Das Hyperloop-Konzept Entwicklung, Anwendungsmöglichkeiten und kritische Betrachtung

Diplomarbeit Sommersemester 2019

Matthias Plavec, BSc, BSc Matrikelnummer: 1710694816

Betreuung: FH-Prof. Dipl.-Ing. (FH) Dipl.-Ing. Frank Michelberger, EURAIL-Ing.

Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.at

Vorwort und Danksagung

Die vorliegende Diplomarbeit entstand im Rahmen des Studiums Bahntechnologie und Management von Mobilitätssystemen an der Fachhochschule St. Pölten.

Ich erfuhr erstmals im August 2013 vom Hyperloop-Konzept, als dieses der breiten Öffentlichkeit vorgestellt wurde. Seither habe ich die Entwicklungen rund um dieses neue Verkehrsmittel rege verfolgt. Die Idee eines komplett neuen Verkehrssystems und die dahinterstehende Technologie finde ich besonders reizvoll. Bestehende offene Fragen zur tatsächlichen Machbarkeit, der Sinnhaftigkeit und der Finanzierbarkeit des Systems haben mich dazu bewogen mich mit dem Themenkomplex im Rahmen meiner Diplomarbeit genauer auseinanderzusetzen.

Ich möchte mich an dieser Stelle bei meinem Betreuer, Herrn FH-Prof. Dipl.-Ing. (FH) Dipl.- Ing. Frank Michelberger, für seine unkomplizierte und entgegenkommende Betreuung der Arbeit, bedanken

Ebenso gilt mein Dank meinen Eltern, die mir mein Studium durch ihre Unterstützung ermöglicht haben.

Außerdem möchte ich auch meiner Freundin für ihre Geduld während des Erstellens dieser Arbeit danken.

Für das Wecken meines Interesses an der Eisenbahn und für die Unterstützung bei der Erstellung der Arbeit bedanke ich mich abschließend nochmals besonders bei meinem Vater.

Matthias Plavec

Wien, Juli 2019

1 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Erklärung zur Veröffentlichung

Der Autor erklärt sich damit einverstanden, dass die FH St. Pölten die vorliegende Arbeit in geeigneter Weise unter Nennung des Autors bzw. in der vorliegenden Originalform als .pdf- Datei oder in gedruckter Form veröffentlichen darf.

Eidesstattliche Erklärung

Ich erkläre hiermit an Eides Statt, dass ich die vorliegende Diplomarbeit selbständig angefertigt habe. Die aus fremden Quellen direkt oder indirekt übernommenen Gedanken sind als solche kenntlich gemacht.

Die Arbeit wurde bisher weder in gleicher noch in ähnlicher Form einer andern Prüfungsbehörde vorgelegt und auch noch nicht veröffentlicht.

2 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wird zuerst die historische Entwicklung des Schienenhochgeschwindigkeitsverkehrs und der Magnetschwebebahn erörtert. In Folge wird das Hyperloop-Konzept vorgestellt, aktuelle Entwicklungen erörtert und mögliche Anwendungsfälle analysiert.

Das Hyperloop-Konzept wurde erstmals im Jahr 2013 vorgestellt und ist ein Verkehrssystem, bei dem Kapseln in einer geschlossenen Röhre (mit einem niedrigeren Luftdruck) transportiert werden. Obwohl die grundsätzliche technologische Machbarkeit des Konzepts nicht bezweifelt wird, gibt es noch einige offene Fragen bezüglich der konkreten Umsetzung. Besonders die geringe Systemkapazität und die zu niedrigen Kostenannahmen werden kritisiert.

Mittlerweile arbeitet eine Vielzahl an Unternehmen an einer Umsetzung des Hyperloop- Konzepts und es werden zahlreiche mögliche Hyperloop-Strecken diskutiert. Prinzipiell scheint eine Umsetzung von Hyperloop-Strecken derzeit nur als reine Punkt-zu-Punkt-Verbindungen sinnvoll. Eine mögliche erste Hyperloop-Strecke würde wichtige Erkenntnisse über die tatsächlichen Bau- und Betriebskosten bringen. Dies würde eine fundierte Bewertung der Wirtschaftlichkeit wesentlich vereinfachen.

Abstract

This thesis begins with an overview of the historical evolution of high-speed rail systems and Maglev trains. The paper subsequently focuses on the Hyperloop concept and analyses possible applications of this new transport system.

The Hyperloop was first introduced in 2013 and is a proposed mode of passenger and/or freight transportation. The system consists of a sealed tube through which a pod may travel nearly free of air resistance. Although there are no doubts concerning the technological feasibility, there is criticism regarding the concrete implementation of the Hyperloop. Critics especially question the small system capacity and estimate that the actual costs would be substantially higher than the initial cost assumptions.

Numerous companies are currently working on implementing the Hyperloop concept and different Hyperloop-routes are being discussed. An implementation of the Hyperloop only makes sense as a pure point to point connection. A possible first Hyperloop route would provide important insights into the actual construction and operating costs.

3 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung ...... 6 1.1 Problemstellung ...... 6 1.2 Forschungsfragen und Ziel der Arbeit ...... 7 1.3 Methoden ...... 8 1.4 Untersuchungsraum ...... 9

2 Grundlagen Bahnen ...... 10 2.1 Überblick Arten von Bahnen ...... 10 2.2 Konventionelle Eisenbahn...... 12 2.2.1 Betriebliche und Technologische Grundlagen ...... 12 2.2.2 Organisatorische Grundlagen ...... 14 2.2.3 Aktuelle Entwicklungen im EU-Raum ...... 15 2.2.4 Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr ...... 17 2.2.5 Besonderheiten und Problematik des Schienenhochgeschwindigkeitsverkehrs 21 2.3 Andere Bahnsysteme mit mechanischer Spurhaltung ...... 24 2.4 Magnetschwebebahnen ...... 25 2.4.1 Technologische Grundlagen ...... 25 2.4.2 Historische Entwicklung ...... 27 2.4.3 Transrapid ...... 28 2.4.4 JR-Maglev ...... 32 2.4.5 Vergleich mit dem Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr ...... 34

3 Das Hyperloop-Konzept ...... 39 3.1 Vorgänger des Hyperloops ...... 39 3.2 Idee und Entwicklung ...... 41 3.3 Das Konzept ...... 42 3.3.1 Technische Umsetzung ...... 43 3.3.2 Betriebliche Umsetzung ...... 46 3.3.3 Kostenschätzung ...... 47 3.4 Rezeption und fachliche Kritik ...... 48 3.4.1 Grundsätzliche Bedenken...... 48 3.4.2 Finanzierung und Wirtschaftlichkeit ...... 51 3.5 Aktuelle Entwicklungen ...... 53 3.5.1 SpaceX ...... 53 3.5.2 Hyperloop Transportation Technologies...... 54 3.5.3 Virgin Hyperloop One ...... 56 3.5.4 TransPod ...... 58 3.5.5 Hardt Hyperloop ...... 59 3.5.6 Weitere Hyperloop-Initiativen ...... 60 3.6 Überblick vorgeschlagene Strecken ...... 61

4 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

4 Betriebskonzept Hyperloop ...... 65 4.1 Allgemeine Überlegungen ...... 65 4.2 Streckenplanung und Stationen ...... 66 4.3 Kapseln und Fahrkomfort ...... 68 4.4 Sicherheit ...... 69 4.5 Zusammenfassung möglicher Betriebsablauf ...... 70

5 Vergleich der Verkehrsmittel auf ausgewählten Verbindungen ...... 74 5.1 Erläuterung der Streckenauswahl ...... 74 5.2 Wien – Bratislava ...... 74 5.2.1 Überblick ...... 74 5.2.2 Bewertung des Projektes ...... 75 5.3 Abu Dhabi – Dubai...... 77 5.3.1 Überblick ...... 77 5.3.2 Bewertung des Projektes ...... 78

6 Conclusio ...... 82

Literatur...... 85

Abbildungsverzeichnis ...... 100

Tabellenverzeichnis ...... 101

Abkürzungsverzeichnis ...... 102

Anhang ...... 103

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1 Einleitung

1.1 Problemstellung

Im August 2013 stellte der Unternehmer Elon Musk in einem White Paper das Hyperloop- Konzept vor. Der Hyperloop ist grundsätzlich ein Hochgeschwindigkeits-Transportsystem, in dem eine Magnetschwebebahn in einer Röhre mit Unterdruck befördert wird.

Musk stellte sein Konzept der Öffentlichkeit frei, sozusagen als „open-source“, zur Verfügung. In Folge kam es zu der Gründung von einigen Privatunternehmen und Kooperationen, die sich mit der Hyperloop-Technologie genauer beschäftigen, beziehungsweise das vorgeschlagene Konzept in der Praxis umsetzen wollen. Diese Unternehmen treten teilweise auch in regen Austausch mit Forschungseinrichtungen und Universitäten. Seit der ersten Erwähnung gibt es auch reges Interesse am Hyperloop von Seiten diverser Staaten, Städten oder größeren Regionen. Diese wünschen sich oftmals eine Umsetzung des Konzepts in der jeweiligen Region und fördern teilweise auch Machbarkeitsstudien oder anderweitige Projekte. Außerdem investieren teilweise auch etablierte Unternehmen aus der Bahn- und Logistikbranche in diverse Hyperloop-Projekte, beziehungsweise Unternehmen.

Seit der Vorstellung im Sommer 2013 gibt es jedoch auch einige Kritik am Hyperloop-Konzept. Diese bezieht sich vor allem auf Fragen zu der technologischen Umsetzung und dem Fehlen von klaren Plänen und Aussagen zur Finanzierung und Wirtschaftlichkeit der Hyperloop- Projekte.

Es stellt sich daher allgemein die Frage ob der Hyperloop ein sinnvolles neues Transportsystem wäre und wie sich dieser gegenüber der Schiene oder auch dem Flugzeug präsentiert. Außerdem ist die mögliche betriebliche Umsetzung in der Praxis derzeit noch komplett offen.

Hier ist besonders interessant welche Voraussetzungen das Hyperloop-Konzept benötigt und wie ein etwaiger Betriebsablauf einer Hyperloop-Verbindung aussehen könnte.

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1.2 Forschungsfragen und Ziel der Arbeit

Die Arbeit soll einen Überblick über die Entwicklung des Hyperloop-Konzepts geben. Dabei sollen neben der technischen Umsetzung auch die derzeit aktiven Hyperloop-Unternehmen und geplanten Strecken erläutert werden. Abschließend soll ein mögliches Betriebskonzept entworfen werden und zwei mögliche Hyperloop-Projekte analysiert werden.

Ein wesentlicher Schwerpunkt der Arbeit liegt hierbei auf den allgemeinen Systemeigenschaften des Schienenverkehrs und des Hyperloops liegen. Im Zuge dessen soll mit der Magnetschwebebahn auch ein System des spurgebundenen Hochgeschwindigkeitsverkehrs analysiert werden, welches sich bisher nicht gegenüber dem Schienenverkehr durchsetzen konnte.

Neben den genauen technischen Eigenschaften des Hyperloops und den wichtigsten Unternehmen wird dabei auch die Kritik am Konzept tiefergehend behandelt.

Der Vergleich zwischen dem Hyperloop und dem Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr erfolgt in den Kapiteln zur Kritik am Hyperloop und am Ende der Arbeit, bei der Analyse von zwei Beispiel-Projekten.

Hier werden in erster Linie der aktuelle Projektstatus, die notwendigen Voraussetzungen, die allgemeine Machbarkeit und mögliche betriebliche Abläufe behandelt werden. Ergänzend wird auch, sofern es die verfügbare Datenbasis zulässt, die Wirtschaftlichkeit der vorgeschlagenen Verbindungen bewertet, beziehungsweise abgeschätzt.

Ausgehend von diesen Zielen für die Arbeit lassen sich folgende Forschungsfragen ableiten:

 Wie kann das Hyperloop-Konzept in der Praxis umgesetzt werden?

Unterfragen:  Wie stellte sich die Entwicklung des Hyperloops, bzw. von etwaigen Vorgänger- Systemen dar?  Warum konnten sich Magnetschwebebahnen bislang in der Praxis nicht als alternatives Verkehrsmittel durchsetzen?  Welche Vorteile hat das Hyperloop-Konzept gegenüber den konventionellen (= derzeit vorhandenen) Verkehrsmitteln?  Welche Kritik gibt es am Hyperloop und welche Probleme könnten sich bei der Realisierung des Hyperloops ergeben?  Wie könnten die betrieblichen Abläufe des Hyperloop-Konzepts aussehen?

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 Wie ist das Hyperloop-Konzept im Vergleich mit anderen Bahnsystemen zu bewerten?  Für welche Anwendungsfälle ist der Hyperloop geeignet?

1.3 Methoden

Die Arbeit baut vor allem auf einer intensiven Literaturrecherche auf. Da das Hyperloop- Konzept erst im Jahr 2013 erstmals erwähnt wurde ist ein Verwenden von Internet-Quellen unumgänglich. Es gibt nur wenige nicht-digitale Veröffentlichungen, die den Hyperloop bereits berücksichtigen, beziehungsweise erwähnen. Die umfangreiche Verwendung von Internet- Quellen hat außerdem den wesentlichen Vorteil aktuelle Entwicklungen und zusätzliche Informationen direkt in die Arbeit einarbeiten zu können.

Für den Abschnitt der Arbeit, der sich mit den Grundlagen des konventionellen Schienenverkehrs beschäftigt, wird auf diverse Werke und Lehrbücher zum System Bahn zurückgegriffen.

Ergänzend zu der Literaturrecherche wird im Zuge der Arbeit ein kurzes Betriebskonzept erstellt. Dieses soll die wichtigsten System-Bestandteile und zu berücksichtigende Fragestellungen behandeln. Ziel ist die Erarbeitung eines Grobkonzeptes, welches erläutern soll wie der Hyperloop-Betrieb in der Praxis umgesetzt werden könnte.

Im Zuge der Arbeiterstellung wurde auch wiederholt Kontakt mit diversen Unternehmen, welche aktiv an einer Hyperloop-Lösung arbeiten, aufgenommen. Es verliefen jedoch alle Interviewfragen negativ, beziehungsweise wurde seitens der Unternehmen nur auf die Presse- Aussendungen verwiesen. Als ergänzende qualitative Methode wurde aber die Podiumsdiskussion „Rail meets Hyperloop“ besucht. Im Rahmen dieser konnten auch Fragen an die Experten und Expertinnen gestellt werden, beziehungsweise nach der Veranstaltung teilweise kürzere Unterredungen mit diesen gehalten werden. Eine Zusammenfassung dieser Veranstaltung befindet sich im Anhang.

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1.4 Untersuchungsraum

Aufbauend auf dem erstellten (Grob-)Betriebskonzept für den Hyperloop, und unter Berücksichtigung der lokalen Rahmenbedingungen, sollen im letzten Kapitel folgende Verbindungen, beziehungsweise Strecken, analysiert werden:

 Wien – Bratislava  Dubai – Abu Dhabi

Im Rahmen der restlichen Kapitel werden jedoch auch andere Projekte und Verbindungen kurz vorgestellt. Dies betrifft neben Hyperloop-Strecken, auch Magnetschwebebahn- und Eisenbahn-Verbindungen.

Zeitlich beschäftigt sich die Arbeit zuerst mit der bisherigen Entwicklung von spurgebundenen Bahnen. Die Analyse der Verbindungen findet dann vor allem mit Hinblick auf die mittel- und langfristige Zukunft der Projekte statt.

Da die Hyperloop-Technologie noch immer relativ neu ist und sich derzeit eine Vielzahl an Unternehmen und Forschungseinrichtungen damit beschäftigen, gibt es laufend neue Erkenntnisse, Ereignisse und Ankündigungen. Im Zuge der Arbeit wurde versucht den aktuellen Stand der Technologie und der diversen Projekte zum Stichtag 15. Juni 2019 zu erfassen. Teilweise werden auch noch spätere Ereignisse und Veröffentlichungen behandelt, in diesem Fall wurden Meldungen bis inklusive Ende Juli 2019 berücksichtigt.

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2 Grundlagen Bahnen

2.1 Überblick Arten von Bahnen

Die Begriffe „Schienenverkehr“ und „Bahn“ umfassen prinzipiell eine Vielzahl an verschiedenen Verkehrssystemen.

Grundsätzlich können Bahnen nach unterschiedlichen Kriterien unterschieden werden. Als erste, übergeordnete Unterteilung scheint jedoch eine Aufteilung hinsichtlich ihrer Bauart, beziehungsweise Antriebsart und der Organisation des Betriebs am sinnvollsten.1

In der Literatur gibt es teilweise verschiedene Auffassungen über die Eingrenzung des Begriffs „Bahn“. Die unterschiedlichen Definitionen sind vor allem damit zu erklären, dass unterschiedliche Kriterien für die Erstellung gewählt werden. Zum Beispiel sind laut FILIPOVIĆ (2015), nach antriebstechnischer Betrachtung, Bahnen alle „spurgebundenen Verkehrssysteme für den Personen- und Gütertransport, wobei die als Transportmittel eingesetzten Fahrzeugkompositionen (Züge) mit eigenem Antrieb versehen sind“. Seilbahnen zählen laut dieser Definition somit nicht zum Überbegriff der Bahnen.2

Der geläufige verkehrstechnische Begriff einer Bahn umfasst jedoch sehr wohl auch den Begriff der Seilbahnen. Bei dieser Einteilung wird vor allem die Gruppe der Schienenbahnen (teilweise auch als Reibungsbahnen bezeichnet) von den anderen Gruppen getrennt. Neben dieser Gruppe werden in den meisten Fällen dann die Magnetschwebahnen, (teilweise) die Zahnradbahnen und die Seilbahnen als separate Teilgruppen bezeichnet (siehe Abb. 1).1

Abbildung 1: Einteilung der Bahnen (Quelle: eigene Darstellung)3

1 Vgl. MATTHEWS 2007: 14. 2 FILIPOVIĆ 2015: 4f. 3 Vgl. MATTHEWS 2017: 15.

10 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Ergänzend zu den in Abbildung 1 dargestellten Bahnen gibt es noch einige Bahnen spezieller Bauart (z.B. Einschienenbahn, Hängebahn). Auf diese Systeme und wird in Kapitel 2.3. kurz genauer eingegangen.

Die Untergruppe der Schienenbahnen kann in Folge noch weiter unterteilt werden. Die für die Arbeit vor allem relevante Untergruppe sind hierbei vor allem die Eisenbahnen. Die restlichen Verkehrssysteme (wie auch Zahnrad- und Seilbahnen) zählen zwar ebenfalls zu Bahnen, sind für den Vergleich mit dem Hyperloop-System jedoch kaum relevant, da diese andere Verkehrsbedürfnisse bedienen.4

In Österreich werden im Eisenbahngesetz 1957 (§1, Abs. 1) Eisenbahnen in die Kategorien „Öffentliche Eisenbahnen“ (Haupt-, Neben- und Straßenbahnen) und „Nicht-öffentliche Eisenbahnen“ (Anschluss- und Materialbahnen) eingeteilt. Eine genauere Definition bezüglich der Systemeigenschaften ist im Gesetzestext nicht inkludiert. Aufgrund der Verwendung des Begriffs Eisenbahn ist jedoch rechtlich klar definiert, dass dieses Gesetz nicht für etwaige Magnetschwebahnen, und somit auch nicht für ein Hyperloop-System, gilt. 5

Davon unabhängig gibt es für andere Bahnen eigene Gesetze (z.B. Seilbahngesetz 2003). Für den Bereich der Magnetschwebahnen gibt es in Österreich derzeit jedoch kaum spezifische Vorschriften oder Gesetze. Dies liegt wohl in dem Umstand begründet, dass solche Systeme für Österreich bisher nicht relevant waren und es somit keinen Anlass gab die Gesetze anzupassen.

Die Definition in Deutschland ist der österreichischen Fassung durchaus ähnlich. Es wird im deutschen Allgemeinen Eisenbahngesetz (AEG) jedoch zusätzlich explizit festgehalten, dass Magnetschwebebahnen keine Eisenbahnen im Sinne des Gesetzes sind. Im Gegensatz zu Österreich gibt es in Deutschland für Magnetschwebebahnen mehrere eigene Gesetze und Verordnungen. In den meisten anderen EU-Mitgliedsstaaten berücksichtigt die jedoch nur die konventionelle Eisenbahn. Auch das Eisenbahnrecht der Europäischen Union bezieht sich ausschließlich auf die Eisenbahn und inkludiert keine anderen Bahnsysteme. 6 7 8

Wie bereits erwähnt, ist der Hyperloop ebenfalls ein spurgebundenes Verkehrsmittel und gehört semantisch wahrscheinlich zu der Gruppe der Magnetschwebebahnen. Bevor jedoch auf das System des Hyperloops genauer eingegangen werden kann, ist eine Betrachtung der klassischen Eisenbahn notwendigen. Im folgenden Kapitel werden daher die wichtigsten Charakteristika, technische Grundlagen und systemimmanenten Eigenschaften der konventionellen Eisenbahn erläutert. Nachdem in Folge kurz andere Arten von Bahnen

4 Vgl. MATTHEWS 2007: 15. 5 Vgl. BGBl. Nr. 113/1963 (idgF): Eisenbahngesetz 1957: §1. 6 Vgl. ALLGEMEINES EISENBAHNGESETZ 1993 (idgF.): §1 Abs. 2. 7 Vgl. EISENBAHN-BUNDESAMT 2019. 8 Vgl. z.B. EU 2012.

11 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

behandelt wurden, werden abschließend die Magnetschwebahnen, als indirekter Vorgänger des Hyperloops, genauer behandelt.

2.2 Konventionelle Eisenbahn

2.2.1 Betriebliche und Technologische Grundlagen

Grundsätzlich ist der Schienenverkehr ein äußerst komplexes Verkehrssystem. Da sich diese Arbeit in erster Linie mit dem Hyperloop beschäftigt kann hier nicht auf alle Details und Aspekte eingegangen werden. Stattdessen soll dieses Unterkapitel einen Überblick über die wesentlichen Charakteristika und systemimmanenten Eigenschaften des Systems Eisenbahn geben.

Neben der bereits erwähnten Aufteilung der Eisenbahn nach organisatorischen Kriterien (z.B. öffentlich, bzw. nicht-öffentlich) können die Eisenbahn-Systeme zum Beispiel auch anhand verschiedener Traktionsarten, verschiedenen Spurweiten, oder anderer Eigenschaften, in verschiedene Kategorien eingeteilt werden.

Das wesentliche Merkmal aller Eisenbahnen ist, dass die Übertragung der Kräfte über das Rad-Schiene-System (v.a. mittels der Reibung) erfolgt. Die Fahrzeuge fahren dabei mit, in der Regel stählernen, Rädern auf Schienen. Der Radsatz an den Fahrzeugen trägt, führt und überträgt die Kräfte. Dabei besteht zwischen Rad und Schiene ein Formschluss, sodass eine sichere Führung des Radsatzes durchgehend in Bögen und Geraden gewährleistet wird. Die Spurgebundenheit (durch die Schiene) und die geringe Reibung zwischen Rad und Schiene sind die wesentlichen Merkmale, und gleichzeitig Vorteile, der Eisenbahn.9 10

Der große Erfolg und die fast weltweite Verbreitung der Eisenbahn sind laut Pachl „auf den systemimmanenten Vorteil zurückzuführen, dass sich ein spurgeführtes System sehr gut für den Transport großer Massen mit hohen Geschwindigkeiten eignet.“ Dies gilt vor allem auch im Vergleich mit dem motorisierten Lastkraftwagen-(LKW)Verkehr auf der Straße.11

Andererseits ist das System Bahn wesentlich komplexer als die Straße. Auf der Straße wird pro Fahrzeug jeweils nur ein Fahrer oder eine Fahrerin benötigt. Bei der Eisenbahn ist das Pendant dazu der Triebfahrzeugführer oder die Triebfahrzeugführerin. Diese/r entscheidet jedoch in der Regel nicht selbständig über eine etwaige Änderung der Fahrtrichtung (z.B. bei

9 Vgl. MATTHEWS 2007: 27. 10 Vgl. JANICKI 2016: 15. 11 PACHL 2018: 1.

12 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

einem Gleis-Wechsel). Solche Entscheidungen liegen im Aufgabengebiet einer weiteren Ebene, nämlich dem Fahrdienstleiter, beziehungsweise der Fahrdienstleiterin.11 12

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Eisenbahn ist der äußerst lange Bremsweg. Der Haftreibungswert zwischen Rad und Schiene ist bei der Bahn ca. achtmal kleiner als im Straßenverkehr. Aus diesem Grund ist das „Fahren auf Sicht“ bei Vollbahnen auch eher eine Ausnahme, stattdessen muss der Triebfahrzeugführer, beziehungsweise die Triebfahrzeugführerin vor allem auf die Signalisierung entlang der Strecke reagieren. Nur im städtischen Nahverkehr und bei Verschub-Fahrten ist „Fahren auf Sicht“ weiterhin üblich.12

Zur Steuerung der Signale, Weichen und sonstiger Anlagen, wie auch um einen möglichst sicheren Zugbetrieb zu erreichen, ist eine besondere Steuerungs- und Sicherungstechnik notwendig. Zusätzlich sind besondere Sicherungsmaßnahmen unter anderem für Bahnübergängen und Eisenbahnkreuzungen (falls diese niveaugleich ausgeführt sind), wie auch für Eisenbahntunnel notwendig. Historisch war die technische Zugsicherung ursprünglich vor allem eine Unterstützung für den Menschen, der für diesen Bereich zuständig war. In den letzten Jahrzehnten nahmen die Komplexität und der Umfang dieser Sicherungssysteme jedoch deutlich zu. Als Folge dessen übernehmen diese Systeme mittlerweile bereits Aufgaben, die früher eine menschliche Arbeitskraft durchführte. Als Beispiel seien hier zum Beispiel Zugsicherungs-Systeme wie das European Train Control System (ETCS) genannt, die einer der wichtigsten Bestandteile sind um die Sicherheit des Fahrtbetriebes wesentlich zu erhöhen. Diese Zugsicherungs-Systeme übernehmen in ihren modernsten Ausführungsversionen teilweise direkt die Steuerung des Zuges und leiten zum Beispiel eine Notbremsung ein, wenn die zulässige Höchstgeschwindigkeit überschritten wird.13 14

Bereits erwähnt wurde, dass durch das Zusammenspiel zwischen Rad und Schiene die Reibung deutlich verringert wird. Diese geringere Reibung wirkt sich auch positiv auf das Verhältnis zwischen Energiebedarf und (Beförderungs-) Leistung des Zuges aus. Wegen des geringen Rollwiderstandes auf der Schiene, ist die Bahn wesentlich Energieeffizienter als Transporte und Verkehre auf der Straße.15

Hinsichtlich der notwendigen Energie für die Leistung gibt es je nach Strecke und Bahnen andere Lösungen. Prinzipiell sind in West- und Mitteleuropa in der Regel die meisten Hauptstrecken jedoch elektrifiziert. Vor allem auf nicht-elektrifizierten Nebenbahnen kommen jedoch, auch in Österreich, weiterhin Triebfahrzeuge mit Dieseltraktion zum Einsatz. Züge mit Dampftraktion sind hingegen außer für touristische Sonderfahrten nicht mehr relevant. Alternative Antriebe, wie zum Beispiel Wasserstoff-Antriebe oder ein Betrieb mit

12 Vgl. HAUSMANN UND ENDERS 2017: 9. 13 Vgl. PACHL 2018: 1ff. 14 Vgl. HAUSMANN UND ENDERS 2017: 9f. 15 Vgl. JANICKI 2016: 15.

