E-Mobilität

Nachhaltig leben, umweltschonend fortbewegen, effizient handeln und flexibel arbeiten – Ziel der Mobilität von Morgen (Bild: AdobeStock.com / Solveig)

Nachhaltig leben, umweltschonend fortbewegen, effizient handeln und flexibel arbeiten – das ist uns wichtig. Dabei möchten wir vor allem eins sein: mobil. Mobilität ist längst mehr als die Möglichkeit von A nach B zu gelangen. Sie ist ein wesentlicher Baustein der Lebensgestaltung, bedeutet individuelle Freiheit und gesellschaftliche Teilhabe. Deshalb wird das was wir als „Mobilität von Morgen“ erleben, eine Evolution sein, hin zu einem neuen, multimobilen Zeitalter. Und Motor dieser Mobilität werden neben dem Klimawandel die Digitalisierung sein.

Mobilität: Was der Begriff bedeutet und wie sie sich entwickelt

Mobilitas ist das lateinische Wort für Beweglichkeit, im engeren Sinne das Vermögen, sich räumlich und physisch zu bewegen. Lange Zeit wurde Mobilität mit dieser Bedeutung eher eindimensional begriffen, teilweise war nur die adjektivische Form mobil für beweglich im Deutschen vertreten. Diese bezog sich beispielsweise in Kriegsphasen auf besonders agile Truppen. Erstmalig von diesem Gedanken abstrahiert wurde der Begriff in den 1950er Jahren, um veränderte Bevölkerungszahlen in Folge von Emigration und Binnenwanderung zu beschreiben. Ab Mitte des 20. Jahrhunderts erhielt der Begriff ein breiteres Verständnis. So definiert die Brockhaus Enzyklopädie Mobilität heute als sozialwissenschaftlichen Begriff, der Eingang in den allgemeinen Sprachgebrauch und in andere Fachsprachen (Verkehrswissenschaft, Städteplanung, Psychologie, Volkswirtschaftslehre, Touristik) gefunden hat.

In der Wissenschaft wird der Begriff Mobilität in Einzelaspekte gegliedert und interdisziplinär aus verschiedenen Perspektiven beleuchtet. So erfolgt eine weitere Differenzierung in räumliche und soziale Mobilität ­– Bereiche, die sich ihrerseits wiederum unterteilen lassen. Als räumliche (oder territoriale) Mobilität wird die Bewegung von Personen und Gütern im geografischen Raum beschrieben. Hierzu gehören einerseits die kurzfristige Alltagsmobilität, aber auch längerfristig betrachtet Wohnmobilität. Diese beiden Bereiche beeinflussen sich teilweise, wenn zum Beispiel der Wohnstandort so gewählt ist, dass eine gute Infrastruktur einen schnellen Arbeitsweg im Alltag bewirkt.

Auch das Herz der Logistik

Smart Mobility
Smart Mobility bedeutet, alle Transportarten wie Autos, Fahrräder, Straßenbahnen, Züge, Flugzeuge, Schiffe, LKW’s und Busse, Roller, U-Bahnen, Taxis oder autonome Fahrzeuge zeit- und energieeffizient zu nutzen. (Bild: AdobeStock.com / EdNurg)

Das Auto, Mobilitätsgarant und Statussymbol des 20. Jahrhunderts, wird mit einem wachsenden Bewusstsein für Nachhaltigkeit und Klimaschutz in den Mobilitätskonzepten der Zukunft eine signifikant veränderte Rolle einnehmen. Im Nahbereich wächst eine gewisse Mikromobilität – aus Rücksicht auf das Klima und weil sie Distanzüberbrückung zum unangestrengten Erlebnis macht. Gleichzeitig ist Mobilität das Herz der Logistik, die Güter- und Personenströme steuert. Ohne Logistik erreicht keine Bestellung die Kundinnen und Kunden und kein Lebensmittel den Supermarkt. Das haben wir gerade in der Corona-Pandemie erlebt.

