Abendblatt-Serie

100 große Fragen: Wie bewegen wir uns in der Zukunft fort?

Statt auf Pkw mit Verbrennungsmotoren sollten wir möglichst auf umweltschonende Treibstoffe wie Wasserstoff setzen, sagen Timo Reis (l.) und Michael Fröba

Statt auf Pkw mit Verbrennungsmotoren sollten wir möglichst auf umweltschonende Treibstoffe wie Wasserstoff setzen, sagen Timo Reis (l.) und Michael Fröba

Foto: Mark Sandten / MARK SANDTEN / FUNKE FOTO SERVICES

Zwei Experten über die Chancen von Elektro- und Wasserstoffautos, Tests für autonomes Fahren und die Mobilität im Umland.

Hamburg. Staus und schlechte Luft bereiten in vielen Großstädten erhebliche Probleme – auch in Hamburg. Was muss passieren, damit es weniger Verkehr, weniger Abgase und mehr Lebensqualität gibt? Welche technologischen und organisatorischen Herausforderungen für eine Verkehrswende zu bewältigen sind, erläutern der Energieforscher Michael Fröba und der Mathematiker Timo Reis von der Universität Hamburg.

Fast 800.000 Pkw waren Anfang 2019 in Hamburg angemeldet – rund 11.000 mehr als ein Jahr zuvor. Warum setzen immer noch so viele Menschen auf das Auto?

Michael Fröba Wer in der Hamburger Innenstadt wohnt, braucht nicht unbedingt ein Auto. Menschen, die oft aus der Stadt hinausfahren, die pendeln oder etwas transportieren wollen, sind allerdings schon eher auf Pkw angewiesen – anders kann ich mir diese hohen Zahlen nicht erklären. Zumindest an vielen Stellen in der Innenstadt lassen sich auch Busse, U- und S-Bahnen nutzen.

Trotzdem steigen auch dort längst nicht alle Hamburger vom Pkw auf den ÖPNV um.

Timo Reis Was Pkw angeht, ist hierzulande viel Irrationalität mit im Spiel. Das Auto ist ein Gegenstand, der sich über Jahrzehnte so stark etabliert hat, dass viele Menschen allein aus Gewohnheit nicht darauf verzichten wollen.

Als umweltschonende Alternative zu Pkw mit Verbrennungsmotor gelten Elektroautos. Im April waren in Hamburg aber gerade einmal 2531 Pkw mit reinem Elektroantrieb angemeldet, dazu 9350 Pkw mit Hybridantrieb. Von einer technologischen Verkehrswende kann nicht die Rede sein.

Reis Viele Kunden schreckt die geringe Reichweite ab. Mit den meisten Modellen schaffte man zuletzt nur etwa ein Viertel der Strecke, die herkömmliche Pkw schaffen. Erschwerend kommt hinzu: Das Aufladen der Batterien dauert erheblich länger als das Auftanken mit Benzin oder Diesel bei herkömmlichen Autos.

Wird die Reichweite von E-Autos denn bald zunehmen?

Fröba Viele E-Autos, die jetzt auf den Markt kommen, haben immerhin schon Reichweiten von 250 bis 300 Kilometer – deutlich mehr als ältere Modelle, die 100 bis 150 Kilometer schaffen. Allerdings gilt immer noch die Faustregel: 100 Kilogramm Batterie reichen für etwa 100 Kilometer. Je größer die Reichweite ist, desto mehr Gewicht schleppt ein Auto also mit. Es wird deshalb künftig auch darauf ankommen, ob E-Autos leichter zu bauen sind, um das Gewicht der Batterien zu kompensieren und eine große Reichweite zu ermöglichen. Davon alleine wird es aber nicht abhängen, ob E-Autos der Durchbruch gelingt.

Worauf wird es noch ankommen?

Fröba Zum Beispiel darauf, ob sich Menschen künftig genauer überlegen, wofür sie Autos wirklich nutzen wollen. Wer in der Hamburger Innenstadt wohnt und größtenteils mit dem Pkw nur innerhalb der Hansestadt fahren will, kommt mit der Reichweite eines E-Autos vollkommen aus. Für den zweiwöchigen Urlaub in Bayern könnte man dann besser mit der Bahn fahren und eventuell vor Ort ein Auto mit Verbrennungsmotor mieten, statt eines zu kaufen. Damit vermeidet man Abgase und schont die Umwelt.

Reis Ich bin ja ein großer Fan von Elek-troautos – schon allein deshalb, weil sie im niedrigen Drehzahlbereich eine wahnsinnige Beschleunigung haben. Es macht einfach Spaß, ein Elektroauto zu fahren. Elektroautos werden meiner Ansicht nach nicht gut beworben, es geht zu oft nur um den Umweltaspekt.