13 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Akkumulatoren, werden derzeit kaum genutzt, dies könnte sich in Zukunft jedoch ändern. Beispielweise forscht Siemens an einer Akku-Version der Baureihe Desiro ML („ÖBB Cityjet eco“). Der Verkehrsverbund Rhein-Main hat hingegen unlängst beim französischen Fahrzeughersteller Alstom 27 Triebzüge mit Wasserstoff-Antrieb bestellt.16 17 18

2.2.2 Organisatorische Grundlagen

Auch hinsichtlich der Organisation gibt es beim Schienenverkehr einige Besonderheiten. Bei Eisenbahnunternehmen wird zwischen folgenden Unternehmensarten unterschieden:

 Eisenbahninfrastrukturunternehmen (EIU)  Eisenbahnverkehrsunternehmen (EVU)  Integriertes Eisenbahnunternehmen

Ein Eisenbahninfrastrukturunternehmen (EIU) betreibt die Infrastruktur. Dies bedeutet, dass das Unternehmen unter anderem für das Vorhalten der Schienenwege, für die Fahrtrassenplanung, die Fahrplanerstellung und für die Führung der Betriebsleitung und Überwachung der Sicherungssysteme zuständig ist. Somit fallen beispielweise auch die Fahrdienstleitungen in das Aufgabenfeld des EIU.19

Ein Eisenbahnverkehrsunternehmen (EVU) erbringt hingegen Verkehrsleistungen auf einer Eisenbahninfrastruktur und können im Güter- und Personenverkehr tätig sein.19

Integrierte Eisenbahnunternehmen sind sowohl EIU, wie auch EVU. In Österreich, wie auch den meisten Ländern West- und Mitteleuropas, sind in der Regel vor allem die Betreiber von Neben- und Schmalspurbahnen integrierte Eisenbahnunternehmen.19

Da bei der Eisenbahn die Steuerung des Systems über die Fahrwege funktioniert ist die Betriebsführung eine systemimmanente Aufgabe des EIU. Das EVU bestellt bei diesem eine „Fahrplantrasse, die die zeitliche und räumliche Inanspruchnahme der Infrastruktur durch eine Zugfahrt beschreibt“. Für die Nutzung einer solchen Trasse hat das EVU ein Entgelt an das EIU zu entrichten. Die Aufgabe des EIU ist es, im Zuge der Fahrplanerstellung, sicherzustellen, dass es zwischen verschiedenen Fahrplantrassen zu keinen Konflikten kommt.19

Bereits seit den 1990er-Jahren plant die Europäische Union, beziehungsweise die Eisenbahnagentur der Europäischen Union (EU), die schrittweise Liberalisierung des Schienenverkehrs-Marktes. Ziel der Liberalisierung ist es den Markt für alle EVU gänzlich zu öffnen und etwaige Hindernisse eines freien Wettbewerbs abzuschaffen. Hierfür ist eine

16 Vgl. FILIPOVIĆ 2015: 6. 17 Vgl. SIEMENS o. J. 18 Vgl. FOCKENBROCK 2019. 19 Vgl. PACHL 2018: 4.

14 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Trennung zwischen den Bereichen Eisenbahninfrastruktur und dem Absatz, also der Verkehrsdienstleistung selbst, notwendig. Im Bereich der Eisenbahninfrastruktur hält das EIU bei vielen Einrichtungen und Systembestandteilen ein natürliches Monopol. Dies liegt darin, dass es zum Beispiel nur ein zuständiges Unternehmen für die Trassenvergabe auf einer bestimmten Strecke geben kann. In den meisten europäischen Staaten wird die Infrastruktur, mit den Ausnahmen von Privat-, Neben- und Schmalspurbahnen, von einem EIU bereitgestellt, dass aus der ehemaligen „Staatsbahn“ hervorgegangen ist und weiterhin in Besitz des Staates ist. In Österreich ist dies zum Beispiel die ÖBB Infrastruktur AG. Das EIU muss allen Unternehmen den diskriminierungsfreien Zugang zu der Infrastruktur ermöglichen und darf dabei auch nicht „Schwester-Unternehmen“, in Österreich zum Beispiel die ÖBB Personenverkehr AG, bevorzugen.20 21

2.2.3 Aktuelle Entwicklungen im EU-Raum

Die Eisenbahn ist in der Politik zunehmend ein wichtiger Faktor geworden. Mit dem Pariser Abkommen haben sich die unterzeichnenden Staaten 2015 zu einer Begrenzung der (menschverursachten) Erderwärmung von maximal unter zwei Grad Celsius verpflichtet. Hierfür werden wesentliche CO²-Reduktionen notwendig sein. Der Verkehrssektor gilt als einer der Hauptverursacher von Treibhausgasemissionen. Um die Ziele von Paris zu erreichen sind daher wesentliche Änderungen im Verkehrswesen unbedingt notwendig. Neben Maßnahmen wie der Förderung von alternativen Antriebe (z.B. Elektroautos) oder einer Ökologisierung des Steuersystems, kommt auch dem Schienenverkehr eine Schlüsselrolle zu. Dieser hat eine deutlich bessere Umweltbilanz als der Flug- oder der Straßenverkehr und könnte die Schadstoffbelastung im Verkehrssektor deutlich senken.22 23

Wohl auch aus diesem Grund ist derzeit in der EU eine gewisse „Renaissance“ der Eisenbahn zu beobachten. Viele Staaten investieren derzeit die nationalen Eisenbahnnetze und die EIU setzen im Auftrag der Staaten große Infrastrukturprojekte um. Diese Infrastrukturprojekte werden teilweise auch von der EU finanziell unterstützt. Hierzu hat die EU Ende 2013 die sogenannten TEN-V (=Transeuropäische Verkehrsnetze) Leitlinien als Verordnungen erlassen, in denen die Regelungen für die Finanzierung von EU-Seite für die transeuropäischen Netze festgehalten werden. Kerninhalt der Leitlinien ist die Aufteilung des Eisenbahnnetzes in ein hochrangiges Kernnetz und ein Gesamtnetz. Bis 2030 soll vorrangig

20 Vgl. SCHIENEN-CONTROL GMBH 2018: 18-21. 21 Vgl. EU 2001. 22 Vgl. DER STANDARD 2015. 23 Vgl. VCÖ 2019.

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das Kernnetz umgesetzt, beziehungsweise die Strecken ausgebaut, werden. Aus diesem Grund konzentrieren sich auch die EU-Förderungen auf die festgelegten Kernnetz-Korridore.24

Die EU hat in dem 2011 veröffentlichen Weißbuch zum Verkehr das Ziel festgelegt, bis spätestens 2050 den Großteil des Personenverkehrs, über mittlere Entfernungen, auf die Schiene zu verlagern. Mittelfristig (bis 2030) ist in der Strategie eine Verdreifachung der Streckenlänge des Hochgeschwindigkeits-, beziehungsweise Hochleistungsnetzes vorgesehen. Um diese Ziele zu erreichen soll ein einheitlicher europäischer Eisenbahnraum geschaffen werden, der auch für den marktwirtschaftlichen Wettbewerb komplett geöffnet werden soll. Die EU erhofft sich durch diese Liberalisierung des Schienenmarktes, welche die gemein- und eigenwirtschaftlichen Verkehre betrifft, vor allem eine Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der Schiene. Die Umsetzung dieser Pläne erfolgt im Rahmen der sogenannte „Eisenbahnpakete“, welche eine Vielzahl von Maßnahmen und Änderungen zusammenfassen. Für einen funktionierenden Wettbewerb ist unter anderem die Auftrennung der ehemaligen „Staatsbahnen“ in EIU und EVU notwendig, wie bereits im vorherigen Unterkapitel erläutert wurde. Das vierte Eisenbahnpaket, mit dem die Schaffung eines einheitlichen Eisenbahnwirtschaftraumes vorerst abgeschlossen werden soll, wurde 2016 im Europäischen Parlament beschlossen.25

In der Vergangenheit hat sich die Eisenbahn in den europäischen Ländern teilweise sehr unterschiedlich entwickelt. Die Auswirkungen davon sind noch heute bestehende technische Unterschiede zwischen den EU-Mitgliedsstaaten. Um die Wettbewerbsfähigkeit des grenzüberschreitenden Bahnverkehrs im europäischen Raum zu verbessern, strebt die EU daher die Harmonisierung dieser Unterschiede an. Die Unterschiede betreffen vor allem folgende Teilbereiche:26

 Spurweite (z.B. Spanien, Portugal, Finnland: Breitspur; Rest-EU: Normalspur)  Lichtraumprofil  Stromsystem (eine Vereinheitlichung wäre äußerst kostenintensiv)  Fahrleitung und Stromabnehmer  Fahrweg- und Zugsicherung

Um die Interoperabilität des Gesamtsystems Bahn zu verbessern möchte die EU langfristig eine die Harmonisierung von möglichst vielen betriebsrelevanten Vorschriften, Normen und technischen Systemen erreichen. Die Richtlinien zur Interoperabilität enthalten diverse technische Vorgaben (sog. TSI – technische Spezifikationen für die Interoperabilität) und betreffen praktisch alle wesentlichen Aspekte des Systems Bahn. Diese Vorschriften betreffen jedoch nur neues Fahrzeugmaterial, beziehungsweise neu zu errichtende Infrastruktur,

24 Vgl. BMVIT 2019: 3-5. 25 Vgl. EU 2019: 1-4. 26 Vgl. FILIPOVIĆ 2015: 233f.

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bestehende Infrastruktur und bestehendes Wagenmaterial wird von den TSI-Vorschriften nicht umfasst. Im Zuge der europaweiten Harmonisierung sollen zum Beispiel auch die Zugsicherungssysteme vereinheitlicht werden. Hierfür wurde das European Rail Traffic Management System, beziehungsweise das European Train Control System (ETCS) entwickelt.25 27

Seit den Maßnahmen der EU zur Ermöglichung des freien Wettbewerbs im Schienenverkehr kam es im europäischen Eisenbahnsystem zu einem tiefgreifenden strukturellen Wandel. In vielen europäischen Staaten stehen mittlerweile zahlreiche EVU im Wettbewerb zueinander und allgemein nimmt der Marktanteil der EVU, die aus den ehemaligen „Staatsbahnen“ hervorgegangen sind, ab. Durch den erhöhten Konkurrenzdruck, der eine direkte Folge der Liberalisierung des Schienenverkehrs ist, scheinen die Investitionen der Unternehmen in Innovationen und technologische Weiterentwicklungen teilweise gestiegen zu sein. Diese Beobachtung lässt sich vor allem im Güterverkehr machen wo der Wettbewerb in einigen Ländern bereits äußerst intensiv ist. Die Unternehmen investieren in erster Linie um die eigene Effizienz zu erhöhen und gegenüber der Konkurrenz einen Wettbewerbsvorteil zu erhalten.28‘29

2.2.4 Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr

Der Schienenverkehr kann im Personenverkehr prinzipiell in die zwei Teilgebiete Schienenpersonennahverkehr (SPNV) und Schienenpersonenfernverkehr (SPFV) unterteilt werden. Eisenbahnen des SPNV, wie zum Beispiel Nah- und Regionalbahnen oder U-Bahnen, sind für einen Vergleich mit dem Hyperloop weniger relevant, da mit diesen keine langen Entfernungen zurück gelegt werden. Das Hyperloop-Konzept scheint jedoch, wie in Kapitel 3 genauer erläutert wird, im Personenverkehr nur für den Fernverkehr geeignet zu sein. Bei einer Umsetzung des Hyperloops würde dieser wahrscheinlich (unter anderem) mit dem (Schienen- )hochgeschwindigkeitsverkehr konkurrieren. Aus diesem Grund wird in diesem Unterkapitel ein kurzer Überblick über die Entwicklung, die wesentlichen Eigenschaften und die Verbreitung des HGV gegeben.

Im Personenverkehr gelten Fahrtgeschwindigkeiten von bis zu 200 km/h, beziehungsweise im Güterverkehr von bis zu 120 km/h bereits auf vielen Strecken als Standard. Nach dem heutigen Stand der Technik sind jedoch Fahrgeschwindigkeiten von bis mindestens 350 km/h im Regelbetrieb relativ leicht umsetzbar. Der aktuelle Geschwindigkeits-Weltrekord für einen

27 Vgl. FIEDLER UND SCHERZ 2012: 413f. 28 Vgl. STOPKA 2009: 87. 29 Vgl. JANICKI 2016: 16.

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Eisenbahnzug liegt derzeit bei 574,8 km/h und wurde 2007 durch eine Spezialversion des französischen TGV aufgestellt.30 31

Der Begriff Hochgeschwindigkeitsverkehr (HGV) bezeichnet im Schienenverkehr grundsätzlich jeden planmäßigen Zugverkehr mit Geschwindigkeiten von mindestens 200 km/h. Aus dieser Definition folgt, dass nicht alle SPFV-Züge auch HGV-Züge sind. Umgekehrt erbringen in der Regel jedoch praktisch alle Züge mit planmäßigen Geschwindigkeiten über 200 km/h Verkehrsleitungen im Schienenpersonenfernverkehr, teilweise jedoch ergänzend auch im SPNV. Der Hochgeschwindigkeitsverkehr wird in der Literatur teilweise als von der „klassischen“ Eisenbahn in gewisser Weise divergierendes System gesehen. Dies wird vor allem mit Unterschieden bei den Fahrzeugen, der Infrastruktur und den allgemeinen Betriebsbedingungen begründet. Oftmals werden den Fahrgästen in Hochgeschwindigkeitszügen auch zusätzliche Leistungen angeboten. Dies kann zum Beispiel das Angebot von verschiedenen Fahrklassen (z.B.: Unterscheidung zwischen zweiter und erster Klasse) oder eine Verpflegung mit Speisen- und Getränken über ein Bordrestaurant sein.32

Tabelle 1: Überblick historische Entwicklung des Hochgeschwindigkeitsverkehrs33

Jahr Ereignis

1933 Erster planmäßiger Hochgeschwindigkeitsverkehr (Höchstgeschwindigkeit von 160 km/h) zwischen Hamburg und Berlin mit dem Dieseltriebwagen „Fliegender Hamburger“, betrieben von der Deutschen Reichsbahn. 1964 Eröffnung der weltweit ersten (modernen) Hochgeschwindigkeitsstrecke zwischen Tokio und Osaka (Japan). Der Verkehr wurde mit der ersten Baureihe der Shinkansen-Triebwägen erbracht. 1981 Aufnahme des TGV-Betriebs auf dem ersten Abschnitt der Strecke Paris – Lyon 1991 Eröffnung der Schnellfahrstrecke Hannover – Würzburg und Betriebsaufnahme des InterCityExpress (ICE) der Deutschen Bahn 1994 Eröffnung des Eurotunnels zwischen Frankreich und Großbritannien, Start der Eurostar-Verbindungen zwischen London und Paris (später auch u.a. Brüssel) 2000 Erster Hochgeschwindigkeitsverkehr auf der Strecke Washington D.C. – New York City – Boston (Acela Express) 2004 Start erster Bauarbeiten für das HGV-Netz in China Aktuell Kontinuierlicher Ausbau von Hochgeschwindigkeitsstrecken, v.a. in Europa, China und Japan.

30 Vgl. FILIPOVIĆ 2015: 232. 31 Vgl. DER STANDARD 2007. 32 Vgl. JANICKI 2016: 99. 33 Eigene Darstellung, anhand JANIĆ 2014.

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Verglichen mit anderen Verkehrsmitteln gilt die Eisenbahn als sehr sicher und umweltfreundlich. In der Vergangenheit haben sowohl der Luftfahrtsektor, wie auch der Automobilsektor viele Verbesserungen eingeführt und sich als relativ offen für Innovationen in ihrem System gezeigt. Dies hatte starke negative Auswirkungen auf den Marktanteil der Schiene auf Mittel- und Langstrecken. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts entschieden sich einige Länder aktiv das Zurückfallen der Eisenbahn zu stoppen und begannen mit der Einführung eines neuen Konzepts für die Schienenfernverkehr. Anstatt bestehende Strecken auszubauen, wurde nun in Ländern wie Japan, Frankreich und Deutschland in erster Linie neue, dezidierte Hochgeschwindigkeitsstrecken gebaut.34

Wie auch in Tabelle 1 ersichtlich, gilt Japan als das Mutterland des modernen HGV. Bereits 1964 wurde die erste Shinkansen-Hochgeschwindigkeitsstrecke eröffnet. Der Bau dieser Strecke war notwendig geworden, da das restliche Eisenbahnnetz Japans ein Schmalspur- Netz ist und diese konventionellen Züge an die Grenzen ihrer Kapazität und Leistungsfähigkeit kamen. Die Shinkansen-Züge sind vor allem für die sehr dichte Zugfolge und die extrem hohe Pünktlichkeit und Verlässlichkeit bekannt.35

Marktanteile im HGV 2017 (nach Personenkm) Andere Korea (Korail) 6% Spanien (RENFE) 2% 2% Deutschland (DB AG) 3%

Frankreich (SNCF) 7%

Japan (JR Group) 12% China (CR) 68%

Abbildung 2: Marktanteil an den weltweiten HGV-Personenkm je Land (2017) (Quelle: eigene Darstellung)36 a Ausgehend von Japan konnten sich auch in Taiwan und Südkorea HGV-Systeme etablieren. Mittlerweile hat jedoch China das mit Abstand größte HGV-Netz. In den letzten 15 Jahren wurde von Seiten der chinesischen Regierung enorm in den Schienenfernverkehr investiert

34 Vgl. UIC 2018: 4f. 35 Vgl. FILIPOVIĆ 2015: 233. 36 Vgl. UIC 2019. a Anm.: Die Definition der UIC ist etwas enger gefasst und zählt nur Strecken mit Fahrtgeschwindigkeiten von über 250 km/h als HGV (Ausnahme: Erbringung von SPFV-Leistungen, bei Geschwindigkeiten von 220-250 km/h).

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und praktisch alle wichtigen Regionen Chinas mit neuen Strecken verbunden. 2020 wird das Netz voraussichtlich eine Gesamtlänge von 13.000 km überschreiten. Insofern ist es nicht überraschend, dass China auch bei der Anzahl der Personenkilometer im Hochgeschwindigkeitsverkehr führend ist. Laut dem Internationalen Eisenbahnverband UIC wurden 2017 weltweit 844,8 Milliarden Personenkilometer im Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr erbracht. Davon entfallen 578 Milliarden auf China, wobei der Abstand zu Japan (101 Mrd. Personenkm), dass das Land mit dem zweitgrößten Gesamt-Fahrgastaufkommen, enorm ist.37 38

Die stark gestiegene Bedeutung Chinas ist auch daran zu erkennen, dass der weltweit größte Schienenfahrzeughersteller China Railway Rolling Stock Corporation ebenfalls aus China kommt. In Europa wird das Marktsegment der Hochgeschwindigkeitszüge jedoch, neben dem japanischen Unternehmen Hitachi, vor allem von den Unternehmen Siemens (ICE – siehe Abbildung 3) und Alstom (TGV) dominiert.39

Abbildung 3: Beispiel für einen HGV-Zug: ICE 3 auf einer Neubaustrecke (Quelle: TERFLOTH 2007)

In Europa wird, wie bereits erwähnt, der Bau eines transeuropäischen Schienenverkehrsnetzes von der EU aktiv unterstützt. Dies inkludiert insbesondere den Hochgeschwindigkeitsverkehr, dem ein hoher Stellenwert eingeräumt wird. Die bedeutendsten HGV-Netze Europas sind unter anderem das LGV-Netz in Frankreich („Lignes à Grande Vitesse“), welches Großteils mit den TGV-Zügen betrieben wird, das AVE-Netz in Spanien und die Hochgeschwindigkeitsstrecken in Deutschland und Italien. Auch in den nächsten Jahren wird das Netz weiterhin ausgebaut, zum Beispiel ist für 2026 die Eröffnung des

37 Vgl. JANIĆ 2014: 243. 38 Vgl. UIC 2019. 39 Vgl. TIROLER TAGESZEITUNG 2017.

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Brennerbasistunnels (Entwurfsgeschwindigkeit von 250 km/h) zwischen Österreich und Italien geplant.40 41

In den USA gibt es derzeit nur auf der Ostküste die HGV-Strecke Washington D.C. – New York City – Boston. Die auf dieser Strecke verkehrenden Triebzüge sind als Acela Express bekannt, erreichen im Regelbetrieb jedoch nur Geschwindigkeiten von bis zu 240 km/h. Bis 2021 plant der Betreiber Amtrak für die Strecke diverse infrastrukturelle Baumaßnahmen, welche vor allem die Trassenkapazität und den Fahrtkomfort steigern sollen. Außerdem wurden 28 neue Triebzüge bei Alstom bestellt. Abgesehen von der Ostküste gibt es vor allem in Kalifornien schon seit Jahrzehnten Planungen für einen Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr. Prinzipiell soll im Endausbau eine neue Schnellfahrstrecke von Sacramento bis San Diego bestehen und einen HGV-Betrieb ermöglichen. Anfang 2019 wurde das Projekt jedoch vorerst auf einen nur 190 km langen Abschnitt reduziert, weswegen eine vollständige Umsetzung derzeit zweifelhaft erscheint.42 43

Abgesehen von den bereits erwähnten Ländern gibt es noch in einigen weiteren Staaten Planungen für HGV-Projekte (z.B. Brasilien), oder vor kurzem eröffnete Strecken (z.B. in Marokko oder Saudi-Arabien).40

2.2.5 Besonderheiten und Problematik des Schienenhochgeschwindigkeitsverkehrs

Der moderne Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr wurde prinzipiell als Ergänzung zum konventionellen Schienenverkehr eingeführt, um die Kapazität des Verkehrsmittels zu steigern. Die hohen Geschwindigkeiten haben in Folge zu einer deutlichen Verkürzung von Fahrzeiten geführt und die Wettbewerbsfähigkeit der Schiene gegenüber dem Flugzeug auf vielen Strecken deutlich erhöht. Ein Bau einer Hochgeschwindigkeitsstrecke ist grundsätzlich nur für Verbindungen sinnvoll, für welche es eine hohe Nachfrage gibt, die durch bestehende Eisenbahnverbindungen nicht genügend erfüllt wird. Außerdem ist auch die Entfernung zwischen den Städten, beziehungsweise Bahnhöfen, ein entscheidender Faktor. Ein HGV bringt volkswirtschaftliche Vorteile und erhöht die Erreichbarkeit von den Städten, in denen die Züge halten. Daraus ergibt sich jedoch ein gewisses Dilemma. Prinzipiell sollte der Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr möglichst viele Städte anbinden, damit diese von der besseren Erreichbarkeit profitieren. Mehr Aufenthalte entlang einer Hochgeschwindigkeitsstrecke führen jedoch zu einer Verschlechterung der eigentlichen Vorteile eines HGV, nämlich zu einer geringeren durchschnittlichen Fahrtgeschwindigkeit, längeren Fahrtzeiten und geringeren Kapazitäten. Daher ist, bezüglicher der Effizienz einer

40 Vgl. JANICKI 2016: 101-103. 41 Vgl. BBT SE 2019. 42 Vgl. AMTRAK 2016. 43 Vgl. RAILWAY GAZETTE INTERNATIONAL 2019.

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Strecke, die Durchschnittsgeschwindigkeit oftmals aussagekräftiger als die maximale Höchstgeschwindigkeit.44

Wie bereits erwähnt sind beim Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr Geschwindigkeiten von bis mindestens 350 km/h im Regelbetrieb relativ problemlos technisch machbar. Die Grundvoraussetzung für hohe Fahrtgeschwindigkeiten ist der intensive und umfangreiche Unterhalt der Gleisanlagen und der Fahrleitung, sowie des Fahrzeugmaterials selbst. Bei den Fahrzeugen sind vor allem die Räder und Achsen, die Federung und die Stromabnehmer von starker Abnützung betroffen. Die Kosten für die Instandhaltungsmaßnahmen und die diversen Überprüfungen sind beim HGV deutlich höher als bei Fahrtgeschwindigkeiten unter 200 km/h.45

Durch sehr große Krümmungsradien und eine hohe Genauigkeit bei der Gleisausführung ist die Spurführung auch bei sehr hohen Geschwindigkeiten sichergestellt. Der begrenzende Faktor hinsichtlich der maximalen Fahrtgeschwindigkeit ist nach heutigem Stand der Technik jedoch die Fahrleitung und die Stromübertragung an das Fahrzeug durch diese. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten kann hier (u.a.) der ständige Kontakt des Stromabnehmers zur Fahrleitung nicht mehr gewährleistet werden, wodurch Leistung verloren geht.45

Deutlich höhere Geschwindigkeiten als 350 km/h scheinen für den Regelbetrieb bei konventionellen Schienenhochgeschwindigkeits-Zügen derzeit nicht absehbar. Allgemein stößt das klassische Rad-Schiene-System bei diesen Geschwindigkeiten an sein Limit. Der zu überwindende Luftwiderstand steigt exponentiell mit höherer Geschwindigkeit, weswegen theoretisch eine sehr hohe Antriebsleistung notwendig wäre. Von einer Fahrgeschwindigkeit von 300 km/h ausgehend muss die Leistung zum Beispiel um das Fünffache ansteigen um eine Fahrgeschwindigkeit von 500 km/h zu erreichen. Zusätzlich ist der Luftwiderstand (und somit der Energieaufwand) in etwaigen Tunnel nochmals deutlich höher. Die benötigten Ausrüstungen für solche Energieleistungen sind derzeit technisch nicht umsetzbar und außerdem sind solche Zugkräfte auch nicht mehr durch Adhäsion auf die Schiene übertragbar. Davon abgesehen wäre außerdem der Energieverbrauch enorm und somit sowohl die ökologischen wie auch die ökonomischen Vorteile des HGV deutlich geringer.45

Der Bremsweg bei einer Vollbremsung beträgt bei 300 km/h bereits über 4 km und steigt ebenfalls exponentiell. Außerdem werden auch die Beschleunigungszeiten mit höheren Geschwindigkeiten immer länger. Dies hat zur Folge dass solch hohe Fahrtgeschwindigkeiten nur auf Strecken mit großen Haltestellenabständen auch zu wesentlichen Fahrzeitverkürzungen folgen würden. Aus diesen Gründen scheint, zumindest mittelfristig,

44 Vgl. GIVONI 2006: 609. 45 Vgl. FILIPOVIĆ 2015: 232f.

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eine Fahrtgeschwindigkeit von 350 km/h die Grenze für den konventionellen Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr zu sein.45

Das gesamte Eisenbahnsystem steht derzeit vor wesentlichen Herausforderungen. Diese betreffen sowohl den Güter- wie auch den Personenverkehr (SPNV und SPFV/HGV). Der Bedarf nach Transport- und Beförderungsleistungen steigt in der globalisierten Verkehrswelt ständig. Hier ist die Eisenbahn, vor allem mit Hinblick auf die Auswirkungen des zunehmenden Verkehrs auf die Umwelt, gefordert. Zwei der Hauptvorteile der Eisenbahn sind, verglichen mit den anderen Verkehrsträgern, die deutlich bessere Umweltbilanz und die hohe Sicherheit. Außerdem ist die Schiene in gewissen Marktbereichen auch hinsichtlich des Preises konkurrenzfähig gegenüber der Straße (v.a. beim Transport von hohen Volumen). Aufgrund dieser Argumente für die Eisenbahn erlebt diese derzeit in vielen Ländern eine Art „Renaissance“. Zahlreiche Staaten investieren wieder verstärkt in die Eisenbahn und planen zum Beispiel neue Hochgeschwindigkeitsverbindungen.46 47

Um die Herausforderungen im Verkehrsbereich zu bewältigen muss das System Eisenbahn jedoch noch effizienter und leistungsfähiger werden. Im Güter- und im Personenverkehr gewinnen außerdem die intermodalen Übergänge und Schnittstellen zu anderen Verkehrsmitteln an Bedeutung.46

Laut Meinung liegt gerade in den derzeitigen Ineffizienzen des Schienenverkehrs die Chance für andere Bahnsysteme. Würde die Eisenbahn das effizienteste und leistungsfähigste Verkehrsmittel gäbe es für diese keine Konkurrenz. Um sich gegenüber dem konventionellen Schienenverkehr durchsetzen müssten Magnetschwebebahnen oder auch der Hyperloop somit zumindest hinsichtlich einigen Faktoren die „bessere“ oder effizientere Lösung sein. Ob diese Systeme insgesamt tatsächlich mehr Vor- als Nachteile gegenüber der Eisenbahn haben wird in den folgenden Kapiteln noch behandelt werden.

46 Vgl. JANICKI 2016: 16f. 47 Vgl. VCÖ 2019.

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2.3 Andere Bahnsysteme mit mechanischer Spurhaltung

Wie bereits in der Einleitung dieses Kapitel erwähnt gibt es auch Bahnen, die für das Tragen, die notwendige Führung und den Antrieb ein anderes System als die Eisenbahn verwenden.

Nur am Rande erwähnt sollen hier Bahnen sein, die statt des Stahlrads auf pneu-, beziehungsweise „Gummi“-bereiften Räder fahren. Solch ein System kommt zum Beispiel bei der Pariser Metro zum Einsatz, wobei die Räder nicht auf Stahlschienen sondern auf Holz- und Betonbalken laufen. Solche Bahnen kommen prinzipiell nur im Nahverkehr zum Einsatz und sind hinsichtlich der betrieblichen Prozesse der Eisenbahn äußerst ähnlich.48

Ein weiterer Sonderfall ist die Einschienenbahn. Das wesentliche Merkmal dieser ist der einzelne Fahrweg, der meistens aufgeständert verläuft. Diese Bauweise erlaubt eine leichte Trennung vom restlichen Verkehr. Einschienenbahnen sind auch unter den Namen Monorail oder People Mover bekannt und eignen sich vor allem für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen. In der Regel erfolgt der Betrieb dabei weitgehend automatisiert. Hinsichtlich der konkreten Ausführung der Laufwerk-, Spurführungs-, oder Fahrwegskonstruktionen kommen verschiedene Lösungen zur Anwendung. Der häufigste Anwendungsfall für eine solche Bahn ist auf Flughäfen, als Verbindungsbahn zwischen den verschiedenen Terminals.48 49

Die letzte Bahnart, die im Rahmen der Arbeit außerdem noch erwähnt werden soll, ist die Hängebahn. Diese ist prinzipiell ebenfalls eine Einschienenbahn, nur ist diese nicht in aufgeständerter Art, sondern hängend ausgeführt. Das wohl bekannteste Beispiel für eine Hängebahn ist die Wuppertaler Schwebebahn, welche europaweit die einzige Hängebahn ist welche eine wesentliche Funktion im Öffentlichen Personennahverkehr erfüllt. Auch wenn dieses System prinzipiell auch auf weitere Distanzen funktionieren könnte, ist die Errichtung von neuen Hängebahnen, vor allem aufgrund der mangelnden Wettbewerbsfähigkeit gegenüber der konventionellen Eisenbahn, äußerst unwahrscheinlich.48 50

Mit der Ausnahme von speziellen Anwendungsfällen im Nahverkehr, wie zum Beispiel für Shuttle-Verbindungen am Flughafen, scheinen diese Bahnen kaum konkurrenzfähig gegenüber dem Schienenverkehr zu sein. Die konventionelle Eisenbahn hat gegenüber diesen Bahnsystemen einige Vorteile. Beispielhaft erwähnt seien das vorhandene Schienennetz, die höhere Flexibilität des Systems, deutlich höhere Fahrgeschwindigkeiten, die billigere Instandhaltung und vor allem die geringeren Gesamtkosten.

