Um die nationalen Klimaschutzziele zu erreichen, muss der Verkehr auf Deutschlands Straßen deutlich reduziert werden. Ein Weg dorthin ist die gemeinschaftliche Nutzung von Fahrzeugen. Die Forscher am Fraunhofer IAO gehen davon aus, dass im Jahr 2040 in den Großstädten mehr Menschen Autos gemeinschaftlich als nur alleine nutzen werden. Wenn es nach der EU geht, werden zudem in 40 Jahren nur noch Elektroautos in Europas Großstädten unterwegs sein. Im Projekt »GeMo« werden deshalb Technologien für die gemeinschaftliche Elektromobilität von morgen entwickelt.

Knapp 20 Prozent der Treibhausgas-Emissionen stammen laut Bundesministerium für Umwelt aus dem Verkehrssektor, welcher damit erheblich zum Klimawandel beiträgt. Um die nationalen Klimaschutzziele in Deutschland erreichen zu können, wird der Verkehr auf den Straßen in Zukunft deutlich reduziert werden müssen. Seit Jahren ist zudem die Lärmbelästigung durch den Verkehr sehr hoch: Etwa 60 Prozent der Bevölkerung fühlen sich durch den Straßenverkehrslärm gestört. In Ballungsräumen sind die Menschen teilweise sogar potenziell gesundheitsschädlichen Lärmpegeln ausgesetzt. Abhilfe kann an dieser Stelle die Elektromobilität schaffen, denn sie ist in der Lage, Schadstoffe und Lärm, die durch den Verkehr produziert werden, zu reduzieren. Die Vision der EU sieht vor, dass die Bürger in den europäischen Großstädten schon im Jahr 2050 ausschließlich mit Fahrzeugen mit nicht-konventionellem Antriebsstrang, und insbesondere mit Elektroautos, unterwegs sein werden. 

Seit einigen Jahren erfreuen sich in den Großstädten außerdem Car-Sharing-Konzepte immer größerer Beliebtheit. Sie ermöglichen es den Bürgern, auf die Anschaffung eines eigenen Auto zu verzichten und stattdessen Fahrzeuge gemeinschaftlich zu nutzen. Zu Beginn des Jahres 2012 gab es in Deutschland laut dem Jahresbericht 2011/2012 des Bundesverbands CarSharing (bsc) bereits 220.000 Car-Sharing-Teilnehmer – das waren 30.000 mehr als im Vorjahr. Auch die Zahl der Fahrzeuge, die zum Jahresbeginn zur Verfügung standen, erhöhte sich im Vergleich zum Vorjahr um 12 Prozent auf 5.600 Autos. Diese verteilen sich bundesweit auf 2.700 Car-Sharing-Stationen. 

In den verschiedensten »Übermorgen-Projekten« arbeiten Fraunhofer-Wissenschaftler an Lösungen für drängende Fragen der Zukunft, deren gemeinsames Projektziel darin besteht,  in Hinblick auf zukünftige Märkte rechtzeitig passende Technologien und Produkte bereitzustellen. Das Übermorgen-Projekt »Gemeinschaftlich-e-Mobilität: Fahrzeuge, Daten und Infrastruktur«, kurz »GeMo« genannt, will sowohl die Konzepte Elektromobilität als auch Car-Sharing zusammen bringen, um die Vorstellung von einer elektromobilen Zukunft, in denen die Städter ihre Autos gemeinschaftlich nutzen, zu verwirklichen.

 »Im Projekt GeMo beobachten wir verschiedene Trends in der urbanen Mobilität: Erstens nimmt die Nutzung von Car-Sharing immer weiter zu, zweitens gibt es einen zunehmenden Trend zur Elektrifizierung, und drittens entwickelt sich eine immer dichtere Vernetzung der Verkehrssysteme. Fahrzeuge und Infrastruktur und die Nutzer und Fahrzeuge werden immer enger miteinander verbunden. Unsere These ist, dass diese Trends zukünftig zusammenlaufen werden«, erläutert Projektkoordinator Florian Rothfuss vom Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO

