Transrapid

Transrapid 09
Transrapid 08 in Shanghai
Hersteller:	ThyssenKrupp-Transrapid
Baujahre:	2006-2007
Länge:	75,80 m
Höhe:	4,25 m
Breite:	3,70 m
Kleinster befahrbarer Halbmesser:	270 m
Leermasse:	170 t
Höchstgeschwindigkeit:	505 km/h
Sitzplätze:	148 oder 156
Stehplätze:	296 oder 328
Daten beziehen sich auf ein Fahrzeug mit 3 Sektionen; möglich sind bis zu 10
Transrapid 08 in Shanghai (Seitenansicht)
Transrapid 08 in Shanghai, Ausfahrt aus Flughafenstation Pudong

Der Transrapid ist eine in der Bundesrepublik Deutschland für den Hochgeschwindigkeitsverkehr entwickelte Magnetschwebebahn. Vermarktet und geplant wird das Verkehrssystem (Fahrzeuge, Betriebsleittechnik und Nebenanlagen) von Transrapid International GmbH & Co. KG, einem Gemeinschaftsunternehmen der Siemens AG und der ThyssenKrupp AG. Nach dem Beginn der staatlich finanzierten Entwicklung im Jahr 1969 wurden 1979 erste Prototypen vorgestellt. Im Jahr 1991 wurde die Anwendungsreife anerkannt. Die erste Transrapidstrecke im Regelbetrieb wurde im Jahr 2004 in Shanghai in Betrieb genommen. Ein Flughafenzubringer in München befindet sich im Planfeststellungsverfahren. Ein Einsatz im Fernverkehr findet derzeit nicht statt.

Das Transrapid-System

Funktionsschema

Das System des Transrapid besteht im Kern aus folgenden Komponenten:

Das Fahrwerk wird von unten an den von ihm umgriffenen Fahrweg herangezogen und kann berührungsfrei bewegt werden. Führmagnete halten es seitlich in der Spur. Für das Schweben auf einem elektromagnetischen Wanderfeld muss kontinuierlich Energie zugeführt werden. Das Fahrzeug wird vom Wanderfeld im Fahrweg vorangezogen, wobei die Geschwindigkeit von der Frequenz des Feldes abhängt. Fahrzeug und Fahrweg bilden zusammen einen Linearmotor, wobei der Fahrweg den Stator enthält. Anders als bei den meisten Landfahrzeugen entsteht kein Rollwiderstand.

Dies hat im Wesentlichen drei Folgen:

• Die Leistung kann weitgehend unabhängig von Platz und Gewicht des Fahrzeuges an die Trassierungsmerkmale der Strecke entsprechend dem Bedarf angepasst werden. Die Umrichter und anderen Komponenten des Antriebs beschreiben die Möglichkeiten des Betriebskonzepts und werden daher im Rahmen der Planung der jeweiligen Einsatzstrecke festgelegt.

• Zwischen Fahrweg und Fahrzeug muss ein Mindestabstand vorgesehen werden, um die Schwingungen des Fahrzeugs und gekrümmte Verläufe des Fahrwegs ausgleichen zu können. Daher ist der Abstand zwischen Stator und Rotor größer als bei rotierenden elektrischen Antriebsmaschinen. Weil der Wirkungsgrad elektrischer Maschinen von den Luftspalt-Abständen abhängt, ist der Wirkungsgrad des Transrapid-Antriebs geringer als derjenige eines konventionellen Elektromotors.

• Das Funktionieren dieser Art der Schwebetechnik und der Antriebswirkung setzt baulich voraus, dass das Fahrzeug seinen Fahrweg relativ eng und auch zum Teil von unten umschließt.

Geschwindigkeit, Beschleunigung, Bremsweg

Siehe hierzu auch technische Daten

Der Hersteller Transrapid International unterscheidet mit nicht ganz klarer Definition Systemgeschwindigkeit, Auslegungsgeschwindigkeit und Betriebsgeschwindigkeit.

Mit Systemgeschwindigkeit ist offenkundig die mit dem momentanen Entwicklungsstand der Technologie erzielbare Höchstgeschwindigkeit gemeint. Der Wert wird mit ca. 550 km/h angegeben.

Mit Auslegungsgeschwindigkeit ist die auf einer konkret geplanten oder gebauten Strecke und mit konkret geplanten oder gebauten Fahrzeugen fahrbare Höchstgeschwindigkeit gemeint. Für den Transrapid 09 werden 505 km/h angegeben.

Mit Betriebsgeschwindigkeit ist die Höchstgeschwindigkeit im alltäglichen Linienverkehr gemeint. Wirtschaftlichkeitsüberlegungen wie der Energieverbrauch können für die Limitierung maßgeblich sein. Auf kurzen Strecken spielt zudem der notwendige Bremsweg eine Rolle.

Auf der gebauten Transrapidstrecke in Shanghai wurden 501 km/h im Testbetrieb erreicht; die höchste Geschwindigkeit im Linienverkehr beträgt jedoch 430 km/h, die auf der kurzen Strecke für lediglich 50 Sekunden gefahren werden. Dennoch wird das als Betriebsgeschwindigkeit bezeichnet.

Der Transrapid ist in der Lage, innerhalb von 60 s aus dem Stand auf 200 km/h sowie in weiteren 60 s von 200 km/h auf 400 km/h zu beschleunigen. Für eine Beschleunigung auf 300 km/h benötigt er rund vier Kilometer (auf der Strecke in Shanghai 4,2 km). Der ICE 3 benötigt in der Ebene eine Strecke von rund 18 km für eine Beschleunigung von 0 auf 300 km/h.

Die Länge des Bremsweges soll bei 350 km/h ca. 3.500 m betragen. Zum Vergleich: Der Bremsweg (Schnellbremsung) bei einem ICE 3 aus 300 km/h liegt bei etwa drei Kilometern. Konkrete Daten basierend z. B. auf Messungen an der Transrapid-Strecke in Shanghai sind offenkundig nicht publiziert; mehrere Publikationen nennen ca. 5 km Bremsweg bei 430 km/h.

Der Betrieb mit Hochgeschwindigkeiten erfordert geeignete streckenbauliche Voraussetzungen. Die minimal befahrbaren Kurvenradien werden für Tempo 300 km/h mit 1937 m und für Tempo 500 km/h mit 5382 m angegeben. Die geplante kurze Strecke in München zeigt, dass es zahlreiche Stellen gibt, an denen man z. B. zu Gunsten des Landschaftsschutzes mit engen Kurvenradien und Bündelung mit vorhandenen Verkehrswegen auf eine Hochgeschwindigkeitsauslegung verzichtet.

Steigungen, Gefälle

Mit dem Entwicklungsstand der Technik kann der Transrapid Längsneigungen von 10 % bewältigen im Vergleich zu 4 % beim ICE 3. Diese ermöglicht eine flexiblere Trassenplanung bei hügeligem Gelände. Im Innenstadtbereich ist eine flexiblere Trassenplanung durch vergleichsweise kurze Rampen für den Wechsel zwischen unterirdischer, ebenerdiger und aufgeständerter Fahrbahnführung ein Vorteil des Transrapid.

Die Bremssysteme des Transrapid funktionieren nur bei Bewegung des Fahrzeugs; das vorgesehene Bremssystem bei Stillstand durch Absetzung auf Kufen ist für Strecken mit Längsneigungen ungeeignet. Der Transrapid kann insofern an Steigungen oder Gefällen nicht anhalten. Für den Fall von Störungen des Antriebs an einer Steigung ist ein Zurückschweben zum nächsten ebenen Haltepunkt vorgesehen.

Gütertauglichkeit

Die Nutzlast pro Fahrzeugeinheit ist auf etwa 15 Tonnen begrenzt. Das Profil der Fahrzeuge erlaubt den Transport der in der Luftfahrt üblichen Container. Eine Substitution des herkömmlichen Gütertransports der Bahn ist nicht möglich.

Ein Zug mit den maximal möglichen zehn Sektionen kann mithin 150 Nutzlast transportieren. Das entspricht der möglichen Nutzlast der Frachtversion des Airbus A 380, die durchschnittliche Nutzlast von Frachtflugzeugen ist geringer. Die Substitution von Frachtflugverkehr und Postflugverkehr im Entfernungsbereich bis 1000 km ist daher möglich.

Energieverbrauch

Obwohl der Transrapid seit Jahrzehnten getestet wird und in Shanghai im Einsatz ist, wurden nachvollziehbare Angaben zum Energieverbrauch nicht veröffentlicht.

Nach Angaben des Herstellers ohne publizierte Einzelberechnung ist im Fernverkehr der Energieverbrauch des ICE bei vergleichbarer Geschwindigkeit um 30 % höher als der des Transrapid. Der Energieverbrauch im Kurzstreckenflugverkehr bei nicht vergleichbarer Geschwindigkeit sei 400 % höher. Die CO2-Emission bei 400 km/h betrage 33 Gramm je Sitzplatzkilometer. Für moderne Kurzstreckenflugzeuge sind je nach Annahme der Sitzplatzauslastung und Länge der Strecke Werte zwischen 70 Gramm und 150 Gramm CO2-Emissionen je Sitzplatzkilometer publiziert.

