Veränderungen durch ECO-Mobilität - Virtual Vehicle und Joanneum Research in Alpbach

Bei den Alpbacher Technologiegesprächen wurden die Auswirkungen von Green Tech & ECO-Mobilität diskutiert. Die Ergebnisse zeigen uns spannende Szenarien einer umfassend veränderten Zukunft.

Das Grazer Forschungszentrum VIRTUAL VEHICLE koordinierte bei den diesjährigen Alpbacher Technologiegesprächen gemeinsam mit JOANNEUM RESEARCH den Arbeitskreis "Green Tech: Vision und Business ECO-Mobilität". Wie "grüne Innovationen" erfolgreich durch Forschung und Entwicklung in den Markt gebracht werden können, wurde eingehend diskutiert. Denn der Mobilität kommt im Bereich Green Tech Research besondere Relevanz zu. Die Weiterentwicklung der Mobilität zur ECO-Mobilität – einer zukunftsfähigen, emissionsarmen und leistbaren Fortbewegung in Verbindung mit regenerativen Energieträgern – ist eine wesentliche gesellschaftliche Herausforderung.

Im ersten Themenbereich über technische Entwicklungen und deren ökonomische Relevanz hielt Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Steiger, der Leiter Zukunftstechnologien der Volkswagen AG Wolfsburg seinen Vortrag "Mobilität am Wendepunkt": "Nur die schnellstmögliche Abkoppelung wirtschaftlicher Entwicklung von fossiler Energie sichert die gesellschaftliche Weiterentwicklung" und "die Innovationskraft Europas ist der zentrale Faktor, um Abwanderung von Forschung & Entwicklung zu stoppen." Ebenso zu diesem Themenbereich referierte Dr. Jost Bernasch, der Geschäftsführer des VIRTUAL VEHICLE, mit seinem Beitrag "leistbare Mobilität": "Es bedarf neuer Prozesse und Werkzeuge, damit die Industrie zukunftsfähige Innovationen und Fahrzeuge so kosteneffizient entwickeln kann, dass sie den Markt-Erfordernissen entsprechen. Eines der Schlüsselwörter für diese Anforderungen lautet Simulation."

Der zweite Themenbereich behandelte die Bereiche Ressourcen, Energieversorgung und Infrastruktur, zu denen Dr. Walter Böhme, Leiter Innovationsmanagement der OMV Aktiengesellschaft, Wien über den "Aufbau der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe" referierte: "Vor dem Hintergrund der schwierigen ökonomischen Lage der europäischen Wirtschaft sollte man sich auch der Frage stellen, welche der alternativen Kraftstoffe die langfristigen europäischen Ziele bestmöglich unterstützen und sich eher auf ganz wenige neue Pfade konzentrieren." Über "Nachhaltige Gestaltung von Verkehr und Mobilität" trug Prof. Dr.-Ing. Martin Faulstich, Geschäftsführer der Clausthaler Umwelttechnik-Institut GmbH vor: "In einem Ausblick auf eine nachhaltige Industriegesellschaft wird verdeutlicht, dass die für die zukünftigen Infrastrukturen benötigten Rohstoffe in globalisierten Recyclingkreisläufen geführt werden müssen."

Im dritten Themenbereich wurden rechtliche und gesellschaftliche Rahmenbedingungen auf europäischer und regionaler Ebene diskutiert. Mit seinem Referat "Mobil sein, moralisch bleiben – Was hat Mobilität mit Ethik zu tun?" war Univ.-Prof. Mag. Dr. Leopold Neuhold vom Institut für Ethik und Gesellschaftslehre der Universität Graz vertreten: "Mit sanfter Mobilität etwa sind solche Interessensabstimmungen angedeutet, die den Menschen – und zwar alle – in den Mittelpunkt der Gestaltung stellen und das Ganze gelungenen menschlichen Lebens im Blick haben." Mag.a Ursula Zechner, Sektionschefin der Sektion IV Verkehr im Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie hatte "ECO-Mobilität im Kontext der österreichischen und europäischen Verkehrspolitik – Neue Allianzen bilden" im Focus: "Wichtig sind eine integrierte Betrachtung des Verkehrssystems, ein Anstieg in der Nutzung von öffentlichen und nicht-motorisierten Verkehrsmitteln sowie die Stärkung nachhaltigen Verhaltens im Verkehr."

