H2 Züge

Der Bahnverkehr ist ein Instrument für die Umsetzung einer klimaneutralen Mobilität in Deutschland. Rund 61% des Streckennetzes sind elektrifiziert. Dabei werden 74% aller gefahrener Zugkilometer elektrisch zurückgelegt. Damit wird ein wichtiger Beitrag zum Umweltschutz geleistet, da elektrisch betriebene Züge lokal emmissionsfrei und deutlich leiser als Dieselelektrische Züge sind. Durch die Nutzung von regenerativ erzeugtem Strom werden Züge mit Elektroantrieb global emmissionsfrei. Für die Umsetzung eines komplett emissionsfreien Bahnverkehrs müssen auch die restlichen 26% der Zugkilometer elektrisch zurückgelegt werden. Dies kann einerseits durch eine technisch und finanziell aufwendig Elektrifizierung der Strecken (Oberleitungen) erfolgen. Eine weitere Möglichkeit stellt die Nutzung von alternativen Antrieben in Zügen dar. Hierbei könnten Batterien oder Brennstoffzellen als Energiespeicher dienen. Als Alternative werden in verschiedenen Forschungsprojekten Züge eingesetzt, welche Wasserstoff als Energiequelle nutzen. Ein Beispiel hierfür ist das Projekt „H2goesRail“ der Deutschen Bahn und Siemens Mobility. Im Jahr 2024 soll hier der Schienenverkehr zwischen Tübingen, Horb und Pforzheim durch einen Brennstoffzellen-Zug ersetzt werden. Dieser Zug soll eine Reichweite von 600 Kilometern vorweisen und auf eine Höchstgeschwindigkeit von bis zu 160 km/h beschleunigen können. Um die Versorgung mit dem dafür benötigten Wasserstoff zu gewährleisten soll in dem DB Werk in Tübingen eine Wasserstofftankstelle installiert werden, die die Züge innerhalb von 15 Minuten betankt. Für die Wartung wird das DB-Werk in Ulm entsprechend angepasst. Das Ziel der DB Bahn ist es durch den Einsatz des Wasserstoff-Zuges ca. 330 Tonnen CO2 einzusparen. Der Schienenverkehr mit Brennstoffzellentechnologie soll besonders in Bereichen eingesetzt werden, in denen keine Oberleitungen vorhanden sind. So können die Kosten der Oberleitungen den Kosten für die Züge mit Wasserstoffantrieb gegenübergestellt werden. Durch den emissionsarmen Antrieb werden Städte, wie Berlin, deutlich entlastet. Zudem bietet der leise Antrieb eine Erleichterung für Anwohner in der Nähe der Bahnschienen.

Quellen:

  • BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (o.J.): Onlinequelle: Wasserstoff als Allround-Talent: Wo wird er eingesetzt?. Erreichbar unter: https://www.bdew.de/energie/wasserstoff/wasserstoff-als-allround-talent-wo-wird-er-eingesetzt/. Abruf am 15.03.2021.
  • BMVI (o.J.): Onlinequelle. Mit der Elektrobahn klimaschonend in die Zukunft – Das Bahn-Elektrifizierungsprogramm des Bundes. Erreichbar unter: https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Artikel/E/schiene-aktuell/elektrobahn-klimaschonend-zukunft-bahn-elektrifizierungsprogramm.html. Abruf am: 11.08.2021.
  • Deutsche Bahn AG (2020): Onlinequelle: Verbundförderprojekt H2goesRail. Erreichbar unter: https://www.deutschebahn.com/de/presse/pressestart_zentrales_uebersicht/Deutsche-Bahn-und-Siemens-starten-ins-Wasserstoff-Zeitalter-5735960. Abruf am 30.03.2021.
  • Tagesschau (2020): Onlinequelle: Deutsche Bahn testet Wasserstoffzug. Erreichbar unter: https://www.tagesschau.de/wirtschaft/bahn-wasserstoff-zug-101.html. Abruf am 15.03.2021.