Man arbeitet an Technologien, welche die gemeinschaftliche Elektromobilität möglich machen sollen. Ein Entwicklungsschwerpunkt liegt hierbei auf einer neuen Aufladetechnik für Elektroautos: Ein bidirektionales induktives Ladesystem, das auf 22kW ausgelegt wird, soll es ermöglichen, ein Elektroauto im Schnitt siebenmal schneller aufladen zu können, als es bisher der Fall war. »Privatnutzern macht es nichts aus, wenn die Ladezeit sieben Stunden beträgt, da sie das Fahrzeug über Nacht an der Heimsteckdose aufladen können. Wenn jedoch eine Nutzung jederzeit und durch unterschiedliche Fahrer möglich sein soll, muss die Ladezeit verbessert werden«, sagt Rothfuss. Bei der Leistung von 22 kW ist es theoretisch möglich, ein Elektroauto innerhalb einer Stunde voll aufzuladen. Zudem ermöglicht das bidirektionale Ladesystem, die Energie je nach Bedarf aufzunehmen und sie gegebenenfalls wieder in das allgemeine Netz zurückzuspeisen, und so bei hohen Schwankungen für Entlastung zu sorgen. Darüber hinaus ist ein Aufladen an Säulen und Kästen nicht mehr nötig, denn der Strom kommt nicht mehr aus der Steckdose, sondern aus der Straße: »Das Ladesystem, das wir entwickeln, ähnelt dem einer elektrischen Zahnbürste, bei der Energie ebenfalls induktiv übertragen wird. Es besteht aus zwei Spulen: Die Primärspule soll unterirdisch in die Straße integriert werden, die Sekundärspule wird in den Fahrzeugboden eingebaut«, führt Rothfuss aus. So braucht das Elektroauto nur auf einem entsprechenden Parkplatz abgestellt werden, und schon wird es aufgeladen. 

Ein weiterer Schwerpunkt des »GeMo«-Projekts besteht in der Entwicklung einer Mobilitätsdaten-Cloud. Auf dieser offenen, webbasierten Plattform sollen alle verkehrsrelevanten Daten zusammengetragen werden. Die Cloud kann damit nicht nur Informationen über die aktuelle Wetterlage, Staus und mögliche Verkehrshindernisse wie Großveranstaltungen in der Stadt zur Verfügung stellen, sondern auch die genauen Standorte verfügbarer Car-Sharing-Fahrzeuge und Ladestationen sowie Mitfahrer-Datenbanken zusammenführen. In einem geschützten Bereich hat der Nutzer dann die Möglichkeit, ein Fahrzeug auszuwählen, zu buchen und zu bezahlen. Bisher gibt es keinen Dienst, der sämtliche mobilitätsrelevanten Informationen vereint. Der Zugriff auf die Cloud kann bequem etwa über ein Smartphone und entsprechende Apps erfolgen. Darüber hinaus entwickeln die Fraunhofer-Forscher eine neuartige On-Board-Unit (OBU), die in die Fahrzeuge eingebaut wird. Sie wird als Schnittstelle zwischen Auto, Mobilitätsdaten-Cloud, Ladestationen und mobilem Gerät dienen und kann zum Beispiel Zugänge und Codes verwalten. 

Im Fokus der Forscher sind dabei nicht nur klassische Fahrzeugtypen: »Wir wollen uns nicht nur auf PKWs konzentrieren, sondern auch ein Mikromobil hinzunehmen«, sagt Rothfuss. Zunächst haben die Forscher an einen Segway gedacht, nun werden sie jedoch selbst ein Fahrzeug entwickeln. »Aller Voraussicht nach wird es ein dreirädriger Scooter, der ohne Helm und mit einem PKW-Führerschein gefahren werden darf«, erklärt der Forscher. »Motorräder oder Motorroller, auf denen man einen Helm tragen muss, machen für die gemeinschaftliche Nutzung wenig Sinn. Denn niemand möchte immer und überall einen Helm mit sich herumtragen.« 

Bis 2020 rechnen die Forscher mit einer ersten Verbreitung von elektromobilen Konzepten in betrieblichen und kommunalen Car-Sharing-Flotten. 

»GeMo« ist ein Projekt des Teams Mobility Innovation des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO in Stuttgart sowie der Fraunhofer-Einrichtung für Systeme der Kommunikationstechnik ESK, dem Fraunhofer-Instituten für Offene Kommunikationssysteme FOKUS, dem Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen IIS, dem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Fraunhofer Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI.

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