Hyperloop und Maglev: Die Schnellzüge der Zukunft
Millionäre aus dem Silicon Valley bauen sich ihre Turbobahn
Unmöglich Scheinendes möglich zu machen, dafür ist der US-Unternehmer Elon Musk bekannt. Etwa kostengünstige Raketen ins All zu schießen oder einen schicken Elektroflitzer mit reichlich Reichweite auf die Räder zu stellen. Das Rezept des Gründers von SpaceX und Tesla Motors: einfach machen, auch wenn alle daran zweifeln. Genau so geht er bei der von ihm erdachten Superschnellbahn vor, dem Hyperloop.
Diese Rakete an Land soll Passagiere mit bis zu 1200 Kilometern pro Stunde statt auf Schienen durch eine weitgehend luftleere Röhre schießen, angetrieben von einem Linearmotor wie einst der deutsche Transrapid. Und soll so dem Flugzeug Konkurrenz machen. Die 800 Kilometer von Hamburg nach München, für die der ICE rund fünfeinhalb Stunden benötigt, ließen sich derart in nur 45 Minuten bewältigen.
Größenwahn des High-Tech-Tals
Vor anderthalb Jahren veröffentlichte Milliardär Musk auf 57 Seiten erste Ideen für seine moderne Rohrpost. Er lud Tüftler und Unternehmer aus aller Welt ein mitzumachen. Seitdem hat seine Idee, die Kritiker als völlig verrückt abtaten, erstaunliche Fortschritte gemacht. Vor Kurzem kündigte Musk an, eine Teststrecke in Texas zu errichten. Zudem widmen sich inzwischen zwei Start-ups aus der Nähe von Los Angeles dem Projekt, eines davon unter Führung des deutschstämmigen Gründers Dirk Ahlborn. Beteiligt sind mehr als 150 Top-Entwickler unter anderem vom US-Telekomriesen Cisco, Flugzeugbauer Boeing und der Elite-Uni Harvard, die sich abseits ihrer Arbeitszeit für das Projekt engagieren.
Tesla ins All
Der schillernde Unternehmer will im Januar einen Tesla in die Mars-Umlaufbahn schicken. Das kündigte Musk am Wochenende auf Twitter an. Sein eigener roter Roadster solle dort „eine Milliarde Jahre lang“ kreisen und dabei „Space Oddity“ von David Bowie spielen. Motto der Aktion: „Rotes Auto für einen roten Planeten.“ Der Start, der von Musks Raumfahrtunternehmen SpaceX durchgeführt wird, ist zugleich ein wichtiger Test der neuen Rakete „Falcon Heavy“.
„Big Fucking Rocket“
Musks Raumfahrtunternehmen SpaceX will Menschen bereits in sieben Jahren per Rakete auf den Mars schicken. Das Hatte Musk im September 2017 beim Internationalen Astronauten-Kongress im australischen Adelaide angekündigt. SpaceX plane derzeit die Entwicklung einer Mega-Rakete namens „Big Fucking Rocket“ (BFR), die frühestens 2024 ein bemanntes Raumschiff mit Platz für bis zu 120 Menschen auf den Roten Planeten bringen soll. Bereits 2022 würden zwei Raumschiffe technische Ausrüstung auf den Mars bringen, um das Überleben von Menschen zu ermöglichen, sagte Musk. Die Mars-Pläne von Musk sind nicht ganz neu. Bereits Ende September 2016 hatte er eine Besiedlung geplant.
Mehrweg-Raketen
Es gilt als Meilenstein der Raumfahrt: Im Dezember 2015 kehrt mit der „Falcon 9“ erstmals eine Trägerrakete nach einer Mission heil und aufrecht zum Startplatz auf die Erde zurück. Nachdem sie elf Kommunikationssatelliten im All ausgesetzt hat, beschreibt sie in etwa die Bahn eines Kugelschreibers, der sich in der Luft um 180 Grad dreht. Auf dieser Kurve fliegt die „Falcon 9“ zurück und landet elf Minuten nach dem Start wieder in Florida. Im April 2016 bringt die „Falcon 9“ erstmals einen Frachter auf den Weg Richtung Raumstation ISS. Zuvor waren einige Versuche gescheitert.
