Mobilität der Zukunft

• Was treibt uns morgen an? Wege in die Mobilität der Zukunft
• Elektrisch durch Pforzheim: Mit SWP in die mobile Zukunft
• Vom Versuchs- zum Serienfahrzeug
• Das Erdgasauto - schon fast ein Klassiker

Was treibt uns morgen an? Wege in die Mobilität der Zukunft

Abhängigkeit von steigenden Benzin- und Dieselpreisen, problematisch hohe Feinstaub- und CO₂-Emissionen und deren Beitrag zur Klimaerwärmung - es gibt viele Gründe, umweltfreundliche und Ressourcen schonende Mobilitätskonzepte nach vorn zu bringen. Zwar gibt es im Bereich der alternativen individuellen Mobilität noch keinen Königsweg, aber viel versprechende Ansätze sind schon gefunden. Neuentwicklungen der großen Automobilhersteller haben einen Brennstoffzellen-, Elektro- oder Hybridantrieb.

 

Die großen deutschen Automarken testen den Elektro- oder Brennstoffzellenantrieb. Die Daimler AG hat schon 1997 die ersten Brennstoffzellenfahrzeuge auf den Markt gebracht, Opel macht mit seinem Elektroauto "Ampera" Furore, Audi will in den nächsten Jahren den "Q5" als Hybridfahrzeug vorstellen, und VW kündigt einen Golf TwinDrive Hybrid für 2010 an. Grundsätzlich gibt es zwei alternative Antriebskonzepte: Die Brennstoffzellentechnologie nutzt als Energiequelle Wasserstoff, der in einer Brennstoffzelle mit Sauerstoff reagiert und dabei elektrischen Strom für einen Elektromotor liefert. Die Elektroversion der neu entwickelten Fahrzeuge dagegen wird vom Strom aus einem Akku angetrieben. Beide Antriebsarten weisen noch einige "Kinderkrankheiten" auf. Beim Elektro-Modell ist der Knackpunkt die Speichertechnologie - die Akkus halten maximal Energie für 50 bis 60 km Fahrt vor, und die Ladezeit der Akkus beträgt mehrere Stunden. Für weite Fahrten eignen sich diese Autos also nicht, allenfalls in Verbindung mit einem zweiten Verbrennungsmotor. Derzeit sind Hybridfahrzeuge - also Autos mit zwei unterschiedlichen Antriebsarten gleichzeitig -eine Möglichkeit, die Reichweite zu erhöhen.

 

Dennoch setzt die Bundesregierung auf Elektromobilität. Kein Wunder, denn Deutschland verbraucht derzeit ganze 30 Prozent seiner Primärenergie im Verkehrsbereich. Damit die Abhängigkeit vom Öl geringer wird, unterstützt die Bundesregierung die Markteinführung alternativer Kraftstoffe und innovativer Antriebstechnologien mit einem nationalen Entwicklungsplan, für den 500 Millionen Euro in die Haushalte der Jahre 2009 bis 2011 eingestellt sind. Zielsetzung: Bis 2020 sollen eine Million Elektrofahrzeuge insbesondere im Nahverkehr über Deutschlands Straßen rollen - Hybrid-, Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeuge. Dass diese Fahrzeuge sehr leise rollen und zudem noch Emissionen vermeiden, freut den Bundesumweltminister.

 

Es bleiben jedoch zahlreiche zu lösende Probleme: Von einer verbesserten Batterietechnologie hängt der massenhafte Einsatz der Fahrzeuge und damit die Zukunftsfähigkeit dieser Autos ab, erklärt Bundesverkehrsminister Wolfgang Tiefensee. "Die Elektrifizierung des Autos ist der Schlüssel für nachhaltige Mobilität. Und Lithium-Ionen Batterien spielen dabei eine ganz entscheidende Rolle", so Dr. Christian Mohrdieck, Leiter Brennstoffzellen- und Batterieantriebsentwicklung bei der Daimler AG. "Dank unserer Zusammenarbeit werden Batterien aus Deutschland schon bald sowohl in Batterie- als auch in Brennstoffzellenfahrzeugen für Bewegung sorgen. Wir begrüßen es sehr, dass die Bundesregierung Technologien für nachhaltige Mobilität durch entsprechende Förderungen unterstützt." Von der Krise zur Chance: Laut Umweltministerium soll Deutschland sogar Leitmarkt für Elektromobilität werden.