Kritiker sagen, E-Autos seien längst nicht so umweltschonend wie behauptet. Für die Herstellung der Batterien werde sehr viel Energie benötigt und damit das Treibhausgas CO2 erzeugt. Einige wichtige Rohstoffe für die Batterien, insbesondere Cobalt und Lithium, würden unter ausbeuterischen Bedingungen und zudem ineffizient in Afrika, Südamerika und Asien gefördert.

Fröba Die Batteriehersteller versuchen bereits, den Einsatz etwa von Cobalt zu minimieren und Lithium effizienter abzubauen. Gleichwohl gibt es noch viel zu tun für eine umweltschonendere Produktion der Batterien unter besseren sozialen Bedingungen. Hinzu kommen weitere Herausforderungen. Der Anteil von Strom aus erneuerbaren Energien in der Europäischen Union beträgt erst etwa 30 Prozent. Solange E-Autos auch mit Strom etwa aus Kohle und Atomkraft betrieben werden, sind sie zumindest keine durchweg saubere Alternative zu Pkw mit Verbrennungsmotoren. Noch in den Kinderschuhen steckt das Recycling von Batterien aus E-Autos, auch das gilt es zu verbessern. E-Autos müssen zudem preisgünstiger werden, wenn sie sich besser verkaufen sollen. Als Alternative zu Verbrennern nur auf batteriebetriebene E-Autos zu setzen hielte ich ohnehin für falsch: Autos, die Wasserstoff nutzen, um in einer Brennstoffzelle zusammen mit Luft Strom zu erzeugen und so einen Elektromotor antreiben, haben mehr Reichweite, lassen sich ebenso schnell auftanken wie herkömmliche Pkw ...

… und ihre Abgase bestehen nur aus Wasserdampf. Klingt prima – warum haben sich diese Autos noch nicht durchgesetzt?

Fröba Es gibt ein Preisproblem. Wasserstoff liegt auf der Erde nicht frei vor, sondern nur gebunden, etwa in Wasser. Diesen Treibstoff freizusetzen ist teuer. Bisher wird Wasserstoff überwiegend aus Erdgas hergestellt. Dabei entsteht Kohlendioxid. Nur wenn Wasserstoff aus Wasser mithilfe von Strom aus Wind- oder Solarenergie erzeugt wird, ist die Klimabilanz deutlich besser. Diese Verfahren, die Elektrolyse, muss aber noch weiter verbessert werden, um auch die nötigen Mengen an Wasserstoff zu erzeugen, die für einen Einsatz von Wasserstoff-Autos im großen Stil nötig wären. Aufwendig und teuer ist bisher auch die Speicherung von Wasserstoff als Brennstoff – auch das muss noch weiter besser werden.

VW testet derzeit in der Hamburger Innenstadt autonomes Fahren. Was bringt es, wenn Autos voll automatisiert fahren können, in einem begrenzten Areal mit Fahrern, die zur Not eingreifen können wie bei dem VW-Projekt, oder sogar ohne Fahrer voll automatisiert auf allen Routen?

Reis Wenn wir nicht mehr selbst am Steuer sitzen müssten, würde das den Stress, der durch die Konzentration im Straßenverkehr entstehen kann, reduzieren; wir würden fitter zur Arbeit kommen. Zweitens könnte autonomes Fahren die Sicherheit erhöhen. Menschen machen Fehler. Das gilt zwar auch für Maschinen, doch die Fehlerquote kann sehr viel geringer sein.

Von den Crashs, in die von Google getestete autonome Autos verwickelt waren, haben Sie gehört?

Reis Natürlich. Das waren zweifellos tragische Fälle, da gibt es nichts zu beschönigen. Dennoch können Unfälle mit autonomen Fahrzeugen die Ausnahme bleiben, wenn die Technologien erst einmal ausgereift sind.

Was macht Sie da so sicher?

Reis Ein Maschine hat eine erhebliche kürzere Reaktionszeit als der Mensch, und sie kann rational entscheiden. Wir sind unter Stress und in der Kürze der Zeit schnell überfordert. Nehmen wir an, es liegt eine Kiste auf der Fahrbahn, die ein Lastwagen verloren hat. Viele Autofahrer würden wohl versuchen, diesem Gegenstand auszuweichen, ohne darauf achten zu können, dass womöglich links neben ihnen ein anderes Auto fährt, mit dem sie dann bei dem Manöver kollidieren würden. Der Computer des Autos hingegen würde analysieren, wer oder was sich vor, neben und hinter dem Auto befindet, wie schnell das Auto fährt und welches die beste Strategie unter Abwägung aller Aspekte wäre. Womöglich ließe der Computer das Auto dann über die Kiste fahren. Das würde vielleicht eine Felge ruinieren, aber einen lebensgefährlichen Unfall verhindern.

