Zukünftige Entwicklungen in der Mobilität

Diskussion und Forschung zur zukünftigen Mobilität erhalten durch die Elektromobilität eine ganz neue Dimension und neue Impulse. Der übergang in die Elektromobilität wird aus betriebswirtschaftlicher Sicht in drei Phasen erfolgen (vgl. Proff in diesem Tagungsband): in der ersten Phase werden neue Geschäftsmodelle für die Elektromobilität parallel zu den Geschäftsmodellen der Verbrennungstechnologien entwickelt, in der zweiten (übergangs)Phase, in der der Marktanteil von Elektrofahrzeugen die Grenze von 5 Prozent überschreitet, erfolgt eine Umkehr von der traditionellen zur neuen Technologie und in der dritten Phase werden die traditionellen Technologien vollständig aus dem Markt verdrängt.

Im mittlerweile dritten Jahr des E-Mobility-Hypes ist klar, dass es sich beim Elektrofahrzeug nicht nur um ein Auto mit einem anderen Antrieb handelt, sondern dass es um den Einstieg in eine neue Form von Mobilität geht. Mehr noch, es geht um den qualitativen Sprung vom Elektroauto zur vernetzten Elektromobilität. Elektromobilität umfasst ebenso Elektrofahrräder, so genannte Pedelecs, E-Roller, darüber hinaus neue, erst als Prototypen oder Designskizzen vorhandene elektrische Fahrzeuge und eben auch die klassischen Elektrofahrzeuge – Schnellzug, S- und U-Bahn, Tram und Oberleitungsbusse. Und es geht dabei auch um neue Nutzungskonzepte jenseits des Privatfahrzeugs [2].

Im Rahmen der aktuellen politischen Diskussion und den zukünftig verschärften gesetzlichen Vorgaben hinsichtlich der Begrenzung der Emissionswerte wird die Entwicklung elektrobetriebener Fahrzeuge in zunehmendem Maße vorangetrieben. Auf dem Weg zur Elektromobilität sehen sich die Fahrzeughersteller neben den technischen Herausforderungen auch vermehrt mit strategischen Fragestellungen hinsichtlich des Gesamtkonzepts Elektrofahrzeug konfrontiert. Neben den internen Auswirkungen auf den Fahrzeug-Entwicklungs- und Produktionsprozess ist hierbei auch vornehmlich die verkehrspolitische Integration von Elektrofahrzeugen in das tägliche Straßenbild zu berücksichtigen.

In den letzten 200 Jahren sind die Leistungsfähigkeit der Weltwirtschaft und das Wachstum der Weltbevölkerung rasant gestiegen. Im Zeitraum von 1800 bis 2000 wuchs das weltweit erwirtschaftete Bruttoinlandsprodukt (BIP) um den Faktor 100 auf rund 30 Billionen US$. Diese Entwicklung hat sich in den letzten Jahren rasant beschleunigt. Schon im Jahr 2009 wurde ein BIP von 58,26 Billionen US$ erreicht.

Elektrofahrzeuge sind die Schlüsseltechnologie für die umweltfreundliche und nachhaltige Mobilität der Zukunft. Im nationalen Entwicklungsplan Elektromobilität hat die Bundesregierung das Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen zu haben. Um dieses ambitionierte Ziel zu erreichen, wird die Entwicklung von batterieelektrischen und Brennstoffzellen-Fahrzeugen durch Wirtschaft, Politik und Kommunen vorangetrieben. Bei internationaler Marktbetrachtung zeigt sich insbesondere, dass elektrische Zweiräder derzeit den größten Marktanteil haben.

Brennstoffzellen wandeln die chemische Reaktionsenergie eines Brennstoffs unter Zuführung von (Luft)-Sauerstoff in elektrische Energie um, welche zum Antrieb eines Fahrzeugs verwendet werden kann. Dabei werden Brennstoffzellen-Fahrzeugen für das Jahr 2050 laut einer aktuellen McKinsey Studie ein Marktpotential zwischen 5 % und 50 % eingeräumt [11]. Diese unsichere zukünftige Entwicklung, verbunden mit hohen Investitionen in eine neue Technologie erfordert für Automobilhersteller, die unternehmensinternen Ressourcen optimal einzusetzen. Gleichzeitig ist es für OEMs als Technologieunternehmen entscheidend, die eigenen Ressourcen mit der Markteintrittsstrategie für eine neue Technologie abzustimmen, um Wettbewerbsvorteile zu schaffen bzw. zu verteidigen [21].

Alternativ angetriebene Pkw wie batterieelektrische oder Brennstoffzellenfahrzeuge in unterschiedlichster Ausprägung befinden sich noch in der Marktvorbereitungsphase bzw. werden noch in diesem Jahr in Kleinserie angeboten (z. B.: Nissan Leaf, Mitsubishi i-Miev, Peugeot i-On). Durch die Fortschritte in der Lithium-Ionen-Technologie könnten alternative Antriebe den Verbrennungsmotor verdrängen. Es ist noch völlig unklar in welcher zeitlichen und räumlichen Ausprägung E-Fahrzeuge den Automobilmarkt durchdringen werden. In ersten Pilottests werden derzeit Technik, Mobilitäts- sowie Ladeverhalten untersucht (z. B. Modellregionen Elektromobilität (Bundesregierung 2009: S. 18)[2]. Speziell in Deutschland nehmen die Kommunen eine Schlüsselrolle bei der Markteinführung von E-Fahrzeugen ein, da sie für die Genehmigungen wie z. B. das Aufstellen von Ladesäulen im öffentlichen Raum, das Vorhalten von Parkraumflächen sowie die Mitbenutzung von Sonderverkehrsflächen wie z. B. Busspuren für Null-Emissionsfahrzeuge verantwortlich sind. Dennoch wurde die Rolle der Kommune bislang bei Marktdurchdringungsszenarien wenig beleuchtet. Im Genehmigungsprozess stehen die Kommunen nun vor dem Dilemma, die Relevanz der Ladeinfrastruktur im öffentlichen Raum einschätzen zu müssen. Die Unsicherheit ist groß, in welcher Anzahl Ladestationen im öffentlichen Raum überhaupt nötig werden. Eventuell kann der Ladevorgang sogar gänzlich auf privaten Grund vollzogen werden.

