Der Schienenverkehr kann einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Dazu muss allerdings eine flächendeckende Elektrifizierung erreicht werden.
In NRW sind wie im Bundesdurchschnitt rund 40 Prozent der Strecken noch nicht mit Oberleitungen versehen, weshalb dort bislang Dieselloks eingesetzt werden. Manche Strecken sollen daher mit Oberleitungen nachgerüstet werden, doch bei weitem nicht alle, denn der Bau einer Oberleitung kostet im Durchschnitt 1-1,5 Millionen Euro pro Kilometer. Zudem müssen die Oberleitungen in den Folgejahren gewartet werden. Beides verursacht Kosten, welche sich nur bei stärker befahrenen Strecken rechnen. In einer Studie von 2019 wurde ein Elektrifizierungsziel auf max. 80 % beschrieben. Zudem wird diskutiert, stillgelegte Strecken zur Stärkung des Schienenpersonennahverkehrs wieder zu reaktivieren. Auch diese sind in der Regel nicht elektrifiziert, weil die Wirtschaftlichkeit dieser Trassen schon immer nur gering war.
Für diese Strecken kommen sowohl batterieelektrische als auch brennstoffzellenelektrische Züge infrage. Aktuell geht es bei den Entwicklungen vorrangig um elektrische Triebwagen (EMU “Electrical Multiple Units”) für den Personenverkehr. An Güterlokomotiven wird abgesehen von Rangierlokomotiven bislang wenig entwickelt. Grund ist der sehr hohe Energiebedarf verbunden mit hoher Leistung bei den Güterlokomotiven, was extreme Herausforderungen an die Energiespeicherung an Bord der Fahrzeuge stellt. Die verfügbaren Güterlokomotiven sind daher immer Hybridlokomotiven, bei denen ein Dieselgenerator oder eine Traktionsbatterie auf kurzen Streckenabschnitten ohne Oberleitung die Energieversorgung übernehmen.
Anders als bei Straßenfahrzeugen war auf der Schiene bei Personenzügen der Brennstoffzellenantrieb der Vorreiter. Diese Fahrzeuge werden auch als HEMU (“hydrogen electric multiple units” = Wasserstoff-elektrischer Triebwagen) bezeichnet. Der Coradia iLint von Alstom wurde 2016 präsentiert und nahm 2018 den Fahrgastbetrieb in Norddeutschland auf. Dieser Triebwagenzug erreichte unter optimalen Streckenbedingungen bis zu 1000 Kilometer Reichweite mit einer Tankfüllung, durchschnittlich sind es 600 Kilometer. Mittlerweile haben zahlreiche Nahverkehrsunternehmen das Fahrzeug getestet und bestellt. So werden auf der Taunusbahn ab Dezember 2022 27 Einheiten fahren. In NRW wird die Dürener Kreisbahn diese Fahrzeuge einsetzen.
Batterieelektrische Triebwagen (BEMU, “battery electric multiple units”) erzielen diese Reichweiten nicht. Die Reichweite des Siemens Mireo Plus B wird mit 80-120 Kilometer (zweiteiliger bzw. dreiteiliger Zug) angegeben. Daher werden auf den zu befahrenden Strecken immer wieder rund fünf Kilometer lange Abschnitte mit Oberleitungen gebaut, unter denen die Batterie während der Fahrt nachgeladen werden kann. Oder die Batterie dient zur Überbrückung nicht-elektrifizierter Abschnitte auf ansonsten mit Oberleitungen versehenen Abschnitten. Erste Fahrzeuge werden Ende Dezember an den Ortenaukreis ausgeliefert. Gebaut werden die Fahrzeuge ebenso wie die brennstoffzellenelektrische Version Mireo Plus H im Siemens Werk in Krefeld, wo am 5. Mai 2022 der Roll-out gefeiert wurde. Außer Alstom und Siemens bietet bislang nur Stadler vergleichbare Fahrzeuge an. Bei den Güter- und Rangierlokomotiven gab es bislang nur einzelne Prototypen, die nicht in die Serie überführt wurden. In NRW gibt es erste Überlegungen zur Entwicklung einer Brennstoffzellenhybrid-Rangierlok.
