Chinas Mega-Engineering-Projekt – die Hochgeschwindigkeitsbahnen

Yang Heng, emeritierter Professor für chinesische Geschichte, schildert sehr kenntnisreich
die Entwicklung der chinesischen Eisenbahnentwicklung seit 1978.

Unser ältester Sohn setzte nach seinem Studium in Wuhan 1983 sein Vermessungsstudium in Deutschland fort und hat sich dann später auch dort niedergelassen. Seither kehrt er regelmäßig zu Familienbesuchen nach Shanghai zurück und staunt jedes Mal mehr über die raschen Veränderungen im Heimatland. Was ihn in den letzten Jahren aber am meisten überraschte, war die jeweils vierstündige Hin- und Rückfahrt zwischen Shanghai und Wuhan, die er 2018 mit der Hochgeschwindigkeitsbahn unternahm, um an einem Ehemaligentreffen an seiner Alma Mater in Wuhan teilzunehmen. Kaum in Shanghai zurück, sagte er aufgeregt: „Papa! Schreib mal etwas über die Hochgeschwindigkeitsbahnen, die so schnell und komfortabel sind. Ich bin beeindruckt, wie sie die Menschen selbstverständlich nutzen. Das ist einfach phantastisch!“

Zum Hintergrund: Damals, in den Jahren 1978–1982, als er noch in Wuhan studierte, war die am Mittellauf des Jangtse gelegene Stadt von Shanghai aus mit der Bahn nur über zwei umständliche Teilstrecken und Umwegen möglich, so daß damals die komfortabelste Verbindung zwischen den beiden Städten, die nur 690 km Luftlinie voneinander entfernt liegen, mit dem Schiff auf dem Jangtse zwei bis drei Tage dauerte (flußabwärts/aufwärts).

In der Tat ist die „Gaotie“, die Hochgeschwindigkeitsbahn, eines der erfolgreichsten Mega-Engineering-Projekte in China.

Schon seit der Gründung der Volksrepublik vor 70 Jahren nutzen die Menschen die staatlich geförderte Eisenbahn als ihr selbstverständlichstes Verkehrsmittel, egal wie langsam sie fuhr. Sie erreichen immer ihre Ziele, auch wenn fast jede Fahrt zwischen zwei größeren Städten damals mindestens eine Übernachtung im Zug dauerte. So ist im Laufe der Jahre in China ein sehr dichtes Eisenbahnnetz entstanden. Heutzutage bilden die vier vertikalen und vier horizontalen Strecken die Hauptachsen des modernen Hochgeschwindigkeitsnetzes, worauf die Hochgeschwindigkeitszüge aus den zwei Produktserien „Hexie“ (Harmonie) und „Fuxing“ (Wiederblühen) mit 300 bis 350 km/h kreuz und quer durch das ganze Land rasen. Hinzu kommen die unzähligen Schnellzüge in den verdichteten Regionalnetzen, die die mittleren und kleinen Städte miteinander verbinden.Um die Süddeutsche Zeitung zu zitieren: „Ein halber Kontinent in neun Stunden“ (9. Oktober 2018). Das chinesische Volk liebte und liebt die Eisenbahn – und die moderne Eisenbahn bewegt heute das Volk weiterhin zu moderaten Fahrpreisen, dazu mit unglaublicher Geschwindigkeit, Pünktlichkeit und hohem Komfort.

Wie alles begann

Das alles begann im Jahr 1978 mit der schrittweisen Reform und Öffnung des Landes, als die meisten chinesischen Eisenbahnen noch durch Dampflokomotiven angetrieben wurden. Deng Xiaoping besuchte Japan und fuhr mit dem dortigen Schnellzug Shinkansen 200 Kilometer pro Stunde. Seufzend sagte er dabei: „Es fühlt sich einfach schnell an! Es treibt die Menschen zum Laufen!“ An diese Anekdote erinnert man sich heute gerne, und sie wurde damals oft von chinesischen Eisenbahnern benutzt, um sich während der Jahrzehnte dauernden chinesischen Konstruktions- und Bauarbeiten zu motivieren und anzuspornen.