Die Elektromobilität ist zurzeit ein beherrschendes Thema nicht nur in den Forschungsund Entwicklungsbereichen nahezu aller Automobilhersteller und -zulieferer sondern auch in der gesamten Gesellschaft. Ursächlich hierfür ist das große Potential, welches diese Technologie hinsichtlich Umweltschutz und Ressourcenschonung bietet.

Betrachtet man die Marktdurchdringung von Elektrofahrrädern, so erkennt man, dass diese bereits heute einen äußerst wichtigen Bestandteil im Rahmen der Elektromobilität darstellen.

Der Einsatz elektromagnetischer Aktoren in der Automobilindustrie hat in der Vergangenheit stetig zugenommen. Heute sind elektromagnetische Aktoren Bestandteil zahlreicher technischer Systeme moderner PKW. Mit der wachsenden Anzahl der verbauten Aktoren sind auch die Anforderungen an die Aktoren hinsichtlich der Funktionalität, der Größe, des Gewichts und nicht zuletzt der Herstellkosten gestiegen. Die Umsetzung dieser Anforderungen setzt ein systematisches Vorgehen bei dem Entwurf elektromagnetischer Aktoren voraus. Der Entwurf gestaltet sich dabei als iterativer Prozess, in dessen Verlauf die komplexen Wechselwirkungen zahlreicher Entwurfsparameter zu berücksichtigen sind. Durch den Einsatz mathematischer Optimierungsmethoden kann die Zeit- und Kosteneffizienz des Entwurfsprozesses gesteigert und die Entwurfsergebnisse verbessert werden. Im Rahmen dieses Beitrags werden Möglichkeiten der Optimierung elektromagnetischer Aktoren am Beispiel einer elektromagnetischen Reibbremse für einen passiven elektrischen Phasensteller aufgezeigt. Neben den technischen Anforderungen an das System werden bei der Optimierung auch die wirtschaftlichen Anforderungen hinsichtlich der Zielkosten berücksichtigt.

Der Simulation von Fahrzeugen mit zukunftsfähigen Antriebstopologien kommt eine immer größer werdende Bedeutung zu. Bei der Vielzahl an möglichen Antriebstopologien für Hybrid- aber auch für Elektrofahrzeuge [2] entstehen neue Herausforderungen für den Einsatz von Simulationswerkzeugen. Diese neuen Herausforderungen sind dadurch begründet, dass zum Einen die Hybridisierung des Fahrzeugs mit konventionellem Verbrennungsmotor und zusätzlicher elektrischer Komponente optimiert werden soll und zum Anderen das Zusammenspiel von Energiebereitstellung und Wiederaufladeverfügbarkeit eines Elektrofahrzeugs im Zuge einer sukzessiven Erhöhung der Reichweite analysierbar gemacht werden soll.

Simulationsmodelle in Simulink werden basierend auf das System zugrunde liegenden Gleichungen modelliert. Diese Systemgleichungen (meist Differentialgleichungen) werden mittels Simulink-Blöcken modelliert. Zum einen wird das System über die Systemgleichung modelliert, zum anderen arbeitet Simulink mit unidirektionalen Signalen.

Die Qualität von Fahrsimulator-Studien hängt, außer von den eingesetzten Fahrzeugmodellierungen, maßgeblich vom Detaillierungsgrad und der graphischen Darstellung der verwendeten virtuellen Realität ab. Ein ausgereiftes visuelles System ist das Schlüsselelement für die Gewährleistung einer hohen Wiedergabetreue in Fahrsimulatoren [13]. Ca. 90 % aller Informationen im Straßenverkehr werden nach [16] über den visuellen Kanal aufgenommen. Die Verwendung von hochauflösenden Grafiken im visuellen System ist wesentlich, um dem Fahrer ein realistisches Fahrgefühl zu vermitteln und ihm zu ermöglichen, präzise auf die Fahrumgebung zu reagieren. Realitätsgetreue Fahrszenarien können jedoch oftmals nur unter hohem Zeit- und Kosteneinsatz erstellt werden. Daher ist es anzustreben, Verfahren zu entwerfen, welche den Entwicklungsprozess zur Generierung realistischer Szenarien drastisch verkürzen.

Um Unfälle im Straßenverkehr aktiv vermeiden zu können, müssen drohende Kollisionen vorhergesehen werden. Moderne vorausschauende Fahrsicherheitssysteme erfassen und interpretieren ihr Umfeld und prüfen, ob eine Kollision droht. Wenn beispielsweise eine Frontalkollision droht, greifen viele solcher Systeme autonom in die Fahrzeugführung ein. Ein Notbremssystem kann aber insbesondere bei hohen Relativgeschwindigkeiten nicht vor allen Kollisionen schützen und oft nur die Unfallfolgenschwere mindern. Um auch diese Unfälle zu vermeiden, kann ein Notausweichsystem eingesetzt werden, das den Notbremsassistenten erweitert.