48 Vgl. FILIPOVIĆ 2015: 251. 49 Vgl. JANICKI 2016: 270. 50 Vgl. FIEDLER UND SCHERZ 2012: 350; 357f.

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2.4 Magnetschwebebahnen

2.4.1 Technologische Grundlagen

Die Magnetschwebahn (in Folge teilweise mit MGS abgekürzt) ist eine Bahn besonderer Bauart. Dabei unterscheidet sich dieses Bahnsystem deutlich von allen anderen Bahnarten, wobei die MGS sowohl Gemeinsamkeiten mit den Bahnen besonderer Bauart, wie auch mit der konventionellen Eisenbahn hat. Der Begriff Unkonventionelle Bahnsysteme wird in der Literatur zur Bezeichnung aller Schwebebahnen verwendet. Das Attribut unkonventionell bezieht sich dabei vor allem auf die großen Unterschiede, bezüglich dem Systembestandteilen und der allgemeinen Funktionsweise, verglichen mit anderen Bahnsystemen. Das wesentliche technische Merkmal aller Schwebebahnen ist die Berührungsfreiheit zwischen dem Fahrweg und dem Fahrzeug.48

Dieses Schweben kann theoretisch auch ohne den Einsatz von Magneten erreicht werden. Dies wäre zum Beispiel beim Luftkissen der Fall. Bei diesem wird künstlich ein starker Luftüberdruck erzeugt, sodass das Fahrzeug über dem Fahrweg schwebt. Das Luftkissen erfordert jedoch einen enormen Energieaufwand, weswegen diese Technologie im Bahnwesen im Konzeptstadium verblieb und auch in Zukunft keine Rolle spielen wird. 51

Bei allen Magnetschwebebahnen werden diese hingegen durch Magnetfelder getragen und geführt. Es ist jedoch weiterhin ein Fahrweg notwendig, welcher in der Regel aus Stahl oder Beton hergestellt wird und an dem die (für die Magnetkräfte) notwendigen Anlagen befestigt sind. Daher ist die Magnetschwebebahn auch zu den Einschienenbahnen zu zählen. Bei den fahrzeugseitigen Magneten werden Tragmagnete und Führ-, beziehungsweise Bremsmagnete unterschieden. Die Tragmagnete übernehmen, verglichen mit dem konventionellen Schienenverkehr, die Aufgabe der Rad-Lauffläche des Rad-Schiene- Systems. Die Führungsmagnete üben hingegen horizontale Kräfte aus und sind quasi mit dem Spurkranz bei der Eisenbahn vergleichbar.52

Prinzipiell gibt es bei der MGS drei verschiedene Arten von Schwebesystemen: 53

 Permanentmagnetisches Schweben  Elektromagnetisches Schweben (EMS)  Elektrodynamisches Schweben (EDS)

Bei einer Umsetzung mit Permanentmagneten befinden sich gegenseitig abstoßende Permanentmagnete an Fahrzeug und Fahrbahn. Diese Magnete haben theoretisch den

51 Vgl. FILIPOVIĆ (2015): 252-254. 52 Vgl. MATTHEWS 2007: 33. 53 Vgl. FIEDLER UND SCHERZ 2012: 359.

25 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

großen Vorteil, dass die anziehende oder abstoßende Wirkung ohne zusätzlichen Energieaufwand genutzt werden kann. Aufgrund von physikalischen Instabilitäten benötigt solch eine Lösung jedoch in der Regel eine zusätzliche Stabilisierung, welche aus seitlichen Führungsrollen oder Elektromagneten bestehen kann. Verglichen mit den anderen beiden Arten des magnetischen Schwebens sind Systeme, welche mittels permanentmagnetischen Schweben funktionieren, für hohe Geschwindigkeiten ungeeignet.51 53

Beim elektromagnetischen Schweben (EMS) werden die „anziehende Kraft zwischen einem geregelten Gleichstrommagneten und einer Ankerschiene“ für das Herstellen des Schwebezustands verwendet. Ein System, welches durch elektrodynamisches Schweben (EDS) funktioniert, nutzt hingegen die abstoßenden magnetischen Kräfte zwischen einem sich „relativ zueinander bewegendem Magnetfeld und einem Leiter“.53

Beim EMS ist der Schwebezustand in jedem Betriebszustand möglich, wobei das Fahrzeug durchgehend ungefähr 15 cm über dem Fahrweg schwebt. Es macht dabei keinen Unterschied ob das Fahrzeug gerade am Bahnsteig hält oder sich bewegt, beziehungsweise in welchem Geschwindigkeitsbereich es sich befindet. In der Regel werden die Fahrzeuge in der Station auf den Fahrweg abgesenkt. Fahrzeuge, die mit Hilfe des EDS schweben, haben hingegen ein Radlaufwerk und beginnen erst ab Geschwindigkeiten von ca. 100 km/h zu schweben.54

Ein weiterer Unterschied zwischen den beiden Systemen ist der Abstand zwischen den Tragmagneten am Fahrzeug und der Fahrbahn. Während dieser beim EMS nur 10 mm ausmacht, beträgt dieser beim EDS 10 cm. Grundsätzlich werden die Magnetfelder bei beiden Systemen so gesteuert, dass dieser Abstand in allen Betriebszuständen möglichst konstant bleibt.55

Ein Entgleisen der Fahrzeuge wird durch die Formgebung der Fahrzeuge und der Fahrbahn verhindert. Ein wesentliches Risiko für den Betrieb sind etwaige Stromausfälle, da diese zu einem sofortigen Zusammenbruch der Magnetfelder des Trag- und Führungssystem führen würden. Dies wäre vor allem bei EMS-Systemen kritisch, da diese über keine zusätzlichen Radlaufwerke verfügen. Um dieses Risiko zu minimieren verfügen die Systeme in der Regel über zusätzliche Batterien, die während der Fahrt aufgeladen werden und bei einem Stromausfall kurzfristig die Energieversorgung der Magnetfelder übernehmen würden.55

Grundsätzlich wurde in der Vergangenheit für Magnetschwebebahnen eine Umsetzung mittels elektromagnetischem Schweben (EMS) bevorzugt, wie es zum Beispiel bei der deutschen Transrapid-Technologie zum Einsatz kommt. Eine Lösung unter der Nutzung des elektrodynamischen Schwebens (EDS) galt langezeit als technisch deutlich aufwändiger. Aufgrund von deutlichen technischen Fortschritten ist diese mittlerweile jedoch ebenfalls

54 Vgl. MATTHEWS 2007: 33f. 55 Vgl. MATTHEWS 2007: 34.

26 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

umsetzbar. Zum Beispiel funktioniert die in Japan entwickelte Magnetschwebebahn nach diesem Prinzip.51

Die kontaktlose Fahrtechnik hat zur Folge, dass sich bei allen drei Systemarten für den Antrieb nur berührungsfreie elektrische Linearmotoren eignen. Da sich eine Stromzuführung zum Fahrzeug bei größeren Leistungen nur schwer realisieren lässt, ist hierbei besonders der Langstatormotor im Vorteil, weil dieser keine Stromzuführung zum Fahrzeug benötigt. Außerdem hat diese Motorart den großen Vorteil, dass er Unabhängig von der Haftreibung ist, wodurch große Neigungen für die Fahrzeuge leicht überwindbar sind. Dieser Antrieb lässt sich aufgrund seiner Funktionsweise durchaus mit einer elektrischen Zahnstange vergleichen.51

2.4.2 Historische Entwicklung

Bevor auf die derzeit bestehenden Systeme genauer eingegangen wird, soll ein kurzer Überblick über die historische Entwicklung der Magnetschwebebahnen gegeben werden.

Tabelle 2: Überblick historische Entwicklung der Magnetschwebetechnik56 57 58 59

Jahr Ereignis

1914 Erstes Konzept einer Magnetschwebahn durch Emile Bachelet (FRA) in London. Geplant ist die Umsetzung zum Post-Transport zwischen London und Liverpool 1920er-Jahre Beginn der Entwicklung der MGS durch Hermann Kemper (GER) 1960er-Jahre Weiterentwicklungen der MGS in Deutschland (1971: Präsentation des Transrapids) und in Japan 1977 Errichtung der ersten MGS-Teststrecke in Japan 1978-1992 Entwicklung, Bau und Betrieb der (1,6 km langen) M-Bahn in Berlin 1984 Inbetriebnahme der Transrapid-Versuchsanlage im Emsland (GER) Seit 1997 MGS-Testbetrieb in Japan (Yamanashi-Teststrecke) des JR-Maglev 2004 Start Regelbetrieb des Transrapid Shanghai (Transfer zum Flughafen) 2006 Schwerer Unfall bei einer Testfahrt des Transrapids (23 Todesopfer) 2010 Stilllegung der Transrapid-Versuchsanlage im Emsland; für die nähere Zukunft ist ein kompletter Abbau der Anlagen angedacht

56 Vgl. WIKIPEDIA 2019. 57 Vgl. FIEDLER UND SCHERZ 2012: 360. 58 Vgl. MATTHEWS 2007: 13. 59 Vgl. JANIĆ 2014: 248.

27 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Wie in der Tabelle 2 dargestellt, gab es bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts erste Ideen und Überlegungen zu Magnetschwebebahnen. Bereits im Jahr 1934 erhielt ein der deutsche Erfinder ein Patent für das elektromagnetische Schweben von Fahrzeugen. Technisch waren diese Konzepte damals jedoch nicht umzusetzen. Dies änderte sich jedoch nach dem zweiten Weltkrieg. Ab den 1960er Jahren begannen vor allem Deutschland und Japan das System der Magnetschwebebahn aktiv weiterzuentwickeln. Nach einer längeren Entwicklungs- und Forschungsphase konnte vorerst nur das in Deutschland entwickelte Transrapid-Konzept einen technisch verlässlichen Betrieb und somit die Marktreife erreichen. In Japan wurden nach diversen Weiterentwicklungen schließlich zwei verschiedene Systeme entwickelt wurden. Diese unterschiedlichen Magnetschwebebahnen werden, genauso wie der Transrapid Shanghai, in den folgenden Unterkapiteln behandelt.60

Ein interessanter Sonderfall war außerdem die M-Bahn (Magnetbahn), welche in Berlin ab dem Jahr 1978 entwickelt wurde. Im Gegensatz zu den anderen Magnetschwebebahnen nutze diese ein System mit Permanentmagneten. Von 1989 bis 1991 wurden auf einer Teststrecke von dieser Bahn insgesamt mehr als eine Million Fahrgäste befördert. Aufgrund des Falls der Berliner Mauer und städteplanerisch notwendig gewordenen Änderungen wurde das Projekt jedoch beendet und die Strecke wieder abgebaut.57

2.4.3 Transrapid

2.4.3.1 Entwicklung des Transrapids in Deutschland

Die Magnetschwebebahn (teilweise auch als Magnetschnellbahn bezeichnet) Transrapid wurde in Deutschland entwickelt und ist für Fahrgeschwindigkeiten von bis zu 500 km/h ausgelegt. Die erste Vorstellung dieser neuen elektromagnetischen Schwebetechnik, welche in Folge unter dem Namen Transrapid weiterentwickelt wurde, erfolgte bereits im Jahr 1979. Der erste öffentliche Betrieb konnte 1979 im Rahmen der Internationalen Verkehrsausstellung in Hamburg realisiert werden. In Folge wurde 1984 der erste Abschnitt der bereits erwähnten Forschungs- und Versuchsanlage im deutschen Emsland (Niedersachsen) in Betrieb genommen. Der Zweck dieser Versuchsanlage war die verschiedenen Systemkomponenten für das Tragen, Führen und Beschleunigen, beziehungsweise Bremsen, bis zur Serienreife zu entwickeln. Dies konnte auch erreicht werden und dem Transrapid wurde 1991 die Marktreife zugesprochen. Der Transrapid war dabei ein rein deutsches Projekt und wurde ab 1969 vom deutschen Staat umfangreich finanziell gefördert. Vermarktet, geplant und (weiter-)entwickelt wurde das Bahnsystem von der Siemens AG und der ThyssenKrupp Transrapid GmbH. 61 62

60 Vgl. FILIPOVIĆ 2015: 252. 61 Vgl. FILIPOVIĆ 2015: 253. 62 Vgl. MATTHEWS 2007: 13.

28 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Auf der 31,8 km langen Teststrecke im Emsland wurden bis 2006 regelmäßig Testfahrten mit Passagieren durchgeführt und dabei Geschwindigkeiten von deutlich über 400 km/h erreicht. Die Anlage war dabei eine touristische Attraktion und es war auch möglich an den regelmäßig stattfindenden Testfahrten teilzunehmen. Im September 2006 kam es bei einer solchen Testfahrt jedoch zu einem schweren Unfall. Aufgrund mangelnder betrieblicher Vorschriften und menschlichen Versagen wurde von Seiten der Betriebsführung auf einen, auf der Strecke befindlichem, Werkstattwagen vergessen. Der Transrapid stieß in Folge frontal mit dem Wagen zusammen, wobei von den 31 Passagieren 23 Menschen ums Leben kamen. Nach einer umfangreichen Untersuchung wurde der Testbetrieb auf der Strecke im Juli 2008 wieder aufgenommen, wobei jedoch keine Besuchermitfahrten mehr erlaubt waren.63 64 65

Seit der ersten Vorstellung des Transrapid-Konzepts wurde in Deutschland für eine Vielzahl von Verbindungen der Bau von einer Transrapid-Strecke vorgeschlagen. Für mehrere Strecken wurden Machbarkeitsstudien und vertiefende Prüfungen finanziert. Im Jahr 1989, als die deutsche Bundesregierung bereits mehrere hundert Millionen Euro in die Transrapid- Entwicklung investiert hatte, wurde von der Regierung schließlich der Bau einer Magnetschwebelinie zwischen Düsseldorf und Köln beschlossen. Unter anderem aufgrund der deutschen Wiedervereinigung wurde das Projekt allerdings wenig später wieder aufgegeben. Ähnlich erging es auch den Planungen für eine Transrapid-Verbindung zwischen Hamburg und Berlin. Obwohl diese auch bereits im Bundesverkehrswegeplan enthalten war, wurde das Vorhaben kurz vor Abschluss der Planungsverfahren, eingestellt. Der Hauptgrund waren dabei vor allem die stark gestiegenen Kostenschätzungen, Zweifel an der Wirtschaftlichkeit und der Projekt-Ausstieg der Deutschen Bahn AG, welche als Betreiber und Mitinvestor vorgesehen war.62 66

Die bisher letzten Anläufe erfolgten Anfang des neuen Jahrtausends, als Machbarkeitsstudien für die Projekte Transrapid München und Metrorapid erstellt wurden. Das Projekt Metrorapid, welches einen Regionalverkehr des Transrapids in Nordrhein-Westfalen vorsah wurde jedoch ebenfalls rasch wieder eingestellt. Das Projekt Transrapid München sollte hingegen den Flughafen München mit der Münchner Innenstadt verbinden. Aufgrund ungeklärter Finanzierungsfragen, deutlich gestiegenen Kostenschätzungen und erheblichen Zweifeln an der Wirtschaftlichkeit wurde dieses Projekt schließlich im März 2008 ebenfalls gestoppt.67 68

In Folge des Scheiterns aller Projekte in Deutschland beschlossen die zwei Hersteller Siemens und ThyssenKrupp die Auflösung des Transrapid-Gemeinschaftsunternehmen und gaben

63 Vgl. ZEIT ONLINE 2006. 64 Vgl. SÜDDEUTSCHE ZEITUNG 2011. 65 Vgl. MOZ 2008. 66 Vgl. SPIEGEL ONLINE 2000. 67 Vgl. SPIEGEL ONLINE 2008. 68 Vgl. KÖLNISCHE RUNDSCHAU 2003.

29 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

bekannt, dass sie nicht davon ausgehen, dass in Deutschland mittelfristig eine Transrapidstrecke gebaut werden wird. Ohne solch eine Referenzstrecke wird es laut den zwei Unternehmen auch äußerst schwer sein die Transrapid-Technologie weltweit erfolgreich zu verkaufen. Die Versuchsanlage im Emsland wurde ebenfalls stillgelegt, da die deutsche Bundesregierung keine weiteren Investitionen leisten wollte. Die Anlage wird derzeit teilweise als ein Forschungszentrum zur Elektromobilität weiterbetrieben. Seit kurzem gibt es außerdem Bestrebungen die Teststrecke, welche bisher noch nicht abgerissen wurde, für ein Hyperloop- Forschungsprojekt, der Hochschulen Emden/Leer und Oldenburg, zu nutzen.69 70 71 72

Analog zu Deutschland gab es auch in einigen anderen Ländern Interesse am Transrapid- Konzept. Vor allem in den USA wurden einige Verbindungen für den Transrapid vorgeschlagen und teilweise auch Machbarkeitsstudien erstellt. Obwohl der US-Kongress 2005 90 Millionen Dollar für die Planung von zwei Transrapidstrecken bewilligte, gab es seither kaum weitere Entwicklungen. Mit Stand heute ist eine Umsetzung der diversen Projekte als sehr unsicher zu betrachten.73

2.4.3.2 Shanghai Maglev Train

Die einzige kommerzielle Anwendung des Transrapid-Systems befindet sich derzeit in der chinesischen Metropole Shanghai. Seit Anfang 2004 verkehrt hier der Transrapid auf einer 30 km langen Strecke zwischen dem Shanghaier Flughafen Pudong und einer U-Bahn-Station im Stadtgebiet von Shanghai. In China wird der Transrapid als Shanghai Maglev Train bezeichnet, wobei Maglev (Magnetic Levitation Train) allgemein die englische Bezeichnung für Magnetschwebebahnen ist. Bei Versuchsfahrten auf der Strecke erreichte der Transrapid die damalige Rekordgeschwindigkeit von 501 km/h. Die tatsächliche Höchstgeschwindigkeit im Betrieb ist jedoch deutlich geringer und beträgt bei den meisten Fahrten nur 300 km/h. Nur einzelne Züge in der Hauptverkehrszeit fahren noch mit der ursprünglich vorgesehenen planmäßigen Höchstgeschwindigkeit von 430 km/h. Einer der Hauptgründe für die verringerte Geschwindigkeit dürfte der höhere Energiebedarf bei schnelleren Geschwindigkeiten sein.62‘74‘75

Die Errichtung der Transrapid-Strecke wurde sowohl von der deutschen wie auch von der chinesischen Regierung stark gefördert und unterstützt. Die patentierte Transrapid- Technologie, wie auch die Fahrzeuge selbst, wurden von Deutschland nach China exportiert.

69 Vgl. FIEDLER UND SCHERZ 2012: 360. 70 Vgl. NDR.de 2012. 71 Vgl. Frankfurter Allgemeine Zeitung 2008. 72 Vgl. NDR.de 2019. 73 Vgl. FOCUS ONLINE 2008. 74 Vgl. FILIPOVIĆ 2015: 254. 75 Vgl. KOLONKO 2013.

30 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Um die chinesischen Fahrzeughersteller zu fördern, sicherte sich China jedoch die Möglichkeit in Zukunft selbst Fahrzeuge herstellen zu können. Ein erster komplett in China hergestellter Zug wurde 2011 in Betrieb genommen. Auf der Abbildung 4 ist einer der Transrapid-Züge auf der Strecke in Shanghai dargestellt. Dabei ist die Umklammerung der Fahrbahn durch das Fahrzeug gut ersichtlich. Außerdem ist auf dem Foto eine Überleitstelle ersichtlich. Bei dieser fallen besonders die massiven Weichen-Elemente auf.75

Abbildung 4: Der Transrapid-Triebwagen auf der Strecke in Shanghai. (Quelle: TEEPI 2005)

Ursprünglich war die heutige Strecke nur als erste Teilstrecke geplant und eine Verlängerung bis nach Peking, oder in andere chinesische Großstädte, vorgesehen. Das Transrapid- Konsortium, vor allem bestehend aus Siemens und Thyssen-Krupp, konnte die chinesische Regierung jedoch nicht von den Plänen überzeugen. Stattdessen wurde von dieser mittlerweile massiv der konventionelle Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr ausgebaut (siehe Kapitel 2.4.5.). In Folge rückte ein anderer, lokaler Ausbauplan in den Fokus. Dieser sah eine Verlängerung der Strecke zum zweiten Flughafen Shanghais vor. Diese Verlängerung hätte auch eine wesentlich bessere Anbindung des Stadtzentrums von Shanghai zur Folge gehabt, da der derzeitige Endpunkt der Strecke nur in einem Außenbezirk Shanghais, an einer U-Bahn-Endstation liegt. Eine Umsetzung dieser Pläne scheiterte jedoch an fehlendem politischen Willen und starkem Widerstand in der Bevölkerung.75 76

Laut Medienberichten hat der Transrapid auf der Strecke bereits seit vielen Jahren mit einer sehr geringen Auslastung zu kämpfen. Die Gründe für diese geringe Akzeptanz des Systems sind vor allem die dezentrale Lage der Endstation in Shanghai, die im Vergleich zur U-Bahn hohen Fahrpreisen und die Fertigstellung einer U-Bahn, die das Stadtzentrum Shanghais

76 Vgl. ZEIT ONLINE 2013.

31 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

direkt mit dem Flughafen verbindet. Neben Geschäftsreisenden, die die deutlich kürzere Fahrzeit schätzen, nutzen derzeit daher vor allem Touristen und Touristinnen den Transrapid. Die Stadt Shanghai bewirbt mittlerweile den Transrapid auch explizit als Attraktion und versucht so die Fahrgastzahlen wieder zu steigern. Davon abgesehen ist aber auch die Regionalregierung kaum noch an der Strecke interessiert, stattdessen werden mittlerweile vor allem die damaligen sehr hohen Baukosten von einer halben Milliarde Euro hinterfragt. Laut chinesischen Medienberichten macht die Betreibergesellschaft der Strecke außerdem seit Betriebsstart pro Jahr mehrere Millionen Euro Verlust.75 77

Allgemein kann daher festgehalten werden, dass sich der Transrapid auch in China nicht durchsetzen konnte. Die Transrapid-Technologie wurde jedoch in Folge trotzdem weiterentwickelt und für Anwendungsfälle im Nahverkehr adaptiert. Bereits 2006 wurde auf einer Teststrecke am Campus der Tongji-Universität in Shanghai ein Fahrzeug mit Permanentmagneten erprobt, welches ausschließlich für einen Einsatz im Nahverkehr angedacht war. Ähnliche Fahrzeuge sind seit dem Jahr 2016 auf der zweiten Magnetschwebahn, dem Changsha Maglev Express, in Betrieb. Die Bahn verbindet, bei einer Höchstgeschwindigkeit von 100 km/h, zwei Eisenbahn-Bahnhöfe der Stadt mit dem Internationalen Flughafen von Changsha. Die Technologie für diesen Maglev-Zug wurde dabei eigenständig in China entwickelt. Auch für weitere Nahverkehrsverbindungen sind in China ähnliche Systeme geplant.78 79

2.4.4 JR-Maglev

Neben Deutschland hat vor allem auch Japan ab den 1960er-Jahren intensiv an den Magnetschwebebahnen geforscht und dabei zwei eigenständige Systeme entwickelt. Neben einer Lösung für den Hochgeschwindigkeitsverkehr wurde dabei auch eine Magnetschwebebahn für den Nah- und Regionalverkehr entwickelt. Letzteres System kommt auf einem U-Bahn ähnlichen System in der Nagoya zum Einsatz. Die Linimo genannte Bahn ist bezüglich der Funktionsweise der bereits erwähnten M-Bahn in Berlin ähnlich und erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von maximal 100 km/h.80

Im Bereich des Hochgeschwindigkeitsverkehrs wurde der JR-Maglev entwickelt. Im englischen Sprachraum wird dieses System als „superconducting maglev“ (SCMaglev) bezeichnet. Der Testbetrieb für dessen aktuelle Version startete dabei 1997, wobei es bereits in den 1970er- Jahren erste Testfahrzeuge gab. Wie bereits erwähnt ist der JR-Maglev dabei ein elektrodynamisches Schwebesystem (EDS). Eine große Besonderheit des Systems ist der

77 Vgl. AUGSBURGER ALLGEMEINE 2013. 78 Vgl. CHINA.ORG.CN 2016. 79 Vgl. INTERNATIONAL RAILWAY JOURNAL 2016. 80 Vgl. THE INTERNATIONAL MAGLEV BOARD 2019.

32 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Umstand, dass der Fahrweg trogförmig den Zug umfasst und nicht, wie es zum Beispiel auch beim Transrapid der Fall ist, der Zug den Fahrweg umfasst. Der Vorteil dieses Systems ist laut den Ingenieuren die Verbesserung der Erdbebensicherheit und ein höherer Fahrkomfort. Während der Entwicklung der Schwebetechnik ändert sich die Anordnung der Spulen, wie auch andere Systembestandteile, mehrfach. Das wesentliche Merkmal des JR-Maglev ist jedenfalls die Ausstattung der Fahrzeuge mit supraleitenden Magnetspulen. Aufgrund des EDS beginnt der Schwebezustand des Fahrzeuges erst ungefähr bei Geschwindigkeiten von 150 km/h. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten läuft das Fahrzeug daher auf Gummirädern. Der JR-Maglev gilt als die derzeit schnellste Bahn der Welt und konnte 2013, im Rahmen einer Testfahrt, konnte den Geschwindigkeitsweltrekord auf 603 km/h verbessern.81 82 83 84

Die 1997 eröffnete Teststrecke wurde zwischen 2011 und 2013 auf 42,8 km ausgebaut und soll zukünftig auch Teil der ersten kommerziellen Linie des Maglev-Zugs sein. Unter dem Namen Chūō-Shinkansen wird hier eine neue Strecke zwischen Tokio und Osaka errichtet. Die Bauarbeiten für den ersten Bauabschnitt von Tokio bis Nagoya begannen im Dezember 2014. Die Eröffnung dieses 285,6 km langen Teilabschnitts ist für das Jahr 2027 vorgesehen. Da die Strecke die japanischen Alpen quert, wird die Neubaustrecke zu fast 90% in Tunneln geführt. Das japanische Bahnunternehmen JR Central rechnet mit Baukosten von rund 30 Milliarden Euro für den ersten Abschnitt. Die Fertigstellung des zweiten Abschnittes bis nach Osaka ist spätestens für 2045 geplant. Die Gesamt-Baukosten für beide Abschnitte werden mit 70 Milliarden Euro veranschlagt, wobei die Kosten für die Teststrecke und die Fahrzeuge nicht berücksichtigt sind. Die Finanzierung soll dabei JR Central selbst aufbringen.81 83 85

Die Strecke wird für eine Höchstgeschwindigkeit von 500 km/h ausgelegt. Dies ermöglicht eine voraussichtliche Verringerung der Fahrzeit zwischen Tokio und Osaka auf 67 Minuten, während die Fahrzeit mit dem Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr für diese Strecke derzeit 2 Stunden und 22 Minuten beträgt. Ein erster Prototyp der künftigen Magnetschwebezüge, der Baureihe Shinkansen L0 (siehe Abbildung 5), wurde 2012 vorgestellt. Diese Fahrzeuge werden auf der Teststrecke bereits ausgiebig getestet. Der thematische Schwerpunkt liegt dabei auf dem Erreichen einer möglichst wirtschaftlichen Wartung, dem Überprüfen der Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit der supraleitenden Magnetspulen und der Verbesserung des Komfortfaktors für die zukünftigen Fahrgäste.86

81 Vgl. SPIEGEL ONLINE 2015. 82 Vgl. HE, ROTE UND COFFEY 1994: 74. 83 Vgl. KÖLLING 2013. 84 Vgl. UNO 2018: 19-21. 85 Vgl. INTERNATIONAL RAILWAY JOURNAL 2014. 86 Vgl. JR CENTRAL 2019.

33 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Abbildung 5: Die Shinkansen-Baureihe L0 (Quelle: HIROBANO 2018)

Neben der Strecke in Japan gibt es auch Planungen für eine Verbindung an der US-Ostküste. In einem ersten Bauabschnitt sollen die US-Städte Washington D.C. und Baltimore verbunden werden, später ist auch eine Verlängerung bis nach New York City angedacht. Die japanische Regierung hat dem Projekt bereits Finanzhilfen von fünf Milliarden US-Dollar, in der Form eines Darlehens und des Verzichts auf Lizenzgebühren für die Maglev-Technologie zugesagt. Nach den Plänen des Unternehmens Northeast Maglev, das für die Umsetzung des Projektes gegründet wurde, könnte die Strecke bereits 2028 eröffnet werden. Eine endgültige Entscheidung über die Genehmigung steht derzeit noch aus und auch die Finanzierung des Projektes ist noch offen. Aus diesen Gründen ist eine tatsächliche Umsetzung eher als zweifelhaft anzusehen.87 88

2.4.5 Vergleich mit dem Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr

Wie bereits erwähnt unterscheiden sich Magnetschwebebahnen nicht nur hinsichtlich der technischen Systeme, sondern auch hinsichtlich der Betriebsabläufe vom konventionellen Schienenverkehr. Diese Besonderheiten sind vor allem mit Hinblick auf die Ähnlichkeiten von Magnetschwebebahn und Hyperloop interessant.

Auch wenn Magnetschwebebahnen in der Öffentlichkeit in erster Linie mit dem Hochgeschwindigkeitsverkehr verbunden werden, werden die Systeme, wie bereits erläutert, zunehmend auch für Verkehrsleistungen im Nah- und Regionalverkehr verwendet. Idealerweise sollen Magnetschwebebahnen im Fernverkehr, zusammen mit der Eisenbahn,

87 Vgl. LAZO 2018. 88 Vgl. THE ECONOMIST 2013.

34 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

den Luftverkehr ersetzen und gleichzeitig mehr Kapazitäten im Schienenverkehr für den Regional- und Güterverkehr schaffen. Dadurch würde laut Befürwortern der Technologie das Gesamtverkehrssystem effektiver und die Umweltbelastung geringer. Laut Pachl (2015) hängt die Zukunft der Technologie hingegen vor allem von einem unfallfreien kommerziellen Betrieb ab. Die wichtigste Voraussetzung hierfür ist eine sichere und durchgehende Schwebefunktion bei hohen Geschwindigkeiten.89 90

Die grundlegende Infrastruktur ist bei allen MGS immer der Fahrweg, welcher aus Beton, Stahlbeton oder Stahl hergestellt wird. Die bisherigen Systeme (zum Beispiel die Transrapid- Teststrecke im Emsland) wurden zu großen Teilen aufgeständert errichtet. Bei der Teststrecke im Emsland beträgt der durchschnittliche Abstand zwischen zwei Stützen etwa 30 Meter, wobei jedoch auch größere Stützweiten möglich sind. Die Aufständerung wird dabei durch die relativ niedrigen statischen und dynamischen Lasten begünstigt.89

Die Weichen werden in der Regel als elektromechanische Biegeweichen ausgeführt. Bei Schnellfahrweichen, wie sie teilweise auf der Transrapid-Strecke im Emsland verbaut wurden, beträgt die Abzweigegeschwindigkeit 200 km/h (bei einer Trägerlänge von 150 m). Die Weichen können, im Gegensatz zum Schienenverkehr auch relativ einfach als Drei- Wegeweiche ausgeführt werden. Aufgrund des wesentlich höheren Gesamtgewichtes der Weichenelemente ist der Energieaufwandes für einen Stellvorgang, verglichen mit einer klassischen Eisenbahn-Weiche, um ein Vielfaches höher.89

Aufgrund der großen technischen Unterschiede zum konventionellen Schienenverkehr lassen sich Magnetschwebebahnen nicht in bestehende Eisenbahnnetze integrieren. Die Strecken müssen somit immer neu und separat zu (eventuell) bereits vorhandenen Eisenbahnstrecken errichtet werden. Während es im Schienenverkehr zum Beispiel in West- und Mitteleuropa, beziehungsweise auch in Japan und China bereits ein dichtes und relativ gut ausgebautes Netz gibt, müsste für eine Magnetschwebebahn die Infrastruktur komplett neu errichtet werden. Daher scheint derzeit eine Umsetzung daher eher nur für vereinzelte Punkt zu Punkt- Verbindungen zwischen Ballungszentren realistisch.90

Gegenüber der Eisenbahn sind die Vorteile von der Magnetschwebebahn vor allem der ruhigere Lauf, die höhere Fahrgeschwindigkeit, die schnellere Beschleunigung und die weitgehend verschleißfreie Technik. Außerdem ist das Fahrgeräusch bei niedrigen Geschwindigkeiten deutlich leiser, da eine Magnetschwebebahn keine Rollgeräusche (gilt für den JR Maglev erst ab der Erreichung des Schwebezustands) erzeugt. Bei höheren Geschwindigkeiten wird dieser Vorteil jedoch hinfällig, da dann der Fahrtwind mehr Lärm erzeugt als das Rollgeräusch. Bei einer Aufständerung der Strecke benötigt eine Magnetschwebebahn deutlich weniger Platz als eine konventionelle Eisenbahnstrecke, da die

89 Vgl. FIEDLER UND SCHERZ 2012: 361-364. 90 Vgl. FILIPOVIĆ 2015: 254.

35 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Fläche unter der Strecke (mit Ausnahme der Stützen) anderweitig genutzt werden kann. Da außerdem, bei niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten, auch engere Bögen möglich sind könnten Transrapid-Strecken entlang von bestehender Infrastruktur, wie zum Beispiel Autobahnen, errichtet werden. Dadurch könnte der Raumverbrauch ebenfalls gering gehalten werden. Außerdem ist die Technologie von der Haftreibung unabhängig, weswegen deutlich größere Steigerungen, als beim Schienenverkehr, bewältigt werden können.91 92