Das Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie kommt zum Ergebnis, dass der Transrapid unter dem Aspekt der Resourcenproduktivität dem ICE ökologisch vorzuziehen ist, sofern man ihn deutlich unter 400 km/h betreibt. Nach dieser Studie entspricht das Benzinäquivalent des Energieverbrauchs des Transrapid bei 250 km/h 1,50 l je 100 Personenkilometer, bei 300 km/h 1,82 l und bei 450 km/h 3,16 l.

Rudolf Breimeier kommt in seinem Beitrag Transrapid-Diskussion mit geschönten Daten? auf Grund der Analyse von Daten des geplanten Transrapid-Projektes Hamburg–Berlin zu dem Schluss, dass der Energieverbrauch des Transrapid bei Geschwindigkeiten unter 300 km/h um bis zu 10 % höher ist als der des ICE 3. Bei Geschwindigkeiten über 300 km/h bis 350 km/h sei der Energiebedarf des Transrapid etwas günstiger. Zitat:

„Die Aussage, die Magnetschwebebahn sei energiesparender als die Eisenbahn, ist eindeutig falsch und wurde bereits widerlegt. Der Roll- und Lagerreibungswiderstand der Eisenbahn ist im Bereich der üblichen Geschwindigkeiten mit weniger als 0,2 % der Gewichtskraft kleiner als der magnetische Widerstand der Führungsmagneten des Transrapid mit 0,25 % der Gewichtskraft. Außerdem ist die Leistung für Schweben und Führen der Magnetbahn in der Größenordnung von 1,7 kW/t nicht zu vernachlässigen.“

Der Bund Naturschutz in Bayern e. V. publiziert einen Gesamtenergieverbrauch einer ohne Halt vom Hauptbahnhof München zum Flughafen fahrenden S-Bahn von 380 kWh gegenüber angeblich 1400 kWh des Transrapid.

Schon bei der Diskussion der Planungsunterlagen für die Transrapidstrecke Hamburg–Berlin hatte der Wissenschaftliche Beirat des Verkehrsministeriums unrealistische Angaben kritisiert:

„Bei Herstellung korrekter Vergleichsbedingungen (Anordnung und Anzahl der Sitzplätze, technische Ausführung der Innenausstattung, Verzicht auf Speisewagen) vermindert sich allerdings der energiewirtschafftiche Vorteil der Magnetbahn gegenüber dem ICE. Bei Geschwindigkeiten oberhalb von 300 km/h ist allein der von Querschnittsfläche und Zugform abhängige Luftwiderstand maßgebend. Auch muss berücksichtigt werden, dass Systemwechsel und die notwendigen Anbindungsverkehre zusätzlichen Energieaufwand erfordern.“

Unabhängig von der Art des Antriebs kann die physikalisch notwendige Leistung für hohe Geschwindigkeiten abgeschätzt werden, da die wesentliche zu überwindende Kraft für alle Fahrzeuge der Luftwiderstand ist. Aus den Formeln für Luftwiderstand und mechanische Leistung ergibt sich bei Annahme eines c_w-Wertes des Transrapid von 0,26, einer abgeschätzten Stirnfläche aufgrund des Lichtraumprofils von 16 m², einer Luftdichte von 1,204 kg/m³ bei 20°C und 400 km/h Reisegeschwindigkeit überschlagsmäßig folgendes:

$P={\frac {c_{w}\cdot A_{\rm {Stirn}}\cdot v^{3}\cdot \rho _{Luft}}{2}}$

bei 400 km/h = 111 m/s ergibt dies:

${\begin{matrix}P&=&0{,}26\cdot 16\,\mathrm {m} ^{2}\cdot (111\,\mathrm {m} /\mathrm {s} )^{3}\cdot 1{,}204\,\mathrm {kg} /\mathrm {m} ^{3}/2\\P&=&3{,}43\cdot 10^{6}\,\mathrm {kg} \cdot \mathrm {m} ^{2}/\mathrm {s} ^{3}=3{,}43\cdot 10^{6}\,\mathrm {N} \cdot \mathrm {m} /\mathrm {s} =3{,}43\,\mathrm {MW} \end{matrix}}$

Zu dieser theoretisch ermittelten unteren Leistungsgrenze kommt der Leistungsbedarf für Schweben, Führen und Steuern hinzu; der Wirkungsgrad des Langstatorprinzips muss zudem berücksichtigt werden. Genaue Daten für den c_w-Wert und die Stirnfläche der neuesten Baureihe Transrapid 09 sind nicht bekannt.Die Abschätzung sagt nichts über den Energiebedarf zur Beschleunigung des Fahrzeuges auf 400 km/h aus.

Der Energiebedarf für das Schweben ist allein von der Fahrzeugmasse und der Zeit abhängig. Bei geringen Geschwindigkeiten hat er deswegen einen größeren Anteil am Energieverbrauch je Fahrzeugkilometer.

Bei allen Fahrzeugen steigt der Energiebedarf im Hochgeschwindigkeitsbereich mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Der relevante Verbrauch je Personenkilometer hängt wesentlich von der Auslastung der Sitzplätze ab; Rechnungen mit Vollauslastung sind insofern irreführend, da diese von keinem Verkehrsmittel im Liniendienst erreicht werden. Die momentane mittlere Sitzplatzauslastung der ICEs soll unter 50 % liegen. Die Frage des CO2-Ausstoßes je Personenkilometer hängt davon ab, aus welcher Primärenergie der je Personenkilometer benötigte Strom gewonnen wird. In Deutschland haben Steinkohle und Braunkohle einen Anteil von 47 % am Strommix der Bahn, wobei insbesondere deutsche Braunkohlekraftwerke Gegenstand internationaler Kritik sind.

Flächenverbrauch

Ein aufgeständerter Fahrweg, wie in Shanghai errichtet wurde, erlaubt den freien Durchlass jedes Querverkehrs, ohne dass irgendwelche zusätzlichen Kreuzungsbauwerke benötigt werden. In München ist allerdings zum größten Teil (84 Prozent) die ebenerdige Anlage des Fahrwegs vorgesehen. Außerhalb von Instandhaltungs- und Abstellanlagen ist der Bau von Kreuzungen mit anderen Verkehrswegen, ähnlich einem Bahnübergang, nicht möglich, weshalb dann entsprechende Überführungsbauwerke errichtet werden müssen.

Wegen spezieller Luftdruckphänomene bei sich begegnenden Zügen muss bei Strecken, die für hohe Geschwindigkeiten geplant sind oder später für höhere Geschwindigkeiten nutzbar sein sollen, ein Mindestabstand zwischen beiden Fahrspuren eingehalten werden, der in einigen Publikationen mit 17 m bei 500 km/h angegeben wird.

Bahndämme haben zahlreiche negative Umweltfolgen. Das gesamte Streckennetz der Bahn wird zudem mit Herbiziden behandelt. Flächen entlang einer Transrapidlinie und unter einer aufgeständerten Transrapidlinie können landwirtschaftlich genutzt werden, da keine Emissionen wie z. B. durch abtropfendes Öl oder Abrieb verursacht werden. Der Flächenverbrauch bei der Betrachtung der Einschränkung des Lebensraumes geräuschempfindlicher Tierarten ist wie auch bei anderen Verkehrsmitteln höher als der Bedarf für die eigentliche Trasse. Eine Umweltbewertung erfordert eine konkrete Streckenplanung und Vergleiche. Wenn Rad-Schiene-Fahrwege nicht überflüssig werden, sondern für den Güterverkehr und Regionalverkehr weiter notwendig sind, ist eine Transrapidstrecke immer ein zusätzlicher Flächenverbrauch allein für den Personenschnellverkehr.

Teststrecke für den Transrapid im Emsland:

• Eine Beton-Stütze der Transrapid-Trasse in der Seitenansicht
  Eine Beton-Stütze der Transrapid-Trasse in der Seitenansicht
• Betonstütze von unten
  Betonstütze von unten
• Weichenanlage und anschließender Streckenverlauf
  Weichenanlage und anschließender Streckenverlauf
• 
  Weichenanlage in Richtung Streckenabzweig
• 
  Nördliche Kurve
• Trasse des Transrapid im Emsland mit begleitender Straße
  Trasse des Transrapid im Emsland mit begleitender Straße

Verschleiß

Beim Transrapid-System berühren sich Fahrzeug und Fahrweg während der Fahrt nicht. Daher sind mechanische Verschleißvorgänge im direkten Kontakt, wie sie Räder mit Schienen haben, ausgeschlossen. Allerdings wirken das statische Fahrzeuggewicht und die dynamische Beschleunigung auf den Fahrweg und die Statoranlage ein. Die Kräfte werden dabei nicht auf kleine Punkte, sondern großflächig über die Schwebegestelle entlang der Transrapid-Sektionen übertragen.

Wegen der regulären Alterungserscheinungen von Betonbauwerken müssen an Tunnels und aufgeständerten Trassen (Brücken) Kontrollen und Generalsanierungen regelmäßig im Abstand von mehreren Jahrzehnten vorgenommen werden.