In den letzten Jahren hielten Fahrerassistenzsysteme, die durch einen aktiven Bremseingriff versuchen, die Schwere einer möglichen Kollision zu mindern oder sie sogar vollständig zu vermeiden, vermehrt Einzug in moderne PKW vieler Fahrzeughersteller. Um die Sicherheit von Fahrer und Passagieren noch weiter zu erhöhen, werden diese Systeme im Forschungsbereich dahingehend weiterentwickelt, in einem immer größeren Geschwindigkeitsbereich und in immer mehr Situationen durch intelligente Algorithmik Unfallvermeidung beziehungsweise eine noch stärkere Unfallfolgenminderung zu erreichen.

Many present-day’s vehicles are equipped with adaptive cruise control systems (ACC). The purpose of these systems is to keep a desired vehicle speed or distance towards a preceding object vehicle, if existing. Yet, present ACC systems do not consider the vehicle’s fuel consumption in a satisfactory way. For example, while platooning, a lot of fuel is wasted by vehicle drivers who imitate their respective preceding vehicles’ speed profiles. In contrast, copying these speed variations is not necessary, as it does not decrease the overall travel time but increases the fuel rate. Instead, allowing a dynamic distance towards an object vehicle decreases the subject vehicle’s fuel consumption because the engine can be run in fuel efficient operating points for a longer length of time.

Aufgrund der noch unzureichenden Leistung und Robustheit der zurzeit zur Verfügung stehenden Energiespeicher für Elektroantriebe werden Verbrennungsmotor getriebene Fahrzeuge für Mittel- und Langstrecken in der nächsten Dekade ihre dominante Rolle behalten. Dabei stellt die Reduzierung verkehrsbedingter CO

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- und Schadstoffemissionen eine große Herausforderung dar.

Wie die Mobilitätsforschung, so weist auch die Forschung zur zukünftigen Entwicklung im

Automotive Management

eine große Dynamik und thematische Breite auf. Vier Themen des Automotive Managements wurden auf dem 3.

Automobilhersteller sind immer mehr dazu gezwungen, die CO

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-Emissionen und somit den Treibstoffverbrauch von Pkw zu verringern. Grund hierfür ist die Verpflichtung einzelner Staaten bzw. Staatengemeinschaften zur mittel- und langfristigen Erreichung von CO

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-Minderungszielen vor dem Hintergrund der öffentlichen Diskussion des Beitrags anthropogener CO

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-Emissionen zum Klimawandel. Einen großen Anteil an diesen Emissionen weist der Verkehrssektor auf [23], sodass hier in den kommenden Jahren und Jahrzehnten die Herausforderung besteht, die CO

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-Emissionen deutlich zu senken. Bisherige Lösungsansätze fokussieren dabei vor allem auf die Steigerung der Effizienz konventioneller Antriebe. Insbesondere im Individualverkehr ist jedoch eine Kompensation der bereits erzielten Effizienzsteigerungen festzustellen, die durch höhere Fahrzeuggewichte und Motorleistungen sowie Steigerungen bei den Neuzulassungszahlen und der Fahrleistung begründet ist [18]. Aus diesem Grund sieht sich die Politik gezwungen, regulatorische Maßnahmen zur Senkung der CO

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-Emissionen von Pkw zu ergreifen. Dabei werden vor allem ordnungsrechtliche Instrumente eingesetzt, mit denen Grenzwerte für die durchschnittlichen Flottenemissionen der Automobilhersteller vorgeschrieben werden. Beispiele finden sich in der EU und den USA. In Kalifornien sind Hersteller darüber hinausgehend dazu verpflichtet, eine gewisse Anzahl an Fahrzeugen zu produzieren und im Markt anzubieten, die als lokal emissionsfrei gelten (z. B. batterieelektrische Fahrzeuge) [26]. Zusätzlich wird die Notwendigkeit der Senkung der CO

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-Emissionen im Individualverkehr durch die Verknappung der Erdölvorkommen und die damit einhergehenden zu erwartenden Preissteigerungen bei konventionellen Kraftstoffen verstärkt [4].

Der Paradigmenwechsel vom Verbrennungs- hin zum Elektromotor stellt für die Akteure in den internationalen Wertschöpfungsnetzwerken der Automobilindustrie eine große Herausforderung dar [1]. Diese besteht zum Beispiel in der strategischen Bewertung der Ambidextrie (d. h. Management der Beidhändigkeit) beim Übergang zur Elektromobilität [2] und ergibt sich z. B. aus der Frage nach den Marktein- und -austritten von Akteuren in den Markt für Elektromobilitätstechnologien und damit der Dynamik – bestimmt durch die Strukturen und Prozesse – und ihrer Turbulenz in Wertschöpfungsnetzwerken [3]. Ein genaues Verständnis der Dynamik ist aus diesem Grund wichtig für das Management, weil bspw. Kooperationen in den Industrienetzwerken entlang verschiedener Wertschöpfungsstufen die Prozesse effizienter gestalten und damit das eigene Leistungsspektrum erweitern lassen. Daraus ergibt sich die Frage der Adaption von Prozessen und wie diese durch das gegenseitige Lernen zu Wertschöpfungsvorteilen für jedes einzelnen Unternehmen führen können [4]. Damit bedarf es zur strategischen Bewertung der Ambidextrie und dem Markterfolg der Elektromobilität einer Analyse der Dynamik in internationalen Wertschöpfungsnetzwerken.

