Material- und Energieträgereinsatz

darge-stellt. Für den Bahnbetrieb sind weiterhin Einrichtungen der Telekommunikation und der Si-gnalisation notwendig.

Der Schotterbedarf für Neubaustrecken wird mit Hilfe des Regelquerschnittes des Bahnkörpers /Münchschwander, 1993/ auf 5.500 m³/km abgeschätzt. Der entsprechende Wert für ein- bzw.

zweigleisige Altbaustrecken beträgt 1.744 m³/km bzw. 3.740 m³/km /Heimerl, 1992/.

Je nach Streckenbelastung und damit nach Streckentyp werden unterschiedlich schwere Schie-nen eingesetzt. Auf Neubaustrecken und Hauptabfuhrstrecken kommen hauptsächlich die Schienen des Typs UIC 60 mit einem Gewicht von 60 kg/m zum Einsatz, auf Nebenfernstrecken des Typs S 54 mit 54 kg/m und auf den sonstigen Strecken des Typs S 49 mit 49 kg/m. Der erhöhte Materialeinsatz aufgrund von Weichen und Überholgleisen wird basierend auf /Schroeder-Baumgart, 1993/ generell durch einen Zuschlag von 5 % auf den Stahlbedarf der Schienen abgeschätzt. Unter Kleineisen versteht man im Eisenbahnbau die Teile zur Schienen-befestigung auf der Schwelle. Nach /Fendrich, 1992/ beträgt das Gewicht des verbauten Kleinei-sens 1,3 Mio. t im Bereich der ehemaligen Deutschen Bundesbahn. Bezogen auf eine Gleislänge von 54.505 km /DB, 1993/ ergibt dies ein Stahleinsatz für Kleineisen von 23,8 t pro Gleiskilo-meter. Der Transport von Schienen und von Kleineisen erfolgt von der Stahlhütte zum Walz-werk, von dort zum Schweißwerk und schließlich zum Einbauort.

Auf den durchgehenden Strecken der ehemaligen Deutschen Bundesbahn kommen hauptsäch-lich Betonschwellen und Holzschwellen zum Einsatz. Das Gewicht einer Betonschwelle B 70 W beträgt 300 kg. Holzschwellen bestehen in der Regel aus teerölgetränktem Buchenholz. Ihr Ge-wicht wird mit Hilfe des Schwellenvolumens /Heimerl, 1992/ und der Dichte von Buchenholz auf 81 kg abgeschätzt. Zur Verlängerung der Haltbarkeit wird jede Holzschwelle mit ca. 19 kg Teeröl imprägniert. Die Schwellen liegen in einem durchschnittlichen Abstand von 60 cm /Linkerhägner, 1985/. Analog der Vorgehensweise bei den Schienen wird der zusätzliche Schwellenbedarf aufgrund von Weichen und Überholgleisen mit einem Zuschlag von 5 % abge-schätzt. Der Schwellentransport erfolgt mit der Bahn.

Detaillierte Angaben zum Energieeinsatz für die Oberbauherstellung liegen nicht vor. Daher wird für eine erste Näherung der Energieeinsatz über die Motorleistung der notwendigen Bau-maschinen abgeschätzt. Unter Berücksichtigung des mittleren Wirkungsgrades von Dieselmoto-ren ergibt sich für eine zweigleisige Strecke ein Dieselkraftstoffbedarf von 911 kg/km.

Die Lebensdauer der einzelnen Oberbauelemente variiert von 90 Jahren für die Planumsschutz-schicht bis zu 20 Jahren für das Schotterbett von Hauptabfuhrstrecken /Enderlein, 1992a, Schroeder-Baumgart, 1993, Heimerl, 1992/.