 

Elektrofahrzeuge plus erneuerbare Energien - das ist das Konzept der Zukunft. Denn nur wenn der Strom aus Wasserkraft, Windkraft oder Photovoltaik kommt, stimmt die CO₂-Bilanz. Ansonsten wird der Ausstoß von Emissionen ins Kraftwerk verlagert, das den Strom erzeugt. Diese elektrische Energie zum Laden des Akku muss dann aber auch zur Verfügung stehen: Zentrale Ladeplätze in den Städten und Gemeinden sind eine Sache der Stadtwerke und Verkehrsunternehmen. Möglicherweise werden eigene Fahrspuren den Elektromobilen das Vorankommen erleichtern. Und schließlich wird jeder Verkehrsteilnehmer überlegen müssen, wie sich seine Mobilitätsbedürfnisse am besten und günstigsten befriedigen lassen.

 

Unsere Wirtschaft basiert auf der Mobilität, so viel ist klar. Auf der anderen Seite geht das Zeitalter der fossilen Kraftstoffe unweigerlich zu Ende. "Unbestritten ist", so schreibt das Verkehrsministerium, "dass Elektroautos die Belastungen der Städte und Ballungsräume mit Schadstoffen, Feinstaub und Lärm verringern und damit zur Steigerung der Lebensqualität beitragen." Bis dahin sind noch viele Schritte zu gehen - zuerst in der Forschung, dann in der Automobilproduktion und schließlich in der Erstellung einer Infrastruktur. Es wird spannend, welche alternative Antriebstechnologie das Rennen macht.

Elektrisch durch Pforzheim: Mit SWP in die mobile Zukunft

 

Seit wenigen Wochen ergänzt ein Elektroroller den Fuhrpark der SWP. Der E-Roller wurde angeschafft, um kurze Strecken sauber und günstig zu bewältigen. Zudem wenden sich die SWP nach der theoretischen Beschäftigung mit dem Thema Elektro-Mobilität nun auch der Praxis zu. Die SWP möchten testen: Welche Fahreigenschaften haben Elektrofahrzeuge? Sind die Akkus ausreichend dimensioniert? Kommt man schnell genug von A wie Arlinger nach B wie Buckenberg?

 

"Beim ersten Testfahren war ich schon verblüfft", sagt Tobias Neff, Elektromeister und Leiter des Außendienstes bei SWP. "Den Zündschlüssel im Schloss drehen - und schon ging es los. Der Elektroroller macht beim Zünden kein Geräusch, und das ist doch ganz anders als bei anderen Fahrzeugen, die gerade am Anfang sehr laut sind." Hier spürt man schon einen Riesenvorteil der elektrisch betriebenen Fahrzeuge: Kein Lärm - das bedeutet eine kaum vorstellbare Entlastung der Innenstadt. An den leise vorbeisurrenden Roller muss sich auch so mancher Fußgänger erst noch gewöhnen.

 

Von dem Verwaltungsgebäude der SWP im Sandweg geht es in Richtung Innenstadt, auf der Benckiserstraße über die Enz und dann auf der Bohrainstraße den Berg hinauf. Hier ist Tempo 30 vorgeschrieben - schneller könnte der Elektroroller auch keinesfalls fahren. Am Berg zeigt sich die größte Schwachstelle des 144 kg schweren Rollers: Zwar sind Steigungen bis 17 Prozent laut Hersteller zu bewältigen, aber in der Praxis nur auf Kosten der Geschwindigkeit. Die sehr steile Sankt-Georgen-Steige hat sich der Rollertester Tobias Neff für einen späteren Zeitpunkt aufgehoben.