Die Automobilindustrie war lange ein Beispiel für eine weitgehend stabile Branche mit wenigen und relativ geringen Veränderungen (vgl. [4][36][27]) bei Herstellern wie bei vielen Zulieferern. Mit dem Übergang von Verbrennungsmotoren zur Elektromobilität erfahren nun viele Automobilunternehmen erstmals einen radikalen diskontinuierlichen Wandel, der sehr lange andauern wird.

The automotive industry will be facing major changes in the medium to long term. According to the EU Climate Protection Act for 2020, the carbon dioxide emissions for newly released models in 2015 will have to be reduced by 28 % to 120 grams per kilometer (g/km) compared to 2008 [15]. Most of today’s Original Equiment Manufacturers (OEMs) in Europe have already released new models with more fuel-efficient and emission reducing technology and will be able to meet regulations of policy makers in the short to medium term [28]. However, with the conventional combustion engine as the only propulsion system it seems impossible to achieve the envisioned goals in ten years from now already. Exceeding these emission limits will result in high penalty fees [6]. This is why it is important for all stakeholders in the automotive industry to advance the development of sustainable alternative propulsion technologies in order to remain competitive in the future.

Gängige Ansätze zur Produktionsprogrammplanung (PPP) befassen sich mit der Bestimmung des Produktionsprogramms in den Dimensionen Art, Menge und Zeit. Diese Ansätze werden vor allem bei der Produktion von Standardprodukten angewendet.

The impressive growth rates as well as the pure size of the Chinese market attracted Western companies of all industries, to invest in China after the 1990 s. In a lot of cases, a well thought-out investment or risk analysis fell victim to the hope of high short-term wins based on technological superiority and labor cost advantages. Manufacturing plants were built up without putting much effort into designing in- and outbound logistics processes and in-house material flow. Long waiting times, a lack of quality and high inventory levels are the consequences.

After the crisis in 2008/2009 the automotive industry recovers rapidly to former state. Demand for cars in traditional markets like North America and Europe stabilize, while the increase in sales especially in new markets as Brazil, Russia, India and China (BRIC) continues. Despite these positive signs, the automotive industry is facing major challenges: changing consumption patterns, new competitors, volatile commodity prices, regulatory interventions and technological change in the transition to sustainable forms of mobility are only a few issues that automotive companies currently have to deal with.

Aufgrund des andauernden Globalisierungsprozesses wird es für Unternehmen zunehmend wichtiger, sich von ihren Wettbewerbern abzusetzen, um ihren momentanen Kundenstamm zu sichern und die eigene Marktposition zu festigen bzw. diese idealerweise noch auszubauen. Ebenfalls kann beobachtet werden, dass Kunden zunehmend anspruchsvoller werden, bereits kleinste Unterschiede zwischen den verschiedenen Angeboten registrieren und ihre Kaufabsichten dementsprechend anpassen. All diese Entwicklungen wirken sich signifikant auf den Grad des Wettbewerbs in vielen Märkten aus und führen dazu, dass es mittlerweile längst nicht mehr genügt, Kunden lediglich zufrieden zu stellen. Stattdessen sollten Kunden von der angebotenen Leistung fest überzeugt und emotional begeistert sein. Aus diesem Grund muss

Kundenbegeisterung

, und nicht mehr nur einfache Kundenzufriedenheit, das neue Ziel von führenden Unternehmen sein.

Der Paradigmenwechsel in der Antriebstechnologie – vom Verbrennungsmotor hin zu Batterie-betriebenen Fahrzeugen [10] – wird durch eine Vielzahl von Akteuren innerhalb und auch außerhalb der internationalen automobilen Wertschöpfungskette forciert. Fast unüberschaubar wirkt mittlerweile die Menge an Playern und Newcomern im upstream- und im downstream-Bereich [4]. Mit dem Angebot von E-Mobilitätslösungen steigt zugleich die Zahl vertikaler und horizontaler Kooperationen der Akteure. Ungewöhnlich viel Gestaltungskraft im neuen Markt und in der Forcierung neuer Geschäftsmodelle entfalten Maßnahmen der Politik und der Kommunalverwaltungen [7].

Die Experimente, Internet als Neuwagenvertriebskanal zu nutzen, haben Tradition. Der Ansatz, im Neuwagenvertrieb die Vertriebskanäle nach unterschiedlichen Vertriebsleistungen zu differenzieren und einen schlanken Servicekanal mit einem geringeren Kaufpreis bzw. höheren Rabatt anzubieten, waren bis um das Jahr 2008 wenig erfolgreich. Service- und Preis-Differenzierung fällt bei hochwertigen Produkten in der Regel einem Freifahrerproblem zum Opfer. Der Vertriebspartner mit schlankem Service und niedrigeren Preis kann nicht gleichzeitig ein breites Serviceband anbieten. Die preisliche Bandbreite zwischen dem Anbieter mit reiner Fahrzeugauslieferung (Minimal-Service) und hochwertiger Beratung einschließlich Probefahrten und Autohaus-Ambiente liegt zwischen 8 % und 10 % des Fahrzeuglistenpreises (CAR, Universität Duisburg-Essen).

