Die neueste Meisterleistung des "Industriekosmos": Ein Schwerlast-Zugverbund mit einer Gesamtmasse von 35.000 Tonnen

Vor kurzem hat die zentrale Fernsehanstalt eine Nachricht ausgestrahlt.

„Der eigenentwickelte 35.000-Tonnen-Schwerlast-Zugverband in China hat die weltweit erste automatische Formation und Fahrt von Schwerlastzügen abgeschlossen.“

In einer Zeit, in der die Neuigkeiten von verschiedenen aufregenden KI-Erfolgen dominieren, scheint diese Nachricht nicht viele Diskussionen im Internet ausgelöst zu haben. Aber in Bezug auf die praktische Auswirkung hat diese Nachricht für China keine geringere Bedeutung als die Welle, die DeepSeek letztes Jahr ausgelöst hat.

Die Veröffentlichung dieser Nachricht kündigt zwei enorme Durchbrüche an:

Erstens haben wir eine Technologie erworben, die die Transportkapazität bestehender Eisenbahnstrecken um 50 % erhöhen kann.

Zweitens ist das bereits solide chinesische Energiesystem nun noch stärker geworden, als wenn man es mit hochwertigem Beton umgossen hätte.

Heute wollen wir uns diese bescheidene, aber bedeutende Technologie genauer ansehen.

Was ist ein „Schwerlast-Zugverband“?

Vor dem Auftauchen des Begriffs „Schwerlast-Zugverband“ war die Spitze der Technologie im Bereich des Eisenbahnfrachttransports der „Schwerlastzug“ – ein Superzug, der aus Hunderten von Wagen besteht, sich über mehrere Kilometer erstreckt, Tausende von Tonnen Last trägt und mit einer Geschwindigkeit von einigen Zehn Kilometern pro Stunde auf speziellen Gleisen fährt.

Nehmen wir die „Newman Mountain Railway“ der australischen BHP Billiton Iron Ore Company als Beispiel. Diese Eisenbahnstrecke hat eine Länge von 426 Kilometern und gehört der BHP Billiton. Auf ihr fährt der weltweit größte Schwerlastzug – angetrieben von acht Lokomotiven, insgesamt 682 Wagen, die gesamte Zuglänge beträgt acht Kilometer und die Tragfähigkeit über 100.000 Tonnen.

Warum braucht man so etwas?

Wenn man auf dem Land Massengüter wie Eisenerz, Kohle, Getreide oder Zement transportieren will, ist die „Schwerlastbahn“ die kostengünstigste und zuverlässigste Methode – einige Fahrer bedienen einen Zug und können auf einmal Tausende von Tonnen Güter transportieren. Das Gleiche gilt für die Datong-Qinhuangdao-Eisenbahn und die Shuozhou-Huanghua-Eisenbahn in China. Jährlich werden von Inner-Mongolei, Shanxi und Shaanxi Hundermillionen von Tonnen Kohle an die Häfen an der Bucht von Bohai transportiert.

Allerdings, obwohl die Transportkosten von Schwerlastzügen sehr niedrig sind, sind die Baukosten extrem hoch:

Die enorme Tragfähigkeit bedeutet, dass alle Strecken und Brücken entlang der Strecke spezielle Standards erfüllen müssen. Auf anderen Strecken ist normalerweise eine Steigung von zwölf Promille erlaubt, die Sichuan-Guizhou-Eisenbahn hat sogar eine Supersteigung von vierundzwanzig Promille. Auf Schwerlaststrecken darf die Steigungsangabe normalerweise nicht mehr als neun Promille betragen. Nur in Notfällen ist eine Steigung von zwölf Promille erlaubt. In der Praxis müssen die Planer und Bauherren häufig große Umwege machen oder die Berge herumfahren, um die Steigung zu verringern. Dadurch erhöht sich letztendlich der Bauaufwand enorm.

Die von der Schweizer Eisenbahn für das Bergauffahren von Zügen entworfene „Schleife“

Außer der Gewichtsproblematik ist auch die Zuglänge ein großes Problem. Auf normalen Eisenbahnen darf die Länge der Ankunfts- und Abfahrtsgleise in Güterbahnhöfen maximal 1.050 Meter betragen. Wenn man Schwerlastzüge anhalten möchte, muss die Länge der Ankunfts- und Abfahrtsgleise auf über 1.500 Meter verlängert werden – der gesamte Bahnhof muss neu erweitert werden.

