Verkehr der Zukunft

Mobilität: Wie geht es weiter?

Die Zukunft des Automobils ist gesichert. Es lebte immer schon von seinen Problemen, und davon hat es derzeit ja bekanntlich mehr als genug. ein Ausblick in vier Kapiteln.

Mobilität: Wie geht es weiter?

Alles was wir heute haben, wurde irgendwann erdacht, aber bei weitem nicht alles haben wir heute, was je erdacht wurde. Die technische Entwicklung ist dabei eine Exponentialkurve mit Selbstbeschleunigungseffekt. Die groben Umrisse sind oft schon früh zu erkennen, Prognosen zum zeitlichen Verlauf jedoch meist unmöglich. Darin liegt wohl auch viel Hoffnung trotz aller Turbulenzen, in denen wir jetzt stecken.

Die Tatsache, dass sich Tesla-Gründer Elon Musk neben anderen Verrücktheiten oder vermeintlichen Verrücktheiten nun auch dem Thema Freizeitmobil zuwendet und so tut als hätte er mit dem Cybertruck gerade Camping neu erfunden, wird wohl eine Randnotiz der Geschichte bleiben, was er mit dem Elektroauto Tesla geschafft hat, ist hingegen zweifelsfrei epochal. Er hat das Elektroauto aus der Verzichtsecke befreit und am ertragsstarken Ende in den globalen Wirtschaftskreislauf eingeführt: Nicht die Bescheidenen, Vernünftigen, Zurückhaltenden hat er angesprochen, kein Appell an den Verzicht, sondern Frau Reich und Herrn Schön, den Macher und Checkerinnen den Mund wässrig gemacht. Jetzt kann niemand mehr zurück. Das Elektroauto bereitet zwar jede Menge Schwierigkeiten, aber es funktioniert grundsätzlich. Schließlich lebt das Auto schon seit seiner Erfindung davon, dass es gerade noch schnell ein paar Probleme zu lösen gäbe und dann wäre alles perfekt (Klaus Kuhm, Moderne und Asphalt, 1997).

Und so wird es jetzt auch weitergehen, in unterschiedlichsten Spielarten und dabei gewaltig unseren Verkehr und die ganze Gesellschaft verändern. Das rein benzinbrüderliche Weltbild ist damit schon Geschichte, auch wenn einige sich schwer an eine Zukunft gewöhnen können, die keine hochgerechnete Vergangenheit ist.

Mobilität: Wie geht es weiter?
Die Automatisierung der Fortbewegung fällt in der Luft leichter als am Boden, allerdings sind dort ein paar andere Herausforderungen größer. Foto: © Volocopter

Rezepte für sauberes Fortbewegen

Unter der Prämisse, dass wir alle Anstrengungen unternehmen müssen, um künftig möglichst keine fossilen Energieträger mehr zu verbrennen, wird der elektrische Strom zur stärksten Komponente. Es ist zwar möglich, flüssige Kraftstoffe aus nicht fossilen Quellen herzustellen. Das gestaltet sich aber sehr energieaufwendig und ist folglich auch teuer, wird also eher für Bereiche in Frage kommen, in denen batterieelektrische Systeme zu schwer sind und Wasserstoff nicht naheliegend praktikabel ist, etwa als Rettungsanker für die Luftfahrt, solange nicht plötzlich etwas völlig Unerwartetes auftaucht.

In unserer Atmosphäre stehen nur Wasserstoff und Kohlenstoff als elementare Energieträger zur Verfügung. Wasserstoff ist als Teil eines elektrochemischen Kreislaufs zu verstehen, wird idealerweise mit einem etwa fünfzigprozentigen Wirkungsgrad elektrolytisch mit Strom aus Wasser gewonnen und dann in der Brennstoffzelle wieder mit fünfzigprozentigem Wirkungsgrad zu Strom umgewandelt. Sowohl die Herstellung als auch die Anwendung im Automobil sind serienreif, die kommerziellen Rahmenbedingungen dafür sind aber noch einige – möglicherweise auch nur wenige – Jahre entfernt. Durch die zweimalige Energieumwandlung ist die Gesamtenergiebilanz eines Wasserstoffantriebs kaum besser als die eines Verbrennungsmotors. Der Vorteil ist trotzdem erheblich: Keine schädlichen Abgase und kein zusätzlicher Eintrag von Kohlenstoff in die Atmosphäre.

