Use Cases – Seite 7

E-Bus für belastete Innenstädte

Elektrobusse gewährleisten eine nachhaltige innerstädtische Mobilität (Luftreinhaltung, Reduktion CO2-Ausstoß, Lärmreduktion etc.). Insgesamt stiften E-Busse so einen Mehrwert für die Gesellschaft und haben somit einen volkswirtschaftlichen Nutzen. Busse und Bahnen bereits heute nicht nur einen Großteil ihres Verkehrsangebots elektrisch (z. Zt. rund 60 % des Gesamtangebots), sondern sind auch mit herkömmlichen Antrieben, wie z. B. beim Dieselbus, wesentlich ökologischer und effizienter hinsichtlich Emissionen und Nutzung des begrenzten Verkehrsraums als der motorisierte Individualverkehr. Die Umrüstung von Buslinien auf den alleinigen Fahrbetrieb mit Elektrobussen nimmt eine rasante Entwicklung. Lösungen werden beispielweise zusammen mit lokalen Energieversorgungsunternehmen durch Schnellladestationen realisiert. Elektrobusse sind standardmäßig mit einem integrierten flüssigkeitsgekühlten Asynchronmotor ausgestattet. Die Leistung des Motors liegt bei einem Solobus des Herstellers Solaris bei ca. 160 kW und bei einem Solaris Gelenkbus bei etwa 240 kW. Die heutigen Elektrobusse sind mit Lithium-Ionen-Batterien ausgestattet, welche nach Kampker als die vielversprechendste Batterietechnologie für Elektrofahrzeuge der Zukunft gelten. Die Anbieter von Elektrobussen setzen verschiedene integrierte Ladetechnologien zum Beladen der Batterie ein. Abhängig vom betrieblichen Einsatz kann die Batterie zurzeit mit dem Ladesystem Plug-In, Pantograph und/oder induktiv beladen werden.
Die deutschen Verkehrsunternehmen realisieren und erproben seit 2013 bereits in 21 Städten Elektrobus-Projekte. Sie investieren zudem weiterhin kontinuierlich in effiziente und verbrauchsarme Fahrzeuge mit konventionellen Antrieben sowie in Hybrid- und Erdgas-Busse. 2018 sollen 162 neue E-Busse durch städtische Verkehrsbetriebe angeschafft werden. Das entspricht beinahe einer Verdopplung des Bestands, wenn auch noch auf geringem Niveau. Der Einsatz von Elektrobussen ist zur Zeit noch mit erheblichen Mehrinvestitionen verbunden; zum einen mit Blick auf die Anschaffungskosten der Fahrzeuge, zum anderen mit Blick auf die neu zu errichtende Ladeinfrastruktur. Darüber hinaus fallen bei den Elektrobussen weitere hohe Kosten für Ersatzbatterien, die Umrüstung von Betriebshöfen; Werkstätten sowie für zusätzliches Personal an.
„Ein Elektrobus (bei einer im ÖPNV-Regelbetrieb üblichen Nutzungsdauer von durchschnittlich 16 Stunden pro Tag) erreicht eine Entlastung bei den Schadstoffemissionen, die umgerechnet erst durch bis zu 100 Elektro-PKW erzielt werden könnte. Der Elektrobus ist also hinsichtlich der Schadstoffentlastung um den Faktor 100 besser als das Elektroauto und könnte damit schon bei deutlich geringeren Stückzahlen (und einer deutlich geringeren Förderung) als der E-PKW zu nennenswerten weiteren Entlastungen der lokalen Emissionen beitragen.“ (Barbara Lenz, https://www.deutschernahverkehrstag.de/fileadmin/vortraege/DNT2016_Schmitz_E-Bus-Technologie.pdf).