Autozentrierte Strukturen stehen zunehmend in der Diskussion, woraus sich Möglichkeiten zur Umnutzung öffentlicher Räume ergeben. In Ballungsgebieten ebnet E-Mobilität nicht nur den Weg für sinkende CO2-Emissionen, das Umdenken öffnet auch den Blick auf neue Konzepte, denn der Raum in Städten ist begrenzt. Bereits heute konkurrieren der ÖPNV, Radfahrern, Güterverkehr und nicht zuletzt der Menschen mit den Autos. Car-Sharing ist ein etabliertes Konzept und mit der E-Mobilität wird dieses flexible Sharing-Modell nachhaltig gestaltet und weiter ausgebaut. Das E-Auto ist aber nicht die einzige Lösung. In der Stadt der Zukunft wird Mobilität stark vom Fahrrad geprägt sein. Ob E-Bikes oder Sharing-Angebote für E-Lastenbikes, etwa in dicht besiedelten Stadtquartieren oder auf der letzten Meile.

Wie bleibt man auch auf dem Land mobil?

Trends wie Smart Mobility zeigen, dass besonders die Digitalisierung Lösungen für den erhöhten Mobilitätsbedarf bietet, allerdings konzentrieren sich diese oft nur auf die Städte. Seit Jahren ist das Stadt-Land-Gefälle groß, denn die Urbanisierung trifft ländliche Gebiete in nahezu allen Lebensbereichen. Es fehlt an Arbeitsplätzen, Grundversorgung und medizinischer Versorgung, Bildungseinrichtungen und Freizeitangeboten – aber auch Alternativen zum Individualverkehr. Ähnlich wie im Smart Home werden bei der smarten Mobilität vorhandene Ressourcen möglichst stark vernetzt, um sie optimal aufeinander abzustimmen. Smart Mobility bedeutet, alle Transportarten wie Autos, Fahrräder, Fußgänger, Straßenbahnen, Züge, Flugzeuge, Schiffe, LKW’s und Busse, Roller, U-Bahnen, Taxis oder autonome Fahrzeuge zeit- und energieeffizient zu nutzen und zu kombinieren, ohne ein eigenes Verkehrsmittel zu besitzen. Dabei verfolgt Smart Mobility drei große Ziele, vor allem aber die Verkehrsmittel intelligent und effizient aufeinander abzustimmen. Um dies zu realisieren, ist es notwendig Unmengen an Daten zu erfassen. Dazu gehört neben der Geschwindigkeit von Transportmitteln, das Verkehrsaufkommen, ein Scan der Umgebung der Verkehrsmittel, persönliche Fahrstile von Personen, geografische Daten zur Steuerung und Koordination des Verkehrs. Autos und Mobiltelefone müssen ständig Daten senden, um autonomes Fahren zu ermöglichen oder einem einzelnen Nutzer den idealen Reiseweg anzubieten. Apps, welche Funktionen wie das „Auto rufen“ oder Parkplatz finden anbieten, arbeiten bereits mit diesen Daten. Hierbei ist Google wieder ein Paradebeispiel für die Vernetzung innerhalb der Mobilität. Während der Navigation zum Zielort werden Restaurantvorschläge oder alternative Reiserouten angeboten. An dieser Stelle wird sich die Nachfrage einem gewissen Konflikt ausgeliefert sehen. Auf der einen Seite sind die individuellen Transportansprüche der Menschen so vielfältig, dass Smart Mobility die Möglichkeit schafft, kostengünstig und zeitsparend ans Ziel zu kommen. Die Datenerfassung, die damit verbunden ist, wird viele jedoch abschrecken und empören, da solch ein Eingriff in die Privatsphäre einen enormen Kontrollverlust bedeutet.