Der tägliche Umgang mit Wasserstoff ist nicht ganz einfach, aber auch nicht fremd und gleichzeitig noch lange nicht auf dem wünschenswerten technischen Stand: Jährlich werden davon weltweit 50 Millionen Tonnen erzeugt, 95 Prozent davon aus fossilen Quellen, vorzugsweise aus Erdgas. Nur fünf Prozent stammen aus Elektrolyse von Wasser. Dieses Verhältnis muss umgekehrt werden, wenn Wasserstoff die Welt retten soll. Das ist die wahre wirtschaftliche und technische Herkulesaufgabe.

Vor diesem schwierigen Hintergrund erscheint die Herstellung von CO2-neutralen Kraftstoffen, biogen oder synthetisch, flüssig wie gasförmig, geradezu einfach. Angesichts der unmittelbaren oder mittelbaren Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion sind Diesel- und Benzin-Ersatz aus nachwachsenden Rohstoffen mittlerweile aber aus dem Rennen. Methan, hergestellt aus Wasserstoff und Kohlendioxid, oder daraus gewonnene flüssige Kraftstoffe stellen eine interessante Überlegung dar. Diese Kraftstoffe sind einfacher im Handling als der reine Wasserstoff, können leicht über das vorhandene Tankstellennetz vertrieben und in Verbrennungsmotoren verwendet werden. Ihre Gesamtenergiebilanz ist durch viele Umwandlungsschritte und den Verbrennungsmotor aber schlecht. Obwohl technologisch sehr aufwendig und teuer, würden sie letztlich nur eine kleine Kurskorrektur darstellen.

Die Herstellung von elektrischem Strom steckt in einem bekannten Dilemma. Kraftwerke stellen langfristige Großinvestitionen mit enormen wirtschaftspolitischen Dimensionen dar und sind nicht von einem aufs andere Jahr auszuwechseln. Die Ausbalancierung des Stromnetzes zwischen Angebot und Nachfrage war immer schon eine Herausforderung und ist es umso mehr, wenn neue schwieriger zu handhabende Energieformen dazukommen. Wind und Sonne liefern enorme Energiemengen, jedoch nur, wenn entsprechende Bedingungen herrschen, sie nehmen nicht auf den Bedarf Rücksicht. Strom ist schwierig zu speichern. Ein kompletter Umbau der Stromversorgung ist aber Voraussetzung, um die Vorteile der Elektromobilität ins Spiel zu bringen. Raus aus Kohle und Öl, raus aus Kernkraft, und schließlich auch raus aus Erdgas: Dieser Kraftakt ist möglich. Das Elektroauto kann eine Schlüsselrolle einnehmen, um Bedarfsschwankungen beim Stromverbrauch auszugleichen, zum Beispiel als integrierter Bestandteil eines intelligenten Stromnetzes. Auch Wasserstoff kann als Puffermedium eine wichtige Rolle im globalen Energiemanagement spielen.

Man kann sehen: Die Frage nach den Energieträgern bestimmt die Wahl des Antriebs. 130 Jahre Automobil mit Verbrennungsmotor: Rund 1,5 Milliarden Autos gibt es derzeit weltweit. Die Industrie ist hochgerüstet zur Herstellung dieser Art von Maschinen. Es benötigt einige Jahre zur Systemumstellung, es wird je nach Wohlstand der Regionen unterschiedlich lange dauern. Die Elektrifizierung des Verbrennungsmotors vom 48-Volt-Mild-Hybrid bis zum Plug-in-Vollhybrid ist eine Übergangslösung. Am Ende wird der Verbrennungsmotor entweder ganz aus dem Auto verschwinden oder bei schweren und schnellen Fahrzeugen durch die Wasserstoff-Brennstoffzelle ersetzt werden.