Geleitet wurde der Arbeitskreis von Univ.-Doz. Dr. Johann Fank, Direktor Resources vom Institut für Wasser, Energie und Nachhaltigkeit der JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH, Graz, die Betreuung übernahmen Mag.a Sonja Kranz von JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH, Graz und Dr. Aldo Ofenheimer vom VIRTUAL VEHICLE.
 
Europäisches Forum Alpbach - Technologiegespräche 2013

Arbeitskreis: "Green Tech: Vision und Business ECO-Mobilität"
(Langversion)

Demografische Entwicklung, Urbanisierung, Globalisierung, Ressourcenknappheit und Klimawandel sind die Megatrends des 21. Jahrhunderts und Folgen der menschlichen Lebenskultur. Sustainable Business – auch für Mobilität – wird angesichts dieser Trends nicht nur zunehmend wichtiger, sondern Grundlage für den wirtschaftlichen Erfolg, den sozialen Zusammenhalt sowie den Schutz der natürlichen Lebensgrundlagen, wenn die Menschheit ihre internationale Verantwortung wahrnimmt. Konsequente Forschung und Entwicklung setzen "grüne" Visionen in innovative Geschäftsmodelle um. Der Mobilität kommt im Bereich Green Tech Research besondere Relevanz zu. Die Weiterentwicklung der Mobilität zur ECO-Mobilität – einer zukunftsfähigen, emissionsarmen und leistbaren Fortbewegung in Verbindung mit regenerativen Energieträgern – ist daher eine wesentliche gesellschaftliche Herausforderung. Mobilität von Personen und Gütern gehört zu den Voraussetzungen moderner Gesellschaften und Wirtschaftssysteme. Außerdem ist die Möglichkeit, (fast) jederzeit an den gewünschten Ort zu gelangen, ein wichtiges Element der individuellen Lebensqualität. Aber die Mobilität hat ihren Preis, der in Form zunehmender Umweltbelastung und steigenden Ressourcenverbrauchs bezahlt werden muss. Um den Verkehrssektor für den Übergang in eine Low-Carbon-Economy zu gestalten, sind innovative Konzepte und Technologien für eine ressourcenschonende, klimafreundliche und auch leistbare Mobilität gefordert. Vertreter/innen der Industrie, der Forschung und der öffentlichen Hand diskutierten im Rahmen des Arbeitskreises ECO-Mobilität aus den Blickwinkeln Technologie, Ressourcen und Infrastruktur sowie Ökonomie und Gesetzgebung. Dabei wurden gesellschaftliche Rahmenbedingungen ebenso wie ethische Aspekte beleuchtet.

Leiter: Univ.-Doz. Dr. Johann Fank, Direktor RESOURCES – Institut für Wasser, Energie und Nachhaltigkeit, JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH, Graz

Betreuung: Mag.a Sonja Kranz, BA, JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH, Graz
Dr. Aldo Ofenheimer, MBA, Kompetenzzentrum – Das virtuelle Fahrzeug Forschungsgesellschaft mbH, Graz


Themenbereich 1: Technische Entwicklungen und ihre ökonomische Relevanz

"Mobilität am Wendepunkt"
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Steiger, Leiter Zukunftstechnologien Konzern-Außenbeziehungen, Volkswagen Aktiengesellschaft, Wolfsburg (D)