Schall

Das Transrapid-System erzeugt keine Rollgeräusche und keinen Körperschall. Schall entsteht jedoch bei hohen Fahrgeschwindigkeiten in Form von Windgeräuschen. Dabei werden z. B. bei 470 km/h im Abstand von 25 Metern im Vorbeifahren Schalldruckpegel-Werte von 89 dB(A) erreicht, bei 300 km/h im gleichen Abstand 80 dBA. Der Schall ist von der Bauart der verwendeten Träger abhängig. Im Vergleich erzeugt ein ICE 3 bei einer Geschwindigkeit von 300 km/h Schalldruckpegel (je nach Gleisqualität) zwischen 81,8 und 96,8 dBA. Die Vorteile des Transrapid gegenüber dem ICE im Bereich hoher Geschwindigkeiten sind nicht so ausgeprägt, dass eine höhere Akzeptanz bei Anwohnern der Strecke oder ein Entfall von Lärmschutzwällen oder Lärmschutztunneln zu erwarten ist, zumal eine im Vergleich zum ICE noch höhere Reisegeschwindigkeit diese Vorteile egalisiert. Im Bereich niedriger Geschwindigkeiten überwiegen Rollgeräusche und der geringe Geräuschpegel des Transrapid ist ein strategischer Vorteil bei der Planung von Strecken durch bestehende Bebauungen. Durch Vibrationen und Schwingungen können wie bei anderen Fahrzeugen auch in allen Geschwindigkeitsbereichen indirekte Schallemissionen entstehen.

Netzwerkfähigkeit, Kompatibilität und Verfügbarkeit

Fahrweg und Fahrzeug des Transrapid sind genau füreinander entwickelt und bilden ein einheitliches Produkt des Herstellerkonsortiums. Technisch verschiedene Fahrzeuge unterschiedlicher Hersteller könnten in einem Transrapid-Netz zwar fahren, sind bisher jedoch noch nicht in kompatibler Weise entwickelt worden.

Ein Ausfall einer Transrapidstrecke durch Unfall, Unwetter, Naturkatastrophen wie Erdbeben usw. bedeutet einen Verlust der gesamten Transportkapazität, da anders als bei existenten Netzen keine Umfahrungen möglich sind. Alternative Verkehrsmittel wie Rad/Schiene, Straße oder Luft müssen also stets als Notfall-Lösung vorhanden sein, um eine ausreichende Verfügbarkeit der Transportleistung sicher zu stellen.

Schwebetechnik, Linearmotor und Energieversorgung

Geregeltes Schweben

Durch ein elektromagnetisches Regelsystem wird die Größe der magnetischen Kräfte so geregelt, dass ein etwa 10 mm großer Abstand zwischen den Tragmagneten und den Statorpaketen eingehalten wird. Die Magnete sind dabei einzeln aufgehängt, um der Trasse folgen zu können. Zur Abstandskontrolle dienen Spaltsensoren. Die Regelung erlaubt es, das Fahrzeug im Stillstand von der Trasse abzuheben. Zum Absetzen im Stand dienen Kufen. Die Kufen dienen auch als Reibpartner bei Notfallbremsungen.

Der Abstand des Bodens des Transrapid zur Fahrbahn beträgt ca. 15 cm. Der Zug kann deshalb auch kleinere Hindernisse sowie Schnee- oder Eisschichten überwinden. Wenn Vereisungen oder zusammengebackener Schnee nicht allein durch den Druckstoß des Fahrzeugs oder durch den Wind beseitigt werden können, müssen Räumfahrzeuge eingesetzt werden.

Fahrweg

Der Fahrweg des Transrapid besteht in der Trägerausführung aus ca. 9 bis 60 Meter langen Trägern, die weitgehend vorgefertigt sind. Hierin besteht ein Gegensatz zu herkömmlichen Schienen- oder zu Straßenfahrwegen, die in der Regel kontinuierlich und überwiegend vor Ort errichtet werden.

Für die Hybridkonstruktion wird ein stets gerades Spannbetonprofil in Kombination mit daran befestigten 3 m langen Stahlsektionen verwendet. Der Bogenverlauf wird durch unterschiedlich lange Kragarme eingestellt, die an dem Spannbetonprofil befestigt werden, so dass jeder Radius eingestellt werden kann.

An dieser Konstruktion wird anschließend der eigentliche Fahrweg befestigt. Er besteht aus Stahlblechpaketen, die von Kupferdrahtwicklungen durchzogen sind und an der Unterseite angebracht werden. Dies sind die so genannten Stator-Wanderfeldleitungen. Zudem enthält der Fahrwegträger stählerne Führschienen an den Seiten, auf die letztendlich die Seitenführmagnete wirken. Sowohl das Statorpaket als auch die Seitenführschienen erlauben die freie Einstellung eines Fahrwegradius bis hinunter zum Mindestradius.

Der minimale Kurvenradius von etwa 270 m ergibt sich aus der Fahrzeuggeometrie und der Geometrie der Traktionsmagnete. Die Querneigung des Fahrwegs in Gleisbögen kann bis zu 12° (21,3 %), ausnahmsweise 16° (28,7 %), betragen, während sie bei der Eisenbahn auf etwa 6,5° (11,3 %) begrenzt ist. Hierdurch kann bei gleichem Bogenradius eine ca. 20 % höhere Geschwindigkeit erreicht werden (bei 1,0 m/s² unausgeglichener Querbeschleunigung).

Fahrantrieb (Linearmotor)

Datei:Tr1.jpg

Motorwicklung des Langstatormotors

Das Fahrzeug wird durch ein magnetisches Wanderfeld im Fahrweg angetrieben, welches das Fahrzeug an seinen Fahrzeugmagneten mitzieht. Dabei arbeitet der Fahrweg ähnlich wie ein Stator eines synchronen Drehstrom-Elektromotors (daher Langstatorprinzip), wobei die Fahrzeugmagneten dem Rotor entsprechen. Abgebremst und beschleunigt wird das Fahrzeug durch die Verringerung oder Erhöhung der Magnetfeldfrequenz, die ihrerseits die Geschwindigkeit des Wanderfelds bestimmt. Das Wanderfeld muss in Relation zum Zug sehr exakt ausgerichtet sein. Die Position des Zuges muss daher zu jedem Zeitpunkt sehr genau bestimmt werden. Dies gewährleisten redundante Wegmesssysteme. Die Fahrtkontrolle selbst wird von einer Steuerzentrale übernommen und ist der Linienzugbeeinflussung im deutschen Eisenbahnnetz bei aktiver automatischer Fahr-Bremssteuerung ähnlich. Ein führerloser Betrieb ist daher möglich.

Einspeisungen aus dem Streckenkabel versorgen die Wanderfeldleitung. Sie sind an der Strecke in Abständen von 0,3 bis 5 km (so genannte Unterwerks- oder Speiseabschnitte) angebracht. Die Streckenkabel werden von Umrichterstationen versorgt, welche die erforderlichen Spannungen, Ströme und Frequenzen im jeweiligen Abschnitt bereitstellen. In jedem Speiseabschnitt darf sich nur ein Fahrzeug befinden. Die Stromversorgung der Strecke durch Unterwerke entspricht der anderer elektrifizierter Bahnstrecken, soll jedoch durch hohe auftretende Stromspitzen bedingt durch die starke Beschleunigung und hohe Endgeschwindigkeit des Transrapid aufwändiger sein.

Mitwandernde Strecken-Stromversorgung (Statorschaltverfahren)

Motorwicklung und Tragwerk

Jede Umrichterstation ist mit einer oder mehreren Umrichtergruppen ausgestattet. Über Streckenkabel und Abschnittsschalter können solche Gruppen selektiv auf einzelne Unterabschnitte (sog. Motorabschnitte) der Strecke geschaltet werden.

Fahrzeug-Stromversorgung

Für die Energieversorgung im Fahrzeug wird hauptsächlich ein Lineargenerator verwendet. Ähnlich wie der Elektromotor des Fahrantriebs handelt es sich auch beim Lineargenerator um eine „aufgeschnittene“ und in die Länge gestreckte Variante eines gewöhnlichen rotierenden Generators. Dafür befinden sich gesonderte elektromagnetische Wicklungen im Fahrzeug.

Der Lineargenerator nutzt die fortlaufenden Änderungen der magnetischen Feldstärke, die durch die Fortbewegung des Fahrzeugs beim Überfahren der einzelnen Statorwicklungen verursacht werden, aus. Die Energieversorgung durch den Generator ist ab einer Mindestgeschwindigkeit von 100 km/h ausreichend effizient, um die Trag- und Führungsmagneten und die weiteren elektrischen Geräte im Fahrzeug zu versorgen. Der Generator muss hierfür eine Leistung von maximal 270 kW erzeugen können. Für kurze Unterbrechungen erfolgt die Versorgung aus fortwährend geladenen Bordbatterien. An Stellen, an denen betriebsbedingt langsamer als 100 km/h gefahren werden muss, etwa an Bahnhöfen, werden die Fahrzeugsysteme bisher noch herkömmlich über Stromschienen gespeist.

Ob eine durchgehende Stromschiene, ein Lineargenerator oder beide Elemente zur Stromversorgung vorgesehen werden, war vom Konzept und Betriebsprogramm der Strecke abhängig. Inzwischen ist das IPS-System (Inductive Power Supply ) entwickelt worden, das es erlaubt, die benötigte Energie berührungslos durch entsprechende Hochfrequenzeinspeisung in den Fahrweg und über einen transformatorischen Effekt in das Fahrzeug einzuspeisen. Stromschienen sind daher nicht mehr notwendig. Auch bei Verwendung des IPS-Systems dienen Lineargeneratoren zur Wandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie für die Stromversorgung der Wirbelstrombremse und der Schwebefunktion bei Stromausfall der Strecke. Bei Geschwindigkeiten unter 100 km/h übernehmen Batterien die Notstromversorgung.