Autopilot
Seit Oktober 2015 lässt der Elektroauto-Hersteller Tesla, an dessen Spitze Musk steht, seine Fahrzeuge automatisch die Spur und den Abstand halten. Außerdem sollen sie auch die Spur wechseln und einparken können. Kritik kommt an dem Fahrassistenz-System, als einige Monate später der erste Mensch bei einem Unfall in einem vom Computer gesteuerten Auto stirbt.
Autonomes Fahren
Im Oktober 2016 teilt Tesla mit, dass das Unternehmen als erstes in der Branche alle seine künftigen Fahrzeuge zu selbstfahrenden Wagen machen will. Dafür werden neu gebaute Autos mit der nötigen Technik für komplett autonomes Fahren ausgerüstet.
Super-Ladestationen
Die sogenannten „Supercharger“ brauchen rund 75 Minuten, um einen Tesla-Akku komplett aufzuladen und eine halbe Stunde für eine halbe Ladung. Ende 2017 gibt es laut Tesla 1.043 Supercharger-Stationen mit 7.496 Ladeplätzen.
Hyperloop
Mit einer „Hyperloop“ genannten Röhre will Musk irgendwann in der Zukunft per Unterdruck Passagiere mit nahezu Schallgeschwindigkeit wie eine Art Rohrpost transportieren. Im August 2013 stellt er seine Pläne für auf Luftkissen schwebende Kapseln vor. Das Vorhaben berechnet er mit bis zu 7,5 Milliarden US-Dollar.
Seit kurzem unterstützt eine Handvoll Millionäre aus dem Technik-Mekka Silicon Valley ein zweites Team. Einer davon ist Shervin Pishewar, der Teile am milliardenschweren Taxi-Start-up Uber hält. Er verkündet mit dem ganz gewöhnlichen Größenwahn des High-Tech-Tals: „Wenn wir dieses Transportkonzept realisieren, stehen wir am Beginn einer neuer Zivilisation.“
Renaissance der Hochgeschwindigkeitszüge
Der Hyperloop ist nur ein – wenn auch sehr futuristisches – Beispiel für einen Trend: Weltweit erleben Hochgeschwindigkeitszüge eine Renaissance. China überzieht das riesige Land mit Schnellzugstrecken, und in Japan ist der Bau einer ersten, mehrere Hundert Kilometer langen Verbindung per Magnetzug gestartet.
„Die Eisenbahn erlebt derzeit eine Wiedergeburt“, sagt Colin Stewart, der beim international renommierten Architektur- und Ingenieurbüro Arup die Schienensparte leitet. Über mittlere und lange Distanzen sei die Bahn nun einmal die effizienteste Art, viele Passagiere zu transportieren.
Nachfrage nach Zugstrecken wird vermutlich steigen
Vor allem die rasante Urbanisierung wird die Nachfrage nach Zugstrecken weiter vorantreiben, erwarten die Ingenieure von Arup. Jeden Tag wachsen die Städte der Welt um mehr als 170.000 Einwohner. 2050 werden 75 Prozent der Menschen in Metropolen leben.
Gleichzeitig wird sich laut dem Internationalen Transportforum, einem Thinktank der OECD zum Verkehr, die Strecke verdreifachen, die Menschen zur Arbeit und für Freizeit zurücklegen. Eine umweltfreundliche Verbindung im Minutentakt zwischen diesen Megastädten der Zukunft können nur Züge bieten.
Wie Bahnfahren künftig funktionieren könnte, zeigt Japan, wo 1964 mit dem Shinkansen die Ära der Hochgeschwindigkeitszüge begann. Dort können Passagiere mit Glück einen Platz für die Probefahrt in einem Magnetzug ergattern, der künftig die Metropolen Tokio und Osaka verbinden soll.