Durch diese Punkte wirkt die Magnetschwebebahn als System eventuell auf den ersten Blick der konventionellen Eisenbahn, und auch dem Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr, überlegen. Bei einer Betrachtung der zwei Länder, in denen die Transrapid-Technologie, am stärksten beworben, beziehungsweise diskutiert wurde, drängt sich jedoch eine andere Bewertung auf. Sowohl in Deutschland wie auch in China gab es Überlegungen zu längeren Transrapid-Strecken. Mit Ausnahme des erwähnten Shanghai Maglev wurde jedoch keine dieser Strecken tatsächlich gebaut. Stattdessen setzen beide Länder auf einen Ausbau des Schienenhochgeschwindigkeitsverkehrs. In Deutschland geschah das mit der Einführung des ICE 1 bereits in den 1990er-Jahren, in China startete der Aufbau eines (fast) landesweiten HGV-Netzes ungefähr ab 2004. Durch den kontinuierlichen Ausbau des konventionellen Schienenhochgeschwindigkeitsverkehrs, der Geschwindigkeiten von über 300 km/h erreicht, war auch der Geschwindigkeitsvorteil der Transrapid-Technologie kleiner. Der Transrapid, wie auch der JR-Maglev, sind beide ursprünglich als Systeme für den überregionalen Fernverkehr geplant worden. Mit Betriebsgeschwindigkeiten von rund 500 km/h sollen diese Systeme die „Geschwindigkeitslücke“ zwischen Bahn und Flugzeug schließen. Aufgrund des erfolgen Ausbau des Eisenbahn-HGV und den billigen Ticketpreisen des Flugverkehrs scheint es mittlerweile jedoch keine Marktlücke mehr für einen wirtschaftlichen Betrieb einer MGS- Strecke zu geben.92 93

Allgemein scheint einer der wesentlichen Nachteil von Magnetschwebebahnen, neben der Inkompatibilität mit dem Schienenverkehrsnetzes, die Unsicherheit bezüglich der Wirtschaftlichkeit, beziehungsweise die Kosten von Neubaustrecken (Abk.: NBS) zu sein. Es gibt in der Literatur und in den Medien kaum allgemeingültigen Aussagen zu den tatsächlichen Kosten einer neu zu errichtenden Magnetschwebebahn. Dies ist teilweise wohl auch mit den lokalen Unterschieden bezüglich des Terrains und der verwendeten Technologie zu begründen. Verglichen mit NBS des Schienenhochgeschwindigkeitsverkehrs wirkt sich bei MGS vor allem die im Fahrweg integrierte Antriebstechnik kostensteigernd aus. Wie in der Arbeit bereits erläutert wurde scheiterten in Deutschland alle Transrapid-Projekte vor allem an den unklaren Kosten, beziehungsweise stark gestiegenen Kostenschätzungen. Ob die Kostenschätzungen für die japanische Maglev-Strecke zwischen Tokio und Osaka eingehalten

91 Vgl. FILIPOVIĆ 2015: 253. 92 Vgl. ILGMANN UND POLATSCHENK 2006. 93 Vgl. BALZTER 2010.

36 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

werden können ist derzeit ebenfalls nicht absehbar. Da Magnetschwebebahnen in der Regel kleinere Kurvenradien und höhere Steigerungen ermöglichen, sind theoretisch gegenüber dem Schienenverkehr weniger teure Brücken- oder Tunnelbauwerke notwendig. Trotzdem kamen in Deutschland und den meisten anderen Ländern fast alle Machbarkeitsstudien zu Transrapid-Projekten zum gleichen Ergebnis. Laut diesen ist der Transrapid, trotz der teilweise vorhandenen Vorteile, zu teuer und die Preis-Leistung beim Schienenverkehr, der besonders von bereits in der Vergangenheit getätigten Investitionen profitiert, deutlich besser. Zu einem ähnlichen Ergebnis kommt auch JANIĆ (2014) der in einem Modell, welches sowohl ökonomische wie auch ökologische Kriterien einbezieht, Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr, Magnetschwebebahn und Flugverkehr vergleicht.92 94

Beispielhaft für die relativ hohen Baukosten von MGS sei die geplante Transrapid-Verbindung in Bayern erwähnt. Für die 37 km lange Strecke vom Münchner Flughafen nach München wurden, nach der Korrektur von deutlich zu niedrigen Kostenschätzungen, Kosten von deutlich über drei Milliarden Euro angenommen. Diese haben in Folge auch zum Scheitern des Projektes geführt. 95

Die Frage ob die laufenden Kosten während des Betriebs geringer sind als beim Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr ist derzeit nicht endgültig zu beantworten. Alle Ausgaben und Berechnungen auf der Seite der Magnetschwebebahnen basieren hierbei nicht auf Erfahrungswerten, sondern nur Annahmen. Prinzipiell ist die Umweltbilanz von Magnetschwebebahnen in der Forschung umstritten. Eine Analyse des Energieverbrauchs im Rahmen der Studien zu der geplanten Transrapid-Strecke Berlin – Hamburg hat ergeben, dass der Energiebedarf des Transrapids im Vergleich zum ICE 3 bei Geschwindigkeiten unter 300 km/h höher ist. Erst bei Geschwindigkeiten deutlich über 300 km/h sei der Energieverbrauch bei der MGS geringer. Andere Studien kommen jedoch sehr wohl zum Schluss, dass der Transrapid einen niedrigeren Energiebedarf als der ICE hätte. Kritiker bemängeln an diesen hohen Geschwindigkeiten jedoch auch den exponentiell wachsenden Energiebedarf (aufgrund des Luftwiderstands) und halten Geschwindigkeiten von deutlich über 350 km/h bei jedem Land-Verkehrsmittel ökologisch, wie auch ökonomisch, fragwürdig.92 96

Die MGS-Systeme im Nahverkehr in China und Japan sind verglichen mit dem Transrapid (für den JR-Maglev lassen sich noch keine fundierten Aussagen abgeben) deutlich energieeffizienter und damit auch wirtschaftlicher. Diese Bahnen beruhen in der Regel auf dem passiven Schwebeeffekt (Umsetzung mittels permanentmagnetischen Schweben) und müssen somit kaum Energie für das Herstellen des Schwebezustands aufwenden. Es bleibt

94 Vgl. JANIĆ 2014: 274. 95 Vgl. SPIEGEL ONLINE 2008. 96 Vgl. GERS et. al 1997: 16f.

37 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

dennoch abzuwarten ob sich solche Magnetschwebebahnen im Nahverkehr gegenüber herkömmlichen U- und S-Bahn-Systemen durchsetzen werden können.97

Prinzipiell sehen die meisten Experten und Expertinnen die MGS-Technologie im Personenverkehr nur dann konkurrenzfähig, wenn die offenen Fragen bezüglich der Wirtschaftlichkeit gelöst werden können. Anwendungsfälle von Magnetschwebebahnen im Güterverkehr werden derzeit jedenfalls nicht erwartet, da hier die konventionelle Eisenbahn besser geeignet ist. Neben den Kosten ist einer der Hauptvorteile des Schienenverkehrs die wesentlich höhere Kapazität pro Güterzug.98

Zusammenfassend ist der Autor dieser Arbeit der Meinung, dass eine Umsetzung von neuen Projekten mit Magnetschwebebahnen-Verbindungen im Fernverkehr zumindest in Europa und in China als unwahrscheinlich zu betrachten ist. Eine Anwendung der Technologie im Nahverkehr scheint jedoch zumindest in Teilen Asiens zunehmend populär zu werden. In Japan wird die neue JR-Maglev-Strecke zwischen Tokio und Nagoya, beziehungsweise Osaka, gebaut werden. Es bleibt abzuwarten ob sich in Folge eventuell diese Technologie (anstatt des Transrapids) auch in anderen Ländern durchsetzen können wird. Die entscheidende Frage hierfür wird hierbei vor allem die Wirtschaftlichkeit im Vergleich mit dem konventionellen Schienenverkehr sein.

Da die Hyperloop-Technologie (siehe Kapitel 3) den Magnetschwebebahnen sehr ähnlich ist, können bereits, vor der tiefergehenden Behandlung des Hyperloops, Rückschlüsse auf wahrscheinliche Herausforderungen für dieses neue Verkehrsmittel gezogen werden. Analog zur MGS wird eine der wesentlichen Fragen beim Hyperloop wohl ebenfalls sein, ob dieser wirtschaftlicher als der konventionelle Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr ist.

97 Vgl. POST 2005: 28. 98 Vgl. WENK et. al 2018: 21.

38 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

3 Das Hyperloop-Konzept

3.1 Vorgänger des Hyperloops

Bereits lange vor der ersten Vorstellung des Hyperloop-Konzepts gab es Ideen und Forschungen zu ähnlichen Systemen. Eine der ersten Erwähnungen eines Zugsystems in einem Vakuum-Tunnel erfolgte bereits Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts durch den amerikanischen Studenten Robert Goddard. 99

Als ein direkter Vorgänger des Hyperloops ist jedoch der sogenannte vactrain zu sehen. Das Konzept für diesen „vacuum tube train“ wurde in den 1970er-Jahren von Robert M. Salter entwickelt. Salter war für den amerikanischen non-profit think tank RAND Corporation tätig und nutzte seine Position um Werbung für das Projekt zu machen. Da 1970 die Magnetschwebebahn-Technologie noch nicht ausgereift war, wurde das System mit Stahlrädern entworfen, ein Schweben des Zuges war nicht vorgesehen. Geplant war hierbei ein Röhrensystem, in welchem ein vakuum-ähnlicher Zustand hergestellt werden und in dem einzelne Züge, beziehungsweise Kabinen, transportiert werden sollten. Die Beschleunigung der Züge sollte dabei über elektromagnetische Spulen, ähnlich zu heutigen Magnetschwebebahn-Systemen funktionieren. Laut Salter war diese Konstruktion für damalige Verhältnisse sehr energieeffizient. Die Pläne wurden von Salter mehrmals adaptiert und genauer ausgearbeitet. Im Endstadium trug das Projekt den Namen „Planetran“ und wurde von Salter als umweltfreundliche Alternative zum Flugverkehr beworben. Er entwarf dabei auch verschiedene geplante Strecken. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf einer geplanten Verbindung von Los Angeles nach New York. Der „Planetran“ scheiterte schließlich an den enorm hohen Kostenschätzungen. Für das von Salter vorgeschlagene Netz wurden damals Kosten von 750 Milliarden US-Dollar angenommen, was heutigen Baukosten von deutlich über 2 Billionen US-Dollar entsprechen würde.100 101 102

Der Physiker Gerard K. O’Neill entwarf eben ein vactrain-system. In dem System mit dem Namen „Magnetic Flight“ würden die Fahrzeuge nicht auf Gleisen laufen, sondern bereits elektromagnetisch schweben. In der Röhre sollte dabei ebenfalls ein vakuum-ähnlicher Zustand hergestellt werden. Der Antrieb ist in dem Konzept mittels elektromagnetischer Kräfte vorgesehen. O’Neill sah für sein System eine maximal erreichbare Geschwindigkeit von bis zu 4.000 km/h vor, welche jedoch nur in der mittleren Phase der Fahrt erreicht werden sollte. Um die Belastung für die Fahrgäste möglichst gering zu halten, sollte die Beschleunigung maximal

99 Vgl. MILLER 2014. 100 Vgl. SALTER 1972: 1-9. 101 Vgl. SALTER 1978. 102 Vgl. BUSINESSTECH 2017.

39 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

0,5 g betragen. Die Pläne für die Umsetzung sahen ein Netzwerk aus Stationen vor, welche durch die Röhren verbunden werden. Das erste Patent für die Technologie des Magnetic Flight wurde jedoch erst zwei Jahre nach dem Tod von O’Neill verliehen.103 104 105

Aus Sicht des Autors ist interessant, dass die Konzepte von Salter und O´Neill, trotz ihrer großen Ähnlichkeit, zum Zeitpunkt der Vorstellung des Hyperloop-Konzepts bereits relativ in Vergessenheit geraten waren. Selbst jetzt, mehrere Jahre nach der ersten Erwähnung des Hyperloops werden diese Vorgänger in Lehrbüchern oder in Medienberichten kaum erwähnt.

Auch zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurden einige weitere Konzepte vorgestellt. Unter anderem hat James R. Powell, der auch führend an der Entwicklung des japanischen Maglev beteiligt war, eine Umsetzung eines maglev vactrain in der Raumfahrt vorgeschlagen. Dieses Konzept „StarTram“ soll dabei den klassischen Raketenstart ersetzten. James R. Powell ist mittlerweile jedoch verstorben, eine weitere Umsetzung des Projektes scheint derzeit eher fraglich. 2013 wurde hingegen vom Unternehmen ET3 ein Vactrain-System vorgestellt, welches unter anderem große Ähnlichkeiten zu den Plänen von O’Neill hat. Die Angaben auf der Homepage des Unternehmens, wie zum Beispiel Fahrtgeschwindigkeiten von bis zu 6500 km/h und sehr geringe Kostenschätzungen, scheinen (verglichen mit den anderen Projekten) jedoch nicht belegbar und daher sehr zweifelhaft.106 107

In Europa kann die Swissmetro als ein gewisser Vorgänger des Hyperloops betrachtet werden. Dieses, in der Schweiz entwickelte System, sieht ebenfalls eine Magnetschwebebahn in einer Röhre mit reduziertem Luftdruck vor. Dabei wären Geschwindigkeiten bis zu 500 km/h vorgesehen. Das Projekt ist 2009 an mangelnder Finanzierung und Zweifeln bezüglich der Wirtschaftlichkeit gescheitert. Von Seiten des Vereins Pro Swissmetro gibt es jedoch in den letzten Jahren verstärkt Bemühungen das System weiterzuentwickeln.108 109

Auch JANIĆ (2014) beschäftigte sich bereits mit Vactrains, beziehungsweise mit Systemen, die unter dem Begriff „Evacuated Tube Transport“ (ETT) zusammengefasst werden. Dabei kommt er zur Schlussfolgerung, dass solche Systeme prinzipiell im Wettbewerb mit dem Luftverkehr bestehen könnten. Einer der Hauptvorteile von ETT-Systemen ist dabei vor allem die bessere Umweltbilanz. Außerdem wird von der Möglichkeit ausgegangen, dass die Entwicklung der Technologie in Folge weitere Investitionen und Forschungen anregen könnte und zu einer weiteren Globalisierung der Wirtschaft führen könnte. Als eine wesentliche Unsicherheit wird jedoch die Frage der tatsächlichen wirtschaftlichen Machbarkeit und der Sinnhaftigkeit des

103 Vgl. O’NEILL 1991. 104 Vgl. DANIELS 1992. 105 Vgl. DYSON 1993: 98. 106Vgl. POMEROY 2017. 107 Vgl. ET3 GLOBAL ALLIANCE INC. 2019. 108 Vgl. NEUE ZÜRCHER ZEITUNG 2009. 109 Vgl. KRUMMENACHER 2016.

40 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Systems bezeichnet. Es stellt sich die Frage ob die Nachfrage nach Reisen mit den vorgesehenen Geschwindigkeiten (über der Schallgeschwindigkeit) überhaupt groß genug wäre um einen Betrieb zu finanzieren. Außerdem könnte es technische Barrieren und Hindernisse geben, die derzeit noch nicht bekannt sind. Gerade auch aufgrund der sehr langen Entwicklungszeit solcher Systeme (JANIĆ geht von mindestens 20 Jahren aus) ist dieses Risiko nicht zu unterschätzen. Dies gilt auch für die Möglichkeit, dass während der Zeitspanne bis zur Inbetriebnahme eventuell andere, geeignetere und effizientere, Verkehrsmittel entwickelt werden könnten. Trotzdem kommt JANIĆ zum Schluss, dass ETT-Systeme prinzipiell bei weiterhin bestehenden Unsicherheiten und unter gewissen Voraussetzungen konkurrenzfähige Hochgeschwindigkeitsverkehrsmittel für Langstrecken sein könnten.110

3.2 Idee und Entwicklung

Das Hyperloop-Konzept wurde im August 2013 von dem Unternehmer Elon Musk in dem Whitepaper „Hyperloop Alpha“ vorgestellt. Der aus Südafrika stammende Musk ist in der Öffentlichkeit unter anderem als Mitgründer des Online-Bezahlsystems PayPal und des Elektroautoherstellers Tesla und als Gründer des privaten Raumfahrtunternehmen SpaceX bekannt. Er hat derzeit sowohl bei Tesla wie auch SpaceX, die CEO-Position inne und hat außerdem auch diverse andere Unternehmen (mit-)gegründet, beziehungsweise ist bei diesen in leitender Position tätig.111

Musk begann sich mit dem Konzept genauer zu beschäftigen, da ihm das geplante Schienenhochgeschwindigkeitsprojekt California High-Speed Rail (Abk. CHSR) zwischen Los Angeles und San Francisco teuer, ineffizient und langsam vorkam. In Folge begann er gemeinsam mit einigen Mitarbeitern von SpaceX und Tesla das Whitepaper für den Hyperloop zu entwerfen. In diesem 2013 vorgestellten 57-seitigen Whitepaper wird das System detailliert vorgestellt und auch bereits auf eine mögliche Strecke zwischen Los Angeles und San Francisco eingegangen. Interessanterweise bezieht sich Musk in der Publikation auch explizit auf Vorgängersysteme, welche ähnliche Systeme vorgeschlagen hatten. Dabei erwähnt er namentlich die Vorschläge von Robert Goddard, der Rand Corporation (Anm.: Robert Salter) und das Unternehmen ET3.112 113

Da Musk zur Zeit der Veröffentlichung mit der Führung von SpaceX und Tesla beschäftigt war, wollte er ursprünglich laut eigenen Aussagen in erster Linie nur Alternativen zu den

110 Vgl. JANIĆ 2014: 340f. 111 Vgl. VANCE 2015. 112 Vgl. VANCE 2015: 376 – 378. 113 Vgl. MUSK et al. 2013: 1.

41 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

bestehenden Verkehrsmitteln, besonders zur geplanten HGV-Strecke in Kalifornien, aufzeigen. Aus diesen Gründen machte er die Technologie und das Konzept auch frei zugänglich. Überrascht von der enormen Popularität des Konzepts entschied er sich jedoch in Folge zumindest einen Prototypen zu entwickeln, um die prinzipielle Machbarkeit zu beweisen. In Folge zeige auch der damalige US-Präsident Barack Obama großes Interesse an dem Projekt und Musk stellte ihm dieses 2014 in einem Arbeitsgespräch genauer vor.112 114

Wohl eine der bemerkenswertesten Stellen des Whitepapers ist der letzte Punkt bezüglich künftigen Arbeiten und Weiterentwicklungen:

„Hyperloop is considered an open source transportation concept. The authors encourage all members of the community to contribute to the Hyperloop design process. Iteration of the design by various individuals and groups can help bring Hyperloop from an idea to a reality.”115

Dt. Übersetzung: „Der Hyperloop ist ein quelloffenes Verkehrskonzept. Die Autoren ermutigen alle beim Design-Prozess des Hyperloop mitzuwirken. Wiederholte Prüfungen des Designs durch verschiedene Individuen und Gruppen kann hilfreich sein um den Hyperloop in die Realität umzusetzen.“

Die Bereitstellung des Konzepts an alle interessierten Unternehmen und die Aufforderung zu Rückmeldungen und einer gemeinsamen Weiterentwicklung sind wesentliche Punkte des Papers. Wenn berücksichtigt wird, dass das Hyperloop-Konzept das Potential hat zu einem der wichtigsten Verkehrsmittel zu werden, und somit für Unternehmen große Investitionschancen bietet, ist diese Entscheidung umso beachtenswerter. Seit der Vorstellung durch Elon Musk wurden einige Unternehmen gegründet, die den Hyperloop in die Praxis umsetzen wollen. Außerdem gibt es auch ein reges Interesse von Seiten Universitäten und Forschungseinrichtungen. Die derzeit relevantesten Unternehmen und Konzepte werden in Kapitel 3.5. genauer erläutert.

3.3 Das Konzept

In diesem Kapitel wird das Hyperloop-Konzept in der Variante behandelt, wie es ursprünglich in dem 2013 veröffentlichten Whitepaper vorgesehen war. Nach der Veröffentlichung des Papers haben die diversen Unternehmen und Forschungseinrichtungen teilweise Änderungen

114 Vgl. SPIEGEL ONLINE 2013. 115 MUSK et al. 2013: 57.

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an dem Konzept vorgenommen und quasi ihre eigene „Version“ des Hyperloops entwickelt. Diese Besonderheiten werden in den Kapiteln zu den jeweiligen Unternehmen, beziehungsweise Systemen erläutert.

Laut Elon Musk macht die Entwicklung eines neuen Massenverkehrsmittels nur Sinn, wenn dieses besser, beziehungsweise effizienter, als die bestehenden Verkehrsmittel ist. Dabei betont er, dass eine umweltfreundliche Alternative zum Flugzeug und dem Auto wichtig ist. Die Eisenbahn verbindet, zumindest in der USA, für ihn die schlechten Eigenschaften des Flugzeuges und des Autos, da sie nur unwesentlich schneller als das Auto ist, dabei aber gleichzeitig auf vielen Strecken gleich teuer wie das Flugzeug. Im Whitepaper zum Hyperloop sind folgende Ansprüche für ein neues Verkehrsmittel, im Vergleich zu den bestehenden Verkehrssystemen, formuliert:116

 Sicherer  Schneller  Geringere Kosten  Höhere Bequemlichkeit, beziehungsweise Fahrkomfort  Komplette Unabhängigkeit gegenüber der Witterung und dem Wetter  Nachhaltig selbst-erhaltend  Widerstandsfähig gegenüber Erdbeben  Keine Belastung für die entlang der Route wohnenden Bevölkerung

Ein ideales Verkehrsmittel sollte möglichst alle dieser Eigenschaften, beziehungsweise Ansprüche, erfüllen. Diese gesuchte ideale Lösung ist nach Meinung von Musk das Hyperloop- Konzept. Eine Anwendung macht hierbei besonders für stark nachgefragte Verbindungen zwischen zwei Städten, welche maximal 1500 km auseinanderliegen, Sinn. Für darüberhinausgehende Distanzen hält Musk das Flugzeug, beziehungsweise langfristig Überschallflugzeuge, für sinnvoller und kosteneffizienter.116 musk2

3.3.1 Technische Umsetzung

In dem bereits mehrfach erwähnten Whitepaper Hyperloop Alpha wird ein Transportsystem mit einer geschlossenen Röhre als die sinnvollste Variante für den Hochgeschwindigkeitsverkehr bezeichnet. Das ursprüngliche Hyperloop-Konzept weicht hierbei jedoch in einem wesentlichen Punkt von den bisher, zum Beispiel von O’Neill, vorgeschlagenen Konzepten ab. Diese Systeme sahen jeweils die Herstellung eines Vakuums, beziehungsweise eines vakuumähnlichen Zustandes vor. Dadurch könnte der Luftwiderstand geringgehalten werden und es wären sehr hohe Geschwindigkeiten möglich.

116 Vgl. MUSK et al. 2013: 2, 6.

43 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Laut dem Whitepaper ist solch ein Zustand jedoch äußerst schwer aufrechtzuerhalten. Bereits ein kleiner Riss oder ein Leck entlang der Röhren würde das gesamte System stoppen. Daher setzt das ursprüngliche Hyperloop-Konzept auf ein System, das mit Niedrigluftdruck arbeitet, anstatt praktisch keinem Luftdruck, beziehungsweise einem Vakuum-ähnlichen Zustand. Der Luftdruck in der Röhre soll dabei 100 Pascal betragen. Dies würde den Luftwiderstand, verglichen mit Konditionen auf Meereshöhe, um ungefähr das 1000-fache verringern. Gleichzeitig wäre der Luftdruck jedoch noch genügend hoch, sodass Luftpumpen bei einem Leck den Luftdruck auf diesem Niveau halten könnten.117

Diese Lösung führt jedoch dazu, dass immer eine gewisse Luftmenge in der Röhre verbleibt. Bei einer sich bewegenden Kapsel in einer engen Röhre kann die Luft nur zwischen der Kapsel und den Innenwänden der Röhre fließen. Wenn die Kapsel eine genügend hohe Geschwindigkeit erreicht, erreichen die Luftströme um die Kapsel die Schallgeschwindigkeit. In Folge kommt es zu einem gewissen "Verstopfungs"-Effekt, der zu einem wesentlich höheren Luftwiderstand führt. Theoretisch könnte dieses, sogenannte Kantrowitz Limit, gelöst werden in dem der Durchmesser der Röhre um ein Vielfaches größer als die Kapsel konzipiert wird. Diese Lösung wäre jedoch äußerst kostenintensiv. Stattdessen ist beim Hyperloop eine Lösung mittels elektrischer Kompressoren vorgesehen, mit welchen die Luft hinter die Kapsel transportiert werden soll.117

Mittels der Kompressoren sollen außerdem Luftpolster unter den Kapseln erzeugt werden, auf welchen die Kapseln gleiten. Dadurch würde die Reibung ebenfalls äußerst gering gehalten werden. Das ursprüngliche Hyperloop-Konzept wäre somit keine Magnetschwebebahn, da der Schwebezustand nicht durch Magneten erreicht wird. Laut Musk wäre ein Schweben mittels Magneten deutlich teurer als die vorgeschlagene Luftpolster-Lösung. Wie später noch genauer erläutert werden wird, planen die meisten Unternehmen mittlerweile ein elektromagnetisches Schwebesystem für ihr Hyperloop-Konzept.118

Für die Beschleunigung sieht Musk Linearmotoren, analog zu den diversen Magnetschwebebahnen, vor. Diese sollen entlang der Strecke (vor allem bei den Stationen) die hohen Beschleunigungen ermöglichen, während nach dem Erreichen der Reisegeschwindigkeit die Kompressoren den nötigen Vortrieb erzeugen sollen. Für den Hyperloop ist prinzipiell eine Höchstgeschwindigkeit von 1223 km/h vorgesehen. Somit würde die Schallgeschwindigkeit knapp nicht erreicht, obwohl theoretisch auch höhere Geschwindigkeiten möglich wären. Dies wird mit dem höheren Fahrkomfort durch die geringere g-Belastung und mit Sicherheitsbedenken begründet. Die Umsetzung von Überschallgeschwindigkeiten bei längeren Strecken wird jedoch nicht komplett

117 Vgl. MUSK et al. 2013: 3f., 12. 118 Vgl. MUSK et al. 2013: 4f., 20.

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ausgeschlossen. Es wird jedoch angenommen, dass die Luftfahrt gegenüber Hyperloop- Systemen mit solch hohen Geschwindigkeiten kostengünstiger zu betreiben wäre.119

Abbildung 6: Ursprünglicher Entwurf für die Kapsel im Whitepaper (Quelle: MUSK et al. 2013: 13)

Einer der großen Vorteile des Hyperloop-Konzepts soll die aufgeständerte Bauweise sein. Die Teilstücke der Röhre werden dabei in einer Fabrik vorgebaut und direkt an der Strecke nur noch aufgeständert und miteinander verbunden. Durch die aufgeständerte Bauweise wird der Platzverbrauch der Hyperloop-Infrastruktur stark reduziert und es muss somit deutlich weniger Land gekauft werden. Diese Notwendigkeit wird für die geplante Strecke Los Angeles – San Francisco auch dadurch verringert, dass die Strecke über große Teile entlang der Autobahn California Interstate 5 gebaut werden soll. Nur bei Kurven mit kleinen Radien, und in den Städten, soll die Streckenführung von der Autobahn abweichen.120

Kalifornien ist eine Region mit einer relativ hohen Erdbebengefahr, weswegen für die Verkehrssysteme besondere Sicherheitsmaßnahmen notwendig sind. Beim Hyperloop wird eine höhere Erdbebensicherheit vor allem durch die Aufständerung der Hyperloop-Strecke erreicht. Da die Röhre nicht direkt auf der Erdoberfläche fixiert ist, sondern auf den Stützen aufliegt wird die Belastung bei einem Erdbeben besser verteilt und die Auswirkung dadurch möglichst minimiert. Zusätzlich sind auch Dämpfungs-Elemente in den Stützen vorgesehen. Außerdem sollen bei einem Erdbeben die Kapseln durch ein Notbremssystem zum Halt

119 Vgl. MUSK et al. 2013: 4f, 12, 32-35. 120 Vgl. MUSK et al. 2013: 4f.

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gebracht werden und die Fahrt erst fortgesetzt werden, wenn die Schadensfreiheit festgestellt werden konnte.120 121

Die Röhren selbst werden aus Stahl hergestellt. Um den Materialaufwand möglichst gering zu halten wird der Durchmesser (innen) der Röhre, abhängig von der verwendeten Kapselgröße, nur 2,23 Meter oder 3,30 Meter betragen. Für die Strecke Los Angeles – San Francisco ist vorgesehen zwei Röhren parallel zu errichten, damit für jede Fahrtrichtung eine Röhre zur Verfügung steht. Die Stahlbetonpfeiler sollen ungefähr in einem Abstand von 30 Meter die Röhren stützen. Der Energie-Bedarf des kompletten Hyperloop-Systems wird durch Solar- Paneele gedeckt werden, welche direkt auf der Röhre platziert werden. Durch diese soll sogar deutlich mehr Strom erzeugt werden, welcher in das allgemeine Stromnetz gespeist werden könnte. Für den Betrieb bei bewölktem Wetter und in der Nacht ist die Speicherung der erzeugten Solarenergie in Batterien geplant.120 122

3.3.2 Betriebliche Umsetzung

Im Whitepaper wird eine mögliche Umsetzung des Hyperloop-Konzeptes für die Strecke Los Angeles – San Francisco beschrieben. Hier ist eine Fahrzeit von ungefähr einer halben Stunde vorgesehen. Die Kapseln sollen dabei in Abständen von bis zu allen 30 Sekunden abfahren und jeweils 28 Passagiere transportieren. Laut diesen Zahlen hätte der Hyperloop theoretisch eine maximale Kapazität von 3.360 Passagieren pro Stunde. Tatsächlich geht die Studie jedoch von einem durchschnittlichen Intervall von zwei Minuten aus. Das Konzept sieht dabei den Einsatz von bis zu 40 Kapseln vor, wobei für das Ein- und Aussteigen der Passagiere fünf Minuten Stehzeit in den Stationen einkalkuliert wird. Die Regelkapazität soll somit 840 Passagieren pro Stunde betragen, während pro Jahr bis zu 7,4 Millionen Passagiere pro Richtung (Anm. ca. 20.000 pro Tag) transportiert werden sollen. Dadurch könnte mit dem Hyperloop laut Musk die derzeit bestehende Nachfrage auf dieser Verbindung komplett befriedigt werden.123

Neben der erwähnten Kapsel-Variante für 28 Passagiere wird auch eine andere Kapsel- Variante überlegt. Diese wäre deutlich größer und könnte bis zu drei PKW und ihre Passagiere transportieren. Die reine Passagier-Kapsel hätte bei einer Breite von 1,35 m, eine maximale Höhe von nur 1,10 m. Aufgrund des fehlenden Platzes ist vorgesehen, dass die Passagiere während der Fahrt durchgehend sitzen. Da sich die Kapsel ausschließlich in einer geschlossenen Röhre fortbewegt, sind keine Fenster vorgesehen. Stattdessen sollen auf der Kabineninnenwand Außenansichten der Landschaften projiziert werden. Außerdem soll jeder

121 Vgl. BECKER 2013. 122 Vgl. MUSK et al. 2013: 10. 123 Vgl. MUSK et al. 2013: 6, 11.

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Sitzplatz mit einen Bildschirm ausgestattet sein. Dieser soll, analog zu vielen Langstreckenflugzeugen, das Nutzen eines Unterhaltungssystems ermöglichen.124

Grundsätzlich sind für die kalifornische Strecken Stationen in Los Angeles und San Francisco geplant. Weitere Stationen entlang der Route wären, mit Abzweigungen von der Röhre, ebenfalls möglich, müssten jedoch noch geplant werden. Um mögliche Druckverluste, beziehungsweise Lecks, zu vermeiden werden die Stationen mittels einer Art Luftschleuse von den Hauptröhren getrennt werden. Das Design der Stationen soll möglichst minimalistisch und praktikabel gehalten werden. Der Boarding-Prozess soll dabei ähnlich zur Luftfahrt gestaltet werden und sieht ebenfalls verpflichtende Sicherheitskontrollen aller Passagiere vor.125

Der Fahrtkomfort des Hyperloops soll sehr hoch sein, weswegen auch eine Begrenzung der Beschleunigung auf maximal 0,5 g vorgesehen ist. Alle Kapsel sind mit Notrufeinrichtungen zu Überwachungspersonal und Erste Hilfe Kästen ausgestattet. Im Falle einer Erkrankung eines Passagiers während der Fahrt ist vorgesehen, dass die Kapsel zur Endstation weiterfährt. Dies ist mit der Luftfahrt und der Vorgehensweise bei einem erkrankten Fahrgast während eines Fluges vergleichbar. Für den Fall eines Stromausfalls ist vorgesehen, dass alle Kapseln ebenfalls bis zur nächsten Station weiterfahren. Dies ist möglich da die Kapseln mit Batterien ausgestattet sind und nach Erreichen der Reisegeschwindigkeit somit von der Energieversorgung unabhängig sind. Als Rückfallebene bei einem plötzlichen Druckabfall in der Kapsel sind, analog zum Flugzeug, Sauerstoffmasken vorgesehen. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine Kapsel in der Röhre stehen bleibt wird als äußerst gering bezeichnet. Trotzdem gibt es für diesen Fall Überlegungen zu einem Notfallsystem, welches mittels einem elektrischen Motor das Fahrzeug zur nächsten Station bringen würde. Notausgänge entlang der Strecke sind im ursprünglichen Hyperloop-Konzept nicht vorgesehen.126

3.3.3 Kostenschätzung

Bei der Erläuterung des Hyperloop-Konzepts wird auch auf die Wirtschaftlichkeit und die erwarteten Kosten eingegangen. Dabei wird jedoch die Datengrundlage für die angenommenen Kosten nicht genauer erklärt. Dies ist besonders problematisch, da die Kostenschätzungen für ein Projekt dieser Größenordnung äußerst niedrig scheinen. Diese Kritik wird im folgenden Kapitel noch genauer behandelt.