Neue faszinierende Möglichkeiten zur Energiegewinnung entbinden uns aber nicht von der grundlegenden Menschenpflicht des Energiesparens und kluger Ressourcennutzung. Die Verringerung der Abhängigkeit vom Erdöl sieht nur im ersten Moment wie eine Befreiung von globalen Abhängigkeiten aus. Die Vielzahl an neuen Werkstoffen stellt neue Zusammenhänge her, neue Brennpunkte für Krisen, aber auch viele Chancen für Frieden und wirtschaftliche Entwicklung in bisher nicht so begünstigten Regionen. So wie das Auto die Umstellung auf regenerative Stromerzeugung beschleunigen kann, muss es auch die Ressourcennutzung in jeder Hinsicht verbessern und kann viele andere mitziehen. Beispiel: Lithium-Ionen-Batterien. Obwohl seit Jahrzehnten am Markt, lagern sie im abgenutzten Zustand irgendwo auf der Welt zerstreut, im günstigsten Fall noch in Form von Handys, elektrischen Zahnbürsten und Laptop-Batterien in unseren Schubladen. Beim Auto ist klar: Recycling ist machbar, bezahlbar und muss ein selbstverständlicher Teil des Rohstoffkreislaufs werden.

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Am schnellsten werden sich der individuelle Verkehr und Transport in den Städten verändern, und damit dort auch das Auto. Foto: © Schaeffler

Fortschritt findet Stadt

Ob Mensch oder Ware, der innerstädtische Transport wird wohl am schnellsten gravierende Änderungen erfahren. Hohe Investitionskosten in neue Fahrzeuge sind dort nämlich am leichtesten unterzubringen. Neue Rahmenbedingungen für den Verkehrsablauf lassen sich im regionalen Rahmen viel leichter und schneller durchsetzen. Umgeschlagen auf den Warenpreis, spielen Transportkosten nämlich eine geringe Rolle. Eine Erhöhung der Transportkosten durch neue Technologien würde sich folglich nur marginal auf den Endpreis auswirken und könnte die Lebensqualität in Städten deutlich verbessern. Der Umstellung von Diesel-Lkw auf batterieelektrischen Antrieb kann sich alleine aus Imagegründen kaum eine Lebensmittelkette verschließen, und man übt es bereits in Versuchsprojekten. Das Konzept der Rikscha, bekannt aus den bevölkerungsdichtesten Großstädten der Welt, erfährt neuen Schwung und neue Attraktivität durch die E-Bike-Technik. Je mehr das Auto aus den Städten verdrängt wird, umso größer wird die Zunahme des Warenverkehrs durch Zustelldienste, die sowieso schon durch den Onlinehandel boomen. Das hat natürlich wenig mit Autofahren und dem Spaß daran zu tun, aber es ist ein guter Schritt in Richtung solider Verkehrsbewältigung. Und etwas anderes machen wir mit unseren Autos ja auch eher selten.

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Autofahren wird teurer, aber wir haben schon immer einen Weg gefunden. © Daimler

Besitzen, Leihen, Teilen


Autos werden teurer, wir werden sie anders kaufen und finanzieren, anders nutzen und überhaupt anders in unser Leben integrieren. Dem Autohandel steht eine mindestens so großen Veränderung bevor wie den Autoherstellern oder, besser gesagt: Wir sind schon mittendrin im Wandel. Das bisherige Modell vom preisgünstigen Autokauf, den regelmäßigen Wartungsarbeiten und dem Verschieben des defekten Fahrzeugs am Lebensende in ein Land mit geringerem Wohlstand und Reparaturkosten wird nicht mehr lange funktionieren. Daran hat der Elektroantrieb maßgeblich Anteil. Er benötigt keinen Ölwechsel, keinen Zahnriemen- und Zündkerzenwechsel, auch die Bremsen und ihre Beläge sind durch das Rekuperieren weit weniger belastet. Die Autos müssen von vornherein so gebaut werden, dass sie bis zu ihrem Lebensende möglichst klaglos funktionieren. Sie werden lediglich durch Updates am neuesten Stand gehalten. Das Update ist der Ölwechsel von morgen, es ist wohl nicht anzunehmen, dass wir es gratis bekommen werden. Dadurch verschieben sich auch die Kompetenzschwerpunkte in den Werkstätten. Das Restrisiko eines mechanischen Defekts oder Unfalls muss jemand anderer übernehmen, die Autonutzenden werden das nicht wollen oder gar nicht können: einfach zu teuer. Kurzum: Die Autos werden zwar auch künftig zur Pickerlüberprüfung müssen, dort wird es aber nicht viel zu tun zu geben – wenn doch, dann wird es kostspielig. Beim Elektroauto, weil die Batterie der bestimmende Kostenfaktor ist, bei allen anderen Autos, weil sie insgesamt deutlich komplexer aufgebaut sind als ein konservativer Verbrenner.