Außerdem ist ein zu langer und zu schwerer Zug auch für die Fahrer eine große Plage.

Die Bremsung von Zügen erfolgt über Luftbremsen, und die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Druckluft beträgt ungefähr 300 m/s. Die derzeitigen Schwerlastzüge in China können eine maximale Länge von 4.000 Metern haben. Wenn die Luftbremsen am Heck des Zuges anfangen zu bremsen, hat die Lok schon seit über zehn Sekunden gebremst. Die vorderen Wagen sind schon stehen geblieben, während die hinteren Wagen noch aufgrund der Trägheit weiter fahren. Beim Anfahren ist es ähnlich. Die vorderen Wagen fahren schon los, während die hinteren Wagen noch stehen. Wenn der Fahrer nicht richtig handhabt und zu stark zugreift, kann er leicht die Kupplungen reißen.

 Die chinesische Eisenbahn verwendet allgemein die „Janney-Kupplung“

Zusammengefasst bedeutet das: Um Schwerlastzüge zu fahren, muss man spezielle Eisenbahnstrecken neu bauen, spezielle Bahnhöfe einrichten und spezielle Lokomotiven und Wagen betreiben. Die Kapitalinvestitionen sind extrem hoch und die Rückzahlungsdauer ist extrem lang.

Gibt es also eine Technologie, die keine neuen Strecken bauen, keine neuen Bahnhöfe einrichten und keine speziellen Fahrzeuge benötigt und gleichzeitig Tausende von Tonnen Güter schnell transportieren kann?

Ja, Bruder, es gibt so eine Technologie.

Das ist der von uns erwähnte „35.000-Tonnen-Schwerlast-Zugverband“.

Sagst du, dass deine Eisenbahnstrecke schlechte Bedingungen und große Steigungen hat und kein 35.000-Tonnen-Zug fahren kann?

Okay, aber ein 5.000-Tonnen-Zug kann es schon fahren, oder? Ich teile einfach den 35.000-Tonnen-Zug in sieben kleine Züge auf.

Sagst du, dass es leicht zu Auffahrunfällen kommt, wenn sieben Züge nacheinander starten?

Dann unterschätzt du die chinesische Kommunikationstechnologie. Diese sieben Züge sind keine sieben unabhängigen Züge, sondern sieben Züge, die miteinander kommunizieren können. Es gibt die Beidou-Satelliten für die Positionsbestimmung, ein Leitzentrum auf dem Land und eine 5G-Netzwerkkommunikation zwischen den Zügen. Die sieben Züge beschleunigen und bremsen gemeinsam. Sie koordinieren sich vollautomatisch miteinander und der Mindestabstand zwischen den Zügen kann auf nur einen Kilometer reduziert werden. Denkst du, dass ich mich noch um Auffahrunfälle sorgen muss?

Tatsächlich hat der Zugverband noch weitere Vorteile.

Nehmen wir die Schwerlastkohletransporthzüge auf der Datong-Qinhuangdao-Eisenbahn als Beispiel. Im traditionellen Modell werden nicht alle Hunderte von Wagen und Tausende von Tonnen Kohle an einem Ort geladen. Meistens werden mehrere kleine Züge an verschiedenen Kohlebergen beladen und schließlich in einem Sortierbahnhof zu einem großen Zug zusammengesetzt und transportiert.

Wenn es um die „Zusammensetzung“ geht, gibt es eine Reihenfolge. Es kann zu Verspätungen und verschiedenen Unvorhergesehenen kommen.

Aber im neuen Modell des Zugverbands sind die Züge von Anfang an einzelne Züge und es ist keine zweite Zusammensetzung erforderlich. Daher müssen sie sich auch nicht im Sortierbahnhof versammeln. Unter der zentralen Leitung des Systems fahren sie alle ihren eigenen Weg und treffen sich schließlich auf der Hauptstrecke.

So viel sei gesagt: Solange es genug Lokomotiven und Wagen gibt, kann ich die Anzahl der Wagen im Zugverband beliebig erhöhen. Ganz zu schweigen von 35.000 Tonnen. Selbst 55.000 oder 65.000 Tonnen sind kein Problem. Man muss nur einfach ein paar mehr Wagen hinzufügen. Man muss sich keine Gedanken über Bauarbeiten machen.