Nur noch im chinesischen Eisenbahnmuseum zu sehen: Eine Dampflok, wie sie vor 1978 überall in China verwendet wurden. Quelle: china.org

Chinas anfänglicher strategischer Plan für den Bau von Hochgeschwindigkeitszügen sah vor, zuerst die bestehenden Streckennetze mit wenig Investitionen innerhalb möglichst kurzer Zeit umzubauen, um eine Sub-Hochgeschwindigkeit von 160 km/h für alle Passagierzüge zu erreichen. Dabei wurde gleichzeitig die Einrichtung von Testabschnitten für neue Hochgeschwindigkeitszüge und die Entwicklung der technischen Ausstattung berücksichtigt. Dann sollten auf ausgewählten Strecken Passagierzüge im Probebetrieb mit 200–300 km/h gefahren werden. Danach wurden die erreichten Geschwindigkeiten sukzessiv auf weitere Hauptstrecken ausgedehnt, bis so nach und nach das ganze Netz beschleunigt befahren wurde.

Dieses Entwicklungsmodell der chinesischen Hochgeschwindigkeitsbahn fruchtet erstmals im Jahr 1994, als Chinas erste Sub-Hochgeschwindigkeitsbahn zwischen Guangzhou (ehemals Kanton) und Shenzhen mit einer Geschwindigkeit von 160 bis 200 km/h fertiggestellt und in Betrieb genommen wurde. Dabei wurden die bestehenden Eisenbahnlinien genutzt bzw. ausgebaut, teilweise neue Strecken hinzugefügt. Für die Fahrten wurden teilweise Schweizer Schwenkzüge und teilweise Schnellzüge vom heimischen Hersteller Lanjian eingesetzt. Noch wichtiger war es, daß dieser erste Erfolg als Startpunkt für Chinas Hochgeschwindigkeitsbahn diente, wo umfangreiche Vorarbeiten in der technischen Entwicklung (Forschung und Experimente), in der Bildung der Strategie (Einfuhr und Eigenproduktion) sowie in der Finanzierung und im Projektmanagement geleistet wurden. Um die bisherigen Erfolge abzusichern und die weiteren Investitionen zu gewährleisten, wurde die Unternehmensgruppe Guangshen Railways mit einer Schlüsselrolle für die Pionierarbeiten als erstes Eisenbahnunternehmen an der Hongkonger Börse gelistet.

Chinas Eisenbahnmarkt ist zwar sehr groß, aber es gibt nur ein einziges großes Eisenbahnunternehmen: das staatliche Eisenbahnministerium mit seinen zahlreichen zentralen und dezentralen Organisationen, Forschungseinrichtungen, Herstellern und Zulieferern. Zur Elektrifizierung sollten ausländische Lokomotiven eingeführt werden. Zu dieser Zeit waren die ausländischen Unternehmen, die sich beworben hatten, Siemens aus Deutschland, Alstom aus Frankreich, Bombardier aus Kanada und Hitachi und Kawasaki Heavy Machines aus Japan. Die Hauptkriterien des Eisenbahnministeriums wurden von Anfang an festgelegt: Der ausländische Unternehmenspartner mußte preiswert sein, 80 % der Technologien an China transferieren, und die Kerntechnologien mußten dokumentiert sein. 20 % der eingeführten Lokomotiven konnten im Ausland, jedoch 80% auf dem heimischen Markt hergestellt und montiert werden.

Siemens war zu diesem Zeitpunkt recht zurückhaltend, weil es die eigenen Technologien für erstklassig und damit hochpreisig hielt, und auch nicht damit einverstanden war, diese zu transferieren. Deswegen wurde Siemens in der ersten Ausschreibungsrunde ausgeschlossen. Damit signalisierte das Eisenbahnministerium seine ernstgemeinten Ausschreibungskriterien. Das erste Angebot gewann das kanadische Unternehmen Bombardier, das ein Joint Venture mit Changchun Locomotive Rails bildete.