Die Strecke von 430 Kilometern soll der Maglev – kurz für magnetische Levitation also Magnetschwebebahn – in 67 Minuten schaffen. Fliegen lohnt dann nicht mehr. Die Linie wird zwei Regionen mit rund 50 Millionen Einwohnern verbinden.
Wenn die Ziffern auf dem Bildschirm die Höchstgeschwindigkeit von 502 Kilometer pro Stunde anzeigen, entfährt den 100 Passagieren des Magnetzuges regelmäßig ein Raunen. Drei Minuten braucht der, um auf Reisetempo zu beschleunigen. Dann rasen Tunnel und Landschaft so schnell vorbei, dass die Augen kaum mitkommen. Die Fahrt gleicht einem Flug auf ebener Erde. In nur acht Minuten ist das Ende der knapp 43 Kilometer langen Teststrecke in der Präfektur Yamanashi, nahe Tokio, erreicht.
Maglev rauscht durch eine Betonrinne
Das Raunen soll demnächst auch auf einer ersten kommerziellen Strecke zu hören sein. Im Oktober 2014 genehmigte die japanische Regierung den Bau der ersten Verbindung zwischen Tokio und der Industriemetropole Nagoya. Unter Bahnhöfen in beiden Städten haben inzwischen die Bauarbeiten begonnen. 2027 soll der Chuo Shinkansen – zu Deutsch mittlere neue Hauptstrecke – fertig sein. Der Abschnitt bis Osaka soll dann folgen.
Platz 10: Shinkansen-Baureihe 500
Die Shinkansen-Baureihe 500 aus Japan ist bereits seit 1997 im Betrieb. Das schnellste Modell, die W-Variante, erreicht 300 Stundenkilometer. An der Herstellung sind unter anderem Kawasaki und Hitachi beteiligt.
Foto: Mitsuki-2368; Lizenz: GFDL
Platz 9: KTX-II
In Südkorea verbindet der Korea Train Express, kurz KTX, die verschiedenen Landesteile über Hochgeschwindigkeitstrecken. Der KTX wurde von Hyundai Rotem weitgehend auf Basis des französischen TGV entwickelt. Seit März 2010 ist der KTX-II im Betrieb. Er erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 305 Stundenkilometern.
Nachfolger KTX-III soll ab 2015 Geschwindigkeiten von bis zu 400 Stundenkilometern erreichen.
Foto: G43; Lizenz: GFDL
Platz 8: TGV
Ein Klassiker unter den Hochgeschwindigkeitszügen ist der französische TGV. Die hier gezeigte Variante TGV Duplex wird von Alstom hergestellt. Bereits seit 1996 ist der Duplex im Betrieb. Er erreicht eine Betriebgeschwindigkeit von bis zu 320 Stundenkilometern. Frankreich ist ein Vorreiterland bei den Hochgeschwindigkeitszügen. Der erste TGV verband bereits 1981 Lyon und Paris. Die Abkürzung steht für Train à Grande Vitess: Zug mit hoher Geschwindigkeit. Auch der Eurostar, der London und Frankreich per Tunnel verbindet, basiert auf dem TGV.
Foto: Sebastian Terfloth; Lizenz: CC-SA-2.5
Platz 7: AVE Class 102
Kaum langsamer als die Velaro-Züge ist der spanische Vorgänger des AVE S-103: Der Hochgeschwindigkeitszug AVE Class 102 wird bereits seit 2005 von der spanischen Unternehmensgruppe Patentes Talgo zusammen mit dem deutsch-kanadischen Unternehmen Bombardier gebaut. Der Zug bringt es auf eine Betriebsgeschwindigkeit von 330 Stundenkilometern, der gemessene Rekord liegt bei 368 km/h. Das charakteristische Entenschnabeldesign soll neben aerodynamischen Vorteilen auch den Tunnelknall verhindern. Das Phänomen kann bei der Einfahrt von Hochgeschwindigkeitszügen in Tunnel entstehen, bei denen dem Zug eine Druckwelle mit Schallgeschwindigkeit vorauseilt, die am anderen Ende des Tunnels zu einem Knall führt.
