E-Mobility

Realizing the future of mobility

Eine neue Sicht auf unser Mobilitätsverständnis

„Es braucht Begeisterung,
um eine Aufbruchstimmung
zu erzeugen. […]“

sagt Prof. Achim Kampker

In aller Kürze:

  • Ein wichtiger Baustein für die nachhaltige Senkung des CO2-Ausstoßes ist eine nachhaltige Mobilität.
  • Wir alle müssen uns die Frage stellen, wann wir welche Form der Mobilität wirklich benötigen.
  • Wir können nicht beliebig viele Windkraftanlagen auf die Anhöhen im Schwarzwald oder in die Nordsee stellen. Auch die Fläche für Solaranlagen ist am Ende begrenzt. Es muss darum gehen, den Energieverbrauch konsequent zu senken.
  • Die Batterie ist deutlich sauberer als oft angenommen. Wenn man es richtig macht, ist der Klimarucksack relativ klein.
  • Für die Fertigung von Lithium-Ionen-Akkus werden viele Rohstoffe verbraucht. Vor diesem Hintergrund ist das Recycling der Akkus das Zukunftsthema schlechthin.
  • Energie- und Mobilitätswende gehen Hand in Hand: Überschüssige Energie wandelt das Start Up AE beispielsweise in grünen Wasserstoff und treibt damit die Wasserstoffautos auf unseren Straßen an.

Urbane Standzeuge – Eine neue Sicht auf unser Mobilitätsverständnis

Hand aufs Herz: Benötigen Sie Ihr Auto wirklich? Oder würde Ihnen auch die Sicherheit genügen, eines zur Verfügung zu haben wann immer Sie es wirklich benötigen? Sind wir ehrlich, so stellen wir schnell fest, dass sicher nicht jeder von uns sein eigenes Auto benötigt. Einmal abgesehen von Menschen, die auf dem Land wohnen und auf ein Fahrzeug angewiesen sind. Aber im urbanen Umfeld sollte die Zukunft der Mobilität nur lauten: Weniger ist mehr.

„Wir müssen unsere Situation grundsätzlich überdenken und uns fragen, welche Mobilität überhaupt notwendig ist und wie Mobilitätsbedarfe verändert oder ganz vermieden werden können.“

– Prof. Achim Kampker

Neudenken – statt umdenken

Dabei ist für uns Mobilität nicht unbedingt an Autos im klassischen Sinn geknüpft. Vielmehr geht es um ganzheitliche, intelligente Lösungen für die Mobilitäts-anforderungen in unserem Alltag. Gerade unsere Innenstädte haben ein Problem:

Sie sind, bezogen auf den Verkehr, am Kapazitätslimit.

Zum einen besitzen immer mehr Menschen ein Auto, hinzu kommen rund 3,5 Milliarden Post- und Paketlieferungen jedes Jahr.

Wo die Automobilindustrie derzeit ihre Akzente setzt, zeigte sich auf der letzten Internationalen Automobilausstellung (IAA) im September 2019 in Frankfurt/Main. Aufwendige Bühnenshows sollten den Eindruck vermitteln, wie klimaneutral die Konzerne aufgestellt sind. Auf den Messeständen hingegen wurden nach wie vor hauptsächlich SUVs (Sport Utility Vehicle), die in Zeiten der Klimaerwärmung wie Dinosaurier daherkommen, vorgestellt. Viele Manager in der Autoindustrie sagen von sich selbst, dass sie Benzin im Blut hätten. Eine Metapher für ihre Begeisterung für Verbrennerfahrzeuge.

„Wenn man in dieser Analogie bleiben will,
dann müssten sie inzwischen eigentlich sagen,
dass ihre Adern Stromkabel seien.

Sagen sie aber nicht“,

so Kampker.

Kampker geht das alles zu langsam. Der Professor ist davon überzeugt, dass alle zusammen viel mehr leisten können als das, was bislang geschieht. Gerade die Autoindustrie sei sehr träge.

Wir alle müssen uns die Frage stellen, welche Form der Mobilität wir wirklich benötigen. Angetrieben vom Ehrgeiz immer neue Ansätze für eine nachhaltige und ganzheitliche Mobilitätswende zu finden, entwickeln wir gemeinsam in einem starken Netzwerk verschiedene Lösungen für die unterschiedlichen Herausforderungen.

Früh Scheitern, schnell und kostengünstig

Mit dem Projekt StreetScooter hat Prof. Kampker grundsätzlich nachgewiesen, dass man in seinem Umfeld auch mit wenig Ressourcen etwas verändern kann. Mit unserem Return on Engineering Ansatz wurde gezeigt, dass Entwicklungskosten und -zeit gerade in der Automobilbranche großes Optimierungspotenzial bieten.