Fröba Es ist unbestritten, dass eine Maschine schneller reagieren kann als der Mensch. Wie aber lassen sich Fälle wie zuletzt bei einigen Boeing-Flugzeugen verhindern, als die Software die Kontrolle übernahm und Abstürze verursachte, während die Piloten sich vergeblich bemühten, die Kontrolle zurückzugewinnen?

Reis Man wird Mechanismen einführen müssen, die eine Übernahme durch den menschlichen Fahrer immer erlauben. Grundsätzlich werden autonome Fahrzeuge noch viele Tests und Prüfungen bestehen müssen, bevor sie in den Verkehr gelassen werden.

Kann autonomes Fahren auch die Umwelt schonen?

Reis Es kommt darauf an. Praktiziert wird bereits mit normalen Pkw das Carsharing, bei dem sich mehrere Menschen ein Auto teilen. Das verursacht weniger Abgase, als wenn diese Menschen jeweils ein eigenes Auto nutzten. Carsharing von kommerziellen Anbietern setzt aber bisher hauptsächlich auf einige zentrale An- und Abgabestationen in der Stadt. Wenn es künftig so liefe, dass auch privat genutzte autonome Fahrzeuge in das Carsharing-System eingebunden werden, würde dies zu einer Dezentralisierung des Carsharings beitragen.

Fröba Wer in autonomen Fahrzeuge unterwegs ist, muss die Füße vom Gas lassen. Das könnte zu einem gleichmäßigeren Verkehrsfluss führen, was ebenfalls für weniger Abgase sorgen und somit die Umwelt schonen würde.

Auch wer Busse und Bahnen benutzt, teilt sich Fahrzeuge mit anderen Menschen. Welche Vorteile bietet demgegenüber autonomes Fahren?

Reis Der große Unterschied liegt im Fahrplan, der beim autonomen Fahren individueller ausfallen kann. Wenn erst einmal sehr viele autonome, geteilte Fahrzeuge unterwegs sind, finde ich mit höherer Wahrscheinlichkeit ein Auto für mich, wenn ich es in der Nähe gerade brauche. Und ich spare Zeit im Vergleich dazu, zur nächsten Bus- oder U-Bahn-Station zu gehen und dann auf festgelegten Routen zu meinem Ziel zu gelangen.

Fröba Wenn wir die Zahl der vielen privat nur im Ein-Personen-Betrieb genutzten Pkw in Hamburg reduzieren wollen, werden allerdings auch geteilte autonome Fahrzeuge nicht ausreichen. Natürlich müssen wir in der Innenstadt, wo die Verkehrsbelastung am größten ist, den ÖPNV, das Carsharing und die Nutzung des Fahrrads weiter vorantreiben. Was aber ist mit den vielen Pendlern, die am Rand oder außerhalb Hamburgs wohnen und zur Arbeit in die Stadt müssen? Für viele dieser Menschen ist der Verzicht auf private Pkw noch nicht attraktiv, weil es an einigen Orten an schnellen und zuverlässigen Anbindungen fehlt. Ob die Verkehrswende in Hamburg gelingt, wird auch davon abhängen, ob es künftig auch im Umland mehr ÖPNV-Angebote und mehr Carsharing geben wird. Hier werden wir künftig stärker investieren müssen, wenn wir weniger Abgase wollen, denn auch diese Menschen tragen zum Wohlstand Hamburgs bei. Es wird nicht reichen, die Taktraten von einigen S-Bahn-Linien zu erhöhen.

Wie wird die Mobilität in Hamburg in zehn Jahren aussehen?

Reis Ich befürchte, dass die Visionen, über die wir hier sprechen, in zehn Jahren noch nicht erreicht sein werden. Ich hoffe allerdings, dass ich unrecht habe. Es werden mehr Fahrverbote kommen, das wird zu einem Umdenken zwingen. Deshalb wird wahrscheinlich der ÖPNV stärker genutzt werden. Trotzdem wird es immer noch Staus in der Stadt geben.

Fröba Ich glaube, dass wir in der Innenstadt irgendwann Verbotszonen bekommen werden oder Gebühren für ältere Pkw, wie es in London und Oslo bereits üblich ist. Ich hoffe, dass vor allem die Mobilität in den Außenbereichen der Stadt verbessert wird.