Leittechnik

Das Fahrzeug und der Linearmotor der Strecke werden ab Technikstand Transrapid 09 über redundant ausgelegte Funkverbindungen und einem Ortungssystem aus einer Leitzentrale ferngesteuert. Kameras im Fahrzeug und in Fahrtrichtung dienen der Bildübertragung in die Leitzentrale. Die Steuerung erfolgt offenkundig durch Computer auf Grund vorgegebener Fahrprofile und Szenarien und wird durch Personal überwacht. Im Fahrzeug sind lediglich Zugbegleiter anwesend.

Magnetfeld

Die magnetische Feldstärke im Inneren der Fahrzeuge ist nach Angaben des Herstellers mit 100 µT geringer als das Magnetfeld üblicher Haushaltsgeräte wie z. B. das eines Fernsehers mit 500 µT. Elektrische Geräte werden nach Angaben des Herstellers in keiner Weise in ihrer Funktion beeinträchtigt; der Transrapid ist für die Benutzung von Personen mit Herzschrittmacher zugelassen. Auch das Magnetfeld entlang der Strecke soll gering sein. Ungeachtet dessen befürchten viele Anlieger der Strecke in Shanghai gesundheitliche Beeinträchtigungen durch Magnetfelder. Kritiker bemängeln die fehlende Publikation von Messungen.

Sicherheit

Die bauliche Sicherheit ist bei Einschienenbahnen des Typs Transrapid allgemein höher als bei Rad-Schiene-Systemen. Die Gefahr einer Entgleisung ist bei der Konstruktion einer Umgreifung des Fahrweges im Vergleich deutlich geringer. Langsam eintretende Veränderungen (z. B. Absacken von Stützpfeilern) werden beim Transrapid durch laufende Streckenvermessungen registriert.

Zusammenstöße zwischen fahrenden Magnetschwebezügen im selben Segment sind aufgrund des Antriebsprinzips nicht möglich. Erhebliche Schäden durch Anschläge, liegengebliebene Gegenstände oder Fahrzeuge sind ebenso wenig wie bei anderen Verkehrsmitteln ausgeschlossen. Eine solche Gefahr hat sich beim schweren Unfall auf der Transrapid-Teststrecke Lathen im September 2006 verwirklicht, als ein konventionell angetriebener Werkstattwagen übersehen wurde, auf den ein Transrapid-Zug aufprallte.

Transrapid-Weichen sind sicherer und schneller zu befahren als bei Rad-Schiene-Systemen. Bei einer Richtungsumstellung muss aber zwingend der gesamte Fahrweg gebogen werden, was längere Umstellzeiten und Taktvorgaben hervorruft.

Sicherheitsrelevante Systeme sind beim Transrapid redundant ausgelegt. Der Transrapid verfügt über zwei voneinander unabhängige Bremssysteme. Der Langstatormotor fungiert als Generatorbremse, das Fahrzeug ist mit einer Wirbelstrombremse ausgestattet. Bei Ausfall beider Bremssysteme, nach Angaben des Herstellers ein unwahrscheinlicher Fall, würde das Fahrzeug im Schwebezustand aus 350 km/h nach angeblich ca. 34.000 m zum Stillstand kommen. Beide Bremssysteme sind darüber hinaus nicht Fail-Safe; das bedeutet, das bei einer Störung nicht automatisch ein Bremsvorgang eingeleitet wird.

Bei einem Totalausfall des Systems kommt der Transrapid auf Kufen mechanisch zum Stillstand. Transrapid-Fahrzeuge sind mit „Rettungsschläuchen“ ausgestattet, um es in solchen Situationen den Insassen zu ermöglichen, von dem auf einer aufgeständerten Trasse stehenden Zug zum Erdboden herabzurutschen.

Bei einem Stromausfall des Fahrweges werden nach Angaben des Herstellers alle für das Schweben notwendige Geräte durch die Fahrzeugbatterien versorgt, sodass das Fahrzeug mit dem Fahrschwung zum nächsten Nothaltepunkt schweben kann. Kritiker bezweifeln die Ausfallsicherheit der Schwebefähigkeit und weisen auf Brandgefahr bedingt durch grosse Reibungshitze hin, die im Fall des Aufsetzens auf die Kufen bei hohen Geschwindigkeiten entstehen würde.

Wesentlicher Bestandteil der Sicherheit ist ein sicheres Betriebskonzept. Durch die automatische Steuerung von Transrapidfahrzeugen ist die Einhaltung von Vorschriften wie z. B. Höchstgeschwindigkeiten an bestimmten Abschnitten frei vom Risiko menschlichen Versagens. Die durch solche Techniken neu entstehenden Risiken werden kontrovers hinsichtlich deren Einschätzung als geringer als die ersetzten Risiken beurteilt.

Fahrzeuge wie der Transrapid, bei denen eine Masse von ca. 200 t auf über 400 km/h mit dem Resultat einer hohen kinetischen Energie beschleunigt wird, die dem System nur auf Bremswegen in der Größenordnung von 5 km entzogen werden kann, bedingen unabänderliche Restrisiken. Solche Risiken gibt es auch bei anderen Verkehrsmitteln und sind deren Benutzern meist bewusst. Die Qualifizierung von spezifischen Risiken des Transrapidbetriebs in Sicherheitsstudien als selten, unwahrscheinlich oder undenkbar basiert notwendigerweise auf Annahmen und kann kaum auf empirisch gewonnene Erkenntnisse gestützt werden. Zitat aus einem Sicherheitskonzept: „Beim Vergleich von Risiken ist zu berücksichtigen, dass für ein neues System wie der MSB nur eine Prognose und eine begrenzte Betriebserfahrung vorliegt.“

Technische Daten

Kenngröße	Transrapid 07 (2 Sektionen)	Transrapid 08 (3 Sektionen)	Transrapid 09 (3 Sektionen)
Baujahr ab	k.A.	1999	2007
Länge	51,70 m	79,70 m	75,80 m
Breite	3,70 m	3,70 m	3,70 m
Höhe	4,70 m (?)	4,20 m	4,25 m
Leermasse	k.A. (110 t zul. Gesamtmasse)	149,5 t	170 t
Nutzlast	k.A.	39 t	k.A.
Sitzplätze	k.A.	max. 310	148 oder 156
Stehplätze	nein	k.A.	296 oder 328
Auslegungsgeschwindigkeit	k.A.	400 bis 500 km/h	505 km/h
Betriebsgeschwindigkeit	k.A.	k.A.	350 km/h
Anzahl Tragmagnete	15 je Sektion	k.A.	k.A.
Tragspalt	10 mm	k.A.	k.A.
Anzahl Führmagnete	12 je Sektion	k.A.	k.A.
Seitenführspalt	9 mm	k.A.	k.A.
IPS (Inductive Power Supply)	nein	nein	ja
fahrerloser Betrieb	nein	nein	ja
Kenngröße	Strecke Emsland	Strecke Shanghai	Strecke München
Motor im Fahrweg	Langstator-Synchron-Linearmotor
Segemente	58	k.A.	k.A.
Segmentlänge	300 m bis 2080 m	k.A.	k.A.
max. Vortriebskraft	90 kN	k.A.	k.A.
Leistungsbedarf bei 400 km/h	6,0 MW	k.A.	k.A.
Leistungsbedarf bei 350 km/h	k.A.	k.A.	k.A.
Wirkungsgrad	85 %	k.A.	k.A.
Fahrzeugbeschleunigung	0,85 m/s²	k.A.	k.A.
Fahrzeugverzögerung	1,2 m/s²	k.A.	k.A.
Beschleunigung auf (ca. Zeit/ca. Weg)			k.A.
100 km/h	k.A.	34 s / 500 m	k.A.
200 km/h	k.A.	62 s / 1.730 m	k.A.
300 km/h	k.A.	98 s / 4.300 m	k.A.
400 km/h	k.A.	156 s / 10.000 m	k.A.
500 km/h	k.A.	266 s / 23.300 m	k.A.
Bremsweg aus (ca. Zeit/ca. Weg)
100 km/h	k.A.	k.A.	k.A.
200 km/h	k.A.	58 s / 1.576 m	k.A.
300 km/h	k.A.	87 s / 3.600 m	k.A.
400 km/h	k.A.	k.A.	k.A.
500 km/h	k.A.	147 s / 10.475 m	k.A.
Trassierungsparameter
Spurweite	2,80 m	2,80 m	2,80 m
max. Fahrbahnquerneigung	k.A.	12°	k.A.
max. Fahrbahnlängsneigung	k.A.	10 %	k.A.
minimaler Kurvenradius bei			k.A.
Langsamfahrt	k.A.	350 m	270 m
200 km/h	k.A.	855 m	k.A.
300 km/h	k.A.	1.937 m	k.A.
400 km/h	k.A.	3.415 m	k.A.
500 km/h	k.A.	5.382 m	k.A.
550 km/h	k.A.	6.455 m	k.A.
minimaler Kuppenradius bei			k.A.
300 km/h	k.A.	ca. 22.000 m	k.A.
450 km/h	k.A.	ca. 50.000 m	k.A.