 

Heute geht es - weitaus flotter als eben noch - die Schwarzwaldstraße hinunter und über Jahnstraße und Bleichstraße in die Werderstraße zum Kundencentrum der SWP. Tobias Neff übergibt ein dringend benötigtes Schriftstück. "In der Innenstadt macht das Rollerfahren Spaß", sagt er. "Man ist sehr wendig, kommt problemlos durch Engstellen im Verkehr und findet auch immer einen Parkplatz." Die Höchstgeschwindigkeit beträgt laut Hersteller 45 km/h. Der Roller ist also ein wendiges, flottes Kurzstreckenfahrzeug. Und wie sieht es mit der Reichweite aus? "50 bis 60 Kilometer erreicht der E-Roller nach Herstellerangabe", sagt Tobias Neff. "Bei der ersten Fahrt hat der Roller die angegebene Reichweite noch nicht geschafft. Aber nach mehreren Akku-Ladezyklen sieht die Sache jetzt schon besser aus."

 

Nun geht es auf der Östlichen weiter zum Heizkraftwerk der SWP am Enzauenpark. Eine kleine Pause an die Enz ist auch noch drin, bevor der Roller zum Park+Ride-Platz Wildersinnstraße weiterfährt: "Hier steht eine Ladestation für Campmobile, die auch von Elektrofahrzeugen genutzt werden kann", sagt Tobias Neff. Etwa 70 Cent kostet ein Ladezyklus, und das macht Rollerfahren zur günstigen Fortbewegungsmöglichkeit. Ein vergleichbarer Benzinroller würde für 50 Kilometer einen Liter Benzin verbrauchen, das kostet derzeit etwa 1,30 Euro. Der Ladezyklus dauert allerdings 7 bis 8 Stunden, je nachdem, wie tief die Akkus entladen sind. "Für eine Fahrt zur Arbeit und zurück und kleine Fahrten im Nahbereich ist ein solcher Roller aber geradezu ideal", meint der Elektromeister, "man kann ihn ja im Betrieb und zu Hause wieder aufladen."

 

Direkt gegenüber der Ladestation steht das Heizkraftwerk der SWP. Hier werden Strom und Wärme in sehr effizienter Kraft-Wärme-Kopplung hergestellt. Gegenüber einem reinen Kraftwerk mit einem Nutzungsgrad von maximal 40 Prozent nutzt das HKW den Brennstoff bis zu 80 Prozent aus. Zudem erzeugt der Biomasse-Komplex des Heizkraftwerkes Strom und Wärme aus 100 Prozent erneuerbaren Energien, eine zusätzliche Verbesserung der SWP-Energiebilanz. Das bedeutet für den Elektroroller, dass zwar etwas Kohlendioxid bei der Stromerzeugung entsteht, jedoch nicht beim Rollerfahren. Die Innenstadt bleibt also frei von belastendem CO₂ - auch das ist ein großer Vorteil des elektrischen Fahrens.

 

Tobias Neff fährt auf direktem Weg zurück zu den SWP. "Der Elektroroller ist bei kurzen Strecken ohne viel Gepäck und bei einigermaßen gutem Wetter eine feine Sache", resümiert er. "Als Zweitfahrzeug würde ich ihn auch selbst gern anschaffen. Auch die Kollegen sind interessiert: Viele haben sich schon für eine Probefahrt angemeldet."

 

Vom Versuchs- zum Serienfahrzeug

Auch die längste Reise beginnt mit dem ersten Schritt ...

