Der Frage, wie die urbane Mobilität in Zukunft aussehen wird, können sich heute weder Automobilhersteller noch der Branche angehörige Zulieferer und Forschungseinrichtungen entziehen. Schließlich ist die Öffentlichkeit immer stärker an einer Antwort und vor allem an Lösungen auf diese Frage interessiert. Denn mittlerweile sind die Umwelteigenschaften eines Fahrzeuges für immer mehr Menschen ein wichtiges Merkmal bei der Kaufentscheidung. Dennoch ist eine präzise Aussage darüber, wie wir uns in Zukunft im urbanen Raum bewegen werden, nicht möglich. Das größte Potenzial steckt sicherlich im Ausbau der Elektromobilität; neben der Entwicklung von wirtschaftlich interessanten Fahrzeugen auch im Aufbau einer flächendeckenden Infrastruktur.

Bereits heute können Hybridfahrzeuge im rein elektrischen Betrieb bis zu 80 km zurücklegen. Größere Reichweiten lassen sich unter anderem durch geringeres Fahrzeuggewicht erzielen. So werden Fahrzeuge, die vor allem im städtischen Verkehr eingesetzt werden, künftig noch leichter und kompakter konstruiert. Dass die deutschen Automobilbauer diesen Trend der urbanen Mobilität der Zukunft bereits erkannt haben, zeigte sich nicht zuletzt auf der diesjährigen Internationalen Automobil-Ausstellung IAA, auf der zahlreiche Prototypen und Studien entsprechender Fahrzeuge vorgestellt wurden.

Brennstoffzellenforschung: In der Praxis erfolgreich

Das Institut für Brennstoffzellentechnik (IBZ) der Hochschule Esslingen entwickelt ebenfalls Prototypen zur Erprobung von hybriden Antrieben auf Brennstoffzellenbasis im Praxiseinsatz. Seit 2005 bündelt es die Fachkenntnisse der Hochschul-Fakultäten Fahrzeugtechnik, Versorgungstechnik, Maschinenbau, Grundlagen sowie Mechatronik und Elektrotechnik. Zudem kooperiert das IBZ bei seinen Projektarbeiten mit Industriepartnern wie Daimler, Ballard oder Nucellsys und hat sich als eine bedeutende Einrichtung zur Forschung von mobilen und stationären Brennstoffzellen (BZ) etabliert.

Durchschnittlich arbeiten über 40 Studierende pro Semester aktiv im Rahmen von studentischen Projektarbeiten an IBZ-Projekten mit. Mit modularen und didaktikgerechten Testständen werden Laborübungen im Modul Alternative Antriebe der Fakultät Fahrzeugtechnik durchgeführt. Hierbei ist die Systemintegration von besonderer Bedeutung, sprich die Brennstoffzelle als wichtiger Bestandteil eines hybriden Antriebssystems mit elektrischem Energiespeicher und intelligentem Energiemanagement.

Urban Buggy: Super Ergebnisse bei der Michelin Challenge Bibendum

Eines dieser Projekte ist der „Urban Buggy", der auf einem „ Epella 250 II" basiert, in den das Institut einen Elektromotor mit einer Nennleistung von 14,5 kW integrierte und bei der diesjährigen Michelin Challenge Bibendum in Berlin an den Start schickte. Bei dem internationalen Wettbewerb für Fahrzeuge mit alternativen Antriebstechniken stellte der Urban Buggy seine Tauglichkeit im städtischen Einsatz unter Beweis. In der Kategorie „Light Quadricycle" erreichte das rund 320 kg leichte Gefährt bei der Rallye den 3. Platz. Ein Drehmoment von 23 beziehungsweise kurzzeitig 60 Nm im Boostbetrieb katapultierten es beim Beschleunigungstest sogar auf Platz 1. Darüber hinaus erhielt er drei weitere Auszeichnungen für seine sehr guten Ergebnisse in den Bereichen CO2-Emissionen, Energieverbrauch und lokale Schadstoffemissionen.