Musk teilt die Kosten im Whitepaper auf die verschiedenen Systembestandteile auf. Dabei machen die Ausgaben für die Streckeninfrastruktur, also vor allem der Röhre und etwaiger

124 Vgl. MUSK et al. 2013: 15. 125 Vgl. MUSK et al. 2013: 10, 27, 31. 126 Vgl. MUSK et al. 2013: 39, 52-54.

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Tunnel, mit Abstand dem größten Teil aus. Durch die Aufständerung der Hyperloop-Röhren kann der Flächenverbrauch, vor allem verglichen mit dem Schienenverkehr, sehr gering gehalten werden. Dadurch sinken die notwendigen Kosten für den Kauf von Grundstücken und Bauflächen wesentlich. Gerade diese Kosten waren bei der CHSR einer der größten Kostenfaktoren.127 128

Insgesamt wird im Whitepaper von Gesamtkosten von 6 Milliarden US-Dollar für eine Umsetzung des Hyperloops mit den reinen Passagier-Kapseln ausgegangen. Bei der Variante mit den größeren Kapseln, welche auch Fahrzeuge transportieren könnten, würden die Kosten auf 7,5 Mrd. US-Dollar steigen. Laut Musk würden Ticketpreise in der Höhe von nur ungefähr 20 US-Dollar, zuzüglich der laufenden Betriebs- und Instandhaltungskosten, für eine geplante Amortisierung der Kosten nach 20 Jahren ausreichen.129

3.4 Rezeption und fachliche Kritik

3.4.1 Grundsätzliche Bedenken

Die grundsätzliche technologische Machbarkeit des Konzepts wird im Allgemeinen nicht bezweifelt. Stattdessen konzentriert sich die Kritik vor allem auf Fragen zur konkreten Umsetzung des Projekts und zu den angenommenen Kosten.128

Da ein Konzept wie der Hyperloop bislang noch nicht umgesetzt wurde gibt es eine große Zahl an Unsicherheiten bezüglich der genauen technologischen Umsetzung. Experten und Expertinnen bezeichnen vor allem die Kapseln und die Beschleunigung dieser als Technologie, die bislang noch nie in der Praxis angewendet wurde und daher eine Herausforderung darstellt. Auch die Frage nach dem tatsächlichen Energiebedarf des Systems ist laut John Hansmann, Direktor des MIT International Center for Air Transportation, nicht geklärt. Die Entscheidung den Luftdruck nur zu senken und auf ein (fast) komplettes Vakuum in der Röhre zu verzichten, wird als sinnvolle Idee und wirksame Maßnahme gesehen, um den Energiebedarf möglichst niedrig zu halten. Trotz dieser Maßnahme wird angenommen, dass der Energiebedarf des Systems bei weitem nicht, wie von Musk behauptet, durch die Solar-Paneele auf der Röhre gedeckt werden kann.130 131

127 Vgl. MUSK et al. 2013: 24. 128 Vgl. BILTON 2013. 129 Vgl. MUSK et al. 2013: 6. 130 Vgl. BULLIS 2013. 131 Vgl. WOLVERTON 2013.

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Wie zuvor erläutert gibt es im ursprünglichen Whitepaper bereits Überlegungen zur Erdbebensicherheit des Systems. Die Wirksamkeit des geplanten Notbremssystems, welche bei der Detektierung der ersten Erdbebenwellen, sofort eine Notbremsung auslöst, wird jedoch teilweise bezweifelt. Selbst bei einer sofortigen Notbremsung mit sehr hohen g-Kräften bräuchte die Hyperloop-Kapsel für eine Vollbremsung mindestens 15 Sekunden und würde dabei mehr als zwei Kilometer zurücklegen. Diese Zeitspanne könnte bei einem starken Erdbeben bereits zu lange sein.132

Markus Hecht, Professor an der Technischen Universität Berlin, hielt 2013 eine Umsetzung des Hyperloop-Konzepts allgemein für unrealistisch. Die größten Probleme sieht er dabei, neben der Finanzierung, bei der Rettung der Passagiere bei einer Störung und bei der Abwärme, welche in einer Röhre mit niedrigem Luftdruck nur schwer lösbar sei. Letzteres Problem wurde auch von anderen Experten und Expertinnen angesprochen. Aufgrund des Kompressors würde es zu einer starken Wärmeentwicklung in der Kapsel und in der Röhre kommen. Weitere Kritik gibt es auch bezüglich anderen Details, wie zum Beispiel an der zu geringen Annahmen für das Gewicht der Passagiere und des Gepäcks.132 133 134

Davon abgesehen wurden bis jetzt auch regulatorische Fragen zum Konzept und der Berücksichtigung der diversen gesetzlichen Vorgaben zur Sicherheit nicht berücksichtigt.135

Auch die Aussagen zur tatsächlichen Reisezeit werden bezweifelt, so seien Faktoren wie die notwendigen Sicherheitskontrollen nicht berücksichtigt. Außerdem ist offen wo die Hyperloop- Verbindung zwischen Los Angeles und San Francisco enden würde und daher auch wie lange die tatsächliche Reisezeit zwischen den beiden Stadtzentren wäre.136

Mit maximal 3.360 Passagieren ist die Kapazität des Hyperloop-Konzepts außerdem deutlich geringer als die Kapazität des konventionellen Schienenhochgeschwindigkeitsverkehrs (bis zu 12.000 Passagiere pro Stunde), beziehungsweise ist sie sogar geringer als die Kapazität der Interstate 5 (siehe auch Kapitel 4.5.).136

Auch die vorgeschlagene Beschleunigung erscheint sehr hoch und ist bei der Eisenbahn um ein Vielfaches geringer. Stattdessen ist die Belastung durch die g-Kräfte mit einem Flugzeugstart vergleichbar, wobei sie beim Flugzeug jedoch nur einige Sekunden andauert. Beim Hyperloop würde die Beschleunigung hingegen mehr als 5 Minuten andauern und wäre somit für viele Passagiere wahrscheinlich eher unkomfortabel, beziehungsweise körperlich

132 Vgl. BECKER 2013. 133 Vgl. MELENDEZ 2013. 134 Vgl. LAVANCHY 2013. 135 Vgl. SMITH 2014. 136 Vgl. BLODGET 2013.

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anstrengend. Insofern stellt sich die Frage ob die Passagiere bereit wären diesen Komfortverlust in der außerdem sehr engen Kapsel in Kauf nehmen zu wollen.136 137

Ein wesentlicher Kritikpunkt ist außerdem der Umstand, dass der Hyperloop in diesem ersten Konzept nur äußerst grob beschrieben wird und viele Details ausgespart werden. Da die Risiken und Kosten für die Entwicklung nicht beachtet werden wirkt der Hyperloop der konventionellen Eisenbahn um ein Vielfaches überlegen. Experten und Expertinnen sahen bereits 2013 die Gefahr, dass die vielversprechende Pläne und die extrem niedrigen Kostenschätzungen für die Hyperloop-Strecke zum Projektstopp der geplanten Schienenhochgeschwindigkeitsverkehrsverbindung CHSR zwischen Los Angeles und San Francisco führen könnte. Falls in Folge auch das Hyperloop-Projekt scheitern würde, gäbe es am Ende erst recht keine Alternative zum Flugzeug, beziehungsweise dem Auto auf der Verbindung. Tatsächlich wurde, wie bereits erwähnt, im Februar 2019 entschieden, dass das CHSR-Projekt gekürzt werden soll und vorerst nur der Bauabschnitt zwischen Fresno und Bakersfield gebaut werden soll. Begründet wurde dies allerdings mit den gestiegenen Kosten. Das Hyperloop-Konzept wurde als etwaiger Grund jedoch nicht erwähnt.138 139

Der niederländische Experte Carlo van de Weijer von der Technischen Universität Eindhoven ist außerdem der Meinung, dass in Zukunft flexible Verkehrssysteme und Modelle immer wichtiger werden. Der Erfolg von Unternehmen wie der Billigfluglinie EasyJet, dem Fernbus- Unternehmen Flixbus oder dem Fahrtenanbieter Uber kann immer damit erklärt werden, dass diese sich flexibel an die bereits bestehende Infrastruktur und Systemeigenschaften anpassen konnten. Die Hyperloop-Technologie benötigt im Gegensatz dazu komplett neue Infrastruktur. Eine Hyperloop-Verbindung ist laut Van de Weijer zwar eventuell für Punkt-zu-Punkt Verbindungen geeignet, die fehlende Integration in die existierende Verkehrsinfrastruktur ist jedoch ein wesentlicher Nachteil des Systems.137

Experten und Expertinnen weisen außerdem daraufhin, dass der Hyperloop vereinfacht gesagt eine Art Magnetschwebebahn (im ursprünglichen Entwurf aufgrund der Luftpolster nur eine Schwebebahn) in einer Röhre ist. Zwar sind schnellere Geschwindigkeiten möglich, ansonsten sind sich die Systeme jedoch sehr ähnlich. Der Transrapid konnte sich, trotz der vollständigen technischen Entwicklung, am Ende nicht durchsetzen und es gibt mit der Ausnahme von Shanghai keine Transrapid-Strecken. Es stellt sich die Frage ob der Vorteil der höheren Fahrgeschwindigkeit beim Hyperloop ausreichend ist und zu einer Verbreitung des Systems führen wird, oder ob das Konzept schließlich ebenfalls, trotz der technologischen Machbarkeit, nicht umgesetzt wird. 140

137 Vgl. GLOY 2018. 138 Vgl. MADRIGAL 2013. 139 Vgl. RAILWAY GAZETTE INTERNATIONAL 2019. 140 Vgl. DB DIGITAL: NEW HORIZONS 2019.

50 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Außerdem muss bedacht werden, dass für einen funktionierenden Betrieb praktisch alle Bestandteile des Hyperloop-Systems neu konzipiert und gebaut werden müssen. Dies betrifft nicht nur die Infrastruktur und Fahrzeuge, sondern zum Beispiel auch die Betriebsabläufe und die Einhaltung aller gesetzlichen Bestimmungen.140

3.4.2 Finanzierung und Wirtschaftlichkeit

Bereits kurz nach der ersten Veröffentlichung des Hyperloop-Konzepts gab es Kritik an den Kostenschätzungen Musks. Die angenommenen Kosten von 6 Milliarden US-Dollar für die Strecke von Los Angeles nach San Francisco werden allgemein von Ökonomen als viel zu niedrig und daher komplett unrealistisch eingeschätzt. Bei der Planung der kalifornischen Schienenhochgeschwindigkeitsstrecke entstanden deutlich höhere Kosten, da eine Vielzahl von Städten und Gebieten Umfahrungen und Tunnel, oder aber eine Anbindung ihrer Stadt wünschten. Diese Ansprüche gäbe es wahrscheinlich auch an eine Hyperloop-Strecke, weswegen die hinsichtlich der Kosten günstigste Streckenführung wohl kaum umsetzbar wäre. Außerdem sind auch die Kosten für die Anbindung der Stadtzentren, wofür in San Francisco zum Beispiel eine Untertunnelung beziehungsweise Überbrückung der San Francisco Bay notwendig wäre, zu berücksichtigen. Statt den beworbenen Kosten von nur 6 Milliarden US- Dollar gibt es Schätzungen von Experten und Expertinnen die von Gesamtkosten von bis zu 100 Milliarden US-Dollar ausgehen.136 141

Bei der Angabe der Kosten inkludiert Musk außerdem nur die Kosten für den Bau der Strecke selbst. Die Entwicklungskosten werden hingegen nicht betrachtet. Diese würde laut Experten und Expertinnen jedoch den größten Anteil an den Gesamtkosten ausmachen.142

Besonders kritisch gesehen werden die nur sehr vagen Aussagen und Berechnungen zu den Kosten des Hyperloops. Während das Hyperloop-Whitepaper nicht wesentlich mehr als ein erster Entwurf ist, wurden das Schienenhochgeschwindigkeitsverkehrsprojekt zwischen Los Angeles und San Francisco jahrelang diskutiert und dabei konnten mittlerweile sehr viele Kosten gefunden werden, welche ursprünglich nicht in den Planungen enthalten waren. Vor allem die sehr niedrig angenommen Kosten für den Ankauf von Flächen wird kritisiert. Einerseits ist offen wie der Hyperloop von den jeweiligen Städten zur geplanten Strecke entlang der Autobahn Interstate 5 gebaut werden soll. Anderseits ist auch die Umsetzung entlang dieser Autobahn nicht so einfach. Die Flächen entlang dieser Straße besitzt die für den Straßenverkehr zuständige Regionalbehörde und dieses müsste einem Verkauf der Flächen zustimmen. Auch würde ein Bau direkt neben der Interstate wohl zu erheblichen Behinderungen des Straßenverkehrs führen. Ob jahrelange Sperren der wichtigsten

141 Vgl. BILTON 2013. 142 Vgl. WOLVERTON 2013.

51 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Verkehrsader Kaliforniens während der Errichtung der Hyperloop-Strecke politisch durchsetzbar wären, ist zweifelhaft.143 144

Außerdem wird auch die Kostenrechnung für den Betrieb des Hyperloops bezweifelt. Musk sieht in seinem Whitepaper vor, dass der Hyperloop pro Stunde mindestens 840 Fahrgäste transportiert, welche jeweils einen Ticketpreis von 20 US-Dollar zahlen. Dan Sperling, Direktor des Instituts für Transport (engl. Institute of Transportation Studies) der University of California, hält es jedoch für absolut ausgeschlossen, dass bei solchen Zahlen ein kostendeckender Betrieb möglich ist.141

Diese Kritik bezüglich der Finanzierung kam vor allem direkt nach der Veröffentlichung des Konzeptes auf. Damals gab es nur vereinzelte Stimmen, welche das Projekt für finanziell umsetzbar hielten. Ein Beispiel hierfür war der emeritierte MIT Professor Ernst Frankel, welcher selbst an ähnlichen Systemen forschte.145

Mittlerweile hat sich die Situation etwas geändert. Seit der Vorstellung des Konzepts haben mehrere Unternehmen und Gruppierungen Interesse am Hyperloop-Konzept gezeigt. Die Finanzierung, zumindest von einer kurzen Strecke, scheint daher nicht mehr die wesentliche Hürde für den Hyperloop zu sein. Es bleibt jedoch die Frage welche Institutionen oder Unternehmen ein Hyperloop-Projekt wie die vorgeschlagene Verbindung Los Angeles – San Francisco finanzieren würden. Selbst bei der Kostenschätzung von Musk ist eine Amortisierung des Projektes „erst“ nach 20 Jahren vorgesehen. Damit wäre das Projekt vor allem für langfristige Investoren interessiert, dies sind häufig Fondsgesellschaften von Banken oder Pensionsfonds. Diese Fonds sind in der Regel jedoch eher risikoavers eingestellt. Die bisher noch nicht in die Praxis umgesetzte Technologie des Hyperloops stellt jedoch ein wesentliches Risiko dar. Eine Finanzierung des kalifornischen Projektes direkt durch die öffentliche Hand gilt ebenfalls als äußerst unwahrscheinlich, da bereits Investitionen in die „klassische“ Infrastruktur, wie die Straße oder die Schiene, häufig politisch nur schwer umsetzbar sind. Daher bräuchte es für eine Umsetzung des Hyperloops risikobereitere Investoren, die in den Hyperloop investieren.146

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die ursprüngliche fachliche Rezeption das Hyperloop-Konzept, beziehungsweise dessen Umsetzung, durchaus sehr kritisch war. Die erläuterten Kritikpunkte waren dabei nur die aus Sicht des Autors relevantesten Punkte. Unter anderem in den diversen Fachforen im Internet wurde noch eine Vielzahl von anderen problematischen Punkten diskutiert. Zumindest das ursprüngliche Hyperloop-Konzept scheint somit vor wesentlichen Herausforderungen bis zur Umsetzung zu stehen.

143 Vgl. MADRIGAL 2013. 144 Vgl. LAVANCHY 2013. 145 Vgl. MELENDEZ 2013. 146 Vgl. LAVANCHY 2013.

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3.5 Aktuelle Entwicklungen

Das folgende Kapitel gibt einen Überblick über die wichtigsten Unternehmen, welche sich mit dem Hyperloop beschäftigen, und deren Aktivitäten. Davon abgesehen gibt es aber auch noch diverse kleinere Initiativen, Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die am Hyperloop- Konzept forschen.

3.5.1 SpaceX

Das private Unternehmen SpaceX ist grundsätzlich ein Raumfahrtunternehmen, konnte dabei seit seiner Gründung im Jahr 2002 wesentliche Erfolge feiern und ist mittlerweile zum Beispiel der Marktführer bei Satellitenstarts. Da Elon Musk der Gründer, Haupteigentümer und CEO des Unternehmens ist waren Ingenieure von SpaceX seit Beginn an der Entwicklung des Hyperloop-Konzepts beteiligt. Dieses fertige, bereits behandelte, Whitepaper wurde außerdem auch auf der SpaceX-Homepage veröffentlicht.147

Nach der Vorstellung des Konzepts baute SpaceX seine Aktivitäten bezüglich des Hyperloops aus und kündigte im Juni 2015 den Bau einer 1,6 km Teststrecke in einem verkleinerten Maßstab (der Durchmesser der Röhre beträgt ca. 1,2-1,5 m) an. Die Teststrecke wird seither unter anderem für den jährlich stattfindenden Wettbewerb „SpaceX Hyperloop Pod Competition“ verwendet. Bei diesem Wettbewerb treten verschiedene Teams von Universitäten an und versuchen jeweils mit der von ihnen entwickelten Hyperloop-Kapsel die höchstmögliche Geschwindigkeit zu erreichen. Ziel des Wettbewerbes ist die grundsätzliche Umsetzung des Konzepts zu testen, die Kapseln sind dabei jedoch nicht für den Transport von Passagieren konzipiert und werden auch nur im Maßstab der Teströhre hergestellt. Bei der dritten Auflage des Wettbewerbes im Juli 2018 erreichte das Siegerteam der Technischen Universität München mit ihrer Kapsel dabei eine Rekordgeschwindigkeit von 467 km/h. Die Kapseln unterscheiden sich dabei hinsichtlich des Designs und des Antriebsmodells zwischen den Teams deutlich.148 149

SpaceX betont, dass das Unternehmen nicht plant selbst eine, für den kommerziellen Einsatz geeignete, Hyperloop-Lösung zu entwickeln. Stattdessen ist das Ziel die Forschung und Entwicklung für einen funktionierenden Hyperloop-Prototyp zu fördern.150

147 Vgl. SCHUBERT 2018. 148 Vgl. SPACEX 2016. 149 Vgl. HOLLAND 2018. 150 Vgl. MASUNAGA 2015.

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3.5.2 Hyperloop Transportation Technologies

Hyperloop Transportation Technologies, beziehungsweise HyperloopTT, ist eines der ersten Unternehmen, welches sich nach der Vorstellung des Hyperloop-Konzepts, genauer mit dessen Umsetzung beschäftigt hat. Das kalifornische Unternehmen wurde bereits 2013 gegründet und dabei zu Beginn vor allem mittels Crowdfunding finanziert. Ein erstes Konzept wurde in Folge von einem Team bestehend aus ungefähr 100 Ingenieuren und Technikern, die in diversen High-Tech-Firmen, in der Luftfahrt oder bei der NASA tätig sind, entwickelt. Diese beschäftigten sich in der Freizeit mit dem Konzept und erhielten dafür im Gegenzug in erster Linie Aktienoptionen für das neu gegründete Unternehmen. Laut dem CEO von HyperloopTT, Dirk Ahlborn, mussten im Zuge dieser Konzepterstellung viele Eigenschaften und Funktionsweisen des Hyperloops überarbeitet werden, da das ursprüngliche von Musk vorgestellte Konzept nicht realistisch umsetzbar war. Im Zuge der Überarbeitung des Konzeptes wurde auch von genaueren Planungen zu der von Musk vorgeschlagenen Hyperloop-Strecke zwischen Los Angeles und Kalifornien abgesehen. Das primäre Ziel von HyperloopTT ist eine erste funktionierende Hyperloop-Verbindung zu bauen. Hierfür werden andere Strecken als besser geeignet, beziehungsweise leichter umsetzbar angesehen.151 152

Weitere Änderungen gegenüber dem Konzept von Musk betreffen die Kapseln und die Technologie für das Erreichen des Schwebezustandes. Bei den Kapseln gibt es Überlegungen zu einer Art „Transportkapsel“, diese soll die kleineren Passagierkapseln transportierten und dabei besonders auf die Belastungen (v.a. bezüglich des Luftdruckes) ausgelegt sein. In den Stationen würden in Folge nur die Passagierkapseln be- und entladen werden. Statt der Umsetzung des Schwebezustandes über Luftkissen ist eine elektromagnetische Lösung angedacht. Trotz dieser Anpassungen ist Ahlborn der Meinung, dass die ursprüngliche Kostenschätzung von Musk mit maximal 6 Milliarden US-Dollar akkurat ist.151

Derzeit arbeiten bei HyperloopTT über 800 Personen an der Umsetzung des Hyperloop- Konzepts. Diese Gruppe besteht jedoch zu einem nicht unwesentlichen Teil aus nicht direkt beim Unternehmen angestellten Mitarbeiter, welche in ihrer Freizeit am Projekt mitarbeiten. Außerdem gibt es auch mehrere Kooperationen mit Universitäten und anderen Forschungseinrichtung. Laut HyperloopTT sind derzeit mehrere Projekte zu Hyperloop- Strecken in fortgeschrittenen Verhandlungsphasen und mehrere Machbarkeitsstudien in Bearbeitung. Außerdem habe die deutsche Rückversicherungsgesellschaft Muinch Re das entworfene Konzept als „machbar und versicherbar“ bezeichnet.153

HyperloopTT will den Hyperloop vor allem als Konkurrenz zum Flugzeug positionieren und den Reisekomfort der Passagiere erhöhen. Als eine der wesentlichen Herausforderungen sieht

151 Vgl. DAVIES 2014. 152 Vgl. BARRERA 2015. 153 Vgl. HYPERLOOP TT 2019a.

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Ahlborn vor allem regulatorische und politische Hürden. Aus diesen Gründen ist man auch in Verbindungen in Ländern wie China, Russland oder den Vereinigten Arabischen Emiraten interessiert.154

Nach verworfenen Planungen für eine Teststrecke in Kalifornien gab HyperloopTT 2018 den Bau einer Teststrecke in Toulouse, Frankreich bekannt. Der erste Bauabschnitt mit einer 320 Meter langen Strecke wurde bereits fertigstellt und Vertretern des US-Verkehrsministeriums präsentiert. Für die Zukunft ist ein weiterer Ausbau der Testanlagen geplant. Voraussichtlich ab Sommer 2019 sind erste unbemannte Versuchsfahrten mit der entworfenen Kapsel geplant. Bereits für 2020 sind in Folge Testfahrten mit Passagieren vorgesehen.155

Außerdem arbeitet HyperloopTT in Zusammenarbeit mit dem TÜV SÜD an Vorschlägen für das notwendige regulatorische Gerüst der Hyperloop-Technologie. Dabei wurden bisher mögliche Richtlinien betreffend der Sicherheitsanforderungen, des Designs, des Betriebs und des Zertifizierungsprozesses vorgestellt. Das Ziel von HyperloopTT ist durch einheitliche Vorschriften für alle Hyperloop-Systeme die Technologie allgemein weiter zu entwickeln und das Schaffen von Sicherheitsstandards zu bewirken.156

Nach derzeitigem Stand (Juli 2019) könnte HyperloopTT das erste Unternehmen sein, das ein Hyperloop-System in die Praxis umsetzen wird können. Seit der ersten Projektvorstellung des überarbeiteten Hyperloop-Konzepts gab es bereits mehreren Bekanntmachungen bezüglich möglicher Projekte und Kooperationen. Dies inkludierte unter anderem ein Projekt in Indien, wo eine Verbindung zweier Städte des Bundesstaates Andhra Pradesh geplant ist.157

Mit drei Ländern wurden jedoch bereits über Absichtserklärungen hinausgehende Verträge unterschrieben. Diese kommerziellen Abkommen wurden für Projekte in China, der Ukraine und in den Vereinigten Arabischen Emiraten unterzeichnet. In der Vereinbarung mit dem ukrainischen Infrastrukturministeriums wird das Ziel verankert eine Hyperloop-Strecke zu errichten, wobei hierbei noch keine Strecke konkretisiert wird. Zuvor soll außerdem gemeinsam das notwendige rechtliche und regulatorische Rahmenwerk erarbeitet werden. Im Vergleich dazu scheint das Projekt in China bereits weiter fortgeschritten zu sein. Die unterzeichnete Vereinbarung sieht dabei die Gründung eines Joint-Ventures zwischen HyperloopTT und der chinesischen Tongren Transportation Tourism Investment Group vor. Hyperloop TT wird dabei vor allem für die fachliche Expertise, die Technologie (z.B. etwaige Patente) und benötigtes Equipment zuständig sein. Der chinesische Partner soll hingegen die geplante Strecke errichten und ist außerdem für die Zertifizierung und das regulatorische Rahmenwerk zuständig. Als Finanzierung ist ein Public-Private-Partnership-Modell

154 Vgl. LOVE 2018. 155 Vgl. HYPERLOOP TT 2019b. 156 Vgl. HYPERLOOP TT 2019c. 157 Vgl. SATYANARAYAN 2017.

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angedacht, wobei 50% der notwendigen Investitionssumme direkt von der chinesischen Stadt Tongren gestellt werden soll. In einer ersten Bauphase soll eine 10 km lange Strecke errichtet werden, wobei die genaue Streckenführung derzeit noch offen ist. Damit scheint dieses Projekt wohl auch als eine Art Test für die Technologie und vor allem die Wirtschaftlichkeit des Systems konzipiert zu sein. Einen ähnlichen Ansatz hat China, wie erläutert, bereits bei der Transrapid-Strecke verfolgt, wobei die Technologie nach dem Bau der ersten Strecke nicht weiter verfolgt wurde.158 159 160

Während die Projekte in China und Ukraine noch in einer Frühphase der Planung sind, ist das Projekt in den Vereinigten Arabischen Emiraten bereits weiter fortgeschritten. Im April 2018 wurde die Unterzeichnung einer Vereinbarung über den Bau einer kommerziell betriebenen Hyperloop-Strecke zwischen Dubai und Abu Dhabi bekanntgegeben. Im Oktober 2018 war der Bauarbeiten-Start für das dritte Quartal 2019 vorgesehen. Ob dieser Baustart nun (Juli 2019) bereits erfolgt ist, ist derzeit unklar. Im Kapitel 5.3. wird genauer auf das Projekt und die bereits vorhandenen Kostenschätzungen eingegangen.161 162

Im Dezember 2018 gaben Hyperloop TT und die Hamburger Hafen und Logistik AG außerdem die Gründung eines Joint-Ventures an. Ziel von diesem ist die „Entwicklung und spätere Vermarktung eines Hyperloop-Transportsystems für Seecontainer“.163

3.5.3 Virgin Hyperloop One

Neben Hyperloop TT ist Virgin Hyperloop One das zweite führende Unternehmen in der Entwicklung des Hyperloops. Das Unternehmen wurde 2014 ebenfalls in Kalifornien gegründet, damals jedoch noch unter dem Namen Hyperloop Technologies, welcher später in Hyperloop One geändert wurde. Trotz des ursprünglich sehr ähnlichen Namens bestand zu keiner Zeit eine geschäftliche Verbindung zu Hyperloop TT. Im Oktober 2017 investierte die Virgin Group in das Unternehmen und in Folge der Vereinbarung wurde der Name des Unternehmens in Virgin Hyperloop One umgeändert. Außerdem übernahm der Gründer und Haupt-Eigentümer von Virgin, Sir Richard Branson, auch die Position des Aufsichtsratsvorsitzenden. Diese gab er ungefähr ein Jahr später jedoch wieder ab. Mit Stand Mai 2019 konnte das Unternehmen bereits eine Gesamt-Investitionssumme von 400 Millionen US-Dollar erreichen. Neben Risikokapitalgebern und diversen anderen Investoren investierte

158 Vgl. HYPERLOOP TT 2018a. 159 Vgl. HYPERLOOP TT 2018b. 160 Vgl. TAN 2018. 161 Vgl. HYPERLOOP TT 2018c. 162 Vgl. HYPERLOOP TT 2018d. 163 Vgl. HYPERLOOP TT 2018e.

