Energie für nachhaltige Mobilität

Der Straßenverkehr des 21. Jahrhunderts steht vor enormen Herausforderungen: Es gilt, die CO₂-Emissionen zu begrenzen und langfristig den endlichen Energieträger Erdöl zu ersetzen. 29 % des Endenergieverbrauchs in Deutschland entfallen auf den Verkehrssektor und davon ca. 82 % auf den Straßenverkehr. Ein ähnliches Bild zeigt sich bei den CO₂-Emissionen: Der Straßenverkehr verursacht den ganz überwiegenden Teil der im Verkehrssektor ausgestoßenen Klimagase. Entsprechend wird hier ein substanzieller Beitrag zur Erhöhung der Energieeffizienz, zur Reduktion des Ausstoßes an Klimagasen und zur Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien am Gesamtenergieverbrauch zu leisten sein.

Die Wurzeln der Elektromobilität reichen fast 200 Jahre zurück: Hans Christian Ørsted experimentierte bereits im Jahre 1820 auf dem Gebiet des Elektromagnetismus; 14 Jahre später baute Thomas Davenport das erste Elektrofahrzeug mit einer nicht wieder aufladbaren Batterie (Linde 2010). Im Jahre 1881 stellte der Franzose Gustave Trouvé erstmals ein dreirädriges Fahrzeug mit Elektromotor in Paris vor, das als das erste „offiziell“ anerkannte Elektrofahrzeug gilt. Das Mobil war mit einem wiederaufladbaren Blei-Akkumulator versehen und verhalf dem Gefährt zu einer Maximalgeschwindigkeit von 12 km/h. Von da an wurde die Entwicklung von Elektrofahrzeugen kontinuierlich vorangetrieben.

Der Straßenverkehr der Zukunft muss einerseits bezahlbar bleiben und andererseits emissionsärmer und damit ökologischer werden. Im Hinblick auf eine nachhaltige Mobilität der Zukunft ruhen neben Effizienzsteigerungen bei den konventionellen Benzin- und Dieselmotoren die Hoffnungen auf einer Reihe von alternativen Antriebskonzepten und Kraftstoffen. Hierzu zählen erstens sämtliche Formen des elektrischen Antriebs, vom Hybridantrieb über das rein batterieelektrische Fahrzeug bis zur Brennstoffzelle. Hinzukommen zweitens alternative Kraftstoffe wie Erdgas, Autogas oder Biokraftstoffe. Zunächst stellt sich für die Automobilindustrie die Frage, wohin die technologische Reise langfristig gehen wird. Bislang ist keine der genannten Technologien in der Lage, den konventionellen Verbrennungsmotor breitflächig abzulösen. Vielmehr haben wir es mit einem Technologiemix zu tun, der dem Sammeln von Erfahrungen mit Alternativen zum konventionellen Benzin- oder Dieselantrieb dient. Gleichwohl gilt es die Trends in Technologie und Markt aufzunehmen und dahingehend zu analysieren, welche Technologien die größten Potenziale haben, um langfristig den Verbrennungsmotor abzulösen. Auf diese Technologien hat die Automobilindustrie ihre Entwicklungs- und Investitionsaktivitäten von morgen zu fokussieren. Im Folgenden werden daher die technologischen Entwicklungstrends analysiert und insbesondere die daraus resultierenden Implikationen für die Energiewirtschaft abgeleitet. Zudem wird überlegt, inwiefern sich die technologischen Trends auf die Wertschöpfungsketten von Automobilindustrie und Energiewirtschaft niederschlagen und welche Ansatzpunkte sich daraus für künftige Geschäftsmodelle ergeben könnten.

Elektromobilität stellt in der Zukunft eine der vielversprechendsten Alternativen zu konventionellen Antriebstechnologien dar. Obwohl der Markt für alternative Antriebsarten in Zukunft aufgrund des Bedarfes enorm wachsen und durch noch unvorstellbare Lösungen revolutioniert werden wird, ist aus heutiger Sicht die einzig sicher anwendbare Energiequelle die Energie aus Batterien. Deshalb befasst sich dieser Abschnitt ausschließlich mit batteriebetriebenen Fahrzeugen, genauer dem Battery Electric Vehicle (BEV), Plug-in Hybrid (PHEV) und dem Range Extended Electric Vehicle (REEV). Um diese neuen Technologien erfolgreich im Markt platzieren zu können, bedarf es neuer Geschäftsmodelle um die Möglichkeiten, die sich daraus ergeben, optimal zu nutzen.

Alternative Antriebe sind der Weg zur Sicherung einer nachhaltigen Mobilität, jedoch werden sie bislang vom Markt wenig angenommen. Daraus ergibt sich die zentrale Forschungsfrage, wie die Bereitschaft der Verbraucher zum Umstieg auf einen nachhaltigen und klimafreundlichen Antrieb gefördert werden kann. Hierzu wurde deutschlandweit eine repräsentative hypothesengestützte Befragung bei Pkw-Nutzern durchgeführt. Mittels dieser empirischen Studie mit dem Titel FUTURE MOBILITY konnten die Voraussetzungen und Motivationsfaktoren zur Umstiegsbereitschaft ermittelt werden. Die Erkenntnisse münden in Handlungsempfehlungen für die Verantwortlichen in den Unternehmen aber auch in der Politik, die mit der Entwicklung und Förderung von alternativen Antrieben befasst sind.

Der vorliegende wesentliche Ergebnisse des vom Land Baden-Württemberg geförderten hochschulübergreifenden Forschungsprojekts „Energy for future Mobility“ zusammenfassende Herausgeberband trägt der Breite und Tiefe des Themas alternativer Antriebe Rechnung. Relevante technologische sowie in Teilen betriebswirtschaftliche Aspekte werden beleuchtet, indem Umfeldbedingungen, Technologieszenarien, Geschäftsmodelloptionen wie markt- und kundenseitige Anforderungen umfassend analysiert wurden. Das Forschungsprojekt und das Buch zeichnen sich durch eine integrierte Betrachtung von Technik- und Absatzmarktseite aus und verkürzen die Betrachtung nicht auf eine einseitig technologisch oder infrastrukturell geführte Diskussion. Ziel ist es, in allen Dimensionen Empfehlungen auszusprechen, die Forschungs- und Entwicklungs-Aktivitäten der beteiligten Industrien und die von der Politik zur Verfügung gestellten Fördermittel auf die Technologien zu konzentrieren, die sich letztendlich beim Endverbraucher als marktgängig erweisen und die eine Optimierung von ökologischen und ökonomischen Ansprüchen erlauben.