In den Folgejahren hielt Chinas Eisenbahnministerium an ihren Kriterien unverändert fest: nämlich die Idee, Technologien durch den Markt einzutauschen. Ausländische Großkonzerne spekulierten trotz ihrer anfänglichen Zurückhaltung über Chinas riesigen Markt und schafften teilweise den Einstieg aufgrund des Leistungsdrucks vom eigenen Konzernmanagement. So konnte das Beschaffungskonsortium des Eisenbahnministeriums im späteren Ausschreibungsprozeß die Bestellungen in mehrere Subsysteme aufteilen: die Einführung des japanischen Traktionssystems, des französischen elektronischen Kontrollsystems, des deutschen Fahrleitsystems, der kanadischen Eisenbahntechnik und so weiter. Auf diese Weise wurden die fortschrittlichsten ausländischen Module eingeführt und konnten für lokale Verhältnisse weiterentwickelt werden. Dabei spielten jeweils China Southern Wagon Group und China North Wagon Group eine wichtige Rolle, und die erste Charge von inländischen Wagons vom Typ CRH1 erblickte die Welt, bei denen noch etwa 10 % der Kernkomponenten von ausländischen Lieferanten stammten.

Die Hochgeschwindigkeits-Ära

Am 1. April 1997 wurde zum ersten Mal eine allgemeine Geschwindigkeitserhöhung des chinesischen Eisenbahnsystems basierend auf den zu der Zeit sanierten Strecken realisiert. Das war die erste von insgesamt sechs geplanten Geschwindigkeitserhöhungen in einem mittel- und langfristigen Masterplan, die in den darauffolgenden zehn Jahren genauso durchgeführt wurden. Die letzte und sechste große Geschwindigkeitserhöhung des Bahnsystems wurde eingeläutet durch einen umfassenden Traktionstest der China Railways in der Woche zwischen 10.–16. November 2006. Die Testdaten belegten, daß China Railways in der Lage war, die systematische Geschwindigkeit von 200–250 km/h für die bestehenden Streckennetze zu meistern und damit ein weltweites fortgeschrittenes Niveau zu erreichen.

Fünf Monate später, am 18. April 2007, wurde diese sechste Geschwindigkeitserhöhung offiziell für das Bahnsystem umgesetzt: in den Strecken Feng-Ha, Jing-Hu, Jin-Guang, Long-Hai, Hu-Kun, Jiao-Ji, Guang-Shen und anderen bestehenden Stammstrecken wurde eine große Anzahl von Personenzügen der Serie „Hexie“ (Harmonie) eingeführt und mit einer Geschwindigkeit von 200–250 km/h eingesetzt. Das ist ein Zugtyp heimischer chinesischer Hersteller mit unzähligen eigenen Patenten. Damit startete Chinas Eisenbahn 2007 in eine landesweit flächendeckende Hochgeschwindigkeits-Ära und erreichte vorläufig einen Höhenpunkt in ihrer 100-jährigen Geschichte: Für die Personenbeförderung mit einer schnelleren Geschwindigkeit von 200–250 km/h, sowie einer gewöhnlichen Geschwindigkeit von 120 km/h. Gleichzeitig wurde eine Null-Gleisüberlappung der Personen- und Güterbeförderung für die Güterwaggons von über 5000 Tonnen erreicht, ein Durchbruch im allgemeinen Eisenbahnbetrieb. Dies stellt auch für die Welt ein neues Erfolgsmodell für die Modernisierung der Eisenbahnnetze unter Wahrung der Netzintegrität sowie für die Transformation zur höheren Systemgeschwindigkeit dar. Weitere Höhenpunkte sollen bald folgen.