E-Bike als Instrument zum Pendeln und für Ältere

Fahrradfahren liegt im Trend. Mit einer immer stärkeren Verbreitung von Pedelecs stellt es eine echte Alternative bei der Verkehrsmittelwahl dar: Im Jahr 2017 gab es in der deutschsprachigen Bevölkerung ab 14 Jahre rund 3,86 Millionen Personen, die ein Elektrofahrrad bzw. Pedelec im Haushalt hielten. So ist die Anzahl der verkauften E-Bikes und Pedelecs in Deutschland von 110.000 in 2008, 480.000 in 2014 auf 720.000 in 2017 gestiegen. Damit machen Pedelecs mittlerweile 19% der verkauften Fahrräder in Deutschland aus. Als Kaufhemmnis in den Großstädten werden weniger die relativ hohen Anschaffungskosten, sondern vielmehr das große Diebstahlrisiko aufgrund fehlender sicherer Abstellmöglichkeiten angenommen. Gerade bei Pendelfahrten in Stadt-Umland-Interaktionen oder zwischen topografisch schwierigen Regionen und Innenstädten kann das Pedelec ein größeres Potenzial erschließen als ein konventionelles Fahrrad und zugleich seinen Umweltvorteil ausspielen. Räumlich integrierte, ressort- und akteurübergreifende Handlungskonzepte, verstanden als profilbildendes Ergebnis eines kooperativen Planungsprozesses, stellen somit das zentrale Instrument urbaner Zukunftsplanung dar. Die kommunale Selbstverwaltung wird durch nachhaltige, integrierte Stadtentwicklung gestärkt. Es besteht der Bedarf, den neuen Anforderungen von Migranten und Senioren oder Interaktionen von Sharing Economy, Smart City oder Open Gouvernement (Öffnung der Regierung für Bürger und Wirtschaft) Rechnung zu tragen und die eigene Entwicklung zu evolvieren. Die Forschung zum Thema Pedelec und E-Bike läuft in Deutschland erst an. Es fehlen Konzepte für Ladeinfrastruktur und vor allem sichere Abstellanlagen. Um die Sicherheit für alle Verkehrsteilnehmer gewährleisten und den Verkehr harmonisieren zu können, sind infrastrukturelle Anforderungen zu berücksichtigen und weitere Forschungen erforderlich.

Level 4: Automatisiertes Valet Parken

Der Fahrroboter stellt das Fahrzeug nach Verlassen der Passagiere und dem Ausladen von Transportgut in einer nahen oder auch entfernten Parkposition ab. Der Fahrroboter fährt das Fahrzeug wieder von der Parkposition an eine Wunschadresse und besitzt die Möglichkeit und Berechtigung umzuparken. Der Fahrer spart die Zeit für die Parkplatzsuche, das Abstellen sowie die Fußwege eines entfernteren Parkplatzes. Außerdem wird der Zugang zum Fahrzeug räumlich wie zeitlich erleichtert. Zusätzlich wird der Parkraum besser genutzt und die Parkplatzsuche effizienter gestaltet. Dieser Anwendungsfall wird als Einstiegsszenario betrachtet und könnte zunächst als Anwendungsfall XY, das automatisierte Parkhaus Verwendung finden. Ein solches wird derzeit vom Fraunhofer FOKUS in Berlin eingerichtet. Entwicklungsherausforderungen sind die Ausweisung geeigneter Flächen, hochgenaue Lokalisierung und vernetzte Parkinfrastrukturen.

Level 4: Parallell Platooning

Im Anwendungsfall Parallel Platooning fahren Fahrzeuge nicht automatisch hintereinander, sondern nebeneinander her. Kommuniziert wird über IEEE 802.11p oder Mobilfunk. Ein gutes Anwendungsbeispiel bietet die Landwirtschaft. Als Beispiel aus dem Haushalt kennt man ja bereits den Rasenmähroboter, der an einer Führung fährt. Während der Erntezeit sind große Landmaschinen unabdingbare Helfer. Meist werden sie von Landwirten aufgrund der hohen Investition nur für wenige Tage gemietet. Dabei sind die Betriebsstunden teuer. Um bei der Ernte oder beim Dreschen Geld zu sparen bietet es sich an die Fahrzeuge automatisch und parallel arbeiten zu lassen. Insbesondere das Wenden und das sogenannte „Overloading“ erfordern dabei Koordination und Kommunikation.

Level 4: Automatisierte Last Mile Logistik

Auch der Transport von Gütern in Städten bieten hohe Potentiale für den Einsatz automatisierter Fahrzeugtechnologie. So könnten automatisierte und elektrifizierte Kleintransporter mit dynamischer Tourenplanung das Konzept der City-Logistik zu neuem Leben erwecken. Güter würden hierbei zentral umgeschlagen und optimal in Fahrzeuge kommissioniert werden, die dann die Verteilung in den Innenstädten übernehmen, vergleichbar mit fahrerlosen Transportsystemen, die bereits in Krankenhäusern und Warenlagern zum Einsatz kommen. Die Technologie hierfür steht im Prinzip bereit, muss aber für den städtischen Einsatz (Fußgänger, Radfahrer, Autos) zum LSAE Level 4 hin entwickelt werden. Die Herausforderungen sind demnach organisatorischer und rechtlicher Art. Es braucht entsprechende Fahrzeuge und IT, sowie den Willen kommunaler Verwaltungen.

Level 4: Betreutes Fahren für Menschen mit Einschränkungen

Hierbei handelt es sich um eine Erweiterung des Anwendungsfalls des Robotaxis.
Automatisiertes Fahren kann für Menschen mit körperlichen oder geistigen Einschränkungen einen Gewinn an Freiheit bedeuten. Daher könnten Robotaxis über Zusatzausstattung verfügen, welche die Taxis barrierefrei macht. Beispiele hierfür sind Sprachassistenten und bauliche Anpassungen für eine vereinfachte Bedienung für Menschen mit Mobilitätseinschränkungen.