Schnittig sieht er aus, der F-CELL-Roadster. Auf seinen großen Speichenrädern fährt das Versuchsfahrzeug der Mercedes-Benz Azubis durch die Fußgängerzone des nordbadischen Städtchens Wiesloch. Die jungen Konstrukteure wollen eine Etappe der Bertha-Benz-Fahrt nachempfinden, die 1888 von Mannheim bis Pforzheim führte. Dort lebte Bertha Benz Familie, und mit ihrer Fahrt wollte sie beweisen, dass die selbst fahrende Kutsche auch längere Strecken überwinden konnte. Die Fahrt gelang - wenn auch einige Probleme zu überwinden waren. Beispielsweise der erschreckend schnelle Verbrauch des Kraftstoffs Ligroin, das in der Wieslocher Stadtapotheke nachgekauft werden musste. Bertha Benz brauchte Ligroin, der F-CELL-Roadster dagegen Strom und Wasserstoff. "So wenig, wie sich Bertha Benz damals von diesen Widrigkeiten hat abschrecken lassen, so entschlossen sind wir heute, diesen Technologien konsequent zum Durchbruch zu verhelfen", sagt Dr. Thomas Weber, Vorstandsmitglied der Daimler AG und bei Mercedes-Benz verantwortlich für Forschung und Entwicklung.

 

Wohin die Reise geht - Elektrofahrzeuge oder Brennstoffzelle - das ist noch nicht entschieden. Mercedes-Benz und andere Autoproduzenten probieren mehrere Möglichkeiten aus. Da ist zunächst die Möglichkeit, Emissionen zu reduzieren und Kraftstoff einzusparen - etwa durch moderne Verbrennungsmotoren und Optimierungsmaßnahmen am Fahrzeug, die mehr Aerodynamik und ein besseres Energiemanagement bewirken. Eine weitergehende Technologie bezieht eine zusätzliche Funktion ein, die Energie beispielsweise beim Bremsen gewinnt. Ein zusätzlicher Elektromotor übernimmt bei weiteren Fahrzeugtypen einen Teil der Leistung, sodass Benzin oder Diesel gespart wird. Wenn zwei unterschiedliche Motoren gleichzeitig oder nacheinander betrieben werden - wenn der Akku leer ist, übernimmt eben der Benzin- oder Dieselmotor den Antrieb - nennt man das Auto ein Hybridfahrzeug.

 

Emissionsfrei fährt man nur mit einem reinen Batterie- oder Brennstoffzellenantrieb. Der Vorteil neben "null Emissionen": Elektroantriebe sind besonders leise. Beim Fahren hört man dann kein Motorgebrumm, sondern das Rollgeräusch der Reifen und den Fahrtwind - ungewohnt, aber interessant. In London fährt seit 2007 eine batterieelektrische Testflotte mit 100 smart fortwo electric drive. Diese Sonderanfertigung fährt flott durch Großbritanniens Hauptstadt, und das ohne die für Pkw erhobenen 8 Pfund Citymaut pro Tag. Ende 2009 sollen die ersten Modelle bei Mercedes-Benz vom Band laufen, die Anfang 2010 in Berlin in einem e-mobility-Projekt eingesetzt werden. Auch Brennstoffzellenfahrzeuge fahren elektrisch - den Strom dafür erzeugen sie aber mithilfe der im Fahrzeug integrierten Brennstoffzelle. Darin reagieren Wasserstoff und ein Oxidationsmittel miteinander und erzeugen elektrische Energie für den Motor plus Wärme. Brennstoffzellenfahrzeuge werden schon seit Ende der 1990-er Jahre eingesetzt.

 

Der Schlüssel fürs "elektrische" Fahren ist jedoch die Speichertechnologie. Elektrofahrzeuge sind so gut und so schlecht wie ihre Batterie. Seit kurzem können Lithium-Ionen-Batterien auch in der Fahrzeugtechnik genutzt werden. Die leichten und zyklusstabilen Speichermedien waren bisher nur in Laptops und anderen mobilen elektronischen Medien eingebaut.

 

Große Speichenräder und Brennstoffzellentechnologie im F-CELL-Roadster, eine Höchstgeschwindigkeit von 25 km/h, aber ein Joystick statt eines Lenkrads - das Versuchsfahrzeug der Sindelfinger Azubis hat sicherlich noch keine Serienreife. Und doch: Die jungen Leute haben gelernt, wie man einen alternativen Antrieb in ein Fahrzeug integriert. Ein vorbildliches Projekt auf dem Weg zur Elektromobilität: Bis 2020 sollen in Deutschland eine Million Elektroautos fahren, bis 2030 fünf Millionen - das ist das ehrgeizige Ziel des "Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität".

