt die Frequenz; wird mehr Strom erzeugt als verbraucht, steigt die Frequenz.

Tipp: Für diesen Balanceakt von Stromentnahme und -zufuhr braucht es Umrichter und Kontrollzentren, die die Netzstabilität überwachen. Mehr dazu erfahren Sie in unserem Beitrag zu Smart Grids.

In Kontrollzentren wird die Stabilität des Stromnetzes kontinuierlich überwacht.

Züge der Deutschen Bahn, wie hier im Bild, werden aus dem Bahnstromnetz mit einer Frequenz von 16,7 Hz versorgt.

Die Frequenz von 16,7 Hz (früher: 16,66 Hz) entspricht einem Drittel der 50-Hz-Netzfrequenz des Verbundnetzes. Diese Wahl wurde getroffen, weil es bei der damaligen Technik am einfachsten war, Bahnstrom mit einer Frequenz zu erzeugen, die im Verhältnis zur festgelegten Netzfrequenz des Verbundnetzes steht.

Achtung: Trotz der geringeren Frequenz haben die Oberleitungen der Bahn über 1.000 Ampere Stromstärke und 15.000 Volt Spannung – die Oberleitungen der Bahn sind also lebensgefährlich! Daher ist das Klettern auf Züge verboten. Der Strom ist so stark, dass er im schlimmsten Fall auch die Luft überspringen kann.