Für viele heißt das wahrscheinlich: Finger weg vom Auto als Eigentum. Der gute Freund mit dem goldenen Handerl, der das Auto repariert, ist ein Auslaufmodell, er geht in Pension oder wechselt in die Oldtimerszene hinüber. Der reparierte, auf Hochglanz polierte Unfallwagen als preisgünstige Alternative zum teuren Neuwagen ist ebenso von gestern. Wir werden uns an Autos nicht mehr die Finger schmutzig machen, außer vielleicht beim Wechsel auf Winterreifen. Zur Beruhigung: All das wird nicht über Nacht passieren. Es gibt durchaus noch eine Schonfrist zur Neuorientierung in Handel und Werkstätten, denn 1,5 Milliarden Autos verschwinden nicht einfach aus der Welt.

Wir werden uns trotzdem noch Autos leisten können, allerdings mit klarerer Orientierung auf unsere eigentlichen Bedürfnisse ohne Berücksichtigung seltenster Ausnahmefälle. Die Anzeichen sind erkennbar, wenngleich die Entwickler von Geschäftsmodellen noch im Dunkeln tappen. Auto teilen, Auto mieten, Carsharing – diese Begriffe sind nicht leicht mit neuem Sinn zu füllen und in ein funktionierendes Geschäftsmodell umzuwandeln, nicht in einer Welt, in welcher der Besitz des Automobils vorerst noch gesellschaftliche Priorität hat.

Die meisten Modelle flexibler Autonutzung haben sich bis jetzt nämlich als veritable Flops erwiesen. Carsharing als umweltschutzmotivierte Einrichtung dümpelt seit Jahrzehnten dahin. Das Schwierige an der Weltverbesserung: Der Wille zum Umweltschutz alleine reicht nicht für ein Geschäftsmodell. Auch Carsharing als verkaufsunterstützende Maßnahme von großen Herstellern wie Car2Go (Daimler) und Drive Now (BMW) kommen nicht recht vom Fleck. Sie mussten sich zu Share Now zusammenschließen, um ihre Kräfte zu bündeln – echte Erfolgsmodelle sehen anders aus. Flexible Mietverträge zur Nutzung von Cabrios am Wochenende und praktischen Autos während der Woche funktionieren schon gar nicht, weil immer alle gleichzeitig das Gleiche wollen. Grundproblem aller Sharing-Varianten sind viel zu lange Stehzeiten.

Miete statt Teilen könnte wohl eher ankommen. Der Reiz von Mietmodellen scheint in Richtung Sorglos-Paket zu gehen. Das größte Hindernis für einen Autokauf ist eine unberechenbare oder vermeintlich unberechenbare Kosten-situation. Geringe Erfahrungen, was Batteriehaltbarkeit angeht, und immer komplexere Technik zum Spritsparen und Abgasreinigen in herkömmlichen Autos lösen Skepsis aus. Wer weiß, dass er zu fixen Konditionen nach ein, drei oder fünf Jahren einfach ein anderes Auto bekommt, wenn er will, und sich um nichts kümmern muss, ist vielleicht auch bereit, einen etwas höheren Betrag zu bezahlen oder ein etwas kleineres Auto zu wählen, damit er es sich auch leisten kann. Dann ist vielleicht sogar das Umstecken auf Winterreifen inkludiert. Völlig neu gemischt werden die Karten natürlich, wenn sich das selbstfahrende Auto durchsetzt. Das dauert. Davor werden wir eher noch Transportdrohnen am Himmel sehen.

