Vor rund 130 Jahren wurde das Auto erfunden. Nun arbeiten verschiedene Industrien daran, es neu zu erfinden. Parallel dazu hat sich unser Mobilitätsverhalten deutlich verändert und das wird es auch weiterhin. Hier geben wir einen knappen Überblick über kommende Veränderungen, warum sie geschehen und welche Auswirkungen sie für uns alle haben. Die zentralen Themen sind: Neue Antriebssysteme, die Weiterentwicklung des automatisierten Fahrens und damit die Veränderungen in der Nutzung von Autos.
Klimaziele und CO²
In den letzten 100 Jahren haben sich Verbrennungsmotoren für den Antrieb von Fahrzeugen durchgesetzt. Allerdings hat dieses offensichtlich erfolgreiche Konzept einen gravierenden Nachteil: Es produziert CO². Nehmen wir die gesetzten Klimaziele ernst, muss der CO²-Ausstoß des Verkehrs deutlich reduziert werden. In der Summe der Fahrzeuge sind die gesetzten Klimaziele allerdings nur erreichbar, wenn der Anteil an alternativ betriebenen Fahrzeugen zunimmt, denn mit der Verbesserung der Verbrennungsmotoren alleine sind die Ziele nicht umsetzbar.
Aktuelle Antriebssysteme
Tipp: Die Funktionsweise der einzelnen Systeme kann im Physikunterricht thematisiert werden!
- Kraftstoff: Benzin- und Dieselmotoren
- E-Antriebe: batteriebetriebene Motoren
- Hybrid: Hier ergänzen sich Kraftstoff- und Elektromotor wechselseitig. Man profitiert also von der Reichweite des Kraftstoffmotors, reduziert aber Treibstoffverbrauch und Abgase durch den ergänzenden Elektromotor.
- Brennstoffzelle: Hier reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff und wird zu reinem Wasser. Dieser Umwandlungsprozess setzt elektrische Energie und nutzbare Wärme frei, Wasser ist das einzige Abfallprodukt. Diese Technologie ist allerdings noch nicht ausreichend entwickelt.
Die Weiterentwicklung der E-Mobilität
- Im Jahr 2016 lag der Anteil der elektrisch betriebenen Fahrzeuge in Österreich bei den Neuzulassungen nur bei 1,54% (Quelle: Statistik Austria). Die Gründe dafür sind vielfältig, aber im Wandel begriffen:
- Es gibt nur wenige Modelle – alle Hersteller versprechen in den nächsten Jahren eine deutlich breitere Auswahl.
- Die tatsächlichen Reichweiten sind zu gering – für die nächsten zwei bis drei Jahre sind Reichweiten um die 500 km angekündigt.
- Aufgrund der hohen Batteriekosten sind E-Fahrzeuge noch zu teuer. Allerdings haben sich die Kosten eines Lithium- Ionen-Akkus in den letzten 5 Jahren gedrittelt, Tendenz weiter fallend.
(Quelle: Klima- und Energiefonds & VCÖ, 2017, https://www.klimafonds.gv.at/assets/Uploads/ Presseaussendungen/2017/PK-FC-E-Mobilitt/ FaktencheckE-Mobilitt-2017klein.pdf)
Autos & Abgase
Neben CO² produzieren Verbrennungsmotoren auch andere Abgase, die teils klima- und teils gesundheitsschädlich sind. Beispiele: Feinstaub, CO², Stickoxide. Die gesetzlich vorgegebenen Normen für Neuzulassungen werden laufend strenger. Aktuell gilt die Norm Euro 6, hier mussten bereits neue Messverfahren entwickelt werden, um Feinstaubemissionen überhaupt noch feststellen zu können.
Was ist besser – Kraftstoff oder elektrische Energie?
An dieser Frage scheiden sich die Geister: Klar ist, dass E-Fahrzeuge im Betrieb keinerlei Abgase produzieren. Anders sieht es aus, wenn man in einer Gesamtrechnung auch die Fahrzeugherstellung, die Energie- und Batterieerzeugung berücksichtigt. Diese Gesamtrechnung ändert allerdings nichts daran, dass E-Fahrzeuge wesentlich zur Verbesserung der Luft in Ballungsräumen beitragen. Außerdem sind Experten der Auffassung, dass diese Frage in der Praxis nicht von Bedeutung ist, da die Politik die Weichen für E-Fahrzeuge längst gestellt hat.
