Klimaneutrale Mobilität der Zukunft oder millionenschwerer Flop? – Deutschlands Wasserstoffzüge in der Analyse

29. So viel Kilometer Schiene wurde 2025 in Deutschland elektrifiziert, wie der Verband ProBahn mitteilt. Eine schwache Leistung, die dringend besser werden muss. Denn gerade mal 62 Prozent des circa 38.000 Kilometer langen Schienennetzts sind elektrifiziert. Bereits 2040 möchte die Deutsche Bahn allerdings den Betrieb von Dieselzügen weitestgehend einstellen. Mit dem aktuellen Tempo beim Oberleitungsausbau wird das nichts. Alternative Antriebe könnten die Lösung sein.

Insbesondere Wasserstoffzüge haben in der Vergangenheit für Aufsehen gesorgt. Sie fahren emissionsfrei, stoßen lediglich Wasserdampf aus und benötigen keine Oberleitung. Klingt traumhaft in der Theorie. Die Realität sieht anders aus. Dieser Artikel zeigt, woran Wasserstoffzüge aktuell scheitern, was die Gründe dafür sind und wie es weiter gehen kann. Dafür geht die Reise zunächst in den Taunus.

Unzuverlässigkeit und Pannen

Es sollte die größte Wasserstoffflotte der Welt werden. Insgesamt 500 Millionen Euro für 22 Züge hat der Rhein-Main-Verkehrsverbund (RMV) investiert. Auf gleich mehreren Strecken sollten die Züge unterwegs sein, zum Beispiel von Frankfurt am Main nach Königsstein im Hochtaunus. In der Realität waren die Fahrzeuge jedoch seit ihrer Inbetriebnahme im Jahr 2022 vor allem aufgrund ihrer Fehleranfälligkeit häufig in den Schlagzeilen. Fehlende Ersatzteile und Materialengpässe beim französischen Hersteller Alstom sorgten für Ausfälle und verärgerte Fahrgäste. Stand Februar 2026 fährt ein Mix aus Diesel- und Wasserstoffzügen auf den Strecken. 2026 sollen nach und nach alle gekauften Fahrzeuge eingesetzt werden.  

„Der Wasserstoffantrieb war zum Zeitpunkt der Entscheidung in 2016 eine vielversprechende Technologie und die damals einzige, die die erforderliche Reichweite und entsprechenden Umläufe versprechen konnte“, schreibt RMV-Pressesprecher Florian Dubbel auf Nachfrage unserer Redaktion, warum man sich für die Anschaffung entschieden hat. Weiter erklärt er, dass es schlicht nicht möglich sei, alle Strecken vollständig zu elektrifizieren. Trotz der anfänglichen Pannen sei man zuversichtlich, dass der Hersteller nachbessern wird. Doch auch in anderen Regionen sorgt die Technik für Probleme.

Seit Dezember 2024 erprobt die Bayerische Regiobahn auf der Strecke Augsburg – Füssen einen Wasserstoffzug von Siemens. Auch hier lautet das Zwischenfazit nach einem Jahr: Probleme bei Betankung und mit dem Fahrzeug selbst, sorgen für zahlreiche Störungen und bewährte Dieselzüge müssen oft einspringen. Der Test soll bis 2027 fortgesetzt werden.
Deutlich entspannter sieht Bahnwissenschaftler Arnd Stephan die bisherigen Pannen. „Das hat es beim Anfang der Elektrifizierung auch gegeben. Die ersten zehn Jahre hat man geübt und hat sich ganz viele blutige Nasen geholt“, erklärt der Professor des Lehrstuhls für Elektrische Bahnen an der TU Dresden. Aus seiner Sicht sei vor allem die Erwartungshaltung ein Problem. Denn Erfahrung könne man nicht über Verträge regeln. Doch er sieht noch ganz andere Probleme. Denn insbesondere die Infrastruktur ist derzeit in Deutschland quasi nicht vorhanden.

Fehlender Treibstoff

Wasserstoffzüge brauchen vor allem eines: Wasserstoff. Der steht im Bundesgebiet aber nicht ausreichend zur Verfügung. In der letzten Erneuerung der Nationalen Wasserstoffstrategie wurde der Bedarf an heimischen Wasserstoffelektrolysekapazität auf zehn Gigawatt bis 2030 angehoben. Laut der deutschen Energieagentur lagen die Kapazitäten 2025 bei lediglich 0,2 Gigawatt. Die Industrie muss in den nächsten vier Jahren ihre Produktion also um den Faktor 50 erhöhen, um das Ziel zu erreichen. Ein wichtiger Schritt, wie man die eigene Vorgabe doch noch erreichen könnte, ist die ambitionierte Hightech Agenda der Bundesregierung. Bereits in diesem Jahr soll der Forschungshub „Wasserstoff – Hydrogen4Future“ an den Start gehen und insbesondere die Forschung an grünem Wasserstoff vorantreiben, der derzeit nur in sehr geringen Mengen vorhanden ist.