H2 Nutzfahrzeuge

Die CO2-Emissionen des Mobilitätsektors in Deutschland stammen zu 35% (ca. 56 Mio. t CO2 p.a.) von Nutzfahrzeugen. Der Begriff der Nutzfahrzeuge beinhaltet neben LKWs auch sämtlich andere Nutzfahrzeuge wie bspw. Fahrzeuge der Müllentsorgung und Paketdienste (vgl.BMU, 2020) . Für die Reduktion der CO2 Emissione im Straßengüterverkehr ist die konsequente Elektrifizeirung des Antriebs notwendig. Nur so lassen sich die ab 2020 für leichte Nutzfahrzeug und ab 2025 für schwere Nutzfahrzeug geltende CO2 Grenzwerte einhalten. Leichte Nutzfahrzeuge, die ab 2020 neuzugelassen werden, dürfen maximal 147 Gramm CO2 pro km ausstoßen. Bei schweren Nutzfahrzeugen, die ab 2025 neuzugelassen werden, muss der CO2 Ausstoß pro km um 15% und ab 2030 um 30% geringer sein als in der Referenzperiode zwischen Juni 2019 und Juni 2020 (vgl.BMU, 2020). Nutzfahrzeuge die Wasserstoff als Energieträger in Kombination mit Brennstoffzellen nutzen haben ähnliche Betankungszeiten und Nutzlasten wie vergleichbare Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Des Weiteren sind Wasserstoffnutzfahrzeuge lokal emissionsfrei und bieten eine geringer Lärmemission, was einen reduzierenden effekt auf die innterstädische Luft- und Lärmemissionen hat (vgl. Adorff, 2020). Aktuell bietet Hyundai in der Schweiz ein pay-per-use Leasing von Wasserstoff-LKWs an. Im Rahmen einesKooperation Joint-Venture zwischen der Hyundai Motor Compony und der H2 Energy erfoglt bis 2025 die schrittweise Eingleiderung von 1.600 Fahrzeugen in den schweizer Güterverker. Es handelt sich hierbei um einen 4×2 LKw mit Trockenkoffer- bzw. mit Kühkofferaufbau und einem Zug-Gesamtgewicht von 36t (vgl. Hyundai Hydrogen Mobility, 2021). Des Weiteren planen Daimler und Volvo im Rahmene eines Joint-Venture einen 40t LKW bis 2025 serienreif auf dem Markt anzubieten. Darüber hinaus forschen und entwicklen eine Vielzahl von Nutzfahrzeughersteller im Bereich Wasserstoff Nutzfahrzeuge (vgl. Adorff, 2020).

Quellen:

  • Adorff (2020), Strategien und Entwicklungsperspektiven des Systems Wasserstoffmobilität in Deutschland
  • Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (2020), Klimaschutz in Zahlen – Fakten, Trend und Impulse deutscher Klimapolitik
  • Hyundai Hydrogen Mobility (2021), https://hyundai-hm.com/, Abruf am 26.03.2021

Level 4: Platooning

Truck Platooning ist eines der Konzepte, die den Transport auf Autobahnen revolutionieren können. Dabei werden mehrere LKW elektronisch miteinander verbunden. Kommuniziert wird in Echtzeit über die Verkehrsvernetzung ‚ETSI ITS-G5‘ oder Mobilfunk. Durch diese Technologie können LKW ohne Gefahr in einem Abstand von wenigen Metern hintereinander fahren und ihren Luftwiderstand wesentlich verringern. Außerdem ist es den Fahrzeugen möglich, durch automatisierte Systeme vorausschauender auf Verkehrssituationen und topographische Gegebenheiten zu reagieren und so weiter Kraftstoff einzusparen. Durch das Platooning wird eine signifikante Effizienzsteigerung im Gesamtplatoon erreicht, womit die CO2-Emissionen erheblich gesenkt werden. Darüber hinaus wird auch der zur Verfügung stehende Verkehrsraum besser genutzt und der Verkehrsfluss optimiert. Je mehr Fahrzeuge über die Technologie verfügen, desto effektiver trägt das Platooning zur Optimierung des Güterverkehrs bei. Ziel ist es ein herstellerübergreifendes System zu entwickeln, um noch flexiblere Einsatzmöglichkeiten zu gewährleisten. Trotz des hohen Automatisierungsgrads sind die LKW vorerst mit Fahrern besetzt, die das Steuer jederzeit wieder übernehmen können. Das langfristige Ziel besteht jedoch darin das Platooning weitgehend autonom zu gestalten. Es gilt Standards für Systeme und Schnittstellen zu entwickeln. Weiterhin müssen Feldtests helfen europaweite Regelungen zu etablieren. Das Saarland kann dabei als Testraum dienen und mit seiner Forschung die Standardisierung im IKT Sektor voranbringen.

Shared Parking

Shared Parking ist eine Möglichkeit Parkplatzraum effizienter zu nutzen. Gerade in Großstädten verlieren wir jeden Tag durchschnittlich 15 Minuten bei der Parkplatzsuche. Das Konzept des Shared Parking hilft den Autofahrern diese Suche zu vermeiden und entlastet die Innenstädte durch Reduktion der Parksuchverkehre. Private Parkhausbesitzer wie Hotels, Firmen, Universitäten, Krankenhäuser, etc. und Privatpersonen können ihren Parkplatz zu Zeiten vermieten, in denen sie diese nicht nutzen. So können Autofahrer auf Parkplätzen parken, die für sie bisher nicht zugänglich sind. Diese Parkplätze sind im Vergleich zu regulären Parkgebühren zu besseren Preisen anzubieten. Somit kann jeder Parkhausbesitzer seinen Parkplatz vermieten. Dieser Anwendungsfall kann über eine Online Plattform mit festen und längerfristigen Buchungen registrierter Nutzer umgesetzt werden, oder in erweiterten Form als ad-hoc Buchung beispielsweise App-gestützt. Hierfür wäre es sinnvoll, eine Parkraumdetektion zu haben, die anzeigt ob ein Parkplatz gerade verfügbar ist. Software- als auch Infrastrukturentwicklern bieten sich Potenziale bei der Entwicklung und dem Aufbau entsprechender System.