Auch zu Beginn des 21. Jahrhunderts und trotz des Siegeszuges neuer Kommunikationsmedien wie Facebook & Co. wird es für den einzelnen Menschen weiter von hoher Bedeutung sein „mobil am Gesellschafts- und Erwerbsleben teilnehmen zu können.“ (Oehm 2000, S. 1. [27]) Nicht nur in Deutschland ist das Automobil zu einem integralen Bestandteil des täglichen Lebens geworden und gilt damit als eine der bedeutendsten Mobilitätsformen (vgl. Shell 2009, S. 5. [31]) schlechthin. Der PKW garantiert quasi vielen Menschen, dass sie entsprechend ihrer Nutzenpräferenzen am Gesellschafts- und Erwerbsleben teilnehmen können oder, wie Oehm es schon im Jahr 2000 zu Recht formulierte, dass „die vom PKW ermöglichte Mobilität […] Voraussetzung und Triebfeder für die heutige Art zu leben“ (Oehm 2000, S. 1 [27]) ist.

Die Bedeutung von technologischen Innovationen für die Wettbewerbs- und Überlebensfähigkeit von Unternehmen ist mittlerweile unbestritten. Gerade Unternehmen aus Hochlohnländern sehen darin häufig die einzige Möglichkeit sich zu differenzieren und die Existenz des Unternehmens zu sichern. Die Dynamik des Wettbewerbs sowie sich stetig verkürzende Produktlebenszyklen erfordern es in immer kürzeren Abständen Innovationen zu erschaffen. Die Entwicklungsleistung, die dabei auf allen Wertschöpfungsstufen erbracht wird, ist enorm. Nicht selten sind es die Komponentenhersteller bzw. die Zulieferunternehmen die einen erheblichen Beitrag zu den Innovationen des Endproduktherstellers leisten. Die Vergangenheit hat gezeigt, dass viele Automobilhersteller mit den von ihren Zulieferern hervorgebrachten Innovationen werben, in den Botschaften an die Kunden, die Innovationen jedoch für sich vereinnahmen. In der Wahrnehmung des Kunden entstehen die Innovationen also durch die „Ingenieurskunst“ des OEMs. Trotz dieser Problematik ist es Komponentenherstellern in der Vergangenheit gelungen aus den Schatten der OEMs herauszutreten und sich in der Wahrnehmung des Kunden zu etablieren. Grundlage hierfür war die Schaffung einer Ingredient Brand (IB). Das Konzept des Ingredient Brandings (IB) ist eine besondere Form des Markenmanagements, das sowohl bei B2 C-Märkten als auch bei B2B-Märkten geeignet ist. Es sieht vor, dass die Produktkomponenten (Ingredients) eine stufenübergreifende Markierung erfahren. Ziel dieses Beitrages ist es, die Möglichkeiten die dieses Vermarktungskonzept für Zulieferunternehmen bietet, zu erläutern und auf dessen Gestaltungsvarianten einzugehen. Dabei sollen die besonderen Chancen für Komponentenhersteller, die sich mit dem technologieinduzierten Wandel zum Elektromobil ergeben, aufgezeigt werden.

Obwohl die Marktprognosen für Elektromobilität weit auseinander liegen, so ist doch schon heute klar, dass sich die automobile Wertschöpfungskette verändern wird. Mit dem schrittweisen Übergang von Verbrennungsmotoren hin zu der Elektrifizierung des Antriebsstrangs verschieben sich Wertschöpfungsanteile Upstream. So werden die neuen Fahrzeugkonzepte eine völlig neue Architektur rund um den elektrischen Antriebsansatz herum aufweisen, der die gesamte Hersteller – und Zuliefererindustrie betrifft [1]. Ein Verbrennungsmotor besteht durchschnittlich aus etwa 1400 Bauteilen, ein Elektromotor beinhaltet hingegen nur etwa 200 Bauteile mit Potential für weitere Komplexitätsreduktionen [1]. Trotzdem wird sich der globale Markt für automobile Antriebsstränge bis zum Jahr 2030 auf 460 Mrd. Euro mehr als verdoppeln [2]. Allein der Anteil von Li-Ion-Batterien, Elektromaschinen und Hochvolt-Leistungselektronik wird sich im Jahr 2025 auf rund 80 Mrd. Euro belaufen. Das sind ca. 7 % der gesamten Komponentenwertschöpfung der Automobilindustrie [3]. Da die Kompetenzen in diesen Wachstumsfeldern heute in den Händen von Zulieferern liegen, müssen OEMs (Original Equipment Manufacturers, gemeint sind Automobilhersteller) ihre Technologieportfolios, in Hinblick auf den Verlust der ICE als Kernkompetenz, neu ausrichten.

Ökonomische, ökologische und gesellschaftliche Veränderungen werden in den nächsten Jahren tief greifende Änderungen in der weltweiten Arbeitsteilung zur Folge haben. Auch der Individualverkehr und die damit verbundene Wertschöpfungskette werden davon betroffen sein.

Die Automobilindustrie blickt aufgrund stark expandierender Märkte sehr positiven Zeiten entgegen. Dennoch haben im Jahr 2010 insgesamt (branchenübergreifend) 31.998 Unternehmen Insolvenz angemeldet. Davon gehörten 2.602 zum verarbeitenden Gewerbe (2009: 3.092). Die absolute Zahl an Insolvenzen ist um 2,1 % gegenüber 2009 gesungen, im Hinblick auf das verarbeitende Gewerbe sank der Wert sogar um 16 Prozent. Auch wenn diese Zahlen eine deutliche Verbesserung der Lage widerspiegeln, darf dabei nicht verkannt werden, dass dahinter in 2010 auch prominente Automobilzulieferer insbesondere für Produktionsmaterial (Komponenten u. Bauteile) steckten. Dies hatte weitreichende Konsequenzen für die Branche (Zulieferer und Hersteller) – im schlimmsten Fall in Form von Engpässen oder gar Fertigungsabrissen. Dass kein Grund zur Entwarnung besteht wird vor dem Hintergrund klar, dass die Zuliefererindustrie trotz prosperierender Absatzmärkte und stark expansiver Produktionszahlen der OEM vor großen betriebswirtschaftlichen Herausforderungen steht.