Weltweit steigt der Motorisierungsgrad kontinuierlich, es fahren bereits mehr als 1 Milliarde Fahrzeuge auf der Erde und jährlich kommen ca. 65 Millionen hinzu. Der Pkw ist und bleibt das wichtigste universale Verkehrsmittel. "Peak-Oil", das globale Ölfördermaximum und damit die Grundlage nahezu aller Kraftstoffe für die Mobilität, ist weitgehend erreicht und weitere Ölreserven finden sich größtenteils in politisch instabilen Regionen. Die Aufwendungen bei deren Exploration steigen kontinuierlich an.
Politik und Gesellschaft fordern daher einen Wandel in der Mobilität. Wenn heute Pkw Besitzer 80% ihrer Wege mit einem, nämlich ihrem, verbrennungsmotorisch angetriebenen Pkw zurücklegen, sollen sie in Zukunft an einem komplexen Mobilitätssystem teilhaben. Dieses System besteht aus mehreren Verkehrsträgern, wie Fahrrädern, Kleinstfahrzeugen, Pkws und Massentransportmitteln sowie Dienstleistungen wie Leasing oder Sharing. Ein solches System ermöglicht eine deutlich höhere Effizienz der Transportleistung, bei gleichzeitiger Verringerung der CO2-Emissionen und Reduzierung der lokalen Schadstoffe und des Verkehrslärms.
Vorgaben der EU-Energie-Strategie fordern bezogen auf das Jahr 1990 eine Reduzierung der absoluten CO2-Emissionen im Verkehr bis zum Jahr 2050 um 60%. In ihrem "Whitepaper Transport" hat die EU-Kommission zusätzlich das Ziel formuliert, bis zum Jahr 2030 die Anzahl der Fahrzeuge mit konventionellen Antrieben im innerstädtischen Verkehr zu halbieren. Bis zum Jahr 2050 sollen innenstädtisch ausschließlich Fahrzeuge mit alternativen Antrieben fahren. Dieser Umstieg wird zu einer enormen Anstrengung für die Automobilindustrie und bedarf teilweise eines Bewusstseins Wandels im Umgang mit den Verkehrsträgern.

Hieraus ergeben sich direkte Handlungsanweisungen:
- Die Steigerung der Energieeffizienz aller Prozesse ist zwingend und wird zur preiswertesten Energiequelle.
- Eine Diversifizierung der Energieträger minimiert das Risiko lokaler und politischer Abhängigkeiten.
- Nur die schnellstmögliche Abkoppelung wirtschaftlicher Entwicklung von fossiler Energie sichert die gesellschaftliche Weiterentwicklung.

Es sind daher nicht nur politische Vorgaben sondern wirtschaftliche Zwänge, die eine höhere Energieeffizienz und den Umstieg auf regenerative Primärenergien erfordern.
Ein klassischer Verbrennungsmotor kann bauartbedingt im Bestpunkt Wirkungsgrade von 60 bis 64% erreichen. Bei Dieselmotoren sind bereits bis zu 50% erreicht, Verbesserungen sind daher vorwiegend noch im Teillastbereich möglich. Alternative Kraftstoffe wie Erdgas werden eine wachsende Bedeutung erlangen, weil davon noch große Reserven vorhanden sind. Außerdem lässt sich Biogas oder E-Gas sehr einfach dem Erdgas beimischen, weil es sich um das gleiche Molekül handelt: Methan. Derartige "Drop-In"-Kraftstoffe werden auch bei flüssigen Varianten zum Einsatz kommen, so z.B. HVO bei Dieselkraftstoffen. Darüber hinaus ermöglicht rein technisch vor allem die Elektrifizierung der Antriebe eine weitere Effizienzsteigerung und Nutzung von elektrischer Energie als Alternative. Mild-Hybrid, Full- und Plug-In-Hybrid, Range Extender oder Batteriefahrzeug: Die grundlegenden Techniken sind vorhanden, jetzt zählt deren Marktintegration unter ökonomischen Voraussetzungen.
Grundsätzlich sind aber nicht alle Antriebsarten in jeden Verkehrsraum sinnvoll integrierbar. Im innerstädtischen Bereich werden zukünftig vorrangig zweirädrige und elektrisch angetriebene Fahrzeuge zum Einsatz kommen, im Umfeld der Innenstädte eher Plug-In-Hybride, für die Langstrecke sind konventionelle und Hybridfahrzeuge geeignet.
Die gesellschaftliche Akzeptanz dieser Fahrzeuge und deren ökonomische Realisierbarkeit muss teilweise noch erzielt werden und erfordern eine koordinierte Vorgehensweise von Politik und Wirtschaft entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Forschung, Entwicklung über das Produkt und dessen Markteinführung und Integration in ein Gesamt Mobilitätssystem.