Personenzüge der Serie „Hexie“ (Harmonie), die eine Geschwindigkeit von 200-250 km/h erreichten, wurden 2007 eingeführt – ein Zugtyp chinesischer Hersteller mit unzähligen eigenen Patenten. Quelle: Wikipedia

Am 1. August 2008 wurde Chinas erste Weltklasse-Hochgeschwindigkeitsbahn Beijing-Tianjin Intercity Railway für den Personenverkehr mit einer Geschwindigkeit von 350 Kilometern pro Stunde eröffnet. Die bewährte Strategie durch Mischung von Technologie-Einkauf und Eigeninnovation zahlte sich auch hier aus und führte schließlich dazu, daß das Land selbst nun diese Geschwindigkeit von 350 km/h für den kommerziellen Betrieb beherrscht. Die Realisierung dieser Geschwindigkeit auf einer viel längeren Strecke, nämlich den 1318 Kilometern zwischen Beijing und Shanghai, in einer Bauzeit von drei Jahren bis zum 30. Juni 2011, markieren einen weiteren Höhepunkt der unabhängig und innovativ gewordenen chinesischen Hochgeschwindigkeitsbahntechnologie. Die Hochgeschwindigkeitsbahn Beijing-Shanghai stellt die Superlative an Investition und Technologie im „Masterplan der Chinesischen Mittel- und Langfristigen Eisenbahnnetze“ überhaupt dar. Sie verbindet das Umland von Beijing um das Bohai-Meer und die Region am Flußdelta des Jangtse um Shanghai, und ist für die Wirtschaftsentwicklungszone entlang Chinas Ostküste eine pulsierende Ader.

Geballtes Wissen und Erfahrungen aus den beiden vergangenen Jahrzehnten, hochmotivierte Menschen und Teams, die stark gewordene Wirtschaftsleistung des Landes, das alles trug zur zügigen Baufertigung dieser Strecke bei. Die Fahrtzeit zwischen Beijing und Shanghai beträgt seitdem zwischen 4,5 und 5 Stunden und, wie bei allen anderen Strecken im ganzen Land, zu einem für die meisten Menschen innerhalb Chinas erschwinglichen Preis. Die Basis des landesweiten „Rollout“, nämlich der landesweite Ausbau von Verbindungen zwischen den Städten mit dieser Geschwindigkeit, war zu diesem Zeitpunkt bereits gelegt.

Eine große Rolle spielen die mittlerweile weltbekannten Hochgeschwindigkeitszüge der Serie „Fuxing“ (Wiedererblühen) mit einer Regelgeschwindigkeit von 350 km/h, wovon der Typ Fuxing CR400BF eine Höchstgeschwindigkeit von 420 Kilometern pro Stunde erreicht – der Weltrekord in Sachen Zuggeschwindigkeit. Außerdem setzte Fuxing neue Maßstäbe für Hochgeschwindigkeitszüge bei den folgenden 10 Merkmalen:

Ein Hochgeschwindigkeitszug der Serie „Fuxing“ (Wiedererblühen) mit einer Regelgeschwindigkeit von 350 km/h, wovon der Typ Fuxing CR400BF (im Bild) eine Höchstgeschwindigkeit von 420 km/h erreicht – der Weltrekord in Sachen Zuggeschwindigkeit. Quelle: Wikipedia

„Form“: Fuxing hat einerseits einen chinesischen Stil und steht anderseits im Einklang mit der modernen ästhetischen Ausrichtung: Er wirkt eher wie ein Kunstwerk! Sein glatter Linienverlauf dient nicht nur der angenehmen Betrachtung durch das Auge, sondern ist auch das Ergebnis der technischen Ausgestaltung. Der Zugkopf wurde wiederholt getestet und das Design kontinuierlich für eine perfekte, aerodynamische Form optimiert.