Kunstbauten

Der Bedarf an Kunstbauten hängt von den topologischen Gegebenheiten sowie den Trassie-rungsparametern der Bahnstrecke ab. Die streckenspezifischen Brücken- und Tunnellängen

werden daher für alle betrachteten Relationen bestimmt /DBAG, 1996c/. Mit Hilfe des durch-schnittlichen Baustoffeinsatzes für Brücken und Tunnels wird daraus der Materialbedarf be-rechnet (vgl.Tab.7.3-4). Die mittlere Lebensdauer von Kunstbauten wird nach /Enderlein, 1992a/ mit 70 Jahren angenommen.

Tabelle 7.3-4: Materialeinsatz für Kunstbauten /DBAG, 1996a, Halberstadt, 1991, Lünser, 1996, DGGT, 1995, Stiller, 1993/

Bauart Materialeinsatz Ein- Neubaustrecken Altbaustrecken Altbaustrecken Zweigleisig eingleisig zweigleisig

Brücken Massivbrücke Stahlbeton [t/m] 49,1 24,6 49,1

Verbund- Stahlbeton [t/m] 41,2 20,3 41,2

Stahl [t/m] 4,6 2,3 4,6

Stahlbrücke Stahlbeton [t/m] 20,3 10,1 20,3

Stahl [t/m] 9 4,5 9

Tunnels Stahlbeton [t/m] 136,4 - 106,5

Sonstige Bauten Stahlbeton [t/km] 1.610 805 1.610

Der mittlere Materialeinsatz für die verschiedenen Brückenarten basiert teilweise auf Angaben der /DBAG, 1996a/ oder auf Materialabschätzungen über die Querschnittsdarstellung von Brücken /Halberstadt, 1991/. Sofern keine Daten zu Bahnbrücken vorliegen, wird auf die ent-sprechenden Werte von Straßenbrücken zurückgegriffen /Lünser, 1996/. Dabei wird die ver-stärkte Ausführung von Bahnbrücken mittels Materialzuschlagsfaktoren berücksichtigt.

Der Materialeinsatz für den Bau von Bahntunnels wird anhand der Angaben in /DGGT, 1995/

ermittelt. Es wird vereinfachend angenommen, daß alle Tunnels in Spritzbetonbauweise ausge-führt sind.

Der Baustoffeinsatz für die Herstellung sonstiger Kunstbauten, wie z. B. Stützwände, Entwässe-rungsanlagen oder sonstige Befestigungen, basiert auf den Angaben in /Stiller, 1993/.

Streckenausrüstung

Unter dem Begriff Streckenausrüstung werden die Elemente der Fahrleitung sowie die Signali-sations- und Kommunikationsanlagen zusammengefaßt. Die verfügbaren Materialangaben be-ziehen sich auf den mittleren Materialeinsatz einer zweigleisigen Neubaustrecke /Steierwald, 1994/. Die Werte werden vereinfachend für alle Streckentypen übernommen. Die mittlere Le-bensdauer von Streckenausrüstungen beträgt 18 Jahre /Enderlein, 1992a/.

Instandhaltung und Betrieb

Nach DIN 31051 wird die Instandhaltung technischer Systeme in Wartung, Inspektion und In-standsetzung eingeteilt (vgl.Abb. 7.3-2). Die Aufwendungen aufgrund von Erneuerungs arbeiten

die Lebensdauer der einzelnen Streckenelemente berücksichtigt. Weitere Angaben zum Materi-al- und Energieträgereinsatz für Maßnahmen der Wartung, Inspektion und der baul ichen Unter-haltung liegen nicht vor. Eine wichtige UnterUnter-haltungsarbeit ist die Gleisdurcharbeitung (DUA).

In erster Näherung wird der dafür notwendige Dieselkraftstoffeinsatz abgeschätzt. Nach /Junkermann, 1990/ ist eine Gleisdurcharbeitung alle 4 Jahre notwendig. Der dazu notwendige Dieselkraftstoffeinsatz wird anhand der eingesetzten Baumaschinen ermittelt.