Grüner Wasserstoff ist besonders umweltfreundlich, da er mithilfe erneuerbarer Energien gewonnen wurde und keine schädlichen Emissionen erzeugt. Die Regionalverkehre Start Deutschland GmbH, die die Züge im Auftrag des RMV betreibt, hat eine Alternative zu klimaneutralem Wasserstoff gefunden: „Der Wasserstoff, den wir zur Betankung nutzen, ist ein Abfallprodukt aus der Produktion des Chemieparks Höchst, der hier eine sinnvolle und nachhaltige Verwendung findet“, heißt es auf Nachfrage.

Die Technologie hinter den Fahrzeugen ist die sogenannte Brennstoffzelle. Doch wie funktioniert das Ganze?

So funktionieren Wasserstoffzüge

Ein Wasserstoffzug fährt genauso wie herkömmliche Triebfahrzeuge mit einem Elektromotor. Im Inneren einer Brennstoffzelle reagiert Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) zu Wasserdampf (H₂O). Bei diesem Umwandlungsprozess wird elektrische Energie, also Strom, frei. Zusätzlich benötigen die Fahrzeuge noch eine sogenannte Pufferbatterie. Denn beim Anfahren und Bremsen muss in kurzer Zeit viel Schub bereitgestellt werden. Wie bei einem Elektroauto lädt sich die Batterie beim Bremsen wieder auf. Mit einer Tankfüllung erreichen die Züge Reichweiten von bis zu 1.000 Kilometer.

Bei Wasserstoffzügen werden sogenannte Niedrigtemperatur Polymetelektrolytbrennstoffzellen (PEMFC) verwendet. Sie haben den Vorteil, dass sie den Sauerstoff aus der Luft zur Reaktion verwenden können, und arbeiten bei vergleichsweise geringen Temperaturen von 70 bis 90 Grad. Doch auch hier zeigen sich Schwachstellen. So ist aktuell unklar, wie lange die Komponenten im Zug durchalten, bis sie ersetzt werden müssen. Eine weitere Schwierigkeit ist der niedrige Wirkungsgrad. Durch die vielen Umwandlungsprozesse liegt dieser entlang der gesamten Kette zwischen 25 und 31 Prozent. Das heißt es geht bis zu 75 Prozent der eingesetzten Energie verloren. Klassische Oberleitungszüge erreichen Wirkungsgrade um die 70 Prozent. Brennstoffzellen für Züge einfach verbessern ist gar nicht so einfach.

„Der Bahnmarkt ist ein Markt kleiner Stückzahlen. Das heißt, wir haben nicht die Möglichkeit, eigens für die Bahntechnik entwickelte Komponenten zu kaufen. Wir müssen also mit dem arbeiten, was wir auf dem freien Markt bekommen. Das gilt zum Beispiel auch beim Thema Brennstoffzellen“, erklärt Arnd Stephan. Für ihn ist klar, dass Oberleitungszüge immer die erste Wahl sein werden. Er sieht den Wasserstoff als Antrieb kritisch. Denn dadurch, dass man die Züge vor allem im Regionalverkehr einsetzt, nutze man die teuerste Technologie in Bereichen, in denen am wenigsten Menschen mit der Bahn fahren. Ein Wasserstoffzug koste nämlich circa 20 Prozent mehr als ein herkömmliches Fahrzeug. Er sieht das entscheidende Kriterium für oder gegen eine alternative Antriebsart in ihrer Wirtschaftlichkeit.

Explodierende Energiekosten

Ein wichtiger Faktor für oder gegen die Wirtschaftlichkeit sind nicht die Anschaffungskosten eines Zuges, sondern die Ausgaben für Energie über die bis zu 40-jährige Lebensdauer, wie eine Studie der TU Dresden zeigt. Eine andere Untersuchung der Verbände VDE und VDI aus dem Jahr 2022 zu Wasserstoff im Schienenverkehr verdeutlicht das Kern-Problem. Grüner Wasserstoff, verglichen mit Diesel und Strom, ist nach wie vor deutlich teurer. Mit steigenden CO₂-Preisen und einem größeren Angebot kann sich das jedoch in den kommenden Jahren ändern und Wasserstoff könnte konkurrenzfähig werden. Der Iran-Krieg und die damit verbundene Öl-Krise könnten diesen Vorgang beschleunigen. Es müssen Synergien geschaffen werden, um das Gas als universellen Energieträger auch in anderen Bereichen, wie Straßenverkehr oder zum Heizen zu nutzen. So kann die Produktion angekurbelt werden, resümiert die Studie. Zug fahren ist und bleibt ein Infrastrukturthema und zum aktuellen Zeitpunkt fehlt sie flächendeckend. Wie sieht es aber in anderen Ländern aus?

