Mobilität der Zukunft

Der Abschied vom Benzinmotor

Mobil zu sein, ist für die meisten Menschen in Deutschland ein Muss. Doch die Mobilität von heute ist teuer erkauft: Mehr als 47 Millionen Pkw verursachen auf unseren Straßen nicht nur schlechte Luft, kilometerlange Staus, eine Menge Lärm und unzählige Unfälle. Sie bremsen außerdem andere Verkehrsteilnehmer wie Busse, Radfahrer und Fußgänger aus. Wurde das Auto vor 20 Jahren noch als Statussymbol und Designobjekt vergöttert, ist es heute für viele Pkw-Besitzer zu einem notwendigen Übel verkommen. Gerade bei jungen Leuten, die in der Großstadt wohnen, hat das Auto in seiner heutigen Form an Beliebtheit eingebüßt. Hohe Anschaffungs- und Betriebskosten schrecken genauso ab wie die Staus in den Städten und die ständige Suche nach einem Parkplatz. Hinzu kommt die schlechte Umweltbilanz: Obwohl die Autohersteller immer schadstoffärmere Modelle entwickeln, sind Pkw immer noch für etwa neun Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich. Experten sind sich deshalb einig, dass fossile Brennstoffe keine Zukunft mehr haben. Tatsächlich nimmt die Zahl der zugelassenen Autos mit Benzin- und Dieselmotor immer weiter ab. Da sich die meisten deutschen Pkw-Besitzer jedoch nicht vorstellen können, das Autofahren komplett aufzugeben, muss sich das Auto von morgen grundlegend verändern. Das bedeutet: Es muss vor allem ohne Benzin oder Diesel auskommen.

Aufbruch ins Elektrozeitalter

Die Mobilität der Zukunft ist elektrisch. Bestellungen und Neuzulassungen von E-Autos nehmen in Deutschland rasant zu: Waren Anfang 2012 auf Deutschlands Straßen lediglich 4.500 Elektroautos unterwegs, waren es Anfang 2019 schon knapp 83.000 E-Autos. Vor allem im Zuge der Corona-Krise hat der noch einmal erhöhte Umweltbonus die Kauflust zusätzlich angetrieben: Nach Angaben des Kraftfahrt-Bundesamts wurden im September 2020 insgesamt 21.188 Elektroautos zugelassen. Das entspricht einem Plus von 260,3 Prozent im Vergleich zum September 2019.

Auch die EU will mit ihrem Green Deal ein Zeichen für mehr grüne Mobilität setzen und unter anderem verstärkt in E-Autos investieren. Die Vision: Kleine Elektrofahrzeuge lösen dicke SUVs im Straßenverkehr nach und nach ab. Die Bandbreite reicht von vollelektrischen Fahrzeugen bis zu sogenannten Hybriden, deren Antrieb nur teilweise elektrisch funktioniert. Eines haben all diese Lösungen gemeinsam: Sie sind im Fahrbetrieb effizient, leise und stoßen deutlich weniger Schadstoffe und Kohlenstoffdioxid aus als vergleichbare Fahrzeuge mit Benzin- oder Dieselmotoren.
Über intelligente Verkehrsleitsysteme werden die wendigen E-Autos möglichst staufrei, smart und nachhaltig durch die Straßen gelotst. Dazu werden in Echtzeit Daten über die Auslastung von Straßen gesammelt und verarbeitet und mit den Daten der Verkehrsteilnehmer abgeglichen, etwa mit der Wegstrecke, Geschwindigkeit, Fahrbahnbeschaffenheit und dem Reiseziel. So soll jeder Autofahrer eine individuelle Fahrtempfehlung erhalten, die kontinuierlich mit den aktuellen Verkehrsverhältnissen abgeglichen wird. Zu den Knackpunkten zählen bislang noch die im Vergleich zum Benzintank geringere Reichweite des Akkus sowie das längere „Tanken“, also Aufladen der Batterie. Große Hoffnungen ruhen auf Lithium-Ionen-Batterien, wie sie auch in Handys und Laptops benutzt werden.

Auch in Fahrrädern sind die leichten und langlebigen Batterien bereits seit vielen Jahren erfolgreich im Einsatz, wie der steigende E-Bike-Boom in Deutschland beweist: Die Zahl der privaten Haushalte, die mindestens ein Elektrofahrrad besitzen, hat sich in den letzten fünf Jahren nahezu verdreifacht.