Letztendlich liegt das Wesen dieser Technologie nicht darin, „mehr zu tragen“, sondern darin, „klüger zu steuern“ – Traditionelle Züge übertragen die mechanische Kraft über metallene Kupplungen, während der Zugverband auf Hochgeschwindigkeits-, Niedriglatenz- und Hochverlässlichkeitskommunikationsverbindungen wie dem 5G/5G-R-Eisenbahn-Sondernetz stützt.

Dieses System ist wie ein „Superfunkgerät“ mit Millisekundenreaktionszeit für jeden Zug. Es ermöglicht nicht nur eine stabile Interaktion zwischen dem Zug und dem Bodenleitzentrum („Bienenkönigin“), sondern auch ein revolutionäres „Zug-Zug“-Direktkommunikationsmodell. Dadurch können die hinteren Züge die Geschwindigkeits- und Positionsinformationen der vorderen Züge sofort wahrnehmen, und die mechanische Verbindung wird ersetzt. Es entsteht ein „Informationsseil“, das den gesamten Zugverband fest zusammenhält und es möglich macht, einen ultrasicheren Nachlaufabstand von einem Kilometer zu halten.

Obwohl diese Idee schon in der internationalen Eisenbahnbranche lange vorgeschlagen wurde, kann nur China diese Idee nun umsetzen – das ist der Vorteil von starken Kommunikations- und Eisenbahntechnologien.

Jetzt verstehst du, warum wir kein neues Eisenbahnnetz bauen müssen, um Schwerlasttransporte zu ermöglichen?

Was ist die Bedeutung des „Schwerlast-Zugverbands“?

Was die Bedeutung betrifft, obwohl wir bisher hauptsächlich über die Kosten der Eisenbahn gesprochen haben, ist der größte Nutzer dieser neuen Technologie nicht die Eisenbahnverwaltung, sondern die Elektrizitätsversorgungsbranche.

Es ist allgemein bekannt, dass China in der Entwicklung auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien weit vorne liegt. Egal, ob in der Wüste im Norden oder in den Hügeln im Süden, überall sieht man unendliche Windradfelder oder Photovoltaikpanels.

Es ist wirklich beeindruckend, aber auch wirklich schwierig zu verwalten. In Bezug auf die Installationskapazität macht die erneuerbare Energie in China schon über 60 % aus. Aber in Bezug auf den Stromverbrauch macht die grüne Energie nur ein Drittel aus.

Der Grund ist bekannt: Obwohl Energiequellen wie Photovoltaik und Windkraft sauber sind, sind sie nicht stabil. Die enorme Installationskapazität bedeutet nur, dass sie unter idealen Bedingungen eine enorme Energie freisetzen können. Es bedeutet nicht, dass sie immer zur rechten Zeit zur Verfügung stehen können.

Unter den gegenwärtigen technologischen Bedingungen ist nur die Kohlekraftstromerzeugung am zuverlässigsten, wenn es auf’s Wesentliche ankommt. Die Kohlekraftstromerzeugung ist auch heute noch die absolute Stütze des chinesischen Energiesystems.

Aber diese „absolute Stütze“ der Kohlekraftstromerzeugung hat eigentlich ziemliche Probleme – den Transportengpass.

Für die chinesische Kohlekraftstromerzeugung gibt es im Allgemeinen eine „Ressourcenfehlverteilung“ – im Süden besteht ein hoher Strombedarf, aber es gibt wenig Kohle. Im Norden wird viel Kohle produziert, aber der Strombedarf ist relativ niedrig. Projekte wie die „Übertragung von Strom aus West nach Ost“ haben zwar einiges an Problemen gelöst, aber die meisten Kohlekraftwerke im Süden benötigen immer noch eine große Menge an Kohle für die Stromerzeugung.

Das Problem liegt im Transport der Kohle für die Stromerzeugung.

Eine typische Transportroute für Kohle für die Stromerzeugung in China sieht wie folgt aus: Die Kohle wird in den Minen in Shaanxi, Shanxi und Inner-Mongolei abgebaut, vor Ort verarbeitet, in Züge verladen und über Eisenbahnen wie die Datong-Qinhuangdao-Eisenbahn und die Shuozhou-Huanghua-Eisenbahn an die Häfen von Qinhuangdao und Huanghua in der Bucht von Bohai transportiert. Anschließend wird sie per Seeweg in die südöstlichen Provinzen transportiert.