"Leistbare Mobilität"
Dr. Jost Bernasch, Geschäftsführer, Kompetenzzentrum – Das virtuelle Fahrzeug Forschungsgesellschaft mbH, Graz

Die globale Zahl an Fahrzeugen und das Verkehrsaufkommen werden weiter stark zunehmen. Es gilt, die damit verbundenen ansteigenden Emissionen zu reduzieren. Fahrzeuge sind in den letzten rund 40 Jahren bereits erheblich umweltfreundlicher, sicherer und sparsamer geworden. Darüber hinaus ist das technologisch verfügbare Angebot alternativer Antriebstechnologien und elektrifizierter Fahrzeuge sehr stark angestiegen. Diese Entwicklung wird sich auch in den kommenden 40 Jahren weiter fortsetzen und durch nationale und EU-Gesetzgebungen, weltweite Übereinkünfte und Verbraucherregelungen stark vorangetrieben. Der Erfolg "grüner Technologie" hängt jedoch stark von ihrer Leistbarkeit ab – sie muss leistbar sein für die Umwelt, für die Industrie und für die Kunden.
Der Zuwachs der Mobilität muss insbesondere für die Umwelt leistbar bleiben. Die Emissionen der Fahrzeuge (z.B. Schadstoffe, Lärm) können durch den richtigen Einsatz der technisch verfügbaren Möglichkeiten reduziert werden, um die Auswirkungen auf die Umwelt möglichst gering zu halten. Auf die jeweilige Fahrzeug-Anwendung optimierte Antriebssysteme, intelligente Steuerung und Leichtbau ermöglichen eine starke Reduktion der CO2-Emissionen. Um diese immer komplexer werdende Entwicklung umzusetzen, braucht es heute und noch stärker morgen eine ausgefeilte Technik, zukunftsfähige Innovationen und vor allem viel Forschung in Kombination mit Erfahrung.
Die wachsende individuelle Mobilität muss auch für den Menschen und die Gesellschaft leistbar bleiben. Zukunftsweisende Fahrzeugkonzepte müssen sicher, effizient und umweltfreundlich sein und darüber hinaus dem individuellen Mobilitätsbedarf des Menschen entsprechen. Damit die Gesellschaft und der einzelne Konsument sich Mobilität leisten kann, sind kosten- und ressourceneffiziente Mobilitäts- und Fahrzeugkonzepte nötig.
Aber auch die Industrie muss sich die Entwicklung "grüner Innovationen" leisten können. Die Zeit, in der neue Modell-Generationen entwickelt werden, hat sich mittlerweile bei zwei bis drei Jahren eingependelt, jedoch wird eine viel größere Anzahl an Modell-Varianten auf gleichen Plattformen entwickelt. Mit nur geringfügig größeren Entwicklungsteams werden circa 50 Prozent mehr Fahrzeuge auf den Markt gebracht. Hinzu kommt die wachsende Komplexität in der Entwicklung durch verknüpfte Antriebssysteme, mehr Elektrifizierung in den Fahrzeugen und intelligente Kommunikation. Es bedarf neuer Prozesse und Werkzeuge, damit die Industrie zukunftsfähige Innovationen und Fahrzeuge so kosteneffizient entwickeln kann, dass sie den Markt-Erfordernissen entsprechen.
Eines der Schlüsselwörter für diese Anforderungen lautet Simulation. Wurden bisher bestimmte Eigenschaften einzeln simuliert, ist die Verbindung von verschiedenen Simulationen (Co-Simulation) zur Systemsimulation ein recht neues Terrain. Gerade eine Echtzeit-Hardware-Software Co-Simulation eröffnet umfangreiche Möglichkeiten, um Entwicklungszeit und Kosten einzusparen. Dies ermöglicht leistbare Innovationen für die Fahrzeuge von morgen.
Durch "grüne Forschung und Technologie" für eine zukunftsweisende Mobilität wird ein wissenschaftlicher und wirtschaftlicher Vorsprung erzielt und auch soziale Sicherheit gewahrt. Forschungspartner wie das VIRTUAL VEHICLE sind eine beratende Kraft für den technologischen Fortschritt und unterstützen dabei, die Gestaltung und Umsetzung einer ambitionierten Roadmap für eine leistbare Mobilität zu ermöglichen.

