Bereits 2003 begann JR East (East Japan Railway Company 東日本旅客鉄道株式会社, Higashi-Nihon ryokaku tetsudō Kabushiki-gaisha) mit dem Ziel, Umweltbelastungen zu reduzieren und Kraftstoff einzusparen mit dem NE Train (NEトレイン) die Erprobung eines Prototypen für einen Personenzug mit Hybridantrieb. Dieser wurde seit Mai 2005 verschiedenen Test zu Sicherheit, Fahreigenschaften, Energieeinsparpotenzial und Umweltverträglichkeit unterzogen. Nachdem die Tests erfolgreich verliefen, sollten zunächst drei Züge als welterste Hybridzüge für die kommerzielle Personenbeförderung gebaut werden. Nach einer weiteren Erprobungsphase von zwei Jahren, in welcher weitere Daten aus dem Betrieb im regulären Schienennetz gesammelt werden sollten, war der Beginn der Massenfertigung vorausgesehen.

Energieeffizient und umweltfreundlich

Der neue Zug des Typs KiHa E200 (キハE200) wurde von der Tokyu Car Corporation (東急車輛製造株式会社, Tōkyū Sharyō-seizō Kabushiki-gaisha) gefertigt und hat seinen kommerziellen Betrieb am 31. Juli 2007 auf der Koumi-Linie, welche die Bahnhöfe Komoro in Nagano mit Kobuchizawa in Yamanashi verbindet, erfolgreich aufgenommen. Der Streckenverlauf dieser Linie wurde für den Einsatz als besonders geeignet erachtet, da die etwa 80km lange Strecke in bergigem Terrain verläuft. Hier reihen sich 9 der 10 höchstgelegenen Bahnhöfe in Japan aneinander - mit dem höchsten Punkt auf 1374,9 Metern Höhe zwischen den Bahnhöfen Nobeyama und Kiyosato.

Da der Zug, ausgerüstet mit sogenannter RESS-Technologie (RESS, rechargeable energy storage system), über den Einsatz von Rekuperativbremsen (Regenerativbremsen) in der Lage ist, beim Bremsen freiwerdende Energie zum Laden der Lithium-Ionen-Zellen zu verwenden, ist auf dieser Strecke mit häufiger Beschleunigung und Abbremsung ein besonders energieeffizienter Einsatz möglich, der den Treibstoffverbrauch auf der Koumi-Linie um etwa 10% im Vergleich zu herkömmlichen Zügen (KiHa 110) reduziert. Da bei Stops an den Bahnhöfen desweiteren auf die Verwendung des Dieselaggregats beim Anfahren verzichtet werden kann, konnte auch die Lärmbelastung um etwa 20-30dB gedrosselt werden.

Bei den Dieselmotoren für die Stromerzeugung verwendet man neuentwickelte schadstoffarme Motoren, die von Komatsu Ltd. (株式会社小松製作所, Kabushiki-gaisha Komatsu Seisakusho) hergestellt werden und in Kombination mit der Effektivität des Hybridsystems eine Reduktion von Stickoxiden und Feinstaub im Abgas um 60% erreichen.

Technische Daten:
Fahrgäste: max. 117 (46 Sitzplätze, 71 Stehplätze)
Höchstgeschwindigkeit: 100km/h
Ausmaße:
    Länge: 19,5m
    Breite: 2,92m
    Höhe Dach: 3,62m
    Bodenhöhe: 1,13m
Antrieb:
    Dieselmotor (Direkteinspritzung, 6 Ventile) mit 331kW (450PS)
    Elektromotor: 2x MT78 (Kurzschlussläufer) mit je 95kW
    Akkumulator: Lithium-Ionen-Akkumulator mit 15,2 kWh
    Bremssystem: Rekuperativbremse und Abgaskompressionsbremse

Ausbau des Einsatzes

Diese neue Technologie bewirkt eine von herkömmlichen Zügen abweichende Funktionsweise:

1. Anfahren
Wird bei herkömmlichen Zügen der Antrieb des Dieselmotors über ein die Antriebskraft regulierendes
Getriebe auf die Waggons übertragen, so greift der Hybridzug beim Anfahren lediglich auf die elektrische Energie des Akkumulators zurück. Der Dieselmotor bleibt ausgeschaltet.

2. Beschleunigen
Wird beim Beschleunigen in steilem Terrain viel elektrische Energie benötigt, schaltet sich nach Bedarf der Dieselmotor zu
und treibt über den Generator gemeinsam mit dem Akkumulator die Elektromotoren der Waggons an.

3. Bremsen
Die beim Abbremsen frei werdende Energie wird durch die Elektromotoren wieder in elektrische Energie umgewandelt und im Akkumulator gespeichert.

4. Halt an Bahnhöfen
Da beim Halt an Bahnhöfen der Dieselmotor ausgeschaltet wird, erreicht man eine deutliche Reduzierung der Lärmbelastung. Die elektrischen Systeme im Zug (Beleuchtung, Klimatisierung, etc.) werden derweil aus dem Lithium-Ionen-Akkumulator gespeist.

Nachdem sich der Zug auf der Koumi-Linie bewährte, gab JR East im Februar 2009 bekannt, im vierten Quartal 2010 seine Flotte von "Ressort Trains", welche verschiedene beliebte Tourismusziele ansteuert, um 10 weitere Züge in Nord- (Tsugaru-Linie, Ōminato-Linie, Gonō-Linie) und Mitteljapan (Ōito-Linie) auszubauen, die allesamt mit der Hybridtechnologie ausgestattet werden sollen.

Die Zukunft: Hybrid-Personenzüge mit Brennstoffzellentechnik

Die Entwicklung hybrider Antriebstechnologie für Personenzüge hat damit aber noch nicht ihr Ende erreicht. JR East verkündete bereits im April 2006, dass man derweil schon an der Entwicklung eines Hybridzuges mit Brennstoffzellentechnologie arbeitet. Seit Juli 2006 wurde mit Prototypen neben dem Potential für weitere Schadstoffreduzierung, die Effektivität von Brennstoffzelle und Wasserstoffversorgungseinheit erprobt. Hierfür unterzog man den herkömmlichen NE Train einem Umbau und ersetzte den Generator durch zwei Polymerelektrolytbrennstoffzellen (PEFC, polymer electrolyte fuel cell) mit je 65kW Leistung, welche den Zug gemeinsam mit dem Lithium-Ionen-Akkumulator antreiben. Die Erprobung auf regulären Strecken begann im April 2007.

Diese neue Generation hybrider Personenzüge soll eine noch stärkere Reduzierung der Umweltbelastung ermöglichen und einer immer schwieriger werdenden Versorgung mit fossilen Brennstoffen begegnen.

Quelle: JR East