Der Transrapid 09 wurde am 23. März 2007 der Öffentlichkeit vorgestellt. Er ermöglicht einen fahrerlosen Betrieb. Neu hinzugekommen ist die berührungslose Energieübertragung über das IPS-System (Inductive Power Supply) im Geschwindigkeitsbereich unter 100 km/h. Die geplante Betriebsgeschwindigkeit beim Einsatz in München ist 350 km/h. Je nach Auslegung mit oder ohne Gepäckraum und nach der Ausnutzung des Stehplatzbereichs kann das Fahrzeug zwischen 222 und 449 Fahrgäste aufnehmen.

Die Daten über minimale Kurvenradien, Kuppenradien, Beschleunigung und Verzögerung sind dem Begleitmaterial von Fachvorträgen entnommen. Es ist im Einzelfall unklar, auf welchen Technikstand sich die Angaben beziehen. Die unter Strecke gelistete Verzögerung ist sowohl eine Eigenschaft des Fahrzeuges als auch eine Eigenschaft der generatorischen Bremse der Strecke.

Vorgeschichte, Zuarbeit und politisches Umfeld

Die Vorgeschichte des Transrapid begann in den Jahren 1969 und 1970 mit einer ersten Studie und dem Beginn der Forschungsförderung. Zunächst wurden Kurzstatorvarianten untersucht. Als Nachteil wurden hierbei die an der Strecke in voller Länge montierten Stromschienen bewertet. Die Firma MBB (heute EADS) stellte 1971 einen Demonstrator für die Personenbeförderung vor. Im gleichen Jahr präsentierte das Unternehmen KraussMaffei auf der eigenen Teststrecke in München den TRANSRAPID 02, womit der Name für alle nachfolgenden Fahrzeuge geboren war. 1972 bauten die Firmen AEG-Telefunken, BBC und Siemens einen Prototyp EET 01 mit supraleitenden Spulen, der auf einer 900 m langen Kreisbahn in Erlangen betrieben wurde. Hierbei kam das Prinzip des elektrodynamischen Schwebens zum Einsatz.

Thyssen Henschel (heute ThyssenKrupp AG) und die TU Braunschweig entwickelten ab 1974 die heute verwendete Langstatortechnik. Das Versuchsfahrzeug KOMET der Firma MBB erreichte im Jahre 1976 auf der 1,3 km langen Versuchsstrecke in Manching eine Geschwindigkeit von 401 km/h. Es ist heute im Deutschen Museum ausgestellt. Zwei Jahre später begann der Versuchsbetrieb der weltweit ersten passagierbefördernden Langstator-Magnetschwebebahn. 1977 entschied das Bundesministerium für Forschung und Technologie, die Förderung elektrodynamischer Schwebesysteme und Kurzstator-Antriebssysteme einzustellen. Diese Entscheidung wurde in den Jahren 1979 bzw. 1983 wirksam. Dies wird als der so genannte Systementscheid für die Technik des heutigen Transrapid bezeichnet.

Forschung, Betrieb und Projektmanagement

Neben dem Antrieb hat die TU Braunschweig auch zum Fahrweg entscheidende Entwicklungsbeiträge geleistet. Die ehemals bundeseigene Firma IABG betreibt die Teststrecke im Emsland, auf der derzeit kein Schwebebetrieb stattfindet. Das Programm- und Implementierungsmanagement für die Bundesregierung wird von der EADS-Tochter Dornier-Consulting erbracht.

Politisches Umfeld und Kritik

Insbesondere das lange diskutierte Projekt einer Transrapid-Strecke zwischen Berlin und Hamburg verschaffte der Transrapidtechnologie eine hohe öffentliche Sichtbarkeit und breite, parteiübergreifende Unterstützung im Parlament. Die Strecke war als Symbol der Einheit wie auch erste Anwendung einer in Deutschland entwickelten innovativen Technologie mit weiteren positiven industriepolitischen Folgewirkungen gesehen worden . Dies wurde auch in der Gründung eines Parlamentarischen Gesprächskreis Transrapid unter Vorsitz von Hans Eichel zum Ausdruck gebracht. Im Grundsatz ähnliche Erwartungen werden auch an die Pilot- und Leuchtturmwirkung des (kleineren) Münchener Projekts gesetzt.

Eine soziologische Betrachtung des Werdegangs des Transrapid (F. Büllingen, 1997) beschreibt in kritischer Weise ein Netzwerk von Industriemanagern und Lobbyisten, die die frühzeitig geäußerte verkehrspolitische Kritik am Transrapid sowie Argumente und Vergleiche mit klassischen Verkehrsträgern, die zu deren Gunsten ausgefallen seien, verdrängt hätten. Sie hätten das Projekt systematisch von der Realität abgeschottet. Die Marktnische des Transrapid sei durch Neuentwicklungen im Flugverkehr sowie im Rad-/Schiene-Bereich erheblich enger geworden oder sogar nicht mehr vorhanden. Von den Kritikern werden auch Parallelen zwischen der Geschichte des Transrapid und dem Scheitern von Einschienenbahntechnologien der 1950er Jahre in Deutschland gezogen. Siehe auch: Magnetschwebebahn

Werdegang vom Systementscheid zur Einsatzreife

Transrapid 05 auf der IVA 1979 in Hamburg

Transrapid 06 im Deutschen Museum Bonn

Transrapid 06

Transrapid 07 im München Airport Center am Flughafen München

Im Jahr 1978 wurde das Konsortium „Magnetbahn Transrapid“ gegründet und der Bau der Transrapid-Versuchsanlage Emsland (TVE) beschlossen. Ein Jahr später präsentierte die Internationale Verkehrsausstellung (IVA) in Hamburg die weltweit erste für den Personenverkehr zugelassene Magnetbahn (Transrapid 05). Deren maximale Fahrgeschwindigkeit betrug 75 km/h.

Mitte 1979 wurde die Planung einer Versuchsanlage aufgenommen. Im Rahmen des Auswahlprozeses wurde eine Anlage entwickelt, die alle wesentlichen Elemente eines (hinsichtlich der Neigungen, Krümmungen, Kuppen, Weichen u. a.) anwendungsnahen Fahrwegs enthalten sollte. Im Jahr 1980 begann der Bau der Transrapid-Versuchsanlage im Emsland (TVE). Ende Oktober 1983 schwebte der Transrapid erstmals öffentlich wahrnehmbar auf der Anlage.

Am 4. Mai 1984 überschritt die Geschwindigkeit der Transrapid 06 mit 205 km/h erstmals die Marke von 200 km/h. Am 17. Oktober gleichen Jahres stellte das Fahrzeug mit 302 km/h einen neuen Weltrekord für personenbesetzte elektromagnetische Schwebefahrzeuge auf. Der für eine Geschwindigkeit von 400 km/h entwickelte Transrapid 06 erreichte 1987 eine Geschwindigkeit von 392 km/h.

Anfang Dezember 1987 stellte die Magnetbahn mit 406 km/h einen neuen Weltrekord für personenbesetzte Magnetschwebefahrzeuge auf. Wenig später erreichte die Bahn eine Geschwindigkeit von 412,6 km/h. Im Jahr 1988 wurde der anwendungsnahe Dauerbetrieb aufgenommen.

Der ab 1987 entwickelte Transrapid 07 ist für Geschwindigkeiten von 500 km/h ausgelegt. Im Jahr 1989 begann sein Versuchsbetrieb auf der TVE. Im Jahr 1993 erreichte er eine Geschwindigkeit von 450 km/h. Gutachtern der damaligen Deutschen Bundesbahn und verschiedener Hochschulen testierten dem System im Frühjahr 1991 die Einsatzreife für Anwendungsstrecken.

Die Gestaltung des Transrapid stammt von Alexander Neumeister. Im Jahr 1999 wurde die Gestaltung durch einen Briefmarkenblock der Deutschen Bundespost über hervorragendes Industriedesign aus Deutschland gewürdigt.

Folgende Baureihen des Systems sind und waren im Einsatz.

Baureihen des Transrapids
Baureihe	Verbleib
Transrapid 01	Deutsches Museum München
Transrapid 02	Krauss-Maffei, München
Transrapid 03	verschrottet
Transrapid 04	Technik-Museum Speyer
Transrapid 05	Aufgeständert auf dem Gelände von ThyssenKrupp in Kassel (Haltestelle Holländische Straße)
Transrapid 06	E1 Aufgeständert vor dem Deutschen Museum Bonn, E2 in Drachten (Niederlande)
Transrapid 07	E2 in München Airport Center im Flughafen München und E1 am Infozentrum Lathen
Transrapid 08	Drei Züge im kommerziellen Einsatz in Shanghai, Exemplar in Lathen bei Unfall zerstört (22. September 2006)
Transrapid 09	Geliefert im April 2007

Von Projektstudien bis zum ersten Einsatz des Systems als Flughafenzubringer

In Deutschland und weltweit wurde vor und nach der Feststellung der Einsatzreife im Jahr 1991 eine Vielzahl von Projektstudien erstellt. Diese Projekte wurden aber bislang mit der Ausnahme des Vorhabens in Schanghai nicht verwirklicht.

Transrapid in Deutschland

Übersichtsplan der Transrapid-Versuchsanlage Emsland

Lagekarte der Transrapid-Versuchsanlage Emsland

Transrapid 08 auf der Transrapid-Versuchsanlage Emsland

Die Entwicklung des Transrapid wurde nahezu ausschließlich aus öffentlichen Mitteln finanziert. Diese betrugen insgesamt, bis zum Jahr 2000, etwa 1,2 Milliarden Euro.

Bei Lathen im Emsland befindet sich die (aktuell stillgelegte) Transrapid-Versuchsanlage Emsland, die von der IABG betrieben wird. Im Mai 2005 wurden automatische Transrapid-Fahrten – also ohne Personal – von den Behörden genehmigt. Der Transrapid ist damit das erste in Europa für den automatischen Betrieb zugelassene Hochgeschwindigkeitssystem.

Im Herbst 1993 wurde von der damaligen Kohl-Regierung das Magnetschwebebahnplanungsgesetz (MBPIG) in den Deutschen Bundestag eingebracht. Damit wurde die Voraussetzung für den Bau von Magnetschwebebahnstrecken in Deutschland geschaffen. U. a. wurden gesetzliche Grundlagen für die Planung definiert, die Zuständigkeit des Eisenbahnbundesamtes als Planfeststellungsbehörde und Bauaufsichtsbehörde festgelegt und diverse Rechtsvorschriften angepasst. Das Magnetschwebebahnbedarfsgesetz (MsbG) und das Allgemeine Magnetschwebebahngesetz(AMbG) folgten, um für den geplanten Bau der Strecke Hamburg–Berlin eine rechtliche Grundlage zu schaffen. Die Magnetschwebebahnverordnung mit den Teilen Magnetschwebebahn-Bau- und Betriebsordnung (MbBO) und Magnetschwebebahn-Lärmschutzverordnung (MbLschVO) folgte der Gesetzgebung im Jahr 1997. Ende der 1980er Jahre stand die Kohl-Regierung dem Transrapid noch skeptisch gegenüber.

Das Magnetschwebebahnbedarfsgesetz, welches den Bedarf an einer Magnetschwebebahn zwischen Hamburg und Berlin gesetzlich feststellte, wurde im Jahr 2000 von der Regierung Schröder wieder aufgehoben. Für die Strecke müßten also bei erneuten Aktivitäten der Bedarf und das Kosten-Nutzen-Verhältnis nachgewiesen werden.

Im Jahr 1992 wurde die Transrapid-Strecke Hamburg–Berlin in den Bundesverkehrswegeplan aufgenommen; das Vorhaben wurde kurz vor Beendigung des Planfeststellungsverfahrens Anfang 2000 eingestellt. Zur Begründung wurden unter anderem erhebliche Kostensteigerungen für den Streckenbau und die Technik im Planungsverlauf angegeben, die von ca. 4,5 Mrd. Euro 1993 auf ca. 7,5 Euro Plankosten angestiegen waren; unabhängige Gutachter nannten sogar 10 Mrd. Euro. Insbesondere Bahnchef Hartmut Mehdorn betonte, dass er keinen Sinn in der Investition von 12. Mrd. DM für 20 Minuten Fahrzeitgewinn sehe und die Bahn sich die von ihr zu tätigenden anteiligen Investitionen in Höhe von mehreren Mrd. DM nicht als „betriebswirtschaftlichen Mühlstein an den Hals hängen könne“. Der Ausstieg der Bahn aus dem Projekt erfolgte zwei Monate nach Übernahme des Amtes des Vorstandsvorsitzenden der Deutschen Bahn durch Mehdorn. Damit stand kein Betreiber und Mitinvestor mehr zur Verfügung.

Die für den Transrapid damals planerisch angenommenen Passagierzahlen von ca. 14,5 Mio. Fargästen jährlich (20.000 Fahrgästen täglich in jede Richtung) bei einem zudem um 30% höheren Fahrpreis als in der 1.Klasse des ICE werden von den heute auf der mittlerweile erneuerten Bahnstrecke Hamburg Berlin verkehrenden ICEs nicht erreicht. Die Rückfahrkarte für den Transrapid sollte nach Planungsstand Ende der 1990er Jahre im Mittel ca. 250 Euro kosten. Angeblich benutzten 2005 ca. 4.000 Passagiere täglich den zwischen Hamburg und Berlin mit ca. 93 Minuten Fahrzeit verkehrenden ICE. 2008 beträgt der Normalpreis 2. Klasse ICE für eine Rückfahrkarte mit Platzreservierung Hamburg–Berlin 134 Euro. Bei Planung der Strecke Mitte der 1990er Jahre benutzten täglich von den Reisenden zwischen Hamburg und Berlin 200 ein Flugzeug, 6000 das Auto und 2000 die Bahn. Dennoch ging man auf Grund von Verkehrssteigerungen der Wendezeit im Ost-West-Verkehr von im Jahr 2010 allein 20.000 Bahnreisenden täglich in jeder Richtung auf dieser Strecke aus. Die Annahme war offenkundig für die Wirtschaftlichkeit der Strecke notwendig.

Im Jahr 1998 wurde Transrapid International gegründet. Ende 2000 bis Anfang 2002 wurden Machbarkeitsstudien für die Projekte Metrorapid sowie Transrapid München erstellt. Anfang des Jahres 2001 wurde der Vertrag zum Bau der Transrapid-Strecke in Shanghai unterzeichnet. Die dabei projektierte Strecke ist seit 2004 in Betrieb.

Mitte 2003 beschloss Peer Steinbrück, der neugewählte Ministerpräsident von Nordrhein-Westfalen, die Planungen zum Metrorapid zu beenden. Hintergrund waren aktuelle Haushaltsdefizite, offene Finanzierungsfragen und eine mögliche Koalitionskrise mit den Grünen.

Im Jahr 2005 wurde beim Eisenbahn-Bundesamt die Planfeststellung zum Transrapid München eingeleitet. Trotz erheblicher Proteste wird mit einem Baubeginn zur Mitte des Jahres 2008 gerechnet.

Im Jahr 2005 beschloss die Bundesregierung zudem, künftig weitere 113 Millionen Euro in die Transrapid-Technologie im Rahmen eines Weiterentwicklungsprogrammes zu investieren. Mindestens eine Transrapid-Referenzstrecke soll in Deutschland realisiert werden.

Ein Unfall, der sich am 22. September 2006 gegen 10 Uhr auf der Transrapid-Versuchsanlage Emsland ereignete, führte zur zeitweiligen Sperrung der Anlage. Ein mit 31 Personen besetzter Transrapid 08 war auf offener Strecke gegen einen mit zwei Personen besetzten Werkstattwagen geprallt. Dabei starben 23 Menschen, zehn weitere wurden verletzt. Als Unfallursache wurde menschliches Versagen festgestellt.

Transrapid in China

Hauptartikel: Transrapid Shanghai.

Transrapid 08 in Shanghai

Transrapid 08 in Shanghai

In der Volksrepublik China wurde am 31. Dezember 2002 der Probebetrieb auf einer 30 km langen Strecke von Schanghai zum Flughafen Pudong gestartet. Am 12. November 2003 erzielte der Transrapid in Schanghai einen neuen Geschwindigkeitsrekord von 501 km/h als schnellste kommerzielle Magnetbahn. Anfang 2004 wurde der Regelbetrieb als das fahrplanmäßig schnellste spurgebundene Fahrzeug der Welt aufgenommen.

Eine geplante Erweiterung in die 170 Kilometer entfernte Nachbarstadt Hangzhou ist derzeit zurück gestellt. Es ist vorgesehen, die beiden Flughäfen Shanghais (den Internationalen Flughafen Pudong mit dem Inlandsflughafen Hongqiao) bis zur Weltausstellung Expo 2010 mittels Transrapid zu verbinden. Um weitere Anwohnerproteste zu vermeiden, wurde die geplante Ausbaustrecke gekürzt und soll in weiten Teilen unterirdisch und weiter entfernt von Wohngebieten verlaufen. Die Kosten sollen sich dadurch auf 46,6 Mio. Euro je km mehr als verdoppelt haben. Im Januar 2008 kam es dennoch zu Demonstrationen gegen den Weiterbau.

Transrapid im Nahen Osten

Im Mai 2007 wurde eine Machbarkeitsstudie für eine über 800 Kilometer lange Strecke im Iran in Auftrag gegeben. Die Strecke soll, sofern sie verwirklicht wird, Teheran mit dem Pilgerort Maschhad im Nordosten des Landes verbinden. Weitere Strecken in den arabischen Ländern wurde diskutiert, aber nicht konkret geplant.

Transrapid in den Niederlanden

In den Niederlanden wurde über verschiedene Transrapidprojekte diskutiert. Ursprünglich sollten Tagespendler aus dem ländlichen Groningen an die Randstad angebunden werden. Ein Konsortium unter der Führung von Siemens Niederlande hatte hierzu im Jahr 2007 vorgeschlagen, eine Kurzstrecke von Almere nach Amsterdam und Flughafen Schiphol vorzufinanzieren. Eine Reaktion der Behörden ist bislang nicht bekannt geworden.