„Körper“: Im Vergleich zum Vorgängermodell Hexie (Harmonie) kann Fuxing als „Großkörper“ bezeichnet werden – seine Höhe erhöht sich auf 4050 mm und seine Breite auf 3360 mm. Die Länge des Einzelzugs wurde um 25 Meter verlängert. Diese Änderungen bieten den Passagieren ein komfortableres Fahrerlebnis bei gleichzeitiger Maximierung der Kapazität.

„Kern“: Deng Hai, Chefexperte der Technikplattform für Hochgeschwindigkeitsbahnen von China Railways und Design-Manager von Fuxing sagte: „Fuxing führt Chinas selbst entwickeltes Netzleitsystem mit dem heimischen ‚Gehirn‘. Das von der Zhuzhou-Niederlassung der China Raiways entwickelte Sensorerkennungs- und Getriebesteuerungssystem verteilt auf intelligenter Weise die Triebkräfte, löst Probleme wie Schienenradrutschen, verbessert die Fahrtsicherheit erheblich und reduziert den Energieverbrauch.“

„Kreativität”: Durch mehr Systemintegration wird mehr Platz frei. Die Dachausstattung ist sehr glatt und die Stromabnehmer wurden verkleinert, so daß der Betriebswiderstand des Fahrzeugs zwischen 7,5 % und 12,3 % gesenkt werden kann. Bei einer externen Stromunterbrechung können die Klimaanlagen und Beleuchtungen weiterlaufen, solange der Verbrennungsmotor traktiert. Ebenso arbeiten andere Systeme ununterbrochen. Ding Rongjun, Mitglied der Chinesischen Akademie der Technik, sagte: „Fuxing ist eine Sammlung vieler, auch weltweit neu entwickelter Innovationsergebnisse.“

„Vollständigkeit“: Die Schlüsselkomponenten wie Räder, Achsen, Getriebe wurden vom Land eigenständig entwickelt. In den Bereichen Traktionsmotoren, Transformatoren usw. entwickelt China durch Forschungs- und Entwicklungsprojekte ebenso intensiv und erzielt sukzessiv überwältigende Ergebnisse.

„Grün“: Messungen in der Hochgeschwindigkeitsbahn Beijing-Shanghai ergaben, daß Fuxing mit 350 km/h im Vergleich zu Hexie 380 den Gesamtenergieverbrauch um 10 % reduziert. Ebenso die meßbare Lärmreduzierung: An der Anschlußstelle zwischen dem Fahrerraum und dem Zugteil ergab sich ein Lärmpegel von 76 Dezibel, also noch unterhalb der 79 Dezibel Grenzlinie für die Ratingstufe „hervorragend“. Darüber hinaus erreichen eine Reihe wichtiger Sicherheitsindikatoren auch die Ratingstufe „hervorragend“.

„Komfort“: Der Sitzabstand wurde für die erste Klasse um 10 cm und für die zweite Klasse um 3 cm erweitert. Die vollständige WiFi-Netzabdeckung, der Fensterbank-Antirutsch, die zusätzliche Anzeige für den Sitzstatus (belegt, reserviert und verfügbar) sowie die ausreichenden Steckdosen an jeder Sitzreihe machen die Fahrt mit Fuxing noch bequemer.

„Kompatibilität“: Vor Fuxing gab es eine Reihe von Problemen, verursacht durch die Vielzahl von Plattformen, Modellen, und Systemstandards. Durch ausgeklügelte Prozesse von Design und Produktion schaffte Fuxing bei Drehgestellen, Netzwerksteuerungen, Bremsen, Traktionen und vielen weiteren wichtigen Systemkomponenten die notwendige Vereinheitlichung und Austauschbarkeit. Die Wartung und Besorgung von Ersatzteilen wird damit vereinfacht. „Chinas Standard-Spezifikationen für Hochgeschwindigkeitsbahnen“, die 2014 veröffentlicht wurden, markieren die Reife des chinesischen Hochgeschwindigkeits-Eisenbahnbaus und -betriebs. Eine Folge davon ist, daß die Hochgeschwindigkeitsbahnhöfe, die i. d. R. durch den kompletten Umbau einer der bestehenden Satellitenbahnhöfe der jeweiligen Städte entstanden sind (z. B. Beijing-Süd, Shanghai-Hongqiao), auch untereinander ähnlich aussehen.