Zunächst als Beitrag zum baden-württembergischen „Bodensee Projekt" zur Erprobung brennstoffzellenbetriebener Freizeitfahrzeuge in der Bodenseeregion gedacht, hat sich der Urban Buggy dank seiner guten Rundumsicht auch für einen Einsatz als potenzielles emissionsfreies Sightseeing-Vehikel auf den Straßen der Hauptstadt empfohlen. Auch über einen Einsatz im Biosphärenreservat Schwäbische Alb wird bereits nachgedacht.

Der Erfolg des Buggys bei der Challenge Bibendum in Berlin war aber nicht der erste, den das IBZ mit einem seiner Projektfahrzeuge bei der Öko-Rallye feiern durfte. Bereits im November 2007 erreichte der Brennstoffzellen-Scooter „Hydrofight" des IBZ in Shanghai im Wettbewerb umweltfreundlicher Zweiräder gleich vier erste Plätze in Einzeldisziplinen und ließ mit Platz 2 in der Gesamtwertung den Großteil der 15 Wettbewerber hinter sich. 2010 in Rio de Janeiro gewann der elektronisch betriebene „ Hydrosmart" des IBZ fünf 1. Plätze – unter anderem die Rallye über 90 km – eine Distanz, die für den Stadtverkehr ebenso ausreicht wie für den Pendelverkehr in Ballungszentren wie dem Ruhrgebiet oder im Einzugsgebiet von Großstädten.

Viele Impulse für noch mehr Elektromobilität

Die urbane Elektromobilität ist demnach heute rein technisch bereits machbar. Das größte Hindernis auf dem Weg dorthin ist jedoch der noch deutlich zu hohe Preis der Elektrofahrzeuge. Dieser lässt sich nur über eine Produk- tion in großen Stückzahlen senken.

Doch noch ist die Nachfrage nicht groß genug, um eine solche Massenfertigung zu rechtfertigen. Damit sich die Elektromobilität in Deutschland tatsächlich als echte und saubere Alternative etabliert, gilt es also, eindeutige Signale zu setzen, dass der Schritt hin zu neuen Antriebstechnologien definitiv gewollt ist. Hier ist die Politik gefordert, die beispielsweise durch Zuschüsse Anreize für den Kauf eines Autos mit Elektro- oder Hybridantrieb setzen könnte. In China, Japan, den USA und in zahlreichen europäischen Ländern wird eine solche Förderung bereits praktiziert. In Norwegen dürfen Elektroautos zudem die Bus- und Taxispur sowie Parkplätze kostenlos nutzen – ein nicht zu unterschätzender Vorteil gerade in Ballungszentren.

Anreize wie diese sind es, die der urbanen Elektromobilität langfristig zum Durchbruch verhelfen können. Dass alternative Antriebstechnologien durchaus gewünscht sind, zeigt das stetig wachsende Interesse an Hybridfahrzeugen – die quasi den Zwischenschritt zur vollständigen Elektrifizierung darstellen. Hybridlösungen aus Elektroantrieb und Brennstoffzellen Range Extender wären sogar langfristig eine saubere Alternative, jedoch fehlt es derzeit an der nötigen Infrastruktur, um einen Kauf solcher Fahrzeuge attraktiver werden zu lassen. Für Tankstellenbetreiber wiederum würde sich eine Investition in das Wasserstoff-Zapfsäulen-Netz erst bei einer entsprechenden Anzahl an Fahrzeugen und entsprechender Nachfrage rentieren. Auch hier könnte ein politischer Impuls dem Abwarten beider Seiten ein Ende bereiten. Die Automobilindustrie, Zulieferer und Forschungseinrichtungen jedenfalls stehen längst in den Startlöchern.

Euro Engineering; Telefon: 0211 530653-759; E-Mail: andreas.lehmann@ee-ag.com

Der Autor Christian Wilk ist als Mitarbeiter der Euro Engineering AG in Stuttgart am Institut für Brennstoffzellentechnik (IBZ) beschäftigt