„Es ist möglich mit einem Bruchteil des herkömmlichen Investments, ein Produkt auf den Markt zu bringen, und das in einer extrem kurzen Zeit!“

– Prof. Achim Kampker

Außerdem wurde deutlich, dass man mit leichten, elektrischen Nutzfahrzeugen in das Thema einsteigen sollte. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse sind heute sozusagen Allgemeingut in der Elektromobilität und werden von der Autobranche genutzt.

Sharing is caring

Das Start-Up Velocity entwickelt e-Bike-Sharinglösungen, um gerade im urbanen Umfeld neue Mobilitätskonzepte zu ermöglichen. Von der privaten Fahrt in die Stadt, über Stationen für Unternehmen – Velocity ergänzt den Mobilitätsmix in unseren Innenstädten.

„Mit der Velocity-Station vor unserer Haustür haben wir den Mobilitätsmix für unsere Besucher und Mitarbeiter komplettiert. Besucher müssen nun nicht mehr unbedingt mit dem Auto zu uns kommen und unsere Mitarbeiter können für Dienstfahrten auf das Auto verzichten. Damit sparen wir Geld und schonen die Umwelt.“,

freut sich der Marketingleiter der Carolus-Thermen in Aachen, Hans-Peter Lipka.

Kleiner als ein PKW, größer als ein Fahrrad und dann gleich mehrere davon – Ducktrain

Die Idee dahinter: Bis zu fünf kleine und leichte Elektrofahrzeuge werden in einem Ducktrain gekoppelt und zu einem Zug vereint.

Das innovative Konzept eignet sich nicht nur für Post- und Paketlieferungen, Speditions-Anwendungen sind ebenfalls möglich. Ausgelegt auf das Maß einer klassischen Europalette bringt das teilautonome E-Leichtfahrzeug erhebliche Vorteile für unseren Innerstädtischen Lieferverkehr mit sich. Ein Duck kann beispielweise auch Warenpalletten für den Einzelhandel liefern und bis zum Wareneingang vorfahren.

„Auf diese Weise transportieren wir das Ladevolumen eines herkömmlichen Transporters in die Städte hinein“

Dr. Kai Kreisköther,
Geschäftsführer des Aachner Start-Ups Ducktrain.

Das Parken eines LKW am Straßenrand sowie gefährliches und verkehrsbehinderndes Entladen im Straßenverkehr entfällt. Dr. Kreisköther und seine Partner denken darüber hinaus an industrielle Anwendungen für größere Firmengelände oder Logistikaufgaben.

Daten als Treibstoff für nachhaltige Mobilität

Die UZE mobility revolutioniert die Welt der Werbung in unseren Städten. UZE bietet ein Ökosystem für mobile Werbung, vernetzt alle Marktteilnehmer und etabliert einen innovativen Marktplatz für städtische Werbung. Die Displays werden an Transporter angebracht und nutzen die ohnehin entstehenden Datenmengen für smarte Werbeeinblendungen.

Wie Digitalisierung und Verkehrswende zusammenpassen? Das zeigt ein weiteres Start Up aus unserem Netzwerk. Die Geschäftsidee ist im Prinzip die gleiche, die hinter Google und Facebook steckt. Sogenannte Mobilitäts-Apps sind ein weiteres wichtiges Werkzeug für die Mobilität der Zukunft.

So wird beispielsweise im hippen Szene-Viertel für das neuste Lokal geworben und später im wohlhabenden Wohnviertel für edlen Schmuck. Bei Sonnenschein locken uns Eisdielen um die Ecke, bei Regen wird für die neue Regenmantel-Kollektion geworben. UZE konzentriert sich auf den urbanen Raum und die “letzte Meile”, um so die Werbung so nah wie möglich an Ihre Zielgruppe zu bringen.

Der Gedanke Mobilität durch digitale Datenströme zu revolutionieren, kann noch weitergedacht werden: In der litauischen Hauptstadt Vilnius ist mit „Trafi“ eine der besten Apps Mobilitäts-Apps entstanden. Die App nutzt die Echtzeitdaten von Bussen, Bahnen, Taxis und Carsharing-Angeboten und erstellt für den Nutzer Routenvorschläge, die die verschiedenen Optionen miteinander kombinieren. Das Ganze ist bequem und einfach zu nutzen und sorgt dafür,  dass in Vilnius jeder fünfte Bürger die App nutzt und immer häufiger sein Auto stehen lässt.