Für den Betrieb von Schienenstrecken wird im stationären Bereich elektrische Energie für die Weichenbeheizung sowie für die Beleuchtung, für den Betrieb von Signal- und Telekommuni-kationsanlagen und für andere Verbraucher benötigt. Die Beheizung der Weichen im Winter erfolgt zum größten Teil mit 16 ²/₃ Hz Bahnstrom. Entsprechend der Bahnstromstatistik wurden 1992 dafür 36,6 GWh Strom eingesetzt /DBAG, 1995/. Bezogen auf eine Gleislänge von 54.505 km /DB, 1993/ ergibt sich damit ein Bahnstrombedarf von 0,7 MWh/km. Der Strombe-zug aus dem öffentlichen Netz wird von der ehemaligen Deutschen Bundesbahn nicht nach Verwendungszwecken (z. B. für Betriebszwecke oder für die Versorgung von Bahnhöfen) auf-geschlüsselt. Es wird jedoch davon ausgegangen, daß ein Großteil des eingesetzten Stromes für Betriebszwecke benötigt wird. Nach den Angaben in /Schulz, 1995/ wurden 1991 insgesamt 920 GWh Strom aus dem öffentlichen Netz benötigt. Bezogen auf die gesamte Gleislänge ergibt dies einen Strombedarf von 16,9 MWh/km.

Ergebnisse der Stoffbilanz

Auf der dargestellten Datenbasis wird der Baustoff- und Energieträgereinsatz für den Bau, Be-trieb und die Instandhaltung der Schieneninfrastruktur ermittelt. In Tabelle 7.3-5 sind die Mittel-werte für die verschiedenen Streckentypen je Kilometer dargestellt. Teilweise handelt es sich um elektrifizierte (el.) und teilweise um nicht elektrifizierte (n. el.) Strecken. Die Materialauf-wendungen für die Herstellung der Kunstbauten hängen von der spezifischen Brücken- und Tunnellänge der Strecke ab. Es zeigt sich, daß der Materialbedarf sowie die bewegten Massen bei Neubaustrecken deutlich höher liegen als z. B. bei einer zweigleisigen Hauptabfuhrstrecke.

Generell nimmt der Material- und Energieträgereinsatz mit sinkender Streckenbedeutung ab.

Tabelle 7.3-5: Bilanzierte Materialien und Energieträger für die Bereitstellung der Schienenin-frastruktur

Aggregat Aufwendungen Einheit NBS HAS NFS Sonstige

zweigleisig el. Zweigleisig zweigleisig eingleisig n.

Erdbau Dieselkraftstoff [GJ/km] 3.678 2.904 2.904 1.936

PSS/FSS PSS/FSS [t/km] 16.630 16.630 0 0

Oberbau Zement [t/km] 145 38 53 34

Sand/Kies [t/km] 872 231 318 203

Schotter [t/km] 7.970 5.423 5.423 2.529

Stahl [t/km] 347 298 274 127

Holz [t/km] 0 209 180 76

Teeröl [t/km] 0 49 42 18

Kunstbauten¹⁾ Zement [t/km] 6.208 3.605 833 263

Sand/Kies [t/km] 37.338 21.685 5.012 1.584

Stahl [t/km] 2.024 1.369 373 117

Ausrüstungen Zement [t/km] 75 75 69 35

Sand/Kies [t/km] 450 450 415 208

Stahl [t/km] 49 49 23 11

Aluminium [t/km] 2 2 0 0

Kupfer [t/km] 5 5 0 0

Polyethylen [t/km] 28 28 28 14

Betrieb undStrom 50 Hz [GJ/km] 122 122 122 61

Instandhaltung Strom 16 2/3 Hz [GJ/km] 5 5 5 2

Dieselkraftstoff [GJ/km] 16 10 10 5

1) beispielhaft anhand der Strecken Mannheim-Stuttgart für NBS, Mannheim-Weil für HAS, Ulm-Lindau für NFS und Ravensburg-Pfullendorf für sonstige Strecken