Viele Hersteller entwickeln Fahrzeuge, damit dieses Ziel wahr wird - neben Mercedes-Benz beispielsweise die Firma Opel mit dem Ampera, Audi tüftelt am Q5-Hybridfahrzeug, VW arbeitet am "Golf Twin" einem Strom-und-Diesel-Hybridfahrzeug, Ford entwickelt gemeinsam mit Magna einen Elektro-Kleinwagen, der bis 2011 auf den Markt kommen soll. BMW startete Ende Juni eine Testphase mit 700 Fahrern für seinen neuen Mini E in Berlin.

 

Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung sagt den Elektrofahrzeugen innerstädtisch eine große Zukunft voraus. Und das Institut für Automobilwirtschaft rechnete sogar aus, dass die Kosten bei einem rein elektrisch betriebenen Kfz bis 2020 auf 44 bzw. 42 Cent pro Kilometer sinken und damit 10 bis 7 Prozent unter denen eines Benziners bzw. Dieselfahrzeugs liegen werden. Denn der Benzinpreis, so prognostizieren die Auto-Experten, werden bis zu diesem Zeitpunkt auf rund drei Euro steigen. Dann hat das Elektroauto die Nase vorn - selbst wenn ein Benziner oder Dieselfahrzeug nur noch sechs bzw. fünf Liter pro 100 Kilometer verbrauchen. Die Elektro-Revolution hat also begonnen - beide Optionen sind offen: Das Elektro- und das Brennstoffzellenauto.

Das Erdgasauto - schon fast ein Klassiker

Das Erdgasauto: Jetzt aber Gas geben!

Ein ehrgeiziges Ziel wurde in den 1990er-Jahren angepeilt: Industrie, Handel und Trägerkreise gingen daran, Erdgasfahrzeugen zur Serien- und Marktreife zu verhelfen. Die Marktpartner haben einen Großteil ihrer Hausaufgaben erledigt. Heute machen Steuer- und Umweltvorteile Erdgasfahrzeuge zur interessanten Alternative, auch wenn Erdgasfahrzeuge in der Anschaffung meist noch teurer sind als konventionell angetriebene Autos. 2008 bezahlten Autofahrer für Erdgas als Kraftstoff etwa 90 Cent pro Kilogramm, das entspricht wegen der höheren Energiedichte von Erdgas umgerechnet einem Benzinpreis von 60 Cent pro Liter. Außerdem ist Erdgas der umweltfreundlichste fossile Kraftstoff mit den geringsten Kohlendioxid-Emissionen.

 

Dennoch: So viele Erdgasautos wie erhofft trifft man auf Deutschlands Straßen nicht an. Prognostizierte eine Studie der Unternehmensberatung Roland Berger in den 1990ern 360.000 Erdgasfahrzeuge in Deutschland für das Jahr 2010, sind es 2009 real "nur" knapp 77.000 Fahrzeuge. Auch die Zahl der Zapfsäulen blieb mit etwa 800 unter den schon lange erwarteten 1000 Erdgastankstellen. Im Gegensatz dazu rollen mehr als 500.000 gasbetriebene Fahrzeuge über Italiens Straßen, in Argentinien, Brasilien und Pakistan sind es jeweils mehr als eine Million Fahrzeuge. Hat also das Erdgasfahrzeug die Markteinführung in Deutschland nicht geschafft?