Transrapid in den USA

Es gab und gibt einige Überlegungen und Kooperationen auch auf Regierungsebene, den Transrapid bei einer Erneuerung des nordamerikanischen Überlandschienenverkehrs zu berücksichtigen. Aktuelle Studien geben allerdings klassischen Rad-Schiene-Systemen den Vorzug.

Der US-Kongress hat im September 2005 Geld für die Planung von zwei kürzeren Transrapidstrecken bewilligt.

Transrapid in Großbritannien

Der Vorschlag zum britischen Ultraspeed-Projekt sieht den Einsatz der Transrapid-Technologie in einem Stadtverbindungsnetz in Großbritannien vor. Bislang stehen aber sowohl eine tragfähige Finanzierung als auch ein Regierungsbeschluss aus.

Wettbewerbssituation und Vergleich mit anderen Verkehrsträgern

Bei dem aus Fahrweg und Fahrzeug bestehenden Gesamtsystem handelt es sich um eine teilweise durch Patente geschützte Lösung eines Herstellerkonsortiums. Zu einem bestehenden Transrapid-System können weder der Antrieb, der sich im Fahrweg befindet, noch das Fahrzeug gesondert und im Wettbewerb durch Ausschreibung beschafft werden, da keine konkurrierenden Anbieter auf dem Markt vorhanden sind. Die Betreiber einer vorhandenen Transrapid-Infrastruktur sind somit bei Beschaffungen und Erweiterungen dieses Systems stets vom Herstellerkonsortium abhängig. Die Errichtung einzelner, neuer Strecken selbst könnte hingegen jeweils für sich auch im Wettbewerb mit anderen, etwa Rad-Schiene-Technologien, ausgeschrieben werden.

Zu Vor- und Nachteilen von Magnetschwebebahnen und Einschienenbahnen siehe auch die entsprechenden Beiträge.

Magnetbahnen

In Japan wird eine Hochgeschwindigkeits-Magnetschwebebahn mit der Bezeichnung „JR-Maglev“ entwickelt. Eine 18 km lange Teststrecke soll im Ausbau künftig Tokio mit Osaka verbinden. Ein noch nicht umgesetztes Stadtverbindungsnetz für die Schweiz, Swissmetro, soll mit einem Magnetschwebebahn-System betrieben werden. Diese Bahn soll vollständig unterirdisch in evakuierten Tunnelröhren mit reduziertem Luftwiderstand fahren. Eine Verlängerung oder ein Zusammenschluss der verschiedenen Systeme zu einem einheitlichen Netz ist ausgeschlossen, da alle drei Technologien untereinander nicht kompatibel sind.

Überregionaler Verkehr allgemein

Die Transrapidtechnik war insbesondere für den überregionalen Verkehr geplant worden. Ein Einsatz in diesem Bereich findet derzeit nicht statt.

Im Hinblick auf den überregionalen Verkehr weisen Anhänger des Systems auf seine Innovation und Modernität sowie auf eine nach ihrer Auffassung bestehende „Geschwindigkeitslücke“ zwischen Bahn und Flugzeug hin, die der Transrapid schließen könne. Das Transrapid-System ist mit einer zukünftigen theoretischen maximalen Betriebsgeschwindigkeit von bis zu 500 km/h (derzeit 432 km/h) zwischen klassischen Hochgeschwindigkeitszügen mit derzeit bis zu 320 km/h und dem Flugverkehr (720–990 km/h) angesiedelt. Als Gegenargument wird eine Verengung dieser Marktnische durch die weltweit zunehmend ausgebaute Hochgeschwindigkeitsinfrastruktur von Rad-Schiene-Systemen und das große Wachstum des Luftverkehrs angeführt. Für die Reduzierung der Fahrzeit ist die Durchschnittsgeschwindigkeit und nicht die fahrbare Höchstgeschwindigkeit aussagekräftig. Diese lag bei der geplanten Transrapid-Strecke Hamburg–Berlin um ca. 55 km/h höher als die des ICE resultierend in ca. 20 Minuten Zeitgewinn auf 300 km Entfernung.

Durch eine Erhöhung des Anteils klimaneutraler Elektrizitätserzeugung könnte die ohnehin positive Ökobilanz von Hochgeschwindigkeitsbahnen gegenüber dem Kurzstrecken-Flugverkehr weiter verbessert werden. Neuere wissenschaftliche Untersuchungen stellen die Hypothese auf, dass Emissionen in den oberen Luftschichten eine dreifach höhere klimaschädliche Wirkung entfalten als gleiche Emissionsmengen in Bodennähe. Während eine Verlagerung des Kurzstreckenflugverkehrs auf Hochgeschwindigkeitsbahnen deswegen als ökologisch wünschenswert gilt, verursachen die ökonomischen Bedingungen wie insbesondere die Mineralölsteuerbefreiung von Kerosin und die hohen Kosten für Bau und Unterhalt der Bahnstrecken einen gegenteiligen Effekt.

Das Bundesverkehrsministerium, welches heute den Bau des Transrapid protegiert, war noch 1989 skeptisch. Vergleiche sollten die Überlegenheit des Schienen-Ausbaus gezeigt haben, da das Rad/Schiene-System im Gegensatz zum Transrapid europäische Dimensionen habe, Netzbildung ausweise, Mitbenutzung durch den Güterverkehr ermögliche sowie die Möglichkeit zur sofortigen Realisierung böte.

Konkurrenz zu Rad-/Schiene-Systemen im Nahverkehr

Wegen der vergleichsweise hohen Kosten und der geringen Anzahl von Haltepunkten bevorzugen Kritiker der Transrapidtechnik einen flächigen Ausbau der klassischen ÖPNV-Netze statt einzelner Transrapidlinien. Die Anhänger sprechen von einem Leuchtturmprojekt mit hoher Ausstrahlung und Sichtbarkeit an neuralgischen Punkten.

Für die Anbindung von Innenstädten waren oberirdisch geführte Transrapid-Zubringer trotz einiger Vorteile gegenüber anderen Verkehrsträgern (potentiell höhere Steigfähigheit und engere Kurvenradien, geringere Lärmbelästigung, höhere Geschwindigkeit) bislang nicht durchzusetzen.

Ein Vergleich der resultierenden Reisegeschwindigkeit vor und nach der Einführung eines Transrapids ist fallspezifisch und von der Linienführung der Strecken und vom Modal Split, der je nach Start und Zielpunkt der Reisenden jeweils unterschiedlichen Abfolge der benutzten Verkehrsmittel abhängig. Sie ist deutlich geringer als die maximale Systemgeschwindigkeit.

So endet die als größtenteils als Hochbahn ausgeführte Transrapid-Strecke in Schanghai im Vorstadtbereich. Beim weiteren Ausbau werden Teile unterirdisch bzw. weiter entfernt von Wohngebieten ausgeführt und auch künftig die Innenstadt nur begrenzt tangiert. Bei der Strecke in München wurde die ursprünglich geplante futuristisch wirkende Hochbahnarchitektur nicht akzeptiert und zu Gunsten einer unterirdischen Innenstadtanbindung fallen gelassen. Beim holländischen Transrapidprojekt ist wegen der Schwierigkeiten beim Tiefbau in der Randstad die Akzeptanz einer oberirischen Streckenführung höher.

Lokale architektonische und planerische Fragen spielen auch bei der Auslegung und Gesamtkapazität eine Rolle, etwa bei der Zugänglichkeit und Dimensionierung von Bahnsteiglängen. Insgesamt ergibt sich beispielsweise bei der Strecke zum Münchener Flughafen nicht ein technisch möglicher Maximalwert sondern es wird mit 8-10 Millionen Fahrgästen pro Jahr ein Fahrgastaufkommen vergleichbar dem innerstädtischer Straßenbahnlinien angenommen.

Marktentwicklung

Das Marktvolumen für Hochgeschwindigkeitszüge hat 2005 ca. 100 Mrd. Euro betragen. Das Segment wächst stark. Allein in China waren im Jahr 2007 ca. 25.000 km Strecke mit einem Bedarf von ca. 1.000 Fahrzeugen in Planung. In Europa investieren Frankreich und Spanien erheblich in den Netzausbau der Hochgeschwindkeitszüge wie insbesondere auch in den Aus- und Neubau von Straßenbahnnetzen.

Während innerstädtisch weltweit von einer Renaissance der Tram gesprochen wird und in den letzten Jahrzehnten Milliardenbeträge in die in den 60ern vielerorts schon aufgegebenen Straßenbahnsysteme investiert wurden und weitere geplant sind, ist eine vergleichbare Marktdurchdringung und -Erfolg beim parallel intensiv beworbenen Transrapid entgegen der Hoffnungen auf eine zukunftsträchtige Hochtechnologie bislang ausgeblieben.

Bei der Auftragsvergabe spielen auch Interessen der nationalen Politik und der nationalen Wirtschaft stets eine Rolle. Das Rad-Schiene-System ist wegen der besseren Eignung für den Transport von Gütern meist ohne Alternative im Fernverkehr bei der Planung von Neubaustrecken.