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Platz 6: Shinkansen-Baureihe N700
Die japanischen Shinkansen-Hochgeschwindigkeitszüge der Baureihe N700 sind in der Betriebsgeschwindigkeit mit 320 Stundenkilometer schneller als die Shinkansen-Züge der 500er-Reihe. Die geplante Export-Version N700-I Bullet soll mit bis zu 330 Stundenkilometern unterwegs sein und ist damit genauso schnell wie der AVE Class 102 - allerdings: Dank einer speziellen Neigetechnik können die N700er Kurven mit 270 km/h durchfahren, bei denen andere Shinkansen-Züge auf 255 km/h abbremsen müssen. Auch bei der Beschleunigung übertrumpft die Baureihe 700 die anderen Shinkansen-Züge: In nur drei Minuten erreicht die N700-Reihe eine Geschwindigkeit von 270 Stundenkilometer. Unter dem Strich sind die N700-Shinkansen daher zwischen Tokio und Osaka mit 25 Minuten ganze fünf Minuten schneller als die älteren Shinkansen-Baureihen. Die N700-Reihe wird seit 2005 gebaut.
Foto: ap
Platz 5: China Railway High-speed
In China stehen Hochgeschwindigkeitszüge weit oben auf der politischen Agenda. Die Züge sollen die boomenden Regionen der aufstrebenden Wirtschaftsmacht verbinden. Bis 2012 sind 13.000 Kilometer Hochgeschwindigkeitsstrecke in dem Land geplant, von denen rund 5000 Kilometer mit Geschwindigkeiten von bis zu 350 Stundenkilometern befahren werden können. Technisch setzt China dabei noch auf das Ausland: Der CRH1 fährt mit Bombardier-Technik, der CRH2 basiert auf japanischer Shinkansen-Technik, der CRH3 auf Siemens Velaro-Plattform und der CRH5 wird von Alstom hergestellt.
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Platz 4: Der Hochgeschwindigkeitszug "Italo"
Mit der hochmodernen Spitzentechnologie des neuen französischen Hochgeschwindigkeitszuges AGV soll der „Italo“ künftig mit bis zu 360 Stundenkilometern durch die Landschaften von Bella Italia rasen - zunächst von Neapel über Rom und Florenz bis nach Bologna und Mailand. Später kommen Salerno, Venedig und Turin hinzu. Der französische Hersteller Alstom hatte sich bei diesem Top-Auftrag unter anderem auch gegen Siemens durchgesetzt.
Platz 3: ICE 3
Seit 2000 ist der ICE 3 von Siemens in Deutschland im Einsatz - derzeit mit einer Betriebsgeschwindigkeit von 330 km/h. Im regulären Betrieb erreichen sie in Deutschland bis 300 km/h, in Frankreich bis 320 km/h. Der bisher gemessene Rekord liegt bei 368 Stundenkilometern.
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Platz 2: Zefiro 380
Ein heißer Anwärter auf Platz eins ist der Zefiro 380 von Bombardier. Er soll von 2012 bis 2016 ausgeliefert werden und eine Betriebgeschwindigkeit von bis zu 380 Stundenkilometern erreichen. Der Zug wurde im Auftrag des chinesischen Eisenbahnministeriums als Joint Venture mit der in Qingdao ansässigen Lokfabrik Qingdao Sifang Locomotive & Rolling Stock Company entwickelt. Vorgänger Zefiro 250 rast schon seit 2009 als einer der schnellsten Schlafwagenzüge der Welt durch die Volksrepublik. Der Zefiro 380, von dem die Chinesen gleich 80 Einheiten für 2,7 Milliarden Euro bestellten, wird um 130 Stundenkilometer schneller sein. Die Züge werden die Bezeichnung CRH380C und CRH380CL erhalten.