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auch die staatliche französische Eisenbahngesellschaft SNCF in das Unternehmen.164 165 166 167

Virgin Hyperloop One war das erste Unternehmen, das die technische Machbarkeit des Hyperloops, beziehungsweise der Antriebstechnologie, bei einer Testfahrt am 11. Mai 2016 nachweisen konnte. Im Sommer 2017 wurde der erste Prototyp einer Transportkapsel vorgestellt und der Betrieb auf einer 500 Meter langen Teststrecke in Nevada aufgenommen. Damit ist Hyperloop One derzeit das einzige Hyperloop-Unternehmen, welches sein System bereits in der Originalgröße testet. Im Zuge der Testfahrten wurde dabei ein vollständiger Hyperloop-Betrieb simuliert. Dies inkludiert einen funktionierenden Antrieb, die Sicherstellung des durchgehenden Schwebezustands, funktionierende Bremssysteme und ein Herstellen des benötigten niedrigen Luftdrucks. Der Schwebezustand wird dabei ebenfalls abweichend vom ursprünglichen Hyperloop-Konzept über eine elektromagnetische Lösung erreicht.168 169

Im Juli 2019 kündigte Virgin Hyperloop One den Bau eines Forschungs- und Entwicklungszentrums zur Hyperloop-Technologie in Saudi-Arabien an. Dieses Zentrum wird 100 km nördlich von Jeddah entstehen und umfasst auch eine 35 km lange Teststrecke.170

Laut Virgin Hyperloop One unterscheidet sich die entwickelte Hyperloop-Technologie, hinsichtlich Punkte wie der Steuerung, dem Antrieb und der Schwebetechnik, teilweise deutlich von dem im ersten Whitepaper von Musk entworfenen Konzept. Die Teströhre hat einen Umfang von 3,3 Meter und ist somit auch etwas größer als in den Planungen von Musk vorgesehen. Nach den aktuellen Planungen soll die erste, von Virgin Hyperloop One errichtete, Hyperloop-Strecke bereits 2025 in Betrieb gehen.166

Virgin hatte unter der Führung von Richard Branson vor dem Einstieg bei Hyperloop One bereits unter anderem ein britisches Eisenbahnverkehrsunternehmen (Virgin Trains), mehrere Fluglinien und ein Raumfahrtunternehmen (Virgin Galactic) gegründet. Die Kooperation mit Virgin brachte Hyperloop One daher viel zusätzliche Medienaufmerksamkeit ein. Besonders die erste Pressekonferenz, in der unter anderem von einer möglichen Verbindung zwischen London und Edinburgh mit einer Reisezeit von 45 bis 50 Minuten gesprochen wurde, wurde in den britischen und internationalen Medien ausführlich behandelt. Richard Branson spricht jedoch selbst von einem „weiten Weg“ der bis zum ersten kommerziellen Einsatz des

164 Vgl. VIRGIN HYPERLOOP ONE 2017a. 165 Vgl. VIRGIN HYPERLOOP ONE 2018a. 166 Vgl. MOTAVALLI 2019. 167 Vgl. SNCF 2019. 168 Vgl. VIRGIN HYPERLOOP ONE 2016. 169 Vgl. VIRGIN HYPERLOOP ONE 2017b. 170 Vgl. VIRGIN HYPERLOOP ONE 2019.

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Hyperloop noch zurückzulegen sei. Der nächste wichtige Schritt um der Realisierung näher zu kommen seien die geplanten Testfahrten mit einem Prototyp der Passagierkapseln.171 172

Im Februar 2018 stellte Virgin Hyperloop One, gemeinsam mit der indischen Bundesstaat Maharashtra, Pläne für die Errichtung einer Hyperloop-Strecke zwischen den Städten Pune und Mubai bekannt. Bei einer geplanten Fahrzeit von 25 Minuten stünde diese Verbindung 26 Millionen Menschen offen. Bei der Pressekonferenz betonte Branson die möglichen Auswirkungen und Vorteile, welche die Verbindung auf die Region hätte. Neben der Schaffung von Arbeitsplätzen und einer Verbesserung des Wirtschaftsstandortes gilt vor allem das teilweise Ersetzen der Autofahrten zwischen den Städten durch den Hyperloop als ein wesentlicher Vorteil. Branson ist der Meinung, dass Indien durch das Nichtvorhandensein von einem Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr den Vorteil hat quasi „von Null“ zu starten. Daher kann das bestmögliche System gewählt werden und es muss keine Rücksicht auf eventuell bereits bestehende Systeme genommen werden. Laut Branson könnte der Hyperloop einen ähnlich einschneidenden Effekt auf das Verkehrssystem haben, wie ihn die Eisenbahn im 19. Jahrhundert hatte. Der Hauptvorteil des Hyperloops sei dabei die, im Vergleich zum Flugzeug, deutliche bessere Umweltbilanz.171

2018 wurden außerdem auch die Ergebnisse der ersten Hyperloop-Machbarkeitsstudie für eine Strecke in den USA veröffentlicht. In dieser Veröffentlichung wurde eine mögliche Hyperloop-Strecke, welche Virgin Hyperloop One errichten würde, zwischen den Städten Kansas City, Columbia und St. Louis im Bundestaat Missouri geprüft. Laut der Studie hätte solch ein Projekt zahlreiche positive Effekte und würde vor allem den Straßenverkehr deutlich entlasten. Außerdem wären laut Virgin Hyperloop One die Kosten für ein Hyperloop-System um 40% geringer als für vergleichbare Schienenhochgeschwindigkeits-Projekte.173

3.5.4 TransPod

Nach Hyperloop TT und Virgin Hyperloop One ist wohl das kanadische Start-Up TransPod eines der größten Hyperloop-Unternehmen. TransPod wurde 2015 gegründet und beschäftigte sich im Gegensatz zu den diversen anderen Unternehmen auch explizit mit dem Güterverkehr. Hierfür wurden eigene Cargo-Kapseln entworfen, welche in Zukunft jeweils Tonnagen von 10-15 Tonnen transportieren sollen. Diese Kapseln wurden außerdem in Hinblick auf eine Kompatibilität mit Paletten und diversen Klein-Containern entworfen. Zusätzlich gibt es auch Passagierkapseln, wobei beide Kapseln die gleiche Größe besitzen sollen und logischerweise die gleiche Röhre verwenden würden. Wie auch die anderen Systeme wird TransPod vom ursprünglichen Hyperloop-Konzept abweichen und den

171 Vgl. BRANSON 2018: 463-466. 172 Vgl. COFFEY 2017. 173 Vgl. VIRGIN HYPERLOOP ONE 2018b.

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Schwebezustand durch ein elektromagnetisches System herstellen. Laut dem Unternehmen wurde das komplette Transportsystem von Grund auf neu entwickelt und dabei keine Rücksicht auf das ursprüngliche Hyperloop-Konzept genommen. Trotzdem scheint das System, hinsichtlich der grundsätzlichen Funktionsweise und den meisten technischen Aspekten den Systemen von Hyperloop TT und Virgin Hyperloop One relativ ähnlich. TransPod geht derzeit von einer Höchstgeschwindigkeit von 1200 km/h aus und rechnet mit Ticketpreisen von ungefähr 80 US-Dollar. Dies wäre vierfach so teuer wie der von Musk im ersten Hyperloop-Konzept genannte Preis von 20 US-Dollar pro Fahrt. Neben der Unternehmenszentrale in Toronto hat TransPod mittlerweile auch Büros in Bari, Italien und in Frankreich eröffnet. In Frankreich sollen außerdem auch eine 3 km lange Teststrecke und diverse Forschungs- und Entwicklungsanlagen errichtet werden.174 175 176 177

3.5.5 Hardt Hyperloop

Die bisher erwähnten Unternehmen haben ihren Unternehmenshauptsitz alle in Nordamerika. Es gibt jedoch auch in Europa Start-Ups welche aktiv am Hyperloop-Konzept forschen. Eines der aktivsten, beziehungsweise präsentesten Unternehmen ist dabei das niederländische Start-Up Hardt Hyperloop. Das Unternehmen wurde von ehemaligen Studenten der Technischen Universität Delft gegründet, nachdem sie beim ersten SpaceX-Hyperloop- Wettbewerb mit ihrem Universitätsteam den ersten Platz erreichen konnten. Unter den bisherigen Kooperationspartnern und Investoren von Hardt Hyperloop befinden sich mit dem niederländischen Eisenbahn-Netzbetreiber Nederlandse Spoorwegen (NS) und der DB AG auch zwei Schienenverkehrsunternehmen.178 179

Hardt Hyperloop plant derzeit für das Jahr 2028 den Betriebsstart der ersten kommerziellen Hyperloop-Strecke Europas. Anstatt einzelner Strecken schlägt das Unternehmen ein europaweites Streckennetz vor, welches die wichtigsten europäischen Städte verbinden soll. Genauere Aussagen zur Umsetzung, einen möglichen Zeitrahmen und einer Finanzierung gab es von Hardt Hyperloop bisher jedoch noch nicht.178 180

Solch ein vorgeschlagenes Netz stellt zusätzliche Anforderungen an die Infrastruktur. Hardt forscht daher teilweise an Systemen, welche für andere Hyperloop-Unternehmen bislang weniger relevant waren. Im Juli 2019 stellte das Start-Up seine erste Teststrecke vor. Dieses nur für niedrige Fahrgeschwindigkeiten geeignete System inkludiert dabei auch eine von Hardt

174 Vgl. JANZEN R. 2017. 175 Vgl. TRANSPOD 2019a. 176 Vgl. TRANSPOD 2019b. 177 Vgl. TRANSPOD 2019c. 178 Vgl. DB DIGITAL: NEW HORIZONS 2019. 179 Vgl. HARDT HYPERLOOP 2018. 180 Vgl. HARDT HYPERLOOP 2019a.

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entwickelte Weichenlösung. Diese Weiche kommt dabei komplett ohne bewegliche Teile aus und funktioniert ausschließlich über ein elektromagnetisches Leitsystem.181

Hardt Hyperloop sieht den Hyperloop prinzipiell vor allem als eine Alternative zum Flugzeug. Bei Distanzen ab 700 km sei hier der Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr nicht mehr wettbewerbsfähig, ein Hyperloop-System wäre es jedoch. Auch laut dem niederländischen Start-Up ist der Hauptvorteil des Systems dabei vor allem die deutlich bessere Umweltbilanz, welche vor allem im geringen Energiebedarf während des Betriebs begründet liegt.178 180

3.5.6 Weitere Hyperloop-Initiativen

Wie bereits erwähnt gibt es eine große Anzahl von weiteren, in der Regel eher kleinen, Unternehmen die sich ebenfalls mit dem Hyperloop-Konzept beschäftigen. Hier ist die Fluktuation allerdings relativ groß und einige Unternehmen, wie zum Beispiel das kalifornische Start-Up Arrivo, mussten bereits nach kurzer Zeit wieder schließen. Davon unabhängig gibt es jedoch ein zunehmendes Interesse von diversen (technischen) Hochschulen an der Hyperloop-Technologie. Dies ist zum Beispiel auch am internationalen Teilnehmerfeld des SpaceX-Wettbewerbes ersichtlich.182 183

Weitere Beispiele für europäische Hyperloop-Unternehmen wären das spanische Zeleros Hyperloop und das polnische Hyper Poland. Gemeinsam mit TransPod und Hardt Hyperloop haben diese Unternehmen im Juni 2018 die Gründung einer internationalen Hyperloop- Plattform bekanntgegeben. Das Ziel dieser Kooperation ist dabei die Ausarbeitung und Standardisierung der gesetzlichen und regulatorischen Vorgaben zum Hyperloop. Außerdem soll durch die Partnerschaft die Entwicklung von unterschiedlichen Hyperloop-Systemen möglichst vermieden werden, sodass die Interoperabilität des Hyperloops gewahrt bleiben kann. Die Mitgliedschaft in dieser Gruppe soll dabei allen Hyperloop-Unternehmen, Forschungsinitiativen und staatlichen Behörden, beziehungsweise Ministerien offen stehen.184

Abseits von Europa wird unter anderem auch in China an Hyperloop-ähnlichen Technologien geforscht. Zum Beispiel plant die staatliche „China Aerospace Science und Industry Corporation“ laut Medienberichten die Umsetzung eines Systems, welches Geschwindigkeiten von 1.000 km/h erreicht. Langfristig soll an Technologien geforscht werden, welche theoretisch Geschwindigkeiten von bis zu 4.000 km/h erreichen könnten.185

181 Vgl. HARDT HYPERLOOP 2019b. 182 Vgl. SPACEX 2019. 183 Vgl. O’KANE 2018. 184 Vgl. TRANSPOD 2018. 185 Vgl. TAN 2018.

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Im Jahr 2016 gründete Elon Musk das Tunnel- und Tiefbauunternehmen The Boring Company. Neben Lösungen für den Stadtnahverkehr, wie einem geplanten Tunnel in dem Tesla Model X-Fahrzeuge als Shuttle-Fahrzeuge funktionieren und der Errichtung eines unterirdischen Nahverkehrssystem für die Messe in Las Vegas, ist das Unternehmen teilweise auch bei Hyperloop-Projekten involviert.186

Derzeit wird hierbei unter anderem eine Errichtung eines nur „Loop“ genannten Systems zwischen Washington DC und Baltimore überlegt. Das Konzept sah dabei ursprünglich eine Hyperloop-Verbindung vor. Später kam es jedoch zu wesentlichen Änderungen. Mittlerweile ist deswegen vorerst eine Beförderung der Passagiere mittels voll-autonomen und modifizierten Tesla-Fahrzeugen als Shuttle-Fahrzeuge, welche eine Geschwindigkeit von bis zu 240 km/h erreichen, vorgesehen. Musk spricht jedoch auch von der Möglichkeit das System in Zukunft in ein vollständiges Hyperloop-Konzept umzuwandeln. Ob die weitreichenden Pläne der Boring Company tatsächlich umgesetzt werden, ist derzeit offen.187

3.6 Überblick vorgeschlagene Strecken

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über vorgeschlagene Hyperloop-Strecken, beziehungsweise Verbindungen. Die Liste ist dabei nicht als vollständig anzusehen. Stattdessen soll nur ein Überblick über die derzeit am weitesten fortgeschrittenen, beziehungsweise in den Medien präsentesten, Projekte gegeben werden.

186 Vgl. KOROSEC 2019. 187 Vgl. SNYDER 2019.

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Tabelle 3: Die wichtigsten Hyperloop-Projekteb 169 172 186 188 189 190 191 192 193 194 195 196

Vorgeschlagenes Projekt Unternehmen Anmerkungen Los Angeles – San Francisco Hyperloop One / Im ursprünglichen Hyperloop-Konzept Hyperloop TT / vorgestellt, derzeit gibt es jedoch keine Boring Company konkreten Planungen Kansas City (– Columbia) – Hyperloop One Für das Projekt wurde die erste US- St. Louis Machbarkeitsstudie erstellt Washington D.C. – Baltimore Boring Company Vorerst nur eine Art „Tunnel-Shuttle- (– New York City – Boston) Verkehr“ und kein Hyperloop-System Toronto – Montreal oder TransPod TransPod schlägt auch diverse andere Windsor, Calgary – Edmonton Routen vor, es gibt jedoch kaum konkrete Informationen/Pläne London – Edinburgh oder Hyperloop One Hyperloop One hat außerdem weitere Glasgow – Liverpool Routen in Europa vorgestellt (u.a. Helsinki – Tallinn, ein Ringnetz in Deutschland und eine Verbindung von Korsika nach Sardinien) (Paris) – Delft/Amsterdam – Hardt Hyperloop In Folge ist die Errichtung eines Frankfurt/Main europaweiten Hyperloop-System geplant Wien – Bratislava – Budapest Hyperloop TT Die slowakische Regierung ließ 2016 u.a. diese Verbindung prüfen Pune – Mumbai (IND) Hyperloop One Siehe Kapitel 3.5.3. Projekt in Saudi-Arabien Hyperloop One Bau einer Teststrecke (35 km) und eines Forschungszentrums Dubai – Abu Dhabi (V.A.E.) Hyperloop TT Baustart für einen ersten Test-Abschnitt: 3. Quartal 2019 Projekt in Tongren (CHN) Hyperloop TT Errichtung eines ersten Bauabschnittes von 10 km Länge Seoul – Busan (KOR) Hyperloop TT Hyperloop TT und die südkoreanische Regierung unterzeichneten bereits eine Vereinbarung über den Bau der Strecke

b Anm.: Zum Erreichen einer besseren Übersicht werden für folgende Unternehmen Kurzformen verwendet: The Boring Company (Boring Company), Hyperloop Transportation Technologies (Hyperloop TT), Virgin Hyperloop One (Hyperloop One). 188 Vgl. GUERRINI 2016. 189 Vgl. HARDT HYPERLOOP 2018: 11, 22. 190 Vgl. BRANSON 2018: 464. 191 Vgl. TRANSPOD 2019d. 192 Vgl. MUSK et al. 2013: 4f. 193 Vgl. VIRGIN HYPERLOOP ONE 2017c. 194 Vgl. HYPERLOOP TT 2018b. 195 Vgl. HYPERLOOP TT 2018c. 196 Vgl. DAVIES 2017.

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Betrachtet man die Verbindungen fällt auf, dass es größere Hyperloop-Projekte in Nordamerika, Europa und Asien gibt. Ein großer Teil der Projekte werden dabei entweder von Hyperloop TT oder Virgin Hyperloop One geplant. Dies trifft auch auf die restlichen Strecken zu, welche in der Tabelle nicht erwähnt worden sind. Allgemein scheinen die beiden Unternehmen bei der Umsetzung des Konzepts am weitesten fortgeschritten zu sein. Kleinere Initiativen wie Hardt Hyperloop sind hinsichtlich der technologischen Entwicklung ebenfalls recht weit fortgeschritten. Bei Projekten dieser kleineren Unternehmen stellt sich jedoch besonders die Frage der Finanzierung und der langfristigen Wirtschaftlichkeit des Projektes. Hardt Hyperloop stellt sich laut eigenen Aussagen eine Umsetzung des Hyperloops vor, bei der die Infrastruktur- und Baukosten zu großen Teilen von der öffentlichen Hand getragen werden. Das Hyperloop-Unternehmen wäre in Folge für den Betrieb der Verbindung zuständig. Es scheint hier jedoch sehr zweifelhaft ob die europäischen Staaten bereit wären die notwendigen Milliarden-Investitionen zu tätigen.197

Bei Hyperloop TT und Virgin Hyperloop One scheint die Umsetzung der europäischen und nordamerikanischen Projekte etwas weniger von der Finanzierung abzuhängen. Stattdessen sind die regulatorischen Vorgaben und in Folge die Vorlaufzeiten in diesen Staaten die wesentlichen Hürden. Diese sind wohl die Hauptgründe warum die derzeit am meisten fortgeschrittenen Hyperloop-Projekte in anderen, teilweise autoritär geführten, Staaten entstehen. Dirk Ahlborn, der CEO von HyperloopTT, spricht dies in einem Interview offen an:

„Democracy isn´t friendly to these kinds of things. It´s a very large infrastructure project requiring a lot of people to work together. If you want to do this in the US, you have tedious right-of-way issues. In China or Russia, however, all it takes is someone powerful to decide that they want it, and it happens. […] That means it´s perfect for us because they have the political willingness to say, ‘Let´s do this.’ ”198

Dt. Übersetzung: „Demokratie ist nicht freundlich zu solchen Dinge. Es [Anm.: das Hyperloop-Projekt] ist ein sehr großes Infrastrukturprojekt, bei dem viele Personen zusammenarbeiten müssen. Wenn Sie dies in den USA tun möchten haben Sie mühsame Verfahrensprobleme. In China oder Russland braucht es hingegen nur jemand Mächtigen, der entscheidet dass er es will und es passiert. […] Das bedeutet, dass es für uns perfekt ist, weil sie die politische Bereitschaft besitzen zu sagen: ‘Machen wir es.’“

197 Vgl. DB DIGITAL: NEW HORIZONS 2019. 198 LOVE 2018.

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Die erwähnten Projekte in China, auf der arabischen Halbinsel oder in Indien haben die Gemeinsamkeit, dass in allen Ländern die staatlichen Regierungen das Projekt explizit unterstützen und teilweise auch mitfinanzieren. Aus diesem Grund scheint die erste Umsetzung des Hyperloops-Konzepts in diesen Staaten derzeit wesentlich wahrscheinlicher als in europäischen oder nordamerikanischen Staaten.

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4 Betriebskonzept Hyperloop

4.1 Allgemeine Überlegungen

Im Zuge dieses Kapitels wird ein mögliches Betriebskonzept für den Hyperloop vorgestellt. Es wurden dabei möglichst alle notwendigen Teilsysteme und Folgewirkungen berücksichtigt. Am Ende des Kapitels wird eine Empfehlung für die bestmögliche Umsetzung eines Hyperloop- Betriebs gegeben.

Im Zuge der Behandlung der verschiedenen Hyperloop-Unternehmen wurde bereits auf vorgeschlagene Strecken und auf bestimmte Eigenschaften der jeweiligen Konzepte eingegangen. Prinzipiell gibt es derzeit bezüglich der genauen Umsetzung eines Hyperloop- Betriebs keine Informationen. Die Medienberichte wie auch die direkt bei den Unternehmen verfügbare Informationen konzentrieren sich fast ausschließlich auf allgemeine Vereinbarungen und Fragen zur Organisation, beziehungsweise Finanzierung. Dies liegt wohl auch daran, dass die Unternehmen noch an der eigentlichen Technologie forschen und vor einem tatsächlichen Betrieb wohl auch noch eine umfangreiche Testphase notwendig sein wird. Auch für schon etwas weiter fortgeschrittene Projekte, wie zum Beispiel die geplante Strecke von Hyperloop TT in Abu Dhabi, gibt es keine zusätzlichen Informationen und selbst die tatsächliche Streckenführung wurde bei all diesen Projekten noch nicht öffentlich vorgestellt. Aus diesem Grund wird kein Betriebskonzept für ein bestimmtes Projekt vorgestellt, sondern stattdessen die wesentlichen Punkte allgemein behandelt.

Wie bereits ausführlich erläutert ist das wesentliche Merkmal des Hyperloops die geschlossene Röhre, in der die Kapseln transportiert werden. Dies hat jedoch erhebliche Auswirkungen auf den Betrieb und die Sicherheitsvorkehrungen. Das ursprüngliche Hyperloop-Konzept unterschied sich von der klassischen Magnetschwebebahn außerdem auch durch die andere Lösung für das Erreichen des Schwebezustandes. Wie ebenfalls bereits erwähnt, setzen mittlerweile praktisch alle Unternehmen auf ein anderes Hyperloop- Konzept, bei dem der Schwebezustand mittels Elektromagneten hergestellt werden soll. Somit ist der Hyperloop grundsätzlich eigentlich eine Magnetschwebebahn in einer geschlossenen Röhre. Davon ausgehend können diverse Schlüsse für den Betrieb des Hyperloops gezogen werden. Prinzipiell scheinen dadurch die meisten Notwendigkeiten, Restriktionen und Prozesse der Betriebskonzepte von Magnetschwebebahnen auch für den Hyperloop zu gelten. Auch aus diesem Grund wurde die MGS in der Arbeit bereits ausführlich behandelt. Die Führung der Kapseln in der Röhre führt beim Hyperloop, im Vergleich zur MGS; zu weiteren Restriktionen für den Betrieb.

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4.2 Streckenplanung und Stationen

Obwohl derzeit kaum konkrete Informationen zum tatsächlichen Streckenverlauf von geplanten Strecken verfügbar sind, sind trotzdem durch die systemimmanenten Eigenschaften des Hyperloops gewisse infrastrukturelle Voraussetzungen und Bedingungen bekannt.

Zu Beginn der Planungen ist die Entscheidung wichtig ob es sich beim geplanten Projekt um eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen zwei Städten handelt, oder ob mehrere Stationen netzartig verbunden werden sollen. Bei der ersten Variante ergibt eine Unterscheidung in Strecken ohne Zwischenstationen und Strecken mit solchen Stationen entlang der Strecke sinnvoll. Prinzipiell ist festzuhalten, dass mit steigender Komplexität des Systems auch die Anforderungen an die Strecke, die Sicherheit und zum Beispiel auch die Betriebsüberwachung wächst.

Eine Punkt-zu-Punkt-Hyperloop-Strecke ist theoretisch sehr einfach umsetzbar. An beiden Enden der Strecke befinden sich jeweils die Stationen, welche durch die Hyperloop-Röhre verbunden werden. Praktisch alle Hyperloop-Systeme sehen dabei die Errichtung von zwei neben- oder übereinander liegenden Röhren vor. Dadurch kann jede Röhre in eine Fahrtrichtung genutzt werden. Die Stationen sind von der Röhre meistens mit einer Art Luftschleuse getrennt. Nach dem Erreichen der Station steigen die Passagiere auf einer Art Bahnsteig aus. In Folge wird die Kapsel gedreht und die Passagiere, welche in die Gegenrichtung reisen wollen, steigen ein. Nach Abschluss des Einstiegvorgangs verlässt die Kapsel die Station dann in der anderen Röhre. In den Konzeptstudien für Hyperloop-Bahnhöfe sind hierbei immer mehrere Bahnsteige vorgesehen. Dadurch ist es möglich den Passagierwechsel für mehrere Kapseln gleichzeitig durchzuführen. In den Konzepten gibt es bis jetzt jedoch kaum Informationen, wie die Kapseln zu den Bahnsteigen kommen sollen. Hierfür müsste es wohl eine Lösung mit Weichen geben. Da die Stationen selbst jedoch „offen“ (nicht in der Hyperloop-Röhre) umgesetzt werden, sollte diese Umsetzung technisch relativ leicht möglich sein. Denkbar wäre auch, dass die Kapseln in den Stationen normale Räder verwenden, anstatt zu schweben, was die Weichen wahrscheinlich kostengünstiger machen würde. Die Ausstattung mit Rädern wurde bereits im ursprünglichen Hyperloop-Konzept vorgeschlagen. Damals waren diese jedoch vor allem als Rückfallebene bei einem Ausfall der Schwebetechnik gedacht.199

Bei solch einem System werden im Hyperloop-Röhren selbst keine Weichen benötigt. Dies erleichtert den Betrieb wesentlich, verringert die Bau- und Betriebskosten des Systems und erhöht wohl auch die Ausfallssicherheit des Systems.

Sobald bei der Strecke jedoch Abzweigungen vorgesehen sind, da zum Beispiel eine Stadt zwischen dem Start- und dem Endpunkt der Verbindung angebunden werden soll, werden

199 Vgl. MUSK et al. 2013: 10, 54.

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auch Weichen direkt im Hyperloop-Tunnel benötigt. Dies wird insbesondere geplante Hyperloop-Netze betreffen. Wie bereits im MGS-Kapitel erläutert, sind Weichen schon bei einer Magnetschwebebahn wesentlich komplexer als im konventionellen Schienenverkehr. Dies wird beim Hyperloop ebenfalls der Fall sein. Das grundlegende Problem ist dabei, dass es, im Gegensatz zur Eisenbahn, beim Hyperloop keine Schienen gibt, auf denen die Kapseln rollen. Dadurch wird das Lenken der Kapseln bei Abzweigungen schwieriger. Es gibt jedoch bereits Forschungen an Weichensystemen, wobei Hardt Hyperloop laut eigener Aussage bereits eine Lösung entwickeln konnte. Diese Lösung würde keine beweglichen Elemente benötigen und wäre somit wahrscheinlich auch relativ kostengünstig.200

Jede Zwischenstation entlang einer Hyperloop-Strecke würde außerdem aufgrund des zeitaufwendigen Brems-, beziehungsweise Beschleunigungsvorganges zu einer erheblichen Erhöhung der Gesamt-Reisezeit zwischen den zwei Endstationen führen. Außerdem steigt der Energiebedarf mit jedem zusätzlichen Halt, da die Beschleunigungs- und Bremsvorgänge besonders energieaufwändig sind.201

Eine weitere Problematik bei verzweigten Hyperloop-Netzen ist die Sicherstellung des durchgehend niedrigen Luftdrucks im gesamten System. Wenn zum Beispiel in Europa ein Hyperloop-Netz errichtet werden würde, hätte dies wohl eine Gesamtlänge von mindestens mehreren tausend Kilometern. Bei mehreren Ab- und Verzweigungen würde die Komplexität des Systems weiter erhöhen. Es wäre überlegenswert ob es hierbei zwischen einzelnen Röhrenabschnitten mögliche (Not-)Luftschleusen geben sollte. Dadurch wäre bei einem schwerwiegenden Leck entlang der Röhre nur ein Teilabschnitt des Gesamtsystems betroffen.

Die Größe und der Durchmesser der Röhren müssen logischerweise an die Kapseln angepasst sein. Ob die Röhren über- oder nebeneinander gebaut werden scheint sekundär und hat wohl vor allem Auswirkungen auf das Design der Stationen. Eventuell wäre hier ein nebeneinanderführen der Röhren sinnvoller, da dadurch in den Endstationen die Kapseln nicht die Ebene wechseln müssten.

Im Zuge der Arbeit wurde bereits erwähnt, dass bei einer Hyperloop-Strecke theoretisch engere Radien als bei der Eisenbahn möglich wären. Außerdem sind, analog zur MGS, auch deutlich stärkere Steigungen überwindbar. Trotz der theoretischen Machbarkeit ist es zweifelhaft ob übermäßig enge Radien und starke Neigungen sinnvoll sind. Bei engen Kurven müsste wegen der sonst zu hohen g-Belastung die Fahrgeschwindigkeit verringert werden. Daher würde ein Bau von vielen Kurven mit engen Radien zu einer deutlichen Fahrzeit- Erhöhung führen und somit einer der Haupt-Vorteile des Hyperloop-Systems verringert werden. Laut DOPPELBAUER wären bei der Höchstgeschwindigkeit des Hyperloops Kurvenradien mit einem Durchmesser von mindestens 100 km notwendig. Bei kleineren

200 Vgl. HARDT HYPERLOOP 2019b. 201 Vgl. DOPPELBAUER 2018: 219f..

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Kurven würde die maximal beim ICE oder Transrapid zulässige Querbeschleunigung von 0,1g überschritten werden. Daher ist für die Höchstgeschwindigkeitsabschnitte von Hyperloop- Strecken eine möglichst gerade Streckenführung äußerst wichtig. Bei Berücksichtigung dieser Einschränkungen scheint der Vorteil der vermeintlich möglichen engeren Radien und stärkeren Steigungen deutlich kleiner zu sein.201 202 203

Verglichen mit dem konventionellen Hochgeschwindigkeitsverkehr ist der Platzbedarf für eine Hyperloop-Strecke grundsätzlich deutlich geringer, da große Teile der Flächen unter der aufgeständerten Trasse anderweitig genutzt werden können. Für die Anbindung der Stadtzentren ist bei den meisten Konzepten eine Untertunnelung vorgesehen. Eine neue Hyperloop-Strecke hat hierbei gegenüber der Eisenbahn den Nachteil, dass die Strecke komplett neu errichtet werden muss. Im Schienenverkehr gibt es zumindest in Europa praktisch in allen größeren Städten einen Bahnhof, der in Nähe des Zentrums liegt. Die Errichtung einer Hyperloop-Station in Zentrumnähe wäre in vielen Städten wohl ein langfristiges und vor allem teures Vorhaben. Alternativ wäre auch eine Errichtung der Hyperloop-Stationen am Stadtrand möglich. In diesem Fall sollte jedoch trotzdem auf eine funktionierende Anbindung an den restlichen Öffentlichen Verkehr geachtet werden. Allgemein ist bei einer Umsetzung des Hyperloops zu beachten, dass dieser in der Regel immer nur ein Teil einer multimodalen Verkehrskette sein wird, da die Passagiere andere Verkehrsmittel für die An- und Abreise zu den Stationen benötigen.