Kosten von Neubaustrecken im Vergleich ICE – Transrapid

Kostensteigernd bei Neubaustrecken wirkt sich beim Transrapid die im Fahrweg integrierte Antriebstechnik aus. Andererseits können durch die aufgeständerte Bauweise Geländeunebenheiten preisgünstiger ausgeglichen werden. Die statischen Anforderungen an Trasse und Bauwerke sind geringer, da keine hohen Achslasten zu berücksichtigen sind. Die höhere Steigungsfähigkeit und die engeren möglichen Kurvenradien des Transrapid können bei spezifischen Strecken durch den Entfall teurer Brücken- oder Tunnelbauwerke zu Kostenvorteilen führen. Allerdings werden Tunnel heute häufig aus Gründen des Umweltschutzes und der Streckenakzeptanz bei den Anliegern gebaut und nicht nur bei topografischer Notwendigkeit. Planungsunterlagen aus dem Jahr 1998 weisen für die damals geplante ICE – Strecke Hannover-Berlin und die geplante Transrapidstrecke Hamburg–Berlin bei vergleichbaren flachen Gelände nahezu gleiche Kosten von damals ca. 17 Mio. Euro/km aus. Grundsätzlich weisen jedoch auch die neu gebauten ICE-Schnellfahrstrecken große Preisunterschiede je km aus. Nur eine Planung für eine spezifische Strecke kann Aufschluss über die Streckenbaukosten des jeweiligen Systems geben.

Betriebskosten im Vergleich ICE – Transrapid

Die Energiekosten sind beim Transrapid wegen des Hochgeschwindigkeitsbetriebes aus grundsätzlichen physikalischen Gründen höher, da das Reisen mit 400 km/h einen höheren Energieeinsatz als das Reisen mit 300 km/h erfordert. Nur über eine verglichen mit dem ICE höhere Auslastung könnte das bezüglich des Energieverbrauchs je Personenkilometer ausgeglichen werden. Die publizierten Berechnungen für Instandhaltungskosten sind widersprüchlich. Das Ergebnis hängt stark von Annahmen über das Fahrgastaufkommen ab. Kosten für Instandhaltung von Fahrzeugen und Fahrweg beruhen anders als beim ICE nicht auf Erfahrungswerten, sondern auf Annahmen. Ohne genaue Angaben zur Berechnung nennt der Hersteller Transrapid International einen Instandhaltungsaufwand von 0,56 Cent je Personenkilometer für das System Transrapid bestehend aus Fahrzeug und Strecke gegenüber 1,77 Cent je Personenkilometer für das System ICE. Offenkundig gibt es beim Transrapid weniger nutzungsabhängigen Verschleiß, sodass zeitabhängige Instandhaltungskosten bei hoher Nutzung günstig auf die geleisteten Personenkilometer verteilt werden können.

Die Kosten für Fahrzeuge und Betriebsleittechnik wurden in den Veröffentlichungen zum Hamburg-Berlin-Projekt als im Vergleich zum ICE wesentlich höher beziffert. Allerdings sind weder die Nutzungsdauer der Fahrzeuge, noch die jährlich mögliche Fahrleistung vergleichbar. Der Anteil von Kapitalkosten und Abschreibung für Abnutzung je Fahrzeugkilometer bzw. je Personenkilometer an den Betriebskosten kann zwischen ICE und Transrapid nur auf Basis konkreter Einsatzplanungen und Auslastungsannahmen verglichen werden. Die Anschaffungskosten der Transrapid-Fahrzeuge sind bei vergleichbarem Platzangebot, aber nicht vergleichbarer Leistung um ca. einen Faktor 3 höher als die des ICE-3 und um einen Faktor 5 als die von S-Bahn-Triebwagen der Baureihe 423. Transrapid-Befürworter weisen bezgl. der hohen Kosten auf die im Unterschied zum ICE und zu S-Bahn-Baureihen momentan nicht gegebene Serienfertigung hin.

Wirtschaftliche Bedeutung des Transrapid

Die hohen Investitionen in Transrapid-Strecken sind zu einem großen Anteil Baukosten für Tunnel, Erdarbeiten, Gebäudeerstellung usw. die im Exportfall hauptsächlich von nationalen Unternehmen erbracht werden und nicht zu Umsatz deutscher Unternehmen führen.

Das Unternehmen ThyssenKrupp, Hersteller der Transrapidfahrzeuge, weist für das Geschäftsjahr 2006/2007 51,3 Mrd. Euro Umsatz aus, davon 49 Mio. in der Transrapidsparte aus. Ca. 150 Mitarbeiter sind in Kassel in dieser Sparte beschäftigt. Im Risikobericht 2006/2007 des Unternehmens heißt es:

Beim Transrapid sollen ein konkretes Anschlussprojekt für die Strecke in Shanghai sowie die Erprobung des bereits ausgelieferten Prototypenfahrzeugs im Rahmen des Weiterentwicklungsprogramms das bestehende Marktrisiko weiter reduzieren. Hinzu kommt die Aussicht auf die Realisierung des Projektes München nach Klärung der Finanzierungssituation.

Der geringe Anteil der Transrapidsparte von 0,1 % am Konzernumsatz von ThyssenKrupp, das mangelnde Engagement von ThyssenKrupp und Siemens bei der Finanzierung von Referenzstrecken und die mit bislang 300 Mio. Euro geringen eigenen Investitionen der Unternehmen in die neue Fahrzeugtechnologie stehen im Widerspruch zu affirmierten Überlegenheit der Technik und deren potenzieller wirtschaftlicher Bedeutung.

Siehe auch

• Magnetschwebebahn, Metrorapid, Transrapid München, Transrapid Shanghai, Transrapid-Versuchsanlage Emsland
• Swissmetro
• Geschwindigkeitsweltrekorde für Schienenfahrzeuge
• JR-Maglev

Literatur

• Dr. Klaus Heinrich und Rolf Kretzschmar: Magnetbahn Transrapid - Die neue Dimension des Reisens. Hestra Verlag, Darmstadt 1989, ISBN 3-7771-0208-3
• Horst Götzke: Transrapid. Technik und Einsatz von Magnetschwebebahnen. Transpress, Berlin 2002, ISBN 3-61371-155-9
• Stefan H. Hedrich: Transrapid. Die Magnetschwebebahn in der politischen „Warteschleife“. EK, Freiburg 2003, ISBN 3-88255-148-8
• Bernd Englmeier: ICE und Transrapid. Vergleichende Darstellung der beiden Hochgeschwindigkeitsbahnen. Historie, Technik, Zukunftschancen. BoD GmbH, Norderstedt 2004, ISBN 3-83340-629-1
• Rudolf Breimeier: Transrapid oder Eisenbahn – ein technisch-wirtschaftlicher Vergleich. Minirex, Luzern 2002, ISBN 3-907014-14-6
• H. Hübner (Hrsg.): Transrapid zwischen Ökonomie und Ökologie. Eine Technik-Wirkungsanalyse alternativer Hochgeschwindigkeitssysteme. Dt. Univ.-Verl., Wiesbaden 1997, ISBN 3-8244-6573-6
• Christoph Roland Foos (Hrsg.): Taschenbuch der Magnetschwebebahn-Gesetze, Sammlung des geltenden Rechts. Foos, Minfeld Pfalz 2002.
• Christoph Roland Foos (Hrsg.): Eisenbahnrecht und Bahnreform. Foos, Minfeld Pfalz 2001, 2003. ISBN 3-00-011980-9
• Meike Spitzner: Stellungnahme zur Öffentlichen Anhörung des Verkehrsausschusses des Deutschen Bundestages am 18. Mai 1994 zum Gesetzentwurf der Fraktion der CDU/CSU und F.D.P. Entwurf eines Gesetzes zur Regelung des Planungsverfahrens für Magnetschwebebahnen (Magnetschwebebahnplanungsgesetz – DrS. 12/7006 – und – Unterrichtung durch die Bundesregierung Bericht über das Finanzierungskonzept der Magnetschwebebahnverbindung Berlin-Hamburg (Transrapid) – DrS. 12/6964. Ausschuss für Verkehr, Ausschuss-Drucksache Nr. 657
• Innovative Verkehrstechnik für das 21. Jahrhundert – Transrapid. in: ZEVrail – Glasers Annalen. Zeitschrift für das gesamte System Bahn. Siemens, Berlin 2003. ISSN 1618-8330
• Rainer Schach, Peter Jehle, René Naumann: Transrapid und Rad-Schiene-Hochgeschwindigkeitsbahn. Springer, Berlin 2006, ISBN 3-540-28334-X
• Franz Büllingen: Die Genese der Magnetbahn Transrapid. Soziale Konstruktion und Evolution einer Schnellbahn, Deutscher Universitäts-Verlag (Januar 2002), ISBN 3-8244-4213-2
• Michael Raschbichler, Diss., Die Auswirkungen von Hochgeschwindigkeitsverkehr auf die Erreichbarkeit der Regionen in Deutschland dargestellt am Beispiel der Magnetschwebebahn Transrapid, Kassel 2004[1]

Weblinks

Commons: Transrapid – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wiktionary: Transrapid – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

 Wikinews: Portal:Transrapid – in den Nachrichten

• Transrapid International – offizielle Herstellerseite
• DB AG – offizielle Magnetschnellbahnseite
• IABG – Transrapid-Versuchsanlage Emsland (TVE)
• Parlamentarischer Gesprächskreis Transrapid
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