Foto: dpa
Platz 1: Siemens Velaro
Die Schienenfahrzeuge mit der derzeit schnellsten Betriebsgeschwindigkeit kommen aus Deutschland: Siemens Mobility baute auf Grundlage des ICE 3 den Nachfolger des deutschen Hochgeschwindigkeitszuges, die Züge der Velaro-Serie. Der Zug kommt in Spanien (als Velaro E), China (Velaro CN, Foto) und Russland (Velaro RUS) zum Einsatz. Laut Hersteller ist der Velaro ohne Modifikationen bereits eine Geschwindigkeit von 403 Stundenkilometern gefahren und damit der schnellste Serientriebzug der Welt. In Deutschland wird der ICE-Nachfolger unter von der Deutschen Bahn unter dem Namen Baureihe 407 in Betrieb genommen werden, sie eignen sich für Regel-Fahrgeschwindigkeiten bis 360 km/h. Die jeweils auf ihre Einsatzorte angepassten Züge unterscheiden sich vor allem in ihrer Innenausstasstung sowie unter anderem in der Spurweite.
Foto: Public Domain
Das japanische Projekt hat dabei nur wenig mit dem deutschen Transrapid zu tun. Denn der dortige Maglev schwebt nicht auf einer Stelzentrasse, sondern in einer drei Meter breiten Betonrinne. Bei der deutschen Konstruktion lassen Magnete in Fahrweg und Fahrgestell die Kabine in einem Zentimeter Höhe schweben. Beim Maglev drücken und ziehen Magnete in den Seitenwänden der Trasse den Zug zehn Zentimeter nach oben.
Bei niedrigem Tempo, was beim Maglev 160 Kilometer pro Stunde bedeutet, fährt die Bahn auf einklappbaren Gummirädern. Für den Vortrieb sorgt ein Linearmotor. Er beschleunigt mit wechselnden elektromagnetischen Feldern den Zug. Luftklappen helfen beim Bremsen.
68 Milliarden Euro sind für das Gesamtprojekt veranschlagt. Zum Vergleich: Die neue rund 80 Kilometer lange ICE-Trasse zwischen Ingolstadt und Nürnberg kostet rund 3,6 Milliarden Euro. Der Grund für die hohen Kosten in Japan – die Strecke führt mitten durch die japanischen Alpen.
Bei hohem Tempo muss der Maglev strikt geradeaus fahren. Die Strecke bohrt sich daher pfeilgerade durch die Berge und führt bis Nagoya zu 86 Prozent durch Tunnel. Weitere 35 Kilometer laufen über Brücken und Viadukte, ebenerdig sind es nur vier Kilometer. Unter besiedelten Gebieten werden die Röhren aus Platzmangel und zur Vermeidung von Erschütterungen bis zu 40 Meter tief vergraben.
Die japanische Regierung träumt jetzt schon davon, dass ihre Technik – anders als der deutsche Transrapid – ein Exportschlager wird. Als ein aussichtsreicher Einsatzort gilt die 64 Kilometer lange Strecke zwischen Washington und Baltimore an der US-Ostküste mit einer Verlängerung bis New York und Boston. Zehn Milliarden Dollar soll das Projekt kosten.
Es ist eine Strecke, die auch Tesla-CEO Musk mit seinem Hyperloop bedienen könnte. Kurz nachdem er die Pläne für seine gigantische Rohrpost vorstellte, nahm der gebürtige Berliner Ahlborn Kontakt zu dessen Raketenfirma SpaceX auf und initiierte ein Forschungsvorhaben namens Hyperloop Transportation Technologies.
Ahlborn leitet den Start-up-Finanzierer Jumpstartfund aus El Segundo bei Los Angeles. Derzeit arbeiten unter seiner Leitung Ingenieure und Designer an Details wie Antrieb, Form, Sicherheit und Ausstattung der Kapseln, aber auch an Geschäftsmodellen. Ihre Arbeitszeit vergütet Ahlborn derzeit noch mit Aktienoptionen des Start-ups. Bis Ende 2015 will er das Unternehmen an die Börse führen und dabei 100 Millionen Dollar einsammeln.