Wasserstoffzüge weltweit  

Auf der ganzen Welt existieren neben Alstom nur eine Handvoll weiterer Anbieter am Markt (Stand Februar 2026). In Westeuropa produzieren mit Siemens (Deutschland) und Stadler (Schweiz), noch zwei weitere Firmen Wasserstoffzüge. In Polen arbeitet die Firma Pesa an einer wasserstoffbetriebenen Rangierlokomotive. Die East Japan Railway Company experimentiert im Rahmen einer Kooperation mit Toyota ebenfalls an einem Prototyp. Und auch die koreanische Firma Hyundai Rotem entwickelt einen eigenen Triebwagen.

In den wenigen Teilen der Welt, die die Technologie nutzen, werden Wasserstoffzüge meist lediglich im Testbetrieb eingesetzt. Die Österreichische Bundesbahn hat sich nach einem Testlauf Ende 2020 gegen den permanenten Linienbetrieb eines Wasserstoffzugs entschieden. Auch in Japan sind derzeit ausschließlich Prototypen unterwegs. Eines der wenigen Länder, dass die Technologie neben Deutschland im Linienbetrieb nutzt, sind die Vereinigten Staaten von Amerika.

Seit 2025 bedient ein Fahrzeug der Firma Stadler die Strecke zwischen den Städten San Bernadino und Redlands, 60 Kilometer östlich von Los Angeles. Mit einer Länge von 15 Kilometern kann man auch hier höchstens von einem erweiterten Testlauf sprechen.

Außerhalb des Taunus sind Wasserstoffzüge nicht großflächig im Einsatz. Der Grund aus dem die Technologie hierzulande so häufig produziert und eingesetzt wird, liegt laut Arnd Stephan darin, dass Deutschland ein internationales Zentrum der Schienenfahrzeugindustrie sei: „In Deutschland sitzt die innovative Industrie. Jeder weiß: Konkurrenz belebt das Geschäft. Wenn einer mit der Produktion anfängt, überlegen andere, ob sie mitziehen?“ Zuletzt soll eine weitere alternative Antriebstechnologie betrachtet werden.

Batteriezüge – die bessere Alternative?  

Eine weitere innovative Antriebstechnologie sind akkubetriebenen Züge. Sie nutzen in erster Linie Strom über die Oberleitung, können bei Bedarf jedoch auch komplett ohne Oberleitung fahren. Dadurch ist der Wirkungsgrad verglichen mit Wasserstoffzügen deutlich höher. Derzeit können Strecken von 80 bis 120 Kilometern ohne Oberleitung überbrückt werden. Das ist ausreichend, sagt Bahnforscher Arnd Stephan. Denn rund 90 Prozent der nicht-elektrifizierten Strecken in Deutschland seien kürzer als 70 Kilometer, womit sich die meisten Elektrifizierungslücken im Schienennetz schließen ließen.

Zusätzlich könnten Strecken teil-elektrifiziert werden oder Landeinseln installiert werden. Letzteres würde bedeuten nur auf einem kleinen Teil der Strecke Oberleitungen gebaut werden, damit der Zug sich immer wieder beim Fahren aufladen kann. Auch diese Antriebsart wird in Deutschland bereits genutzt. Zum Beispiel in Schleswig-Hollstein, wo 52 Akkuzüge unterwegs sind. Jedoch gilt auch hier: nur wenn die bezogene Energie aus regenerativen Ressourcen gewonnen wird, kann man von Emissionsfreiheit sprechen. Bis dahin ist es noch ein weiter Weg. 2023 waren Erneuerbare Energien für 68 Prozent im Strommix der Deutschen Bahn verantwortlich.

Trotz der vielen Nachteile des Wasserstoffs und den attraktiven Akkuzügen, für Arnd Stephan existiert ein Szenario, wie Wasserstoff sich durchsetzen könnte: „Der Wasserstoff müsste sehr billig sein und der Umgang damit zum Standard werden. Das sehe ich aber rein physikalisch nicht, weil die Umwandlungseffekte eben nicht weggehen werden. Das sind Faktoren, die mitnichten vom deutschen Eisenbahnmarkt abhängen. Sondern es geht um die Frage, wie stellt sich die Welt energietechnisch in der Zukunft auf? Da kann Wasserstoff durchaus eine wichtige Rolle spielen.“ Ob die Bahn bis 2040 alle Dieselzüge von der Bahn verbannen kann oder nicht, hängt also von vielen Faktoren ab und wird sich erst in den kommenden Jahren entscheiden.