4.3 Kapseln und Fahrkomfort

Bezüglich der Kapseln wurden die wesentlichen Eigenschaften bereits in den vorherigen Kapiteln erläutert. Grundsätzlich scheint vorerst in erster Linie eine Umsetzung des Hyperloop- Konzepts im Personenverkehr relevant. Anwendungen im Güterverkehr könnte es eventuell für Botendienste oder sonstige kleine Mengen geben. Insgesamt sollte dies jedoch kein Schwerpunkt der Hyperloop-Entwicklung sein, da der Hyperloop hierbei gegenüber dem LKW (für kleinere Mengen) und der Eisenbahn (bei größeren Mengen) nicht wettbewerbsfähig scheint.204

Im Personenverkehr planen alle Unternehmen Passagierkapseln, mit denen, je nach Konzept, ungefähr 28 bis 40 Personen transportiert werden können. Prinzipiell werden die meisten Hyperloop-Fahrten nur relativ kurz sein. Zumindest derzeit beträgt für alle vorgeschlagenen Verbindungen die Fahrtzeit unter einer Stunde. Verglichen mit anderen Verkehrsmitteln

202 Vgl. FILIPOVIĆ (2015): 253. 203 Vgl. MUSK et al. 2013: 12. 204 Vgl. WENK et. al 2018: 21.

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müssen die Fahrgäste jedoch gewisse Komfortverluste hinnehmen. Da der Materialaufwand für die Röhre mit zunehmender Größe der Kapseln exponentiell steigt, werden die Kapseln allgemein mit einem relativ kleinen Durchmesser entworfen. Verglichen zum ursprünglichen Hyperloop-Konzept erscheinen die Entwurfszeichnungen von Virgin Hyperloop One und Hyperloop TT jedoch schon wesentlich geräumiger. Derzeit scheint es jedoch so als ob vorgesehen ist, dass die Fahrgäste während der kompletten Fahrt durchgehend angeschnallt in den Sitzen bleiben müssen. Dies wäre eine wesentliche Einschränkung und somit gäbe es zum Beispiel auch keine Möglichkeit für Toiletten-Anlagen in der Kapsel.205 206

Allgemein unterscheidet sich das Aussehen der Kapsel wesentlich von bestehenden Verkehrsmitteln und Fahrzeugen. Dadurch wäre eine Fahrt mit dem Hyperloop, zumindest zu Beginn, für die meisten Passagiere wohl äußerst ungewohnt und vielleicht auch etwas gewöhnungsbedürftig. Da sich die Kapsel in einer geschlossenen Kapsel bewegt, sind auch keine Fenster vorgesehen. Stattdessen sehen die Unternehmen jedoch spezielle Beleuchtungen der Innenwände der Kapseln vor, welche zum Beispiel Landschaftsansichten projizieren könnten. Auf jeden Fall denkbar wäre die Möglichkeit eines eingebauten Bildschirms bei jedem Sitzplatz, auf dem der Passagier Zugang zum bordinternen Entertainment-System bekommen würde.207 208

Grundsätzlich ist geplant, dass der Hyperloop-Betrieb möglichst autonom funktioniert. Daher ist auch für die Kapseln kein Personal vorgesehen. Trotzdem sollte für jeden Passagier durchgehend die Kommunikation mit einer Leitstelle ermöglicht werden (z.B. per Funkeinrichtung).

Aufgrund der Enge der Kapsel ist derzeit unklar, ob und wie das Verkehrssystem barrierefrei gestaltet werden kann. Eventuell bräuchte es hier womöglich spezielle Ausführungen der Kapseln. Die mangelnde Barrierefreiheit des Hyperloops ist auch ein wesentlicher Kritikpunkt am System.209

4.4 Sicherheit

Wie bereits teilweise erläutert gibt es bezüglich der notwendigen Sicherheitsmaßnahmen und der Abläufe bei Notfällen noch wesentliche offene Fragen. Da es derzeit noch keine bestehende Gesetzgebung zum Hyperloop gibt, gibt es keine konkreten Vorgaben, welche

205 Vgl. MUSK et al. 2013: 11, 16. 206 Vgl. HYPERLOOP TT 2019a. 207 Vgl. MUSK et al. 2013: 15. 208 Vgl. HARDT HYPERLOOP 2018. 209 Vgl. DB DIGITAL: NEW HORIZONS 2019.

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sich explizit auf den Hyperloop beziehen. Dies wird sich jedoch mittelfristig wahrscheinlich ändern. Viele Hyperloop-Unternehmen sind diesbezüglich bereits in Kontakt mit den öffentlichen Institutionen und versuchen den Gesetzgebungsprozess zu beeinflussen.210

Zumindest in der EU kann angenommen werden, dass die Sicherheitsvorgaben für die Hyperloop-Röhre wohl gewisse Ähnlichkeiten zu den Vorschriften für Eisenbahntunneln und Straßentunneln haben werden. Die derzeitigen Hyperloop-Konzepte erfüllen diese Vorgaben nicht, da die Konzepte in der Regel keine, bis nur äußerst wenige Notausstiege vorsehen. Stattdessen soll das Fahrzeug bei einem Notfall oder einer technischen Störung, eigenständig zur Station zurückkehren. Aufgrund der diversen Sicherheitsvorschriften und der Einstellung der Passagiere ist eine Umsetzung des Hyperloops in Europa und in Amerika jedoch nur bei einer ähnlichen Anzahl an Notausstiegen wie in Straßen- oder Bahntunneln denkbar. Die Planung dieser notwendigen Konzepte wird von Experten und Expertinnen als nicht einfach bezeichnet. Vor allem würden die Gesamtkosten des Systems mit der großen Anzahl an Notausstiegen entlang der Strecke stark steigen. Die Hyperloop-Firmen selbst halten das Problem und die Auswirkungen auf die Gesamtkosten jedoch für lösbar.211 212

Ein weiterer Aspekt ist die Absicherung vor terroristischen Attacken. Hierfür sehen die meisten Unternehmen Sicherheitskontrollen wie am Flughafen vor. Hyperloop TT hält die Anschlagsgefahr allgemein jedoch eher gering, da durch die geringe Kapazität der Kapseln, mit nur knapp 30 Passagieren, der Hyperloop keine „attraktives Ziel“ wären.213

Nach Meinung diverser Experten und Expertinnen wäre jedoch gerade der Hyperloop als neues und innovatives Verkehrssystem ein attraktives Anschlagsziel. Die großteils aufgeständerten Röhren wären auch äußerst vulnerabel und könnten nur schwer durchgehend überwacht werden. Diese Problematik ist auch nur schwer zu lösen, weshalb wohl, wie auch bei anderen Verkehrssystemen, wahrscheinlich ein gewisses Restrisiko bestehen bleiben wird.214

4.5 Zusammenfassung möglicher Betriebsablauf

Ausgehend von den erläuterten Systemeigenschaften, Beschränkungen und Prozessabläufen können gewisse Empfehlungen für ein Hyperloop-Betriebskonzept abgegeben werden.

210 Vgl. z.B. TRANSPOD 2018. 211 Vgl. MUSK et al. 2013: 53 f. 212 Vgl. GAST 2016. 213 Vgl. LOVE 2018. 214 Vgl. WOLVERTON 2013.

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Zumindest in der ersten Umsetzungsphase sollte der Schwerpunkt auf Punkt-zu-Punkt- Verbindungen liegen und auf komplexere Hyperloop-Netze vorerst verzichtet werden. Auch die Anzahl an Abzweigungen zu Stationen entlang der Route sollte möglichst gering gehalten werden. Dies würde zu deutlich niedrigen Bau- und Betriebskosten führen, da es kaum Bedarf für etwaige Spezialteile der Röhren, zusätzliche Luftschleusen bei den weiteren Stationen oder Weichensysteme gäbe.

Die Betriebsabläufe sind bei solch einem System relativ simpel und auch leicht zu überwachen. Wie bereits erwähnt ist für jede Fahrtrichtung eine Röhre vorhanden, dadurch sind keine Ausweichen notwendig. Die Kapseln werden in den Endstationen jeweils (teilweise parallel) be- und entladen und in Folge gedreht (siehe Abbildung 7).215 Danach verlassen sie die Station wieder in der anderen Röhre. Wenn die Röhre nicht in Betrieb ist, sollten die Kapseln in den Stationen, beziehungsweise in noch zu errichtenden Werkstätten und Abstellanlagen auf ihren nächsten Einsatz warten. Die Werkstätten sind dabei auch für die notwendigen Überprüfungs- und Instandhaltungsarbeiten zu verwenden. Aufgrund des Schwebens der Kapseln kommt es zu keinen Reibungskräften. Daher ist von einer deutlich geringeren Abnutzung und deswegen auch längeren Instandhaltungszyklen im Vergleich zum konventionellen Schienenverkehr auszugehen. Trotzdem muss die Möglichkeit bestehen, Kapseln aus dem Betrieb zu nehmen und in die Werkstätte oder Remise zu überstellen. Die einfachste Umsetzung wäre hierbei eine Abzweigung von der eigentlichen Hyperloop-Strecke. Hierfür bräuchte es jedoch zusätzlich zu den Luftschleusen eine eigene Schleuse für die Werkstätte. Daher ist alternativ eine Abzweigung erst nach dem Verlassen der Hyperloop- Röhre denkbar. Die Werkstätte und die Abstellanlagen könnten hierbei direkt mit den Stationen verknüpft werden. Analog zu manchen U-Bahn-Endstationen wäre zum Beispiel eine Abzweigung im Bereich der Wendeanlagen, wo die Kapsel gedreht wird, denkbar.

Abbildung 7: Darstellung eines Punkt-zu-Punkt Hyperloop-Systems (Quelle: DOPPELBAUER 2018: 220)c

Wie erwähnt sehen die meisten Hyperloop-Konzepte Sicherheitskontrollen der Passagiere in den Stationen vor. Daher muss der gesamte Einstiegsprozess überdacht werden. Im

215 Vgl. DOPPELBAUER 2018: 220f. c Erläuterung der Beschriftung: F = Einstiegsbereich; OL = Ausstiegsbereich (es werden jeweils mehrere Kapseln gleichzeitig be-/entladen); E und X = Luftschleusen an den beiden Enden der Röhre

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Gegensatz zu den meisten Eisenbahn-Verbindungen müssen die Passagiere daher bereits deutlich vor der Abfahrt in der Hyperloop-Station eintreffen, um in Folge noch genügend Zeit für die Sicherheitskontrolle zu haben. Dadurch steigt jedoch wieder die Gesamt-Reisezeit, weswegen die Sicherheitskontrolle im Vergleich zur Eisenbahn als Nachteil anzusehen ist. Im Zuge dieser Kontrolle wird außerdem auch das Ticket des Passagiers kontrolliert.

Der Betrieb des Hyperloops sollte möglichst autonom erfolgen. Die Kapseln selbst werden vollautonom ohne Fahrer oder Fahrerin verkehren und dabei nur von einer Leitzentrale überwacht werden. Dadurch gibt es logischerweise auch keine Notwendigkeit von Signalisierungen entlang der Röhre. Im Regelbetrieb verkehrt jede Kapsel komplett gleich und ein Eingreifen des Überwachungspersonals in der Leitzentrale ist nicht notwendig. Im Notfall und bei sonstigen Abweichungen sollte dieses Personal jedoch die Möglichkeit haben die Steuerung der Kapsel zu übernehmen.

Die Aufgaben dieser Leitzentrale wären die Kommunikation mit den Fahrgästen in den Kapseln, die Überwachung des laufenden Betriebs, die Überwachung des Ein- und Ausstiegsprozesses in den Stationen und die Unterstützung des dortigen Personals, sowie die Koordinierung der Einsatzkräfte bei einem möglichen Unfall.

Außerdem ist wichtig, dass für verschiedene Notfall-Szenarien fixe Betriebsabläufe geplant sind, welche automatisch (ohne Eingreifen) des Personals starten. Zum Beispiel sind bei einer schadhaften Kapsel alle dahinter fahrenden Kapseln sofort abzubremsen und zur Ausgangsstation zurückzubefördern.

Bezüglich des Intervall-Abstandes zwischen den Kapseln ist es derzeit, ohne Kenntnis über die Details der künftigen Hyperloop-Systeme, äußerst schwer verbindliche Aussagen zu treffen. Hierbei sind unter anderem der notwendige Sicherheitsabstand für Notbremsungen oder die benötigte Zeit für das Ein- und Aussteigen der Passagiere zu berücksichtigen. Laut dem ursprünglichen Hyperloop-Whitepaper von Elon Musk sollen theoretisch Abfahrts- Intervalle von bis zu 30 Sekunden möglich sein. Im Regelbetrieb geht er jedoch von einem durchschnittlichen Intervall von zwei Minuten aus.216

In der Tabelle 4 werden die Kapazitäten des Hyperloops mit dem konventionellen Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr und der Magnetschwebebahn verglichen. Beim Hyperloop wird sowohl die Kapazität bei einem Intervall von zwei Minuten, wie auch bei einem Intervall von fünf Minuten betrachtet. Für den konventionellen Schienenverkehr wird ein Intervall von fünf Minuten angenommen, da kürzere Intervalle mit den bestehenden Sicherungssystemen nach Meinung des Autors derzeit, mit der Ausnahme Japan, nicht realistisch sind. Falls es in diesem Bereich in Zukunft zu technischen Weiterentwicklungen kommt sind in Zukunft jedoch auch deutlich kürzere Intervallabstände möglich. Aus diesem

216 Vgl. MUSK et al. 2013: 6, 11

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Grund wurde auch die mögliche Kapazität bei einem Zugfolgeabstand von drei Minuten in der Tabelle angeführt. Das Intervall bei der Magnetschwebebahn ist aufgrund der technologischen Voraussetzungen kürzer, es gibt derzeit jedoch in der Praxis keine MGS-Systeme, die tatsächlich mit solch einem Intervall betrieben werden. Bezüglich der Kapazität wird von 900 Passagieren bei der Eisenbahn und 500 bei der Magnetschwebebahn ausgegangen.217

Tabelle 4: Kapazitätsvergleich der ver. Bahnsystemed 217

Kapazität Zug/Kapsel Kapazität pro Richtung und System Intervall (in Passagiere) Stunde (in Passagiere) Hyperloop Variante 1 2 Min. 840 28 5 Min. 336 Hyperloop Variante 2 2 Min. 1.200 40 5 Min. 480 Konventioneller HGV-Zug 3 Min. 18.000 900 5 Min. 10.800 Magnetschwebebahn 2 Min. 500 15.000

Für die erste Betriebsphase eines Hyperloop-Systems erscheint ein Intervall von fünf Minuten realistischer, da genügend Pufferzeiten eingeplant werden sollen. Bei der Verwendung von einer Kapsel mit 28 Sitzplätzen, ergäbe dies jedoch eine Kapazität von nur 336 Passagieren pro Stunde und Richtung. Selbst bei einem Intervall von zwei Minuten, dessen betriebliche Machbarkeit noch bewiesen werden muss, könnten nur 840 Personen transportiert werden. Auch bei einem Einsatz von größeren Kapseln mit 40 Sitzplätzen ist der Unterschied hinsichtlich der möglichen (theoretischen) Gesamtkapazität gegenüber dem konventionellen HGV-Zug und der Magnetschwebebahn enorm. Diese deutlich geringere Leistungsfähigkeit des Hyperloops ist ein wesentlicher Nachteil gegenüber den anderen Verkehrsmitteln. Außerdem ist dies ein wesentliches Problem für die Wirtschaftlichkeit, da dadurch die Einnahmen durch den Fahrkartenverkauf stark begrenzt sind. 218

Abschließend ist festzuhalten, dass ein Betriebskonzept für den Hyperloop relativ leicht umsetzbar wäre. Die wesentlichen Fragen ob eine Umsetzung des Konzeptes Sinn macht hängen stattdessen viel mehr mit der Kapazität, der Konkurrenzfähigkeit, den Kosten und der Wirtschaftlichkeit des Systems zusammen.

d Anm.: Annahmen laut DOPPELBAUER 2018 217 Vgl. DOPPELBAUER 2018: 221f. 218 Vgl. BLODGET 2013.

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5 Vergleich der Verkehrsmittel auf ausgewählten Verbindungen

5.1 Erläuterung der Streckenauswahl

Abschließend werden nun anhand von zwei Verbindungen die Anwendungsmöglichkeiten des Hyperloops überprüft. Die Strecken wurden dabei unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren ausgewählt. Mit der Verbindung Wien – Bratislava wurde eine Verbindung gewählt, die Österreich betreffen würde. Das Projekt in den Vereinigten Arabischen Emiraten ist in der Planung schon deutlich weiter fortgeschritten. Weitere Unterschiede zur Strecke Wien – Bratislava sind außerdem die größere Distanz und die derzeit kaum vorhandene Verkehrsinfrastruktur. Somit werden zwei Projekte analysiert, die sehr unterschiedliche Voraussetzungen haben. Es sei darauf hingewiesen, dass die Analysen der Strecken, aufgrund der kaum vorhandenen Informationen von Seiten der beteiligten Stakeholder, teilweise auf Annahmen oder älteren Medienberichten basieren.

5.2 Wien – Bratislava

5.2.1 Überblick

Im Jahr 2016 schlug die slowakische Regierung den Bau eines Hyperloop-Systems vor. Neben innerslowakischen Verbindungen wurde dabei vor allem die Errichtung einer Verbindung von Wien nach Bratislava und weiter nach Budapest vorgeschlagen. Laut den damaligen Überlegungen würde die Fahrzeit zwischen den nur etwas mehr als 55 km Luftlinie entfernten Hauptstädten nur 8 Minuten betragen. Um das Potential des neuen Verkehrssystems zu erkunden unterzeichnete die Regierung eine Vereinbarung mit Hyperloop TT. Das verlautbarte Ziel war damals die Slowakei zu einem Innovations-Hub der neuen Technologie zu machen. Bis Jahresende 2016 wurde die Erstellung einer Machbarkeitsstudie angekündigt, welche die konkreten Umsetzungsmöglichkeiten genauer analysieren sollte. Diese Machbarkeitsstudie wurde jedoch seither kaum mehr erwähnt und laut Medienberichten lief die Partnerschaft zwischen Hyperloop TT und der slowakischen Regierung bereits 8 Monate nach der Unterzeichnung ohne Ergebnis aus. Zum Zeitpunkt der Erstellung der Arbeit ist unklar ob das Projekt überhaupt noch weiter verfolgt wird.219 220 221

219 Vgl. FUTUREZONE 2016. 220 Vgl. FUTUREZONE 2018. 221 Vgl. THE SLOVAK SPECTATOR 2018.

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Zwischen Wien und Bratislava gibt es derzeit eine Vielzahl an verschiedenen Verkehrsangeboten. Neben dem Individualverkehr gibt es mehrere Fernbusverbindungen und pro Stunde zwei Zugverbindungen. Die Züge verkehren dabei ab Wien Hauptbahnhof über verschiedene Strecken und enden auch in unterschiedlichen Bahnhöfen in Bratislava. Die Fahrzeit ab Wien Hauptbahnhof beträgt derzeit 59 Minuten (über Bruck/Leitha), beziehungsweise 1 Stunde und 6 Minuten (über Marchegg). Die Marchegger Ostbahn wird jedoch aktuell ausgebaut. Neben einer Elektrifizierung der Strecke ist unter anderem ein selektiv zweigleisiger Ausbau vorgesehen. Dadurch soll die Fahrgeschwindigkeit auf 160 km/h erhöht und die Reisezeit auf nur noch rund 40 Minuten verkürzt werden 222 223

Außerdem gibt es auch mehrere Schifffahrtsverbindungen zwischen den Städten. Die bekannte ist hierbei der sogenannte Twin City Liner. Dieser ist aufgrund der relativ hohen Ticketpreise (30€ pro Richtung) jedoch in erster Linie wohl nur für touristische Verkehre relevant und für Pendler kaum attraktiv.224

5.2.2 Bewertung des Projektes

Prinzipiell scheint es zwischen den zwei Millionenstädten Wien und Bratislava durchaus einen rege Nachfrage nach Verkehrsleistungen geben. Bezüglich der möglichen Umsetzung einer Hyperloop-Verbindung müssen jedoch mehrere Punkte berücksichtigt werden.

Es wurde bisher keine Machbarkeitsstudie zum Projekt veröffentlicht. Zum Zeitpunkt der Unterzeichnung der Vereinbarung zwischen Hyperloop TT und der slowakischen Regierung wurden, mit Ausnahme der angeblichen Fahrzeit von nur 8 Minuten, keine Details bekannt gegeben. Dies hat sich seither auch nicht geändert. Anscheinend gab es bisher keine Überlegungen zu den Baukosten, der genauen Streckenführung, der Anbindung an bestehende Verkehrssysteme, der Finanzierung oder der genauen technologischen Umsetzung. Die prinzipielle technologische Machbarkeit des Projekts scheint jedoch gegeben. Bezüglich der möglichen Fahrzeit von nur 8 Minuten muss bedacht werden, dass dies nur die Netto-Fahrzeit ist und die Dauer des Ein- und Ausstiegvorgangs nicht berücksichtigt wird. Experten und Expertinnen betonen, dass die Dauer dieses Vorgangs beim Hyperloop aufgrund der Enge der Kapsel nicht unterschätzt werden sollte und wahrscheinlich mehrere Minuten dauern wird. Unter der Annahme, dass der Hyperloop Geschwindigkeiten von fast 1.200 km/h erreicht, ist daher bei einer Entfernung von rund 50 km von einer tatsächlichen Reisezeit von mindestens 14 Minuten auszugehen.225

222 Vgl. ÖBB 2019. 223 Vgl. STADT WIEN 2019. 224 Vgl. TWIN CITY LINER 2019. 225 Vgl. DOPPELBAUER 2018: 221.

75 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Trotzdem ist die geringe Gesamt-Reisezeit des Hyperloops der große Vorteil des Systems gegenüber den derzeit bestehenden Verkehrsverbindungen zwischen den beiden Städten. Der Vorteil gegenüber einer etwaigen Schienenhochgeschwindigkeitsstrecke mit einer Fahrgeschwindigkeit von 200 km/h beträgt jedoch nur noch rund sieben Minuten. Im Vergleich zum Hyperloop hat der konventionelle Schienenverkehr bezüglich dieser Verbindung jedoch mehrere Vorteile. Ein Ausbau der Strecken, wie er für die Marchegger Ostbahn geplant ist, kann relativ einfach und vergleichbar kostengünstig durchgeführt werden. Das wesentliche Argument für den Schienenverkehr ist jedoch die Einbindung in das bestehende Eisenbahn- Netz. Ein Ausbau des konventionellen Schienenverkehrs zwischen den Städten hat somit, im Gegensatz zum Hyperloop, nicht nur einen Nutzen für die reine Punkt-zu-Punkt-Verbindung, sondern würde allgemein die Erreichbarkeit der Städte von anderen Städten im Schienenverkehrsnetz stark verbessern.225

Die wesentliche Fragestellung, die vor einer möglichen Umsetzung analysiert werden sollte, ist die Kosten-Nutzen-Analyse. Gerade für die Verbindung zwischen Wien und Bratislava ist der tatsächliche Nutzen nach Meinung des Autors, auch aufgrund der oben angeführten Gründe, stark zu bezweifeln. Im Vergleich zu einem (weiteren) Ausbau der Schienenverkehrsverbindungen zwischen Bratislava und Wien, wäre die Zeitersparnis nur gering. Bezüglich der Baukosten eines Hyperloop-Systems gibt es derzeit nur sehr vage Schätzungen und Aussagen. Es muss jedoch bedacht werden, dass bei einer Anbindung der beiden Stadtzentren längere Tunnel-Abschnitte unausweichlich wären. Die Strecke zwischen den beiden Städten hat gewisse Ähnlichkeiten mit der geplanten Transrapid-Strecke zwischen der Münchner Innenstadt und dem Flughafen München. Bei dieser war im Münchner Stadtgebiet ebenfalls eine Führung im Tunnel vorgesehen. Obwohl diese Strecke mit einer Länge von 37 km noch etwas kürzer als die Distanz zwischen Bratislava und Wien war, wurden damals Kosten von deutlich über drei Milliarden Euro angenommen. Prinzipiell sind die Baukosten für den Hyperloop, vor allem aufgrund des höheren Materialaufwands, jedoch höher zu bewerten als für den Transrapid. Daher wäre für die Verbindung Wien – Bratislava von noch deutlich höheren Baukosten auszugehen.226

Ebenfalls zu bedenken sind der zu erwartende Widerstand der örtlichen Bevölkerung gegen das Projekt, die sehr lange Planungsphase und etwaige organisatorische oder finanzielle Schwierigkeiten in der Zusammenarbeit zwischen den zwei Staaten.

Nach Meinung des Autors ist allein durch die enorm hohen Kosten eine Umsetzung des Projektes als äußerst unwahrscheinlich zu bezeichnen. Vor allem im Hinblick auf bereits bestehende Verkehrsverbindungen zwischen den Städten, dem geplanten Ausbau der Marchegger Ostbahn und der geringen Kapazität des Hyperloop-Systems scheint es auch keinen Bedarf für das Projekt zu geben.

226 Vgl. SPIEGEL ONLINE 2008.

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5.3 Abu Dhabi – Dubai

5.3.1 Überblick

Das geplante Hyperloop-Projekt in den Vereinigten Arabischen Emiraten wurde bereits im Kapitel zu Hyperloop TT erwähnt. Interessanterweise gab es in der Vergangenheit bereits recht weit fortgeschrittene Planungen von Virgin Hyperloop One zu einem Projekt in Dubai. Für dieses wurde auch eine interne Machbarkeitsstudie erstellt. Obwohl auf der offiziellen Tourismus-Seite von Dubai weiterhin Informationen zum Projekt abrufbar sind ist davon auszugehen, dass das Projekt nicht mehr weiterverfolgt wird. Stattdessen wird in den Medien ausschließlich über das Projekt mit Hyperloop TT berichtet. Wie bereits erläutert konzentriert sich Virgin Hyperloop One stattdessen auf den Bau einer Test-Strecke in Saudi-Arabien.227

Im April 2018 wurde hingegen von Hyperloop TT die Unterzeichnung einer Vereinbarung über den Bau einer kommerziell betriebenen Hyperloop-Strecke bekanntgegeben. In einem ersten Schritt ist die Errichtung einer 10 km langen Strecke auf Flächen des Immobilienunternehmen Al Dar vorgesehen. Die Beteiligung von Al Dar, das teilweise im Eigentum des Emirates Abu Dhabi steht, ist ein Zeichen für das staatliche Interesse an dem Projekt. In Folge soll die Hyperloop-Strecke abschnittsweise weiter ausgebaut werden und im Endausbau Abu Dhabi mit Dubai verbinden. Außerdem wird eine Anbindung der Stadt Al Ain überlegt. Das Projekt soll die Reisezeit zwischen den Städten massiv verringern. Die genau künftige Fahrzeit ist noch nicht bekannt, da die endgültige Fahrgeschwindigkeit des Systems noch nicht feststeht.228

Ursprünglich war eine Eröffnung des ersten Abschnittes bereits rechtzeitig zur Expo 2020 in Dubai geplant. Der Start der Bauarbeiten war konkret für das dritte Quartal 2019 vorgesehen. Ob dieser Baustart mittlerweile bereits erfolgt ist, ist derzeit unklar. Ob dieser äußerst ambitioniert wirkende Zeitplan eingehalten werden kann, ist offen. Außerdem ist unklar mit welcher Geschwindigkeit die Kapseln zu Beginn fahren werden. Vor einem Betriebsstart in Abu Dhabi müssten noch ausführliche Testfahren in Toulouse stattfinden. Die dortige Teststrecke wurde jedoch noch nicht eröffnet, weshalb der Zeitplan nach heutigem Wissenstand eher nicht umsetzbar scheint. Ein Publikumsbetrieb auf einem kurzen Testabschnitt mit sehr niedrigen Geschwindigkeiten könnte jedoch möglich sein. Das Projekt umfasst auch die Errichtung eines „Innovation Centers“ und eines „Hyperloop Experience Centers“. Der genaue Zweck dieser Einrichtungen wurde bisher noch nicht bekanntgegeben, eine Nutzung im Rahmen der Expo erscheint denkbar.229 230

227 Vgl. VISIT DUBAI O.J. 228 Vgl. WKÖ 2019. 229 Vgl. HYPERLOOP TT 2018c. 230 Vgl. HYPERLOOP TT 2018d.

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Laut Hyperloop TT wurde für das Projekt bereits eine Machbarkeitsstudie erstellt. Diese wurde jedoch nicht veröffentlich. Außerdem sei die Versicherungsfähigkeit des Projekts ebenfalls sichergestellt. Die Strecke zwischen Abu Dhabi und Dubai würde mindestens 150 Kilometer betragen. Hyperloop TT geht von Baukosten von 20 bis 40 Millionen US-Dollar pro Kilometer aus. Nach dieser Schätzung könnten die Kosten für die gesamte Strecke zwischen den zwei Städten somit insgesamt bis zu 6 Milliarden US-Dollar betragen.228 231

5.3.2 Bewertung des Projektes

Derzeit gibt es zwischen den zwei Millionenstädte Abu Dhabi und Dubai nur Straßenverbindungen. Die Fahrzeit von Stadtzentrum zu Stadtzentrum beträgt dabei grundsätzlich eine Stunde und 20 Minuten, ist jedoch stark von der aktuellen Verkehrslage abhängig. Neben diversen öffentlichen Buslinien und dem motorisierten Individualverkehr wird die Verbindung dabei auch von diversen touristischen Shuttle-Services und für Ausflugsangebote genutzt. Da es keine Flugverbindung und keine Eisenbahnstrecke zwischen den Städten gibt wird praktisch der gesamte Verkehr über die Straßenverbindungen abgewickelt. Die Vereinigten Arabischen Emirate errichten derzeit jedoch ein weitläufiges Schienennetz. Dieses soll bis 2024 auch Abu Dhabi und Dubai miteinander verbinden. Neben einer Nutzung durch den Güterverkehr sind auch Leistungen im Schienenpersonenverkehr vorgesehen. Es wird jedoch keine dezidierte HGV-Strecke geben.232 233

Vor allem im Vergleich zum Straßenverkehr würde das Hyperloop-Projekt somit zu einer wesentliche Zeitersparnis führen. Die Strecke eignet sich außerdem gut für eine Punkt-zu- Punkt-Verbindung, da es zwischen den beiden Städten kaum größere Städte gibt und somit keine zusätzlichen Stationen notwendig sind. Wie bereits erwähnt hat die Umsetzung als eine reine Punkt-zu-Punkt-Verbindung außerdem den Vorteil die Komplexität des Systems möglichst gering zu halten.

