Die Mobilität von Morgen

Die Mobilitätslösungen von morgen sind im Umbruch – wird es in zehn bis zwanzig Jahren noch Autos, Lastwagen, Motorräder oder Busse geben?

So, wie wir sie heute kennen? Wird die Mobilität nach wie vor mit privaten Fahrzeugen, oder eher mit öffentlichen Verkehrsmitteln vonstattengehen und wie wird die prozentuale Verteilung aussehen? Werden großartige, futuristische Ideen aus der Vergangenheit wieder aktuell werden? Derzeit scheint es so zu sein, dass der Trend in Richtung Elektrofahrzeuge und verstärkte Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel geht. So vollzieht sich derzeit in der privaten Mobilität ein Wandel, der zunächst vielleicht als weit hergeholt erscheint, aber mehr und mehr zur Realität wird.

Erstens entwickeln sich die technischen Mittel für die private Fortbewegung in rasantem Tempo, von der individuellen Nutzung von Skateboards oder Rollerblades (wobei diese Art der Fortbewegung eher den Jugendlichen vorbehalten ist) bis hin zu den bereits heute bekannten Leichtfahrzeugen wie Monowheels oder Hoverboards. Diese Geräte sind noch nicht im Mainstream angekommen, werden vielfach eher belächelt und stets als zu riskant für ihren Nutzer betrachtet. Das liegt in erster Linie daran, dass sie noch nicht mit Sensoren ausgestattet sind die Kollisionen mit Fußgängern vermeiden oder durch Geländekennung Gefahren wie Schlaglöcher umfahren. Das Tempo und die Autonomie dieser Fahrzeuge können jedoch künftig eine große Hilfe für unsere täglichen Pendelfahrten sein, allerdings nur dann, wenn das Wetter schön ist und die Wege glatt sind.

Zweitens ist die Drohnenindustrie auf dem besten Weg sich aus der Nische von der Beförderung kleinerer Geräte auf ein höheres Niveau hochzuarbeiten. Künftig werden also nicht nur ein paar Kilogramm schwere, hochauflösende Kameras befördert, sondern mit einem individuellem Copter Einzelpersonen in kurzer Zeit von A nach B zu transportiert. Das pilotenlos, selbststeuernde Lufttaxi mit elektronischer Kollisionsvermeidung ist die wohl faszinierendste Art der Fortbewegung von morgen, die bald das Teststadium verlassen wird. Der Traum vom Jetpack-Kurzhoppen aus den Comicbüchern der 60er-70er-Jahre wird jetzt langsam wahr.

Alle diese neuen Entwicklungen werden elektrisch angetrieben und sind damit vollständig emissionsfrei. Dies allerdings nur dann, wenn die Stromquelle zum Aufladen der Batterien vollständig aus erneuerbaren Energien stammt. Sagte ich Batterien?

Batterien sind großartig und ihre Entwicklung schreitet mit mächtigen Schritten voran und doch reichen sie in manchen Fällen nicht aus. Die Menge an Energie, die sie während kurzer Zeit liefern können ist begrenzt, ihre Ladezeit ist lang, und die Anzahl der Be- und Entladungen, die sie während ihrer Lebensdauer durchlaufen können, ist ebenfalls auf einige tausend Zyklen begrenzt. Idealerweise müssen Batterien daher mit Ultrakondensatoren kombiniert werden – eine alternative Energiespeichertechnologie, die das „Gegenteil“ bewirkt. Denn Ultrakondensatoren können in kurzer Zeit hohe Leistungsstöße liefern und danach in wenigen Sekunden wieder aufgeladen werden. Die Anzahl der Zyklen, die sie während ihres Lebens durchlaufen können, liegt bei über einer Million. Die Kombination von Ultrakondensatoren mit Batterien ist vor allem auch deshalb sinnvoll, weil der Akkupack nicht riesig sein muss, um die erforderlichen Leistungsspitzen zu liefern. Hinzu kommt, dass sich die Batterie mit geringerer Geschwindigkeit entladen wird, was nicht nur für die Reichweite, sondern auch für die Lebensdauer von Vorteil ist.


Wie sieht es mit Lösungen für den öffentlichen Verkehr und den Güterverkehr aus?

Ultrakondensatoren werden sich in kurzer Zeit als Energielieferanten überzeugend in Bussen und Bahnen durchsetzen. Denn so ziemlich alles, was viel stoppt und startet und damit in kurzer Reihenfolge ent- und geladen wird, ist die potentielle Zielanwendung für Ultrakondensatoren.

Bei Bussen ist die Hybridisierungsrate, weg vom reinen Dieselantrieb, in den letzten Jahren dramatisch angestiegen. Ursprünglich wurden Ultrakondensatoren im Wesentlichen für den Antrieb von Toren und der Regelung eines Teils der Klimaanlagenleistung verwendet. Heute sind sie in Stop-Start-Systemen und in Kinetic Energy Recuperation Systems (KERS) in großer Zahl zu finden. Es gibt jetzt bereits voll-elektrische Busse, die Batterien haben, die so groß sind, dass sie die Fahrgastkapazität reduzieren müssen, um Gewicht und Design anzupassen. Hingegen laufen Testversuche mit vollständig mit Ultrakondensatoren angetriebenen Bussen die auf bestimmten Strecken eingesetzt werden, auf denen sie etwa alle fünf Kilometer für ein paar Sekunden wieder aufgeladen werden können.

Straßenbahnen und Stadtbahnen setzen Ultrakondensatoren bereits routinemäßig in ihrem Energiemanagement ein. Leichte Lieferwagen im Stadtverkehr, die mit KERS und Ultrakondensatoren ausgestattet sind, können im Einsatz bis zu 32% Kraftstoff sparen, verglichen mit einem reinen Diesel-Antrieb.

Im Transportwesen spielen Ultrakondensatoren eine wichtige Rolle, nicht nur bei den aktuellen und zukünftigen Hybrid- und vollelektrischen Lösungen, sondern auch bei allen anderen, serienmäßigen dieselbetriebenen Systemen. Das Anlassen des großen Dieselmotors eines LKWs nach längerer Standzeit kann, besonders bei niedrigen Temperaturen im Winter, zu einem Problem werden. So müssen viele Lkw-Fahrer ihren Motor über Nacht laufen lassen, um sicherzustellen, dass die zu kühlende Ladung ihres LKW durch diese Energieversorgung gedeckt wird. Wenn aber die Batterien eines Lkw durch ein speziell für den Motorstart konzipiertes Ultrakondensatormodul unterstützt würden, könnte der Fahrer die Batterie für die Ladungskühlung nutzen und hätte dennoch genügend Energiereserven, um den Lkw, selbst bei Minusgraden von -20° oder mehr, morgens problemlos zu starten.

So werden Ultrakondensatoren fester Bestandteil in der Zukunft des Transportwesens sein. Und das schon ab heute.

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19.06.2018   |  

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