Das 3. Wissenschaftsforum Mobilität widmet sich im Track 2 der Frage nach dem Einfluss neuer Technologien, insbesondere der Elektromobilität auf das Nutzerverhalten und auf die Entwicklung neuer Mobilitätskonzepte, die die bekannten Probleme der fossilen Mobilität verringern können. Aufbauend auf den Nachhaltigkeitszielen nach ökonomischer, ökologischer und sozialer Mobilität werden Ansätze vorgestellt, die die genannten Ziele erreichen sollen. Somit stellt dieser Track die Synthese der in den anderen drei Tracks vorgestellten technischen und ökonomischen Ansätze dar.

In der Diskussion um die Marktfähigkeit von elektrisch angetriebenen Pkw ist einer der dominierenden Aspekte die heute noch geringe Reichweite dieser Fahrzeuge im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Nutzer haben sich an die nahezu 1.000 km Reichweite ihrer benzin- und dieselgetriebene Pkw gewöhnt und stehen der Anschaffung eines Elektro-Pkw aus zum Teil berechtigten und zum Teil eher psychologischen Gründen skeptisch gegenüber. Demgegenüber steht der industriepolitisch und ökologisch motivierte Wunsch der Bundesregierung, bereits in den nächsten Jahren eine signifikante Anzahl elektrisch angetriebener Fahrzeuge auf die Straße zu bringen.

Der Trend zu steigender Mobilität ist nicht zu übersehen. Jeder möchte sich schneller und komfortabler zu möglichst vielen Zielen unter geringsten finanziellen Aufwendungen und hoher Sicherheit bewegen bzw. bewegen können. Jedoch trägt der aus der Mobilität resultierende Verkehr auch erheblich zur Umweltbelastung bei und verursacht externe/soziale Kosten [12][18]. Beim Versuch, den Verkehr von seinen negativen Folgen stärker zu entkoppeln, sind nicht nur technische Innovationen von Bedeutung sondern die Verkehrsträgerwahl. Ist die Verlagerung des Verkehrs auf umweltfreundliche Verkehrsträger ein angestrebtes politisches Ziel, kann – von regulativen Zwängen abgesehen – nur eine Verbesserung des Angebots bzw. des Preis-Leistungs-Verhältnisses aus Kundensicht die dafür wesentlichen Einstellungen und damit in weiterer Folge die faktische Nachfrage nach diesen nachhaltig verbessern [13][16].

In Zeiten des Klimawandels und der Verknappung von endlichen Ressourcen rückt der Begriff Elektromobilität immer mehr in den Fokus großer Industrienationen. Vgl. Clausen (2008, S. 16 ff.) [1]. Die Bundesregierung plant, dass im Rahmen des „Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität“, welcher im August 2009 verabschiedet wurde, bis 2020 eine Million Elektrofahrzeuge in Deutschland verkehren. Die finanzielle Förderung des Bundes durch 500 Millionen Euro soll die kurzfristigen Ziele unterstützen und in Form eines Dreistufen-Plans die Marktreife von Elektrofahrzeugen realisieren und somit eine breite Marktdurchdringung ermöglichen. Die finanzielle Förderung wird dabei besonders für Forschung und Entwicklung von Elektrofahrzeugen und deren Komponenten eingesetzt. In der ersten Phase des Entwicklungsplans werden seit 2009 in acht Modellregionen in Deutschland Mobilitätsprojekte gefördert. So werden die Implementierung von Ladeinfrastruktur, der Einsatz von Elektrofahrzeugen sowie neue Konzepte der City-Logistik untersucht. Ob die Elektromobilität jedoch auch vor dem Hintergrund der Energiewende in Deutschland weiterhin als Schlüssel für die Lösung der Umwelt- und Klimaproblematik gesehen werden kann, bleibt abzuwarten. Einen (noch) erstaunlich geringen Stellenwert scheinen in dieser Diskussion die (heute schon) in höherem Maße elektromobilen öffentlichen Personenverkehrssysteme sowie der Wirtschaftsverkehr zu haben. Lieferfahrzeuge nehmen insgesamt bisher nur eine untergeordnete Rolle gegenüber den Pkw in den Projekten zur Elektromobilität ein. Vgl. Swantusch (2010, S. 22 f.) [2], Simon (2009, S. 29) [3], Becker (2010, S. 148) [4]. Die oft klarer definierten Einsatzzwecke und -radien legten eigentlich ein tendenziell größeres Nutzenpotential im Vergleich zum Individualverkehr nahe, sodass es notwendig und lohnend erscheint, neue Konzepte im Bereich der Ver- und Entsorgung in Städten integriert mit den einhergehenden Charakteristika von Lieferfahrzeugen der Elektromobilität zu berücksichtigen. Vgl. Clausen (2011) [5]. Besonders im Funktionsraum der Innenstadt sowie in Ballungsgebieten ist die Anwendung der Elektromobilität aufgrund der spezifischen Umweltsituation sinnvoll und erfordert dabei eine Erweiterung bzw. Neuinterpretation des Begriffs der City-Logistik. Vgl. Kümmerlin (2009, S. 6) [6].