 

Immerhin waren große Anstrengungen nötig, um Fahrzeuge auf Erdgas umzurüsten und eine komplette Produktions-, Verkaufs- und Tank-Infrastruktur einzurichten. In den 1990ern ließen Enthusiasten ihr Fahrzeug mit Umbausätzen auf Erdgas als Kraftstoff umrüsten. Mittlerweile haben die meisten Autohersteller Erdgasfahrzeuge im Sortiment. VW stellte 2009 den Passat TSI EcoFuel vor, im Verbrauch günstig wie ein Kleinwagen und mit 119 Gramm CO₂-Ausstoß pro Kilometer das erste Mittelklassefahrzeug, das die 120 Gramm-Marke knackt. Mercedes-Benz brachte 2008 den 170 NGT BlueEfficiency heraus, der im Markt gut angenommen wurde. Fiat kam mit dem Ducato Natural Power wieder neu auf den Markt, Opel entwickelte einen Astra mit Erdgas-Hybridantrieb. Die Fahrzeuge sind schneller und spritziger geworden, sodass dem Fahrspaß nichts im Wege steht. Auch im Nutzfahrzeugbereich gibt es Erdgasautos für jeden Bedarf.

 

Erdgasfahrzeuge stoßen 25 Prozent weniger Kohlendioxid aus als andere Autos und erzeugen 70 Prozent weniger Stickoxide und fast keinen Feinstaub. Dies honoriert der Gesetzgeber durch einen vergünstigten Mineralölsteuersatz im Vergleich zu Benzin und Diesel. Kürzlich wurde diese Vergünstigung bis 2018 festgeschrieben. Die zum 1. Juli 2009 eingeführte CO₂-Steuer bei Neuwagen berechnet neben dem Hubraum erstmals auch die Emissionen der Fahrzeuge. Dies bringt für Besitzer der emissionsarmen Erdgasfahrzeuge einen echten Steuervorteil gegenüber Benzinern und Dieselfahrzeugen. Und schließlich war Erdgas als Kraftstoff im vergangenen Jahr 53 Prozent günstiger als Benzin. Bleibt die Frage, warum deutsche Autofahrer doch recht reserviert auf die neue Antriebstechnik reagieren.

 

"Der Absatz an Erdgasfahrzeugen steigert sich langsam, auch im Vergleich zu den herkömmlichen Zulassungen von Kraftfahrzeugen", sagt Karl Glück, bei den SWP zuständig für Erdgas als Kraftstoff. Beim Gasabsatz verzeichnet der Mitarbeiter im Vertrieb dagegen eine ansteigende Entwicklung. Mehr als 1200 Tankvorgängen im Monat, etwa 40 am Tag, werden an der Pforzheimer Erdgastankstelle durchschnittlich ausgeführt. "Ich denke, dass dies mit der guten Anbindung der Erdgastankstelle an die Autobahn zusammenhängt", sagt Karl Glück. "Die Autofahrer fahren an der Autobahnausfahrt Pforzheim-West ab, von dort zur Tankstelle Wilferdinger Höhe, tanken in unmittelbarer Nähe zur A 8 und sind rasch wieder auf der Autobahn."

 

"Das Tankstellennetz muss quantitativ und qualitativ weiter ausgebaut werden", sagt Dr. Timm Kehler, Geschäftsführer der neu gegründeten erdgas mobil GmbH, einer von der deutschen Gaswirtschaft gegründeten Plattform. Dieses Unternehmen soll Marktpotenziale für Erdgasfahrzeuge erschließen und die Aktivitäten von Automobilindustrie, Autohandel, Gaswirtschaft und politischen Entscheidungsträgern vernetzen. Dr. Kehler setzt auf die Vorteile von Erdgasautos: erstens den umweltverträglichen Kraftstoff, zweitens die Erweiterung des Kraftstoffangebots durch Beimengung von Biogas und drittens die Marktreife, die vom Elektroauto erst in zehn bis 15 Jahren erreicht wird.

 

Bleibt die Hoffnung, dass die deutschen Autokäufer das Erdgasauto aus seinem Dornröschenschlaf erwecken und damit umweltverträglich und günstig Gas geben. Zumindest so lange, bis eine noch verträglichere und überzeugendere Lösung für individuelle Mobilität gefunden ist.