Hyperloop-Netz geplant
Mitte des Jahres rechnet der 38-Jährige mit einer Machbarkeitsstudie. Eine erste Strecke für Passagiere ist in Planung. Schon jetzt zeichnet sich ab, dass die Züge nicht, wie von Musk vorgeschlagen, auf mit Kompressoren erzeugten Luftpolstern gleiten, sondern die Magnetschwebebahntechnik nutzen, um unter anderem die Fahrt für Passagiere angenehmer zu machen.
Ahlborn hält das Projekt keineswegs für utopisch. „Das ist alles machbar“, versichert er. Der gelernte Banker denkt an ein Hyperloop-Netz, in dem Reisende zwischen verschiedenen Großstädten mehrmals umsteigen, um zu weiter entfernten Zielen zu gelangen. Die Umsetzung wird aber voraussichtlich ein Jahrzehnt dauern.
Teststrecke der Konkurrenz
So ehrgeizig Ahlborns Projekt scheint – schon jetzt hat er Konkurrenz. Auch das unter anderem von Uber-Investor Pishewar gestützte, ähnlich klingende Start-up Hyperloop Technologies plant eine Teststrecke für rund 80 Millionen Dollar – vorerst für den Transport von Gütern, nicht von Passagieren.
Eine erste kommerzielle Hyperloop-Verbindung könnte zwischen dem Hafen in Los Angeles und der Kasinometropole Las Vegas verlaufen. Eine hohe Auslastung wäre dem Zug sicher, was die Finanzierung vereinfachen würde.
Der Güter-Hyperloop ist mehr als ein Liebhaberprojekt, das zeigt der prominent besetzte Aufsichtsrat des Start-ups. In ihm sitzen erfolgreiche Geschäftsmänner wie Peter Diamandis, Chef der X Prize Foundation, die Innovationen fördert; Obamas Ex-Wahlmanager Jim Messina und David Sacks, der sein Software-Start-up Yammer vor einigen Jahren für mehr als eine Milliarde Dollar an Microsoft verkaufte.
Bis der Hyperloop aber tatsächlich Städte in Flugzeuggeschwindigkeit verbindet, sind noch einige Hürden zu nehmen. Nicht nur technische, auch infrastrukturelle: Denn die Züge müssten bis in die Innenstädte der Metropolen fahren, um wirklich eine Zeitersparnis zu bringen.
Wenn das nicht gelingt, so nützt auch der schnellste Zug nichts. Das zeigt jedenfalls die weltweit erste kommerzielle Strecke mit der deutschen Transrapid-Technik im chinesischen Shanghai. Mit bis zu 430 Kilometern pro Stunde legt der Zug derzeit die rund 30 Kilometer vom Flughafen Pudong zur U-Bahn-Station Longyang Lu am Stadtrand zurück.
Streit um Kosten des Transrapid
Aber von dort brauchen Passagiere noch mindestens eine halbe Stunde ins Stadtzentrum. Ortskundige nutzen den Zug daher kaum. Auch der Regierung in Peking scheint die Technik bisher schlicht zu teuer zu sein. Daher sollen herkömmliche Hochgeschwindigkeitszüge die Chinesen von A nach B bringen.
Auch in Deutschland interessiert sich kaum noch jemand für die Maglev-Technik. Nur der ThyssenKrupp-Konzern, der den Transrapid einst gemeinsam mit Siemens entwickelt hat, wagt sich noch in die Öffentlichkeit. Die Essener bauen einen Fahrstuhl mit Linearmotoren, der daher ohne Seile auskommt (Wirtschaftswoche 49/2014).
Auf der rund 32 Kilometer langen Teststrecke im emsländischen Lathen fährt der Transrapid selbst schon lange nicht mehr. Die Betriebsgenehmigung für die Magnetschwebebahn, das einstige Vorzeigeprojekt deutscher Ingenieurkunst, erlosch bereits 2011. Jetzt streiten sich der Bund und die bayrische Betreibergesellschaft IABG, wer die Kosten für den Rückbau übernimmt. Vielleicht können die Hyperloop-Pioniere ein paar Bauteile gebrauchen.