Die City-Maut wird häufig als eine geeignete Maßnahme zur Lösung städtischer Mobilität und der durch Verkehr verursachten Umweltprobleme genannt. Bis heute wurde diese Maßnahme aber nur in relativ wenigen Städten eingeführt [2][14], wie z. B. in Singapur 1988, Bergen 1986, Oslo 1990, Trondheim 1991– 2005, Durham 2002, London 2003, Stockholm 2006/7 etc. Das Mautsystem in Bergen und Trondheim wurde wieder eingestellt. Interessant ist das Faktum, dass in über 20 Städten weltweit städtische Mautsysteme seit Jahren diskutiert werden und wurden, aber bis heute nicht implementiert sind. Dazu zählen New York, San Francisco, Edinburg, Manchester, Kopenhagen, Rom etc. [10]. Es ist festzuhalten, dass trotz der Vorschläge von Experten und grünen Lobbygruppen [27] in deutschsprachigen Ländern weder eine ernsthafte Überlegung, noch eine Einführung einer Stadtmaut realisiert wurde. Dieser Widerspruch verdient es, die Vor- und Nachteile im Detail zu diskutieren. Auf der einen Seite gilt das Hauptargument, das für die Einführung einer City-Maut spricht, als unbestritten: Eine Erhöhung der Nutzerkosten führt zu einer Reduktion der Autonutzung und Verlagerung auf alternative Verkehrsmittel. Als Folgewirkung verringert sich der Stau und die Umweltbelastung, vor allem durch Abgase, wird reduziert. Als positiver Nebeneffekt kommen Einnahmen in das Budget, die für Verkehrsmaßnahmen verwendet werden können und der Autonutzer, der die Maut akzeptiert, übernimmt je nach Mauthöhe mehr oder weniger seiner externen Kosten. Auf der anderen Seite gibt es eine Reihe von Risken, die selten diskutiert, aber als nicht zu vernachlässigende Nebeneffekte beachtet werden sollten. Hier ist vor allem die Teilung des Ballungsraumes in zwei oder mehrere Zonen unterschiedlicher Erreichbarkeit zu nennen. Letztendlich wird die Erreichbarkeit eines Standortes durch die generalisierten Verkehrskosten bestimmt, die die Reisezeit und die Verkehrsnutzerkosten beinhalten. Diese Teilung des Ballungsraumes in Zonen unterschiedlicher Erreichbarkeit führt langfristig zu einem Standortvorteil der äußeren, nicht mit Maut belegten Zonen und damit zu einer Verlagerung von Wohn- und geschäftlichen Nutzungen in den äußeren Teil der Ballungsräume. Schließlich spielt die Realpolitik eine große Rolle: Politiker wollen wiedergewählt werden und die Einführung eine City-Maut ist alles andere als populär. Gibt es auf diese Fragen eine zufriedenstellende Antwort?

Fossile Brennstoffe sind das Treibmittel unserer Wirtschaft und konstitutiv für unseren Wohlstand. War es zunächst die Kohle, die dem Menschen über die Dampfmaschine ein Vielfaches der körpereigenen Kraft für Transport und das Verrichten von allen Arten von Arbeit zur Verfügung gestellt hat, wurde mit der Entdeckung vor gut 150 Jahren das Erdöl durch den Einsatz von Motoren der wesentliche Energieträger im Verkehr. Der Verkehrssektor hängt zu 95 % vom Öl ab. Heute verbraucht der Verkehr weltweit rund 54 % des Erdöls.

Stadt- und Verkehrsentwicklung sind eng miteinander verbunden – die Entwicklung der Mobilität und ihrer Infrastrukturen hat Einfluss auf die Stadtentwicklung, und umgekehrt hat die Stadtentwicklung entscheidenden Einfluss auf die Entstehung von Individualverkehr. Die Mobilität von Menschen und Gütern formt die Stadt im gleichen Maße wie die bestehende Stadtstruktur Formen der Mobilität ermöglicht oder ausschließt. Man redet gern von einem dialektischen Verhältnis, das in den vergangenen einhundert Jahren wirksam war: Stadt formt Mobilität und Mobilität formt Stadt.

Elektromobile Nutzungskonzepte werden zurzeit fast ausschließlich mit Blick auf den urbanen Raum und dort auch im Besonderen mit Fokus auf so genannte Mega-Cities diskutiert. Unter dem Aspekt der lokalen Emissionen, der Lenkung drastisch steigender Verkehrsströme und der steigenden Parkraumproblematik ist dies auch durchaus sinnvoll.

Smart Mobility wird als ein Angebot definiert, das eine „energieeffiziente“, „emissionsarme“, „sichere“, „komfortable“ und „kostengünstige“ Mobilität ermöglicht und das vom Verkehrsteilnehmer intelligent genutzt wird. Dabei geht es um die Optimierung der Nutzung der vorhandenen Angebote durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT). Von besonderem Interesse im Hinblick auf die genannten Zielsetzungen sind dabei IKT-Strategien, die eine Auswirkung auf die Verkehrsmittelwahl zugunsten des Umweltverbundes haben. Im Mittelpunkt des Umweltverbundes steht das Angebot des Öffentlichen Verkehrs. Es wird ergänzt durch Park+Ride und weitere Zubringersysteme, die die Fläche erschließen.