Connected Mobility - Ein Zukunftsmarkt mit Hindernissen

Die Akteure der Mobilitätsbranche stellen sich derzeit neu auf, denn Connected Mobility verspricht enormes Zukunftspotenzial. In fünf Jahren sind voraussichtlich drei Viertel aller Neuwagen vernetzungsfähig, und autonome Fahren dürfte bald seine Kinderkrankheiten ausgemerzt haben. Generell erhofft man sich davon einen Zugewinn an Sicherheit und Komfort sowie eine Verminderung von Staus und Verkehrsbehinderungen. Viele Anwendungsfelder der vernetzten Mobilität kommen ohne eine entsprechend ausgestattete Infrastrukturen aus, wie zum Beispiel Car2Car-Assistenzsysteme, Cruise Control oder das automatische Fahren im Stop-and-Go-Verkehr. Doch im urbanen Verkehr hingegen genügen intelligente Fahrzeug allein nicht, sondern Infrastrukturen müssen mit einbezogen werden, um den Verkehrsfluss am Laufen zu halten. Soll das Straßennetz insgesamt gleichmäßiger ausgelastet werden und Verkehrsteilnehmer auf möglichst viele verschiedene Routen verteilt werden, bietet sich die grobmaschigere Ausstattung mit Connectivity-Lösungen in einem größeren Stadtgebiet an. Chicago installiert derzeit eine flächendeckende Sensor-Infrastruktur, die Verkehrsflüsse in Realzeit misst und die Anpassung von Ampelphasen oder die Kennzeichnung leerer Parkplätze ermöglicht. Hier stehen Energie- und Zeiteffizienz im Vordergrund.

 

Autonome Mobile Roboter
Die Entwicklung einer massentauglichen Infrastruktur wäre eine Aufgabe für die Automatisierungsbranche, die bereits umfangreiche Erfahrungen mit Autonome Mobile Roboter (AMR) hat. (Bild: AdobeStock.com / Es sarawuth)

Autonome Fahren als Königsdisziplin der Connected Mobility

Die Königsdisziplin der Connected Mobility wäre das autonome Fahren in selbstfahrenden Autos. Dies setzt aber eine umfangreiche Vernetzung von Fahrzeugen untereinander sowie mit den entsprechenden Infrastrukturen voraus. Noch würde vorerst eine Kombination aus Umfeld-Sensorik und Car2Car-Technologien ausreichen. Erst kürzlich wurde ein Abschnitt der A9 in Bayern als Teststrecke für autonomes Fahren freigegeben, so dass die Technik dort gefahrlos ausprobiert werden kann. Der Abschnitt bietet eine optimale, das heißt maschinenlesbare Fahrumgebung für autonomes Fahren: einheitliche Beschilderung, erkennbare Fahrstreifen und Kommunikationsknotenpunkte. Mehr als 80 Sensoren (ausgefeilte Sensorik wie Kameras, Radar, Ultraschall, LIDAR) sind aktuell rund um die Uhr im Einsatz, um den Verkehr auf diesem Teilstück der Autobahn A9, der Landstraße B471 und einer Kreuzung im Stadtbereich von Garching-Hochbrück zu beobachten. „Diese Daten unterstützen Forscher darin, KI-basierte Modelle zu trainieren, Verkehrsverhalten zu erforschen, den Verkehrsfluss zu optimieren, Simulationen für Smart-City-Lösungen zu entwickeln, Szenarien zu erforschen oder Mehrwertdienste zu konzipieren“, erläutert der Leiter des Providentia++-Konsortiums Prof. Alois Knoll von der TU München. „Um das System über Deutschland auszurollen und etwa die Hälfte der Autobahnen damit auszurüsten, kommen nach einer vagen Hochrechnung etwa eine Milliarde EUR notwendig,“ fügt Prof. Alois Knoll an.

Die Entwicklung dieser massentauglichen Infrastruktur wäre also eine Aufgabe für die Industrie, die bereits umfangreiche Erfahrungen mit Autonome Mobile Roboter (AMR) hat, und diese skalieren könnte. So erfasst der AMR für die freie Navigation im Raum die räumliche Situation mittels LIDAR-Sensoren und speichert diese Information als Landkarte für die Fahrzeugflotte ab. Während der Fahrt wird die gescannte Ist-Situation ständig mit der Landkarte abgeglichen und auf Hindernisse bzw. potenzielle Gefahren mit Geschwindigkeitsanpassung bzw. dem selbständigen Umfahren reagiert. Türen und Fahrstühle werden über Ethernet-I/O-Module angesteuert. Somit ist ein Betrieb über mehrere Etagen und Räume hinweg möglich. Fortschritte bei Sensoren und Softwarealgorithmen führen dazu, dass Navigation und visuelle Fähigkeiten immer präziser werden.

In Deutschland sitzen die Hidden-Champions der Automatisierung, warum sollte es also nicht möglich sein, in Zusammenarbeit die Smart und Connected Mobility entscheidend voranzubringen. (hw)

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