Grundsätzlich ist vorerst nur die Errichtung des ersten Bauabschnittes mit einer Länge von zehn Kilometern sichergestellt. Laut Hyperloop TT und den diversen anderen beteiligten Unternehmen und Institutionen wird in den darauffolgenden Bauschritten die restliche Strecke gebaut werden. Details zur genauen Streckenplanung und der Finanzierung wurden bisher jedoch noch nicht bekanntgegeben. Das Projekt scheint außerdem besonders in Hinblick auf die Expo 2020 in Dubai entwickelt zu werden. Die Expo hat als Motto “Connecting Minds, Creating the Future“ (dt.: “Köpfe verbinden, die Zukunft schaffen”). Eines der drei Haupt-

231 Vgl. MACEDA 2019. 232 Vgl. GOOGLE MAPS 2019. 233 Vgl. RAILWAY GAZETTE INTERNATIONAL 2018.

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Themen ist dabei „Mobility“ (dt.: „Mobilität“). Die Vorstellung des Hyperloop-Projektes würde daher sehr gut zu der Schwerpunktsetzung der Weltausstellung passen.234

Abgesehen vom kurzen ersten Bauabschnitt, der wie bereits erwähnt möglichst schnell errichtet werden soll, gibt es derzeit keine Informationen bezüglich des weiteren Zeitplans für das Projekt. Es ist anzunehmen, dass dieser von den Zielen und der Unterstützung der politischen Entscheidungsträger abhängig ist.

Hyperloop TT geht derzeit von Baukosten von maximal sechs Milliarden US-Dollar aus. Es ist unklar welche Kosten in dieser Schätzung inkludiert sind. Laut einem Experten der DB AG gibt es bei dem Projekt derzeit Probleme beim Erwerb der für den Bau notwendigen Flächen. Ob zum Beispiel die Kosten für den Erwerb dieser Grundstücke in den Baukosten inkludiert sind ist offen. Allgemein erscheinen die angenommenen Baukosten jedoch eher niedrig, da Experten und Expertinnen in der Regel von deutlich höheren Kosten für die Errichtung einer Hyperloop-Strecke ausgehen (siehe Kapitel 3.4.2.). 235

Laut Bibop Gresta, dem Vorstandsvorsitzenden von Hyperloop TT, könnte beim Projekt bereits nach acht bis maximal 15 Betriebsjahren die Amortisierung der Kosten erreicht werden.228 231

Ausgehend von dieser Aussage lässt sich eine grobe Kostenrechnung für die Hyperloop- Strecke erstellen. Bei einer Investitionssumme von sechs Milliarden würde dies bei einer Abschreibung auf 15 Jahre Kosten von 400 Millionen US-Dollar pro Jahr bedeuten. Wie in Kapitel 4.5. erläutert beträgt die Kapazität eines Hyperloops-Systems im besten Fall 1.200 Passagiere pro Stunde und Richtung. Bei 16 Betriebsstunden wäre somit eine Gesamtkapazität von ungefähr 38.000 Passagiere pro Tag, beziehungsweise knapp 14 Millionen pro Jahr, möglich. Somit müsste das Unternehmen pro Passagier einen Gewinn von rund 29 US-Dollar erzielen. Dies scheint auf den ersten Blick theoretisch tatsächlich machbar. Es ist jedoch zu bedenken, dass dabei die laufenden Betriebskosten nicht berücksichtigt werden und diese ebenfalls durch die Ticket-Einnahmen abgedeckt werden müssten. Außerdem sind die Baukosten mit sechs Milliarden wie erwähnt sehr niedrig angesetzt und bei der System-Kapazität wurde von der Lösung mit der größten Kapazität ausgegangen. Bei der Betrachtung eines längeren Zeitraums wäre langfristig eine Re-Finanzierung der Infrastruktur durch die Ticketeinnahmen jedoch denkbar. Diese hängt jedoch stark von den tatsächlichen Betriebskosten und der Zahlungsbereitschaft der Fahrgäste ab. Diese zwei Faktoren sind wesentliche Unsicherheitsfaktoren und derzeit nur äußerst schwer einzuschätzen.

Von dieser Thematik abgesehen scheint ein tatsächlicher Bau der Hyperloop-Strecke jedoch tatsächlich realistisch und möglich. Das Projekt hat dabei mehrere Vorteile gegenüber anderen Projekten, wie zum Beispiel Wien – Bratislava. Wie bereits erwähnt sind die Unterstützung der

234 Vgl. EXPO 2020 2019. 235 Vgl. DB DIGITAL: NEW HORIZONS 2019.

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staatlichen Institutionen und eine Mit-Finanzierung der Infrastruktur durch diese für größere Hyperloop-Projekte wohl unumgänglich. Beide Punkte sind beim Projekt gegeben. Verglichen mit Projekten in der EU oder den USA scheinen die regulatorischen und legalen Hürden außerdem wesentlich geringer. Auch wenn der Zeitplan von Hyperloop TT sehr ambitioniert scheint, ist prinzipiell festzustellen, dass die Strecke wohl in einer deutlich geringeren Zeitspanne errichtet werden könnte, als es in der westlichen Welt möglich wäre.

Ein weiterer Vorteil des Projekts sind außerdem die kaum vorhandenen Steigungen, weshalb kaum Tunnel benötigt werden. Begünstigend für die Streckenplanung ist außerdem der Umstand, dass große Abschnitte des Gebiets zwischen den zwei Städten relativ unbebaut sind und die Trassenplanung somit kaum eingeschränkt ist.231 236

Ein weiterer systemimmanenter Vorteil des Hyperloops für Projekte in der Region ist die komplette Unabhängigkeit von der Witterung. Somit hätten auch etwaige Sandstürme keine Auswirkungen auf den Verkehr. Dies wäre vor allem bei einer Magnetschwebebahn, aber auch bei Eisenbahn-Verbindung nicht sichergestellt.

Die geplante Schienenverkehrsverbindung zwischen den Städten spricht nicht unbedingt gegen das Projekt, da dies keine HGV-Strecke sein wird und somit die Fahrzeit beim Hyperloop deutlich geringer wäre. Da die Strecke ungefähr die dreifache Länge von der Verbindung Wien – Bratislava hätte ist der Fahrzeitgewinn gegenüber der Eisenbahn auch deutlich höher.

Die Frage ob es genügend Verkehrs-Nachfrage für eine Hyperloop-Verbindung ist nur schwer zu beantworten. Aufgrund von fehlenden Daten oder Studien ist eine fundierte Aussage hierzu nicht möglich. Nach Meinung des Autors wäre die Hyperloop-Verbindung wahrscheinlich vor allem für Touristen und Touristinnen und Geschäftsreisende interessant. Im Tourismus würde die kurze Fahrzeit Tagesausflüge zwischen den zwei Städten wesentlich erleichtern. Es wäre somit anzunehmen, dass der touristische Verkehr zunehmen würde. Auch Geschäftsreisende würden von der kürzeren Fahrzeit profitieren. Bereits bei der Transrapid-Strecke in Shanghai hat sich gezeigt, dass diese Zielgruppe auch bereits ist einen höheren Ticketpreis zu zahlen, wenn die Reisezeit dadurch deutlich verringert wird.237

Abschließend ist festzuhalten, dass es bei einem Vergleich des Projektes mit anderen vorgeschlagenen Hyperloop-Projekten schwer fällt eine besser geeignete Strecke für den ersten kommerziellen Hyperloop-Betrieb zu finden. Sowohl hinsichtlich des politischen Umfelds, der Eigenschaften der Strecke, wie auch bezüglich der Finanzierung (die teilweise durch die staatlichen Institutionen gestellt werden soll) und einer möglichen Amortisierung der Kosten scheint das Projekt umsetzbar zu sein.

236 Vgl. GOOGLE MAPS 2019. 237 Vgl. KOLONKO 2013.

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Umgekehrt hätte ein Scheitern des Projektes eine äußerst negative Signalwirkung auf andere Projekte, da in diesem Fall fraglich wäre ob es überhaupt volks- und betriebswirtschaftliche sinnvolle Anwendungsmöglichkeiten für die Hyperloop-Technologie gäbe.

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6 Conclusio

Das Verkehrssystem steht derzeit allgemein vor wesentlichen Herausforderungen. Der Bedarf nach Transport- und Beförderungsleistungen steigt in der globalisierten Verkehrswelt stetig. Im Vergleich mit der Luftfahrt und dem LKW hatte die Eisenbahn in der Vergangenheit unter anderem den Vorteil der deutlich besseren Umweltbilanz. Nicht zuletzt deswegen erlebt der Schienenverkehr derzeit in vielen Ländern eine Art „Renaissance“. In den letzten Jahrzehnten gab es jedoch einige Bestrebungen alternative Bahnsysteme weiterzuentwickeln.

Als eine Art Vorgänger des Hyperloops ist dabei die Magnetschwebebahn zu sehen. Gegenüber dem konventionellen Schienenverkehr sind die Vorteile der Magnetschwebebahn vor allem der ruhigere Lauf, die höhere Fahrgeschwindigkeit, die schnellere Beschleunigung und die weitgehend verschleißfreie Technik.

In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde in Deutschland die Magnetschwebebahn Transrapid, welche für Geschwindigkeiten von bis zu 500 km/h ausgelegt wurde, entwickelt. Trotz dem Erreichen der Marktreife, einem intensiven Testbetrieb und zahlreichen Projekt- Vorschlägen wurde jedoch nur eine kommerzielle Transrapid-Strecke in Shanghai gebaut. Sowohl China wie auch Deutschland investierten stattdessen in der jüngeren Vergangenheit in den kontinuierlichen Ausbau des konventionellen Schienenhochgeschwindigkeitsverkehrs.

In Japan wird derzeit eine Neubaustrecke für den Magnetschwebezug JR-Maglev gebaut. Es bleibt abzuwarten ob sich in Folge die Maglev-Technologie eventuell auch in anderen Ländern durchsetzen wird. Prinzipiell sehen die meisten Experten und Expertinnen die MGS- Technologie im Personenverkehr nur dann konkurrenzfähig, wenn die offenen Fragen bezüglich der Wirtschaftlichkeit gelöst werden können

Bereits vor der ersten Vorstellung des Hyperloop-Konzepts gab es Ideen und Forschungen zu ähnlichen Systemen. Eine der ersten Erwähnungen eines Zugsystems in einem Vakuum- Tunnel erfolgte bereits Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts. Das ursprüngliche Hyperloop- Konzept wurde schließlich im August 2013 von dem Unternehmer Elon Musk in dem Whitepaper „Hyperloop Alpha“ vorgestellt.

Der Hyperloop ist ein Verkehrssystem, in dem Kapseln in einer geschlossenen Röhre transportiert werden. Entgegen diversen Medienberichten soll dabei in der Röhre kein Vakuum herrschen. Stattdessen soll der Luftdruck nur verringert werden. Durch den dadurch verringerten Luftwiderstand sollen Geschwindigkeiten von bis zu 1200 km/h möglich werden. Mittels der Kompressoren sollen außerdem Luftpolster unter den Kapseln erzeugt werden, auf welchen die Kapseln gleiten. Dadurch würde die Reibung ebenfalls äußerst gering gehalten

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werden. Das ursprüngliche Hyperloop-Konzept wäre prinzipiell keine Magnetschwebebahn, da der Schwebezustand durch eine Herstellung von Luftpolstern erreicht werden würde.

Elon Musk stellte das Konzept damals allen Interessierten frei zur Verfügung. In Folge wurde eine Vielzahl von Unternehmen gegründet, welche sich mit dem Hyperloop beschäftigen. Die zwei größten Unternehmen sind dabei Hyperloop Transportation Technologies (Hyperloop TT) und Virgin Hyperloop One. Diese Unternehmen entwickeln jeweils eigene Hyperloop-Systeme. Im Gegensatz zum Konzept von Musk setzen beide Unternehmen auf ein elektromagnetisches Schwebesystem. Die Firmen haben bereits Teststrecken errichtet und planen jeweils im kommenden Jahrzehnt die ersten Hyperloop-Strecken in Betrieb zu nehmen.

Es gibt derzeit jedoch noch einige offene Fragen bezüglich der Umsetzung des Hyperloops. Die grundsätzliche technologische Machbarkeit des Konzepts wird hierbei nicht bezweifelt. Stattdessen konzentriert sich die Kritik vor allem auf die konkrete Umsetzung und auf die Wirtschaftlichkeit des Systems.

Stark bezweifelt werden unter anderem die von den Hyperloop-Unternehmen veröffentlichen Kostenschätzungen. Berechnungen von Experten und Expertinnen kommen in der Regel auf deutlich höhere Gesamtkosten. Allgemein wird bezweifelt ob der Hyperloop bezüglich der Gesamtkosten tatsächlich billiger als der konventionelle Schienenverkehr wäre.

Ein weiteres Problem sind beispielweise auch die Notfallkonzepte. Die diversen Hyperloop- Unternehmen sehen derzeit entweder gar keine oder deutlich zu wenige Notausgänge entlang der Röhre vor. Falls für den Hyperloop in Zukunft jedoch ähnliche Sicherheitsvorschriften wie für den Schienen- und den Straßenverkehr gelten, werden deutlich mehr Notausgänge, beziehungsweise zumindest wesentlich komplexere Notfallkonzepte notwendig sein. Beide Maßnahmen würden die Gesamtkosten des Hyperloops stark erhöhen und somit dessen Wirtschaftlichkeit senken.

Daran anschließend ist ein weiterer offener Punkt der Umstand, dass es derzeit keine Gesetzgebung und Regulierungen betreffend der Hyperloop-Technologie gibt. Der Gesetzgebungsprozess könnte in den USA und der EU mehrere Jahre dauern und die Entwicklung von Hyperloop-Strecken wesentlich verzögern.

Verglichen mit dem Schienenverkehr oder der Magnetschwebebahn ist die maximale Kapazität des Hyperloops außerdem um ein Vielfaches geringer. Die Kapseln mit maximal 40 Sitzplätzen werden im besten Fall in einem Abstand von zwei Minuten verkehren. Selbst in diesem Fall würde eine Kapazität von nur 1200 Passagieren pro Stunde und Richtung erreicht werden.

Experten und Expertinnen weisen außerdem daraufhin, dass der Hyperloop vereinfacht gesagt eine Magnetschwebebahn in einer Röhre ist. Zwar sind beim Hyperloop schnellere Geschwindigkeiten möglich, ansonsten sind sich die Systeme jedoch sehr ähnlich. Es stellt

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sich daher die Frage ob der Vorteil der höheren Fahrgeschwindigkeit beim Hyperloop ausreichend ist, oder ob das Konzept, wie es beim Transrapid der Fall war, am Ende ebenfalls nicht umgesetzt wird.

Das erstellte Grobkonzept für einen möglichen Hyperloop-Betrieb hat ergeben, dass zumindest in der ersten Umsetzungsphase der Schwerpunkt auf mögliche Punkt-zu-Punkt- Verbindungen liegen sollte. Grundsätzlich wäre ein Betriebskonzept für solch ein Hyperloop- Projekt relativ leicht umsetzbar. Die tatsächliche Sinnhaftigkeit des Projektes hängt stattdessen wesentlich von der Kapazität, der Wettbewerbsfähigkeit der Technologie, den Bau- und Betriebskosten und der allgemeinen Wirtschaftlichkeit des Systems zusammen. Hierzu ist festgehalten, dass die tatsächlichen Kosten weiterhin komplett offen sind und somit keine fundierten Aussagen zur Rentabilität des Hyperloops getätigt werden kann.

Allgemein scheinen die möglichen Anwendungsfälle für den Hyperloop in Europa begrenzt zu sein. Zumindest in West- und Mitteleuropa gibt es bereits ein sehr dichtes Schienenverkehrsnetz und teilweise (z.B. in Deutschland, Frankreich, Spanien oder Italien) auch einen regen Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr. Bei Strecken wie Wien – Bratislava macht die Umsetzung einer Hyperloop-Verbindung nach Meinung des Autors kaum Sinn. Neben der offenen Kostenfrage, sind auch die geringe Kapazität und eben die bereits bestehenden Eisenbahnstrecken wesentliche Gegenargumente.

Eine Umsetzung des Hyperloops könnte jedoch nach derzeitigen Stand bei bestimmten Verbindungen unter gewissen Umständen trotzdem sinnvoll sein. Hinsichtlich der Voraussetzungen scheint hier zum Beispiel die Verbindung Dubai – Abu Dhabi ideal zu sein. Analog zu ähnlichen Hyperloop Projekten in China, oder in Indien unterstützt hierbei die Regierung das Projekt. Aus diesem Grund scheint eine Errichtung der ersten Hyperloop- Strecke in den Vereinigten Arabischen Emiraten derzeit am wahrscheinlichsten.

Zum Zeitpunkt der Erstellung der vorliegenden Diplomarbeit ist eine abschließende Beurteilung des Hyperloop-Konzeptes nicht möglich. Es bleibt abzuwarten wie sich die Entwicklung der diversen vorgeschlagenen Projekte über die nächsten Jahre darstellen wird. Eine mögliche erste Hyperloop-Strecke würde wesentliche Erkenntnisse über die tatsächlichen Kosten bringen und könnte der Katalysator für weitere Projekte sein. Bei einer negativen Bewertung der Wirtschaftlichkeit wäre hingegen davon auszugehen, dass die meisten Hyperloop-Projekte wieder eingestellt werden würden.

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Literatur

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97 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

VIRGIN HYPERLOOP ONE (2019): Saudi Arabia Looks to Build World’s First Long-Range Hyperloop Test Track In Partnership with Virgin Hyperloop One (22.07.2019); online unter: https://hyperloop-one.com/saudi-arabia-looks-build-worlds-first-long-range- hyperloop-test-track-partnership-virgin-hyperloop-one (24.07.2019)

VISIT DUBAI (o.J.): Das weltweit erste Hyperloop-System soll Dubai mit Abu Dhabi verbinden; online unter: https://www.visitdubai.com/de/business-in-dubai/why-dubai/news-and- insights/dubai-abudhabi-hyperloop-link (27.07.2019)

WIKIPEDIA (Hrsg.) (2019): Magnetschwebahnen – Geschichte; online unter: https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetschwebebahn#Geschichte (12.07.2019)

WKÖ (2019): Hyperloop: Von Abu Dhabi nach Dubai in nur wenigen Minuten (14.02.2019); online unter: https://www.wko.at/service/aussenwirtschaft/hyperloop-von-abu-dhabi-nach- dubai-in-minuten.html (29.07.2019)

WOLVERTON T. (2013): Wolverton: Elon Musk’s Hyperloop hype ignores practical problems. – In: The Mercury News (13.08.2013); online unter: https://www.mercurynews.com/2013/08/ 13/wolverton-elon-musks-hyperloop-hype-ignores-practical-problems/ (20.07.2019)

ZEIT ONLINE (Hrsg.) (2006): Menschliches Versagen (22.09.2006); online unter: https://www.zeit.de/online/2006/39/Transrapid-menschliches-Versagen (12.07.2019)

ZEIT ONLINE (Hrsg.) (2013): Warum Deutschlands Transrapid in Shanghai floppte (21.03.2013); online unter: https://blog.zeit.de/china/2013/02/21/der-gefloppte-transrapid/ (14.07.2019).

Gesetzestexte:

ALLGEMEINES EISENBAHNGESETZ 1993 (GER) (idgF); auch online unter: www.gesetze-im- internet.de/aeg_1994/index.html (30.07.2019)

BGBl. Nr. 113/1963 (idgF): Eisenbahngesetz 1957; auch online unter: https://www.ris.bka.gv.at/GeltendeFassung.wxe?Abfrage=Bundesnormen&Gesetzesnum mer=10011302 (30.06.2019)

EU (2001): RL 2001/12/EG: Entwicklung der Eisenbahnunternehmen der Gemeinschaft; auch online unter: https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2001: 075:0001:0025:DE:PDF (03.07.2019)

98 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

EU (2012): RL 2012/34/EU zur Schaffung eines einheitlichen europäischen Eisenbahnraums; auch online unter: https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do? uri=OJ:L:2012:343:0032:0077:DE:PDF (30.07.2019)

Fahrplan-, Routen-, bzw. Preisauskunft:

GOOGLE MAPS (2019): Routenplanung von Abu Dhabi nach Dubai am 30.07.2019 um 16:30; online unter: https://www.google.at/maps/ (29.07.2019)

ÖBB (2019): ÖBB Fahrplan 2019 (gültig ab 09.12.2018) – abgerufen via Scotty Fahrplanauskunft (online); online unter: http://fahrplan.oebb.at/ (Stand 28.07.2019)

TWIN CITY LINER (2019): Preisauskunft (unter „Fahrten buchen“); online unter: https://ticket.twincityliner.com/ (Stand 28.07.2019)

Veranstaltung:

DB DIGITAL: NEW HORIZONS (Veranstalter) (2019): Rail meets Hyperloop; Podiumsdiskussion am 08.05.2019; Ort: ÖBB Open Innovation Lab, Am Hauptbahnhof 2, Wien. – Video der kompletten Podiumsdiskussion: https://www.youtube.com/watch?v=LWKid8_eFaw (Abgerufen am 20.07.2019). – Ein Inhaltsprotokoll der Veranstaltung und Abbildungen der Diskussionsunterlagen befinden sich im Anhang dieser Arbeit.

99 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Einteilung der Bahnen ...... 10 Abbildung 2: Marktanteil an den weltweiten HGV-Personenkm je Land (2017) ...... 19 Abbildung 3: Beispiel für einen HGV-Zug: ICE 3 auf einer Neubaustrecke ...... 20 Abbildung 4: Der Transrapid-Triebwagen auf der Strecke in Shanghai ...... 31 Abbildung 5: Die Shinkansen-Baureihe L0 ...... 34 Abbildung 6: Ursprünglicher Entwurf für die Kapsel im Whitepaper ...... 45 Abbildung 7: Darstellung eines Punkt-zu-Punkt Hyperloop-Systems ...... 71

100 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Überblick historische Entwicklung des Hochgeschwindigkeitsverkehrs ...... 18 Tabelle 2: Überblick historische Entwicklung der Magnetschwebetechnik ...... 27 Tabelle 3: Die wichtigsten Hyperloop-Projekte...... 62 Tabelle 4: Kapazitätsvergleich der ver. Bahnsysteme...... 73

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Abkürzungsverzeichnis

CHSR … California High-Speed Rail

EDS … Elektrodynamisches Schweben

EIU … Eisenbahninfrastrukturunternehmen

EMS … Elektromagnetisches Schweben

ETCS … European Train Control System

ETT … Evacuated Tube Transport

EU … Europäische Union

EVU … Eisenbahnverkehrsunternehmen

HGV … Hochgeschwindigkeitsverkehr

LKW … Lastkraftwagen

Maglev … Magnetic Levitation Train

MGS … Magnetschwebahn

NBS … Neubaustrecken

SPFV … Schienenpersonenfernverkehr

SPNV … Schienenpersonennahverkehr

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Anhang

Inhaltsprotokoll Podiumsdiskussion

Veranstaltung: Rail meets Hyperloop

Datum: 08.05.2019, 19:00 – 21:00 (danach weitere Diskussion und informeller Austausch)

Ort: ÖBB Open Innovation Lab, Am Hauptbahnhof 2, 1100 Wien

Art der Veranstaltung: Podiumsdiskussion (auf Englisch)

Teilnehmer: NS (NED), DB AG (GER), SNCF (FRA), RFI (ITA), ÖBB-PV AG (AUT), Hardt Hyperloop

Ersteller: Matthias Plavec

Das folgende Inhaltsprotokoll soll einen Überblick über die wichtigsten Aussagen der Diskussionsteilnehmer geben. Das Protokoll wurde, mit Hilfe der während der Veranstaltung erstellten Notizen des Autors, nach der Veranstaltung erstellt und stellt daher nicht die gesamte Veranstaltung da. Die Diskussion erfolgte großteils in Englisch, das Protokoll wurde auf Deutsch erstellt. Die Aufzeichnung der gesamten Veranstaltung kann unter folgender Adresse aufgerufen werden: https://www.youtube.com/watch?v=LWKid8_eFaw

Inhaltszusammenfassung:

Der CCO von Hardt Hyperloop weist daraufhin, dass der Hyperloop mit einem Kreislauf zu kämpfen hat. Für den Bau des Hyperloops sind große Investments in die Infrastruktur notwendig. Bevor solche Investitionen getätigt werden sind jedoch umfangreiche Tests notwendig, hierfür braucht es in einer späteren Phase lange Teststrecken. Die langen Teststrecken sind jedoch sehr kostenintensiv und somit braucht es hierfür wiederum Investitionen und der Kreislauf ist somit geschlossen. Diesen zu durchbrechen ist aus Sicht von Hardt Hyperloop eine der wesentlichen Herausforderungen für den Hyperloop.

Der Vertreter der Nederlandse Spoorwegen (Abk.: NS; Anm.: Staatsbahn der Niederlande) betont, dass der Hyperloop die Chance bietet die Fehler des konventionellen Schienenverkehrs von Anfang an zu vermeiden („chance to start right“). Im konventionellen

103 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

Schienenverkehr gibt es grenzüberschreitend bei der Infrastruktur noch immer große Probleme.

Deutsche Bahn AG (Abk.: DB AG): Es braucht unbedingt einen einheitlichen Technologie- Standard, es sollten nicht verschiedene Systeme entwickelt warden.

RFI (Anm.: italienisches EIU, im Besitz des italenischen Staates): Das interessante beim Hyperloop ist, dass dieser vollständig als System entwickelt wird. Es gibt jedoch noch große unbeantwortete Fragen, zum Beispiel zu den Stationen und der Sicherheit.

SNCF (Anm.: franz. Staatsbahn): Diese offene Problem sind sehr schwer zu lösen. Die Eisenbahn hat ein Problem mit dem Einzelwagenverkehr (Abk. EWV), hier könnte der Hyperloop theoretisch die Lösung sein.

NS: “Tür zu Tür”-Verkehr ist wichtig, darum investiert die NS in car- und bikesharing. Im Hinblick auf die gesamte Reisekette ist auch das Investment der NS in Hardt Hyperloop zu sehen.

Hard Hyperloop: Der Hyperloop muss nicht unbedingt als Hochgeschwindigkeitsverkehr konzipiert werden, es gibt auch andere Anwendungen. Im Hochgeschwindigkeitsverkehr ist der Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr bei Distanzen ab 700 km gegenüber dem Flugzeug nicht wettbewerbfähig. Für diese Marktlücke ist der Hyperloop ideal geschaffen.

Ein Vertreter des polnischen Unternehmen Hyperpoland meldet sich im Publikum und verweist auf die große Bedeutung der Abstimmungen und Diskussionen auf dem Level der EU- Komission und der ERA, beziehungsweise der UIC.

RFI: Es ist äußerst wichtig die Herausforderungen auf einem europäischen Level zu behandeln.

NS: Für die Netzbetreiber (Anm.: EIU) gibt es mehr Ähnlichkeiten als Unterschiede, bei einem Vergleich des Hyperloop mit dem konventioneller Schienenverkehr.

Die Nische zwischen dem Schienenhochgeschwindigkeitsverkehr und dem Flugzeug ist besonders interessant.

Wesentliche Probleme sind jedoch der fehlende politische Wille und fehlende Investments.

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NS stimmt zu, dass eine Forschung und Entwicklung auf europäischen Level gut wäre.

DB AG: Die technischen Probleme sind grundsätzlich lösbar, es muss nur daran gearbeitet werden.

Frage: Kann der Hyperloop wirklich umgesetzt werden?

Die SNCF hat bereits eine case study dazu erstellt und nach Anwendungsmöglichkeiten gesucht. Das Ergebnis war, dass die Umsetzung möglich ist, aber vor wesentlichen Herausforderungen steht. Theoretisch könnten in Zukunft die EIUs die Betreiber von Hyperloop-Netzwerken sein.

Am Ende ist die user-experience der entscheidende Faktor für den Erfolg.

RFI: „To early to say“ (… ob der Hyperloop umgesetzt werden kann)

Hardt Hyperloop: Derzeit gibt es bei der Entwicklung des Hyperloops die Möglichkeit eines komplett offenen Wettbewerbs. Hardt Hyperloop könnte sich prinzipiell vorstellen, dass der Bau durch staatliche Regierungen finanziert wird. Das Hyperloop-Unternehmen selbst wäre in diesem Fall nur für den Betrieb zuständig.

DB (aus dem Publikum): Laut einer internen Studie ist das Konzept für den Güterverkehr viel zu ineffizient und daher uninteressant. Eine Umsetzung im Personenverkehr ist jedoch möglich. Der Haupt-Vorteil gegenüber dem konventionellen Schienenverkehr ist der deutlich geringere Platzbedarf. Außerdem gibt es seiner Meinung nach keine Kosten-Steigerungen bei Änderungen des Geländes.

Eine Vertreterin der European Infrastructure Managers (EIM) fragt nach der “added value”, beziehungsweise dem Nutzen des Systems. Sie kennt keinen funktionierenden Businessplan. Für ein Hyperloop-System müsste alles neu konzipiert und gebaut werden. Dies beginnt bei der Infrastruktur und Fahrzeugen, schließt jedoch alle Betriebsabläufe, Vorschriften, oder ähnliches ein. Außerdem ist für sie der Zusammenhang mit dem konventionellen Schienenverkehr nicht gegeben. Der Hyperloop hat andere Brems- und Beschleunigungssysteme und ist eigentlich ein komplett anderes System. Prinzipiell ist der Hyperloop nur eine schnellere Magnetschienenbahn. Die Maglev-Technologie konnte sich in Europa nicht durchsetzen, warum sollte dies der Hyperloop können?

105 Fachhochschule St. Pölten GmbH, Matthias Corvinus-Straße 15, 3100 St. Pölten, T: +43 (2742) 313 228, F: +43 (2742) 313 228-339, E: [email protected], I: www.fhstp.ac.

DB (Publikum): Auch beim Hyperloop gibt es Probleme mit dem Flächenankauf. Dies ist zum Beispiel derzeit ein wesentliches Hindernis und ein zusätzlicher Kostenfaktor bei der geplanten Strecke in Dubai.

Es gibt bereits Prototypen, welche Batterie-Kapseln benutzen und äußerst effizient zu betreiben sind. Diese Kapseln werden dabei über Nacht aufgeladen. Das Herstellen eines (fast-)Vakuums wird nur kompliziert wenn das System selbst komplex ist. Prinzipiell ist dies leicht umzusetzen, beziehungsweise relativ leicht zu erhalten.

RFI: Wir warten ab, ob es in Zukunft eine funktionierende Teststrecke geben wird.

Hardt Hyperloop baut derzeit an einer Teststrecke in Delft und wird in Kürze einen funktionierenden Antrieb vorstellen.

Für die SNCF ist die Digitalisierung im Moment das wichtigste Thema. In 5 Jahren sollen im Güterverkehr keine Triebfahrzeugführer oder Triebfahrzeugführerinnen mehr benötigt werden, im Personenverkehr in 10 Jahren.

Hyperpoland (Publikum) plant für das nächste Jahr einen “proof-of-concept” für das eigene Konzept. Die Finanzierung einer Teststrecke ist noch offen.

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Die folgenden Flipcharts/Grafiken wurden vor der Veranstaltung durch die Teilnehmer der Podiumsdiskussion erstellt und geben einen Einblick in die Vorstellungen und Meinungen der beteiligten Unternehmen und Personen an der Hyperloop-Technologie:

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