Verkehrs- und Energiewende Hand in Hand

In Deutschland haben wir regelmäßig eine Überkapazität an Strom, den wir nicht unmittelbar verbrauchen können. Was also tun, mit der Energie?

Unsere Lösung: Die überschüssige Energie in grünen Wasserstoff wandeln und als chemische Energie speichern. Diese wiederum treibt die Wasserstoffautos auf unseren Straßen an.

Allerdings gibt es davon aktuell nur 390 in Deutschland. Das will die AE Driven Solutions, eine Ausgründung der PEM Motion, ändern.

Das operative Geschäft der Aachener ist die Produktion inklusive der Bereitstellung von Wasserstoff getreu dem Motto: Alles aus einer Hand. 

Im Moment bleibt es beim höher, schneller, weiter

Aktuell könnte man den Eindruck gewinnen, wer die dickste Batterie hat, ist der Coolste. Mit neuem Denken hat das nichts zu tun.

Die Reichweite ist durch die Kapazitätsdichte in der Batterie vorgegeben. Da die Komponenten immer kompakter eingebaut werden können, verbessert sich auch das Batteriedesign kontinuierlich. Natürlich lassen sich auch die verwendeten Aktivmaterialien wie NMC (Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxide) und Graphit durch Additive und Änderungen in ihrer Zusammensetzung weiter optimieren, wodurch sich die gravimetrischen Kapazitäten erhöhen.

Damit schaffen die E-Autos deutlich mehr Kilometer mit einer Akkuladung. Hohe Reichweiten werden in Zukunft also auch mit kleineren Batterien möglich sein.

Doch ist die Maxime höher, schneller, weiter überhaupt zielführend? Benötigen wir in unserem Alltag wirklich Reichweiten von mehreren hundert Kilometern?

Ein großer Rucksack? Die Schattenseite der E-Mobilität

Der Energieverbrauch und damit der CO2-Ausstoß bei der Herstellung einer Lithium-Ionen-Batterie ist ein wichtiges Thema. Hier hat eine Studie des schwedischen IVL-Instituts für Verwirrung gesorgt. Darin wurde errechnet, dass pro kWh Batterieleistung in der Produktion zwischen 150 und 200 kg CO2 freigesetzt werden.

Für ein Elektroauto mit einer rund 100 kWh großen Batterie würden demnach schon vor der ersten Fahrt 17 Tonnen CO2 in die Luft geblasen. Ein Mittelklasseauto mit Verbrennungsmotor und einem durchschnittlichen Verbrauch von 6 Litern sei da schon 100.000 km unterwegs gewesen.

„Die Batterie ist deutlich sauberer als in der Studie dargestellt.
Wenn man es richtig macht, ist der Klimarucksack relativ klein.“

betont Kampker

In den meisten Fahrzeugen seien keine 100-kWh-Batterien verbaut. Zudem gibt es unterschiedliche Arten der Zellproduktion, die deutlich energieeffizienter sind als die Schweden angeben. Unterm Strich gibt es dennoch viele Möglichkeiten, die CO2-Emission bei Batteriefertigung zu minimieren. Zum Beispiel durch energieärmere Aktivmaterialtrocknung während der Zellproduktion.

Außerdem werden für die Fertigung von Lithium-Ionen-Akkus viele Rohstoffe verbraucht. Neben Lithium stehen noch Platin, Bor, Eisen, Kupfer, Aluminium, Mangan, Nickel, Erdöl, Neodym, Dysprosium, Kobalt und Graphit auf der Einkaufsliste der Hersteller. Vor diesem Hintergrund ist das Recycling und das Remanufacturing der Akkus das Zukunftsthema schlechthin.

Beim Verbrennungsmotor hingegen sind in den letzten Jahrzehnten alle Register gezogen worden. Hier werden sich die Emissionen auch in Zukunft nicht mehr signifikant drücken lassen.

Die wachsende Menge an alten Batterien darf nicht nur als Müll entsorgt werden, denn die Rohstoffe in den Batterien sind sehr wertvoll und müssen zurückgewonnen werden.

Fazit

Um die Mobilität der Zukunft zu realisieren muss radikal neu gedacht werden. Auch wir können nicht die ganze Welt verändern. Deshalb fangen wir im Kleinen an. Vor der eigenen Haustüre. Eines ist sicher: Es gibt mindestens so viele Haustüren, wie Autos auf unseren Straßen. Gemeinsam können wir den Wandel erfolgreich meistern.