Berlin ist Testumfeld im Rahmen mehrerer Modellvorhaben und Flottenversuche zur Elektromobilität. So wurden auch bereits 63 Ladestationen durch das Unternehmen RWE (Stand August 2011, [9]) und 39 Stationen durch das Unternehmen Vattenfall (Stand August 2011, [11]) in Berlin installiert. Gegenwärtig strebt RWE darüber hinaus eine Ausweitung des Ladestationennetzes in Berlin sowie anderen Städten an. Dazu werden Kooperationen mit der öffentlichen Hand, aber auch mit privatwirtschaftlichen Einrichtungen gesucht.

Vor dem Hintergrund globaler, industrieller Herausforderungen, wie der Urbanisierung, der weltweiten Ausbreitung neoliberaler Konsum- und Produktionsmuster, dem Anwachsen von motorisiertem Individualverkehr und der damit einhergehenden Ressourcenknappheit, gilt es, sich multisektoral mit nachhaltiger Mobilität im urbanen Raum auseinanderzusetzen. Nachhaltige Mobilität inkludiert nicht nur die Schaffung von Rahmenbedingungen für technische Lösungen und nachhaltige Verkehrskonzepte, wie der Fahrradmobilität, sondern auch die Beteiligung verschiedener Interessensgruppen, die sowohl mit Informations- und Kommunikationstechnologien als auch via Face-to-Face-Interaktionen ihr Wissen austauschen, organisieren und vernetzen. Dementsprechend geht der Artikel der Frage nach, wie man eine erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen unterschiedlichen Akteuren aus dem Bereich Fahrradmobilität erreichen kann. Dabei wird Velo City Ruhr – eine nachhaltige Netzwerk-, Wissens- und Lernplattform – als ein Modell für Kooperation vorgestellt, welches mithilfe des Clearing House Ansatzes organisiert wird. Abschließend zeigt der Artikel ausstehende Forschungsbedarfe auf.

Die Entwicklungen im Automotive-Sektor der letzten Jahre sind neben fahrzeugtechnischen Innovationen insbesondere durch eine immer stärkere Integration von Informations- und Kommunikationstechnologien im Fahrzeug gekennzeichnet. Durch diese Integration entstehen sowohl neue Anwendungen für Fahrer und Passagiere als auch innovative Techniken der informationstechnischen Kopplung des Fahrzeugs mit seiner Umwelt (Car2X) Die Anbindung an das mobile Internet wird bei neuen Fahrzeuggenerationen immer mehr zur Standardfunktionalität. Treibende Faktoren für diese Entwicklung sind unter anderem in den sinkenden Kosten für mobile Datenverbindungen sowie in der zunehmenden Verbreitung internetfähiger Mobilgeräte zu sehen, die bei den Nutzern den Bedarf nach einer durchgängigen Online-Fähigkeit auch im Automobil geweckt hat.

The whole automotive industry is changing rapidly as fossil fuel is getting more expensive, pollution is a serious problem, and people often just expect more from their vehicle than “only” getting them from A to B. Electric mobility is a promising answer for the first two questions. Unfortunately, it comes with some serious drawbacks: Charging a battery takes up to several hours (compared to a few minutes for refueling) while cruising ranges are short. As a result, intelligent routing systems will be even more important in the future, in order to avoid long and boring waiting times at charging points (which might perhaps also be unnecessarily expensive). If the driver has to wait for such a long time, he should be guided to a charging station where he can find attractive services and shopping or entertainment opportunities matching his interests – ideally, at a charging point with reasonable prices. Apart from electric mobility, such navigation solutions can be attractive in many other scenarios, if providing added-value services. For instance could they recommend certain hotels along the route, music matching the driver’s taste or simply a garage with certain bargains such as reduced winter tyres, if the old ones are used up.

Alternative Antriebssysteme sollen das Ende der Abhängigkeit von fossilen Ressourcen ermöglichen [1], [13], [16]. Nachdem Elektroantriebe bereits im PKW-Bereich Einzug halten, sollen sie zukünftig ihr Potenzial im Nutzfahrzeugbereich zeigen.Beispielsweise zählt das Modell ‚Vito‘ von Mercedes-Benz zu den ersten Transportern mit Elektroantrieb und wird aktuell von Unternehmen wie beispielsweise DHL erprobt [5], [6].

Das mobile Internet erlaubt es nahezu überall Informationen Dienste und Leistungen aus der Online-Welt unterwegs und an jedem beliebigen Ort zu nutzen. Maßgeblich zu diesem Erfolg beigetragen hat die Entwicklung von modernen Multimedia-Mobiltelefonen, so genannter Smartphones. (Vgl. Bitkom, 2011) [5] Diese Endgeräte haben eine sinnvolle und nutzenstiftende Verwendung des Internets in mobilen Lebenssituationen erst möglich gemacht.

Lichtsignalanlagen (LSA) prägen insbesondere in urbanen Räumen das Erlebnis der Beteiligung am Straßenverkehr. Sie reglementieren die Fortbewegung aller Verkehrsteilnehmer, seien es Autofahrer, Radfahrer oder Fußgänger, in erheblichem Maße. Trotzdem sind sie im Straßenverkehr der heutigen Zeit unverzichtbar. Sie dienen in erster Linie der Verkehrssicherheit, indem sie das gefahrlose Queren von Straßen mit hohem Verkehrsaufkommen oder das sichere Einbiegen in diese gewährleisten. Hierbei muss eine zyklische Unterbrechung der Verkehrsströme in Kauf genommen werden. Damit verbunden sind Brems-, Halte- und Beschleunigungsvorgänge, die gegenüber einer ungehinderten Fahrt zu einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs, der Emissionen und der Reisezeit führen.