Ticketsharing

Im Bereich der Mobilität gibt es zahlreiche Anwendungen, die auf dem Prinzip der Sharing Economy beruhen. Eine davon ist das Ticketsharing für „grüne“ Gruppenreisen. Wenn sich Reisegruppen mit demselben Ziel zusammenfinden, können Tickets für Bus oder Bahn geteilt werden. Durch den niedrigeren Preis wird das ökologischere Verkehrsmittel hierdurch attraktiver im Vergleich zum Individualverkehr.
Ticketsharing hat sich als Zusatzversion des Carpooling beziehungsweise der Mitfahrgelegenheitszentralen bereits etabliert, jedoch könnte ein besseres und größeres Informationsangebot noch mehr Kunden hierfür gewinnen. Derzeit werden solche Angebote vor allem von Schülern, Studenten und anderen Gruppen mit niedrigerem Einkommen genutzt. Um weitere Zielgruppen zu erreichen, sollte das Angebot flexibler, sicherer und umfangreicher werden. Insbesondere der Koordinationsaufwand und die Abrechnung können IT-gestützt vereinfacht werden oder Angebote direkt vom Verkehrsanbieter (Deutsche Bahn, Vlexx, Flixbus) initiiert werden. Auch für Pendlerverkehre in die Städte des Saarlandes ergeben sich interessante Möglichkeiten eine Vorreiterrolle einzunehmen. Derzeit ist Nürnberg die einzige Stadt in Deutschland mit komplett fahrerlosen U-Bahnen. Jetzt ist es auch die erste Stadt mit einer Ticket-Sharing-App, die sowohl gemeinsame Mobilität ermöglicht, als auch die Verwertung von Resttickets. Nach dem Motto „Teilen statt besitzen“ soll die App Vorbildfunktion für weitere deutsche Städte haben.

Carsharing

Der bekannteste Anwendungsfall geteilter Mobilität ist das kommerziell betriebene stationäre Carsharing. Als Zwischenform von Mietwagen und Taxi ermöglicht es Nutzern vor allem in Städten ihren individuellen Mobilitätsbedarf zu erweitern und gegebenenfalls auch ohne den Besitz eines eigenen Fahrzeugs zu befriedigen. Carsharing schafft es, dass ungenutzte Privatfahrzeuge von der Straße verschwinden und die Parkplatzsituation sich entspannt. Die Staubbelastung wird reduziert, die Luftqualität verbessert. In Großstädten hat sich in den letzten Jahren, das sogenannte „free-floating Car Sharing“ (Car2Go, DriveNow) etabliert. Das free-floating-Fahrzeug hat keinen festen Standort, sondern steht auf einem öffentlichen Parkplatz dort, wo es der vorherige Nutzer abgestellt hat. Der Betreiber übermittelt dem Halter die Standorte oder zeigt diese auf Internetseiten an. Mehrere Anbieter erlauben das Abstellen im gesamten Geschäftsgebiet, andere beschränken das Abstellen auf Parkraumquartiere. Neben der im Urbanen potentiell höheren Offenheit gegenüber solchen Angeboten, ist es auf dem Land vor allem die niedrige Bevölkerungsdichte die solche, nur als dichtes Netz profitablen Geschäftsmodelle erschwert. Dennoch wächst der Car Sharing Markt derzeit und damit auch die Akzeptanz. Die zentralen Herausforderungen, an denen auch das Saarland (als Testgebiet) mitarbeiten kann sind:

  • Flexibles Carsharing muss auch in kleinere Städte (<200.000 Einwohner) und aufs Land gebracht werden. Es gilt Geschäftsmodelle zu generieren, die auf Basis von Vernetzungsdienste den profitablen Markt erweitern.
  • Carsharing-Flotten im urbanen Raum eignen sich aufgrund Ihrer Sichtbarkeit und Ihrer Nutzungsprofile besonders für eine Elektrifizierung. Um es im Car Sharing attraktiv zu machen muss jedoch die Infrastruktur ausgebaut werden.
  • Mit der Automatisierung (Valet Parken) ergeben sich zahlreiche spannende neue Möglichkeiten. Man denke nur an frei stehende Fahrzeuge die selber tanken oder an den benötigten Ort (zurück)fahren. Free-floating-Carsharing spricht auch überzeugte Autofahrer an