„Stark“: Er Huawu, Mitglied der Chinesischen Akademie der Technik, sagte: „Fuxing Fahrzeug bestand die Prüfung durch 600.000 Kilometer Fahrten. Die konzipierte Lebensdauer beträgt 30 Jahre. Das sind weit mehr als europäische Züge mit einem Niveau von 400.000 Kilometern und 20 Jahren. Er ist in der Lage, die ‚350-km/h-Mission‘ zu erfüllen“.

„Stabilität“: Beim Fuxing spielt neben der Geschwindigkeit die Stabilität und der Fahrkomfort eine ganz wichtige Rolle. Chinas Hochgeschwindigkeitsbahn ist mittlerweile durchaus ein Liebling in den Sozialnetzwerken – wenn Reisende aus westlichen Ländern in den Zügen z. B. Videos von einer nicht umkippenden Münze bei einer Geschwindigkeit von 350 km/h drehen und diese dann verbreiten.

Chinas unabhängige Forschung und Entwicklung für Fuxing brachte 254 wichtige Technologien, wovon die eigens in China entwickelten chinesischen Technologien 84 % ausmachen. Fuxing hat ein Lieferkettensystem mit völlig neuentwickelten unabhängigen Nutzungsrechten aufgebaut. Beispielsweise „die Münze fällt nicht“ basiert auf einer wichtigen „Defibrillationstechnologie“ im Hochgeschwindigkeitsbahnbetrieb. Diese von den chinesischen Konstrukteuren entwickelten Technologien zur Dämpfung von Schwingungen durch die kompensierenden Resonanzkräfte wurde im Jahr 2017 für die Nutzung durch Frankreichs größtes Hochgeschwindigkeitsbahnunternehmen für 3,54 Milliarden US-Dollar verkauft. Auch die US-amerikanischen und japanischen Eisenbahn-Wissenschaftler wissen diese Technologien aus China zu schätzen.

Nach den Erfolgen der Hochgeschwindigkeitsbahnen Beijing-Tianjin, Wuhan-Guangzhou und Beijing-Shanghai wurde eine große Anzahl von weiteren Hochgeschwindigkeitsstrecken in Betrieb genommen. Sie durchziehen nach dem Masterplan das ganze Land als vier vertikale und vier horizontale Achsen. Bis zum Ende 2019 hat China ein Hochgeschwindigkeits-Eisenbahnnetz mit einer Laufleistung von über 35.000 Kilometern aufgebaut. Das Land baut immer noch fleißig ihre Hochgeschwindigkeitsnetze aus mit dem Ziel, bis zum Jahr 2030 insgesamt 8 vertikale und 8 horizontale Achsen zu erreichen.

Eine Studie von der Weltbank stellt fest: Die langfristige und umfassende Planung sowie die Design-Standardisierung bilden die Schlüsselfaktoren zum Erfolg der chinesischen Hochgeschwindigkeitsbahn. Denn mit dieser Design- und Programmstandardisierung liegen Chinas Baukosten für die Hochgeschwindigkeitsbahn etwa zwei Drittel unter den Kosten anderer Länder. Und natürlich hat der Bau dieses weltweit größten Hochgeschwindigkeits-Eisenbahnnetzes weit mehr Auswirkungen als nur auf die Eisenbahnindustrie selbst. Es hat zu Veränderungen der Stadtentwicklungsmuster, des Tourismus und des regionalen Wachstums geführt. Und der Bau eines Hochgeschwindigkeits-Schienennetzes legt auch den Grundstein für die künftige Reduzierung der Treibhausgasemissionen des bevölkerungsreichsten Landes der Erde.

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