Die Ladeinfrastruktur wächst

Für das Laden im öffentlichen und halböffentlichen Raum gibt es in Deutschland insgesamt knapp 50.000 Ladepunkte an ca. 19.000 Standorten. Der Bund treibt den Ausbau stetig weiter voran, auch mit finanziellen Anreizen wie dem „Förderprogramm Ladeinfrastruktur“. Bis 2030 soll es im gesamten Bundesgebiet insgesamt eine Million Ladepunkte geben. An vielen Tankstellen und öffentlichen Plätzen findet man bereits Ladesäulen, um das E-Auto zu laden. „Dabei geht es weniger um das tägliche Laden, sondern vielmehr um das Bewältigen von längeren Strecken“, betont Dürr. Wer zum Beispiel an einem Tag von Köln nach München fahren will, muss in der Regel mindestens einmal zwischenladen. Dabei ist nicht nur die Verfügbarkeit von Ladepunkten wichtig, sondern auch die Ladeleistung: „Man will unterwegs ja nicht drei Stunden an der Ladesäule warten“, sagt Dürr. Am schnellsten geht es an Ultra-Schnellladestationen mit bis zu 450 Kilowatt Leistung, wo sich das Laden gut mit einer Kaffeepause kombinieren lässt. „Es wird auch schon an Systemen gearbeitet, die ein Megawatt leisten. Mit so einer Leistung können Sie wirklich in sehr kurzer Zeit Ihr Fahrzeug laden“, so Dürr. Wer längere Strecken mit dem E-Auto fahren will, sollte die Route am besten vorher sorgfältig mit der Karte planen.

„Shared Mobility“: Teilen statt Besitzen

Neben der Antriebsart wird sich am Auto der Zukunft noch etwas Entscheidendes ändern: das Besitzverhältnis. Während der private Pkw vor allem in den Großstädten zum Auslaufmodell wird, werden elektrisch betriebene Fahrzeuge in Zukunft immer öfter geteilt werden – entweder unter Bekannten und Freunden oder in Form von professionell organisierten Miet- und Carsharing-Modellen. „Teilen statt besitzen“ lautet die neue Devise, die in Zukunft nicht nur bei Autos, sondern bereits heute bei Fahrrädern, E-Bikes und Kleinfahrzeugen wie E-Scootern zunehmend gelebt wird. Gerade innerhalb der letzten Jahre haben Sharing-Dienste ein sehr großes Wachstum erfahren und sind in großen Städten kaum noch zu übersehen. Das Prinzip ist denkbar einfach: Ich nehme mein Fahrzeug dort in Empfang, wo ich es brauche, und stelle es dort wieder ab, wo ich es nicht mehr brauche. Eine vorherige Reservierung ist entweder gar nicht notwendig oder erfolgt kurz vor Fahrtbeginn schnell und bequem per App. Auf diese Weise ist man nicht nur besonders flexibel und kostengünstiger unterwegs. Man trägt auch dazu bei, das Fahrzeugaufkommen in den Städten zu verringern und somit die Umwelt zu schützen.

Der Traum vom Roboterauto

Selbstfahrende Taxis mit sicherer Fußgängererkennung, Busse, die ihre Passagiere automatisiert und stets pünktlich von A nach B befördern, Ampeln, die mitdenken, und vor allem: lautlose Elektroantriebe. Schon in wenigen Jahren könnten uns Fahrzeuge vollkommen automatisch zur Arbeit, zum Einkaufen oder in den Urlaub fahren. Ein aktueller Schauplatz ist die Stadt Monheim am Rhein. Dort rollen seit Februar 2020 die ersten fahrerlosen Busse im öffentlichen Nahverkehr. Sie bieten bis zu 15 Fahrgästen Platz und bewegen sich über GPS-Signale auf virtuellen Schienen.

Sensoren erfassen die Situationen rund um die Busse. Kreuzt zum Beispiel ein Fußgänger die Fahrbahn, verlangsamt das Fahrzeug die Geschwindigkeit. Gerät ein Gegenstand näher als 40 Zentimeter an den Bus, wird eine Vollbremsung ausgelöst. Möglich ist ein solches Szenario auch beim Fahrrad. So hat kürzlich ein Forscherteam der Universität Magdeburg das erste autonome E-Lastenrad (Autonomes Rad, AuRa) entwickelt, das auf Anfrage selbstständig zum Nutzer navigiert: Auf Anfrage kommt „AuRa“ führerlos per Elektroantrieb angefahren und bewegt sich anschließend automatisch wieder zum Depot zurück.
Auch beim Pkw gibt es bereits heute viele teilautomatisierte Funktionen, die das Fahren sicherer und komfortabler machen, uns vor Gefahrensituationen schützen oder beim Einparken unterstützen. Der aktuelle Stand der Technik ersetzt zwar noch nicht komplett den Fahrer, zeigt aber bereits die enormen Potenziale: Kameras am Auto prüfen Abstände und Fahrbahnmarkierungen, ein Radarsystem kann sich von hinten nähernde Fahrzeuge erkennen, Sensoren warnen vor besonderen Gefahren auf der Straße und ein spezieller Laser kann zwischen Objekten unterscheiden, die sich vor dem Auto befinden. Der nächste Schritt ist die Entwicklung eines Fahrzeugs, das die vollständige Kontrolle über das Gefährt übernimmt und dem Fahrer während der Fahrt erlaubt, sich nicht mehr auf den Verkehr zu konzentrieren. Die ersten Prototypen fahrerloser „Roboterautos“, also serienreifer autonom fahrender Fahrzeuge, werden einer Studie des „Digital Auto Report“ zufolge 2028 erwartet. Im Autobahnverkehr kann der Fahrer dann dauerhaft die Hände vom Steuer nehmen und sich anderen Tätigkeiten widmen. Auf Landstraßen und in der Stadt soll dies zumindest in bestimmten Gebieten möglich sein. Der komplett autonome Pkw ist laut Studie frühestens in 15 Jahren zu erwarten. Dann fährt das Auto voraussichtlich ohne jede Einschränkung und überall ohne menschlichen Eingriff.

Auf dem Weg zur smarten Stadt

Verkehrswissenschaftler wie Klimaforscher weltweit sind sich sicher, dass unsere Gesellschaft unmittelbar vor einem Mobilitätswandel steht. Denn nur durch eine erfolgreiche Verkehrswende können die Klimaschutzziele erreicht und die Umweltbelastung dauerhaft reduziert werden. Für unsere Städte bedeutet das: Die urbane Mobilität der Zukunft muss nachhaltig, digital und intelligent vernetzt sein. Kurz gesagt: Der Verkehr in den Städten wird schlau. „Smarte“ Mobilität zeichnet sich dadurch aus, dass sie (energie)effizient, emissionsarm, sicher und kostengünstig ist.

Geplant ist, die bereits vorhandene Verkehrsinfrastruktur zu verbessern, indem moderne Informations- und Kommunikationstechnologien eingesetzt werden. Durch intelligente Straßenleitsysteme soll der Verkehr digitalisiert und optimiert werden. So helfen die digitalen Services zum Beispiel dabei, den Verkehr mittels Videokameras zu überwachen und den Benutzern via Handy-App die Möglichkeit zu geben, eine andere Route einzuschlagen. Das dahinterstehende Konzept lautet „Mobility as a service“ (MaaS). Es ermöglicht, den Verkehr in Echtzeit zu steuern und somit eine Menge CO2 einzusparen. Außerdem integriert MaaS per Software mehrere Verkehrsmittel in einen einzigen Mobilitätsdienst, der auf Abruf für alle Nutzer zugänglich ist. Das Ziel ist eine effizientere Nutzung von Fahrzeugen und die Optimierung des Verkehrsnetzes. Die Idee: Pendler leihen sich spontan ein E-Bike, fahren damit zur Bahn, buchen noch während der Bahnfahrt übers Smartphone einen Mietwagen am Zielbahnhof, mit dem sie zum endgültigen Ziel fahren. Durch eine Kombination von öffentlichem Verkehr (ÖV) und nicht-motorisiertem Individualverkehr entsteht ein Gesamtsystem, in dem auf einen eigenen Pkw leichter verzichtet werden kann.
Bereits 50 deutsche Städte haben sogenannte Smart-City-Initiativen gestartet, darunter Hamburg, Aachen, Köln, Lübeck und Jena. Getestet werden hier unter anderem Robotertaxis, intelligente Parkplätze („Smart Parking“) sowie hochmoderne Ladeinfrastrukturen für E-Fahrzeuge.