Im Rahmen der Transformation von Autobesitz in Richtung Automiete und durch die Möglichkeiten digitaler Medien wird sich auch das Autoverkaufen wandeln. Der Autosalon, in dem zahlreiche Autos zur Präsentation bereitstehen, wird im Wesentlichen von immer raffinierteren Konfiguratoren und Chatrooms im Internet abgelöst, so genannte Erlebnis-Automeilen an Stadträndern werden wohl wieder zu reinen Servicezentren der Autowerkstätten schrumpfen. Zahlreiche hochmotivierte Start-Ups arbeiten an völlig neuen Dimensionen der Geschäftsanbahnung.

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Das Auto wird zum Flugzeugträger globaler Datenflüsse. Sich dem zu entziehen, erscheint unmöglich. Foto: © Deutsche Telekom AG

Big Auto


Tesla exerziert es längst vor, und es macht wohl einen erheblichen Teil des steilen Aufstiegs der Marke aus: Fahrzeugnutzer sind Teil eines Gesamtpakets, um nicht zu sagen: Gesamtkunstwerks. Jedes Auto ist – wie bei Handys üblich – durch permanenten Datenaustausch an den Hersteller gekoppelt. Dieser holt sich alles, was er über das Auto wissen will, und sendet – quasi als Gegenleistung dafür – ab und zu ein Update ans Auto. Deshalb ist auch Tesla in der Entwicklung des autonomen Fahrens ganz vorne dabei. Was andere Hersteller, etwa BMW, möglicherweise aus Respekt vor Privatsphäre und Datenschutz nur in Teilbereichen machen, nutzte Tesla konsequent schon von Anfang an und weiß daher mehr über seine Autos und Batterien im Feld als jeder andere. Auch wenn beim Datenschutz noch viel reguliert werden muss, diese Vorgangsweise wird im Kern in der Autoentwicklung Standard werden.

Die Digitalisierung in der Automobilentwicklung schreitet nicht nur unternehmensintern rasend voran, sie bindet auch die Kundschaft in den Entwicklungsprozess ein. Kundenfeedback in Echtzeit, sozusagen: Noch bevor der Fahrer selbst bemerkt, dass sein Fahrzeug eine fehlerhafte Elektronikfunktion aufweist, weiß der Hersteller schon über den Verbesserungsbedarf bescheid. Das entspricht natürlich bereits einer totalen Überwachung, ein Zugriff Dritter auf diese Daten kann zwar verboten werden, bleibt aber immer ein Thema, spätestens jedenfalls im Rahmen polizeilicher Ermittlungen nach einem Unfall.

Zur kontinuierlichen Erweiterung der automatischen Fahrfunktionen ist auch einiges an Infrastruktur notwendig. Fehlende Normen, Standards und schwierige internationale politische Abstimmung wirken hier bremsend. Ebenso das Ringen um einträgliche Geschäftsmodelle für die Zukunft. Zum Teil mächtige teilstaatliche Straßeninfrastruktur-Organisationen und -Unternehmen wollen hier auch dabei sein, die Autohersteller wollen die Funktionen eher auf eigene Kosten und Rechnung erledigen. Der Datenfluss zwischen mehreren Fahrzeugen oder zwischen Fahrzeug und Infrastruktur erfordert unterschiedliche Lösungen auf unterschiedlichen Frequenzen. Auf keinen Fall verzichtbar ist ein leistungsfähiges Handynetz. Die Einführung des 5G-Datennetzes stellt eine der Grundlagen für die Automatisierung des Verkehrs da. Die funktionale Trennlinie zwischen Auto und Infrastruktur lässt sich relativ leicht ziehen: Das Auto kann alleine fahren, die Notwendigkeit von Infrastrukturmaßnahmen ergibt sich aus dem Bestreben, auch den  Verkehrsfluss zu steuern.

Die Dimensionen des Datentransfers und der damit verbundene Energieverbrauch werden landläufig stark unterschätzt. Die derzeit üblichen automatischen Fahrfunktionen benötigen etwa 100 bis 200 Watt an Leistung, hochautomatisierte Vorgänge liegen schon im niedrigen Kilowattbereich, die Steuerung eines fahrerlosen Elektroautos würde nach derzeitigem Stand der Technik den Energieverbrauch zum Fahren etwa verdoppeln. Zum Vergleich: Das menschliche Gehirn benötigt 30 Watt fürs Denken beim Autofahren.      

Rudolf Skarics

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