Wie die Politik E-Mobilität durchsetzt
Alleine China steht für 35% Weltmarktanteil bei PKWs und die chinesische Regierung schafft Fakten: Ab 2019 darf in China nur Autos auf den Markt bringen, wer 10% davon als E-Fahrzeuge verkauft (ab 2020 12%). Da kein Automobilhersteller der Welt auf den chinesischen Markt verzichten kann, sind alle gezwungen, entsprechende markttaugliche Fahrzeuge (Reichweite, Verkaufspreis) anzubieten. Die Beweggründe Chinas: Reduzierung des Smogs in den Mega-Cities und die Stärkung der eigenen Automobilindustrie. In der EU stehen hohe Strafzahlungen bei Überschreitung der CO²-Grenzen im Raum und einzelne Großstädte wie London, Oslo, Paris und Madrid planen ab 2024/25 Fahrverbote für Diesel- bzw. Verbrennungsmotoren für die Stadtzentren. (Quelle: Virtual Vehicle)
Fahrzeugindustrie und Arbeitsplätze
Die europäische Fahrzeugindustrie und ihre Zulieferer sichern Arbeitsplätze – alleine in Österreich sind es direkt und indirekt 450.000. Die Entwicklung hin zur Elektromobilität stellt langfristig durchaus eine Bedrohung dar: E-Fahrzeuge bestehen aus weniger Teilen und haben einen geringeren Service-, Wartungs- und Reparaturbedarf. Das klingt zwar für den Eigentümer verlockend, bedeutet aber einen deutlich geringeren Bedarf an Arbeitskräften. Bis es tatsächlich so weit ist, wird aber noch einige Zeit vergehen: Zwar steigt einerseits der Anteil an E-Fahrzeugen, gleichzeitig wächst aber der globale Automarkt so stark – insbesondere durch die steigende Nachfrage in wohlhabender werdenden Ländern wie China oder Indien – dass der Bedarf an herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren nicht sprunghaft zurückgehen wird. Durch die Systemänderung tun sich aber auch viele neue Möglichkeiten auf, in denen Betriebe Fuß fassen werden.
Arbeitsplätze in der Steiermark
In der Steiermark sind in der Fahrzeugindustrie direkt 21.997 MitarbeiterInnen beschäftigt, indirekt über 50.000 MitarbeiterInnen. Die steirische Autozukunft Mit den Betrieben, gebündelt im Mobilitätscluster, einigen Instituten der TU Graz und Forschungs- und Kompetenzzentren wie Virtual Vehicle oder dem ALP.Lab wird die Zukunft der Mobilität auch in der Steiermark wesentlich vorangetrieben.
Motor & Rohstoffe
Dass uns irgendwann das Erdöl als Basis für Benzin und Diesel ausgehen wird, wird schon lange prophezeit, ist aber bis heute nicht eingetreten. Tatsache bleibt aber die Abhängigkeit von erdölfördernden Staaten. Den Strom für E-Motoren kann hingegen jedes Land mehr oder weniger umweltfreundlich (Atomkraft, Kohlekraftwerke, Wasserkraft, Sonne, Wind) selbst erzeugen. Allerdings braucht es in der Batterienherstellung Seltene Erden wie Kobalt und Lithium. Auch hier sind die nutzbaren Reserven beschränkt und man begibt sich wiederum in die Abhängigkeit weniger Abbauländer.
Automatisiertes Fahren
Es klingt wie Science Fiction: das Auto, in dem man nur noch Passagier ist. Tatsächlich gibt es bereits eine ganze Reihe autonomer Fahrzeuge vom Rasenroboter über Gabelstapler bis hin zu verschiedensten Gütertransporten etwa in Logistikzentren. Autonomes Fahren funktioniert also bereits dort, wo es um geringe Geschwindigkeiten in klar abgegrenzten, möglichst menschenfreien Bereichen geht. Die offene Straße ist aber eine wesentlich größere Herausforderung. Grundsätzlich wird beim automatisierten Fahren zwischen fünf Levels unterschieden – bis Level 3, bei dem ein Fahrzeug in einfachen Verkehrssituationen selbst das Steuer übernehmen kann, bewegen wir uns im Bereich des aktuell Umsetzbaren. Noch nicht umgesetzt ist das Level 4, in dem das Fahrzeug automatisiert fährt, der Fahrer jedoch die Steuerung übernehmen kann und Level 5, in dem es weder Lenkung, Pedale oder Führerschein mehr braucht.
Das Mobilitätsverhalten
Je mehr Menschen in Ballungsräumen leben desto interessanter wird es, statt auf das eigene Auto auf Fahrräder und den öffentlichen Verkehr zu setzen. Braucht man doch einmal ein Auto, nutzt man Carsharing-Angebote – letztlich ist ja auch ein Taxi eine Art Carsharing. Das spart in der Haushaltskasse viel Geld und reduziert den Bedarf an Parkplätzen. Straßen werden nicht nur für Autos, sondern auch für Fußgänger und Fahrräder optimiert. Tatsächlich sinkt in Städten die Zahl der Auto- und sogar der Führerscheinbesitzer. Auch die steigende Zahl an Single-Haushalten befeuert diese Entwicklung. Wer jedoch keine Haltestelle mit kurzen Wartezeiten ums Eck hat oder die Verkehrswege einer ganzen Familie zwischen Arbeit, Einkauf, Freizeit, Schule und Sport koordinieren muss, wird wohl auch weiterhin nicht ohne Auto sein wollen. Aber auch hier ist es vernünftig immer wieder zu überprüfen, welches Fortbewegungsmittel für einzelne Strecken das vernünftigere, gesündere oder kostengünstigere ist.