Themenbereich 2: Ressourcen, Energieversorgung, Infrastruktur

"Aufbau der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe"
DI Dr. Walter Böhme, MSc, MBA, Leiter Innovationsmanagement, OMV Aktiengesellschaft, Wien

Im Weißbuch mit dem Titel "Fahrplan zu einem einheitlichen europäischen Verkehrsraum – Hin zu einem wettbewerbsorientierten und ressourcenschonenden Verkehrssystem" wird gefordert, die Erdölabhängigkeit des Verkehrs abzubauen, und das Ziel formuliert, die verkehrsbedingten Treibhausgasemissionen bis 2050 um 60% zu verringern. In vielen Segmenten des Verkehrs werden heute fast ausschließlich Produkte basierend auf Rohöl wie Benzin und Diesel eingesetzt. Zur Erreichung dieser ambitionierten CO2-Ziele im Verkehrsbereich wird es bei annähernder Erhaltung der Verkehrsleistungen ohne den Einsatz alternativer Kraftstoffe, insbesondere CO2-armer oder CO2-freier Kraftstoffe nicht gehen.
Das Fehlen einer Infrastruktur für die Nutzung alternativer Kraftstoffe sowie gemeinsamer technischer Spezifikationen für die Schnittstelle Fahrzeug/Infrastruktur wird als größtes Hindernis für die Markteinführung alternativer Kraftstoffe und deren Akzeptanz seitens der Verbraucher angesehen. Daher haben das europäische Parlament und der Rat am 24. Jänner 2013 einen Vorschlag für eine Richtlinie über den Aufbau der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe vorgelegt. Gegenstand der Richtlinie sind die Festlegung einheitlicher technischer Spezifikationen und der Aufbau einer Mindestinfrastruktur für die im Verkehr genutzten alternativen Kraftstoffe Elektrizität, Erdgas (LNG und CNG) und Wasserstoff.
Als weitere wichtige alternativen Kraftstoffe werden in der Richtlinie auch Biokraftstoffe, "Gas to Liquids" (GtL) – sowie Flüssiggas (Liquefied Petroleum Gas – LPG) erwähnt.
Der "Peak Oil" im Kraftstoffverbrauch wurde in Europa im Jahr 2005 erreicht und es rechnet eigentlich niemand mehr mit einem Anstieg des Kraftstoffverbrauches. Auch der Export des Kraftstoffes (z.B. Benzin nach USA) ging deutlich zurück, da sich der Kraftstoffverbrauch der Neufahrzeuge von Jahr zu Jahr reduziert, nicht zuletzt aufgrund der CO2-Gesetzgebung. Das hatte zur Folge, dass es Überkapazitäten gibt, was sich negativ auf die Margen auswirkt, insbesondere in der Produktion und dem Vertrieb von Kraftstoffen. Dies führte zur Marktbereinigung, gleich mehrere Raffinerien wurden geschlossen, auch die Tankstellennetze werden bereinigt.
Die Verpflichtung der Mitgliedsstaaten, ein Minimum an Infrastruktur für alternative Kraftstoffe aufzubauen, muss gemeinsam mit einem stabilen regulatorischen Rahmen einhergehen, der Anreize schafft und Ziele – betreffend dem Angebot alternativer Kraftstoffe und nicht nur Reduktion von CO2-Emissionen- setzt, die alle im Verkehr involvierten Sektoren verpflichtet. Dies gilt vor allem für die Automobilindustrie, die am Markt eine angemessene Flotte alternativer Kraftfahrzeuge anbieten und verkaufen muss, welche diese Infrastruktur nutzt. Der Aufbau einer solchen Infrastruktur muss direkt mit dem Verkauf alternativer Kraftfahrzeuge in Relation stehen. Vor dem Hintergrund der schwierigen ökonomischen Lage der europäischen Wirtschaft sollte man sich auch der Frage stellen, welche der alternativen Kraftstoffe die langfristigen europäischen Ziele bestmöglich unterstützen und sich eher auf ganz wenige neue Pfade konzentrieren. Die Marktdurchdringung von alternativen Kraftstoffen und Fahrzeugen, die zur Erreichung des 60% CO2-Reduktionszieles im Verkehr notwendig ist, dauert selbst bei theoretisch CO2-freien Kraftstoffen und günstigen Rahmenbedingungen mehrere Dekaden.


"Nachhaltige Gestaltung von Verkehr und Mobilität"
Prof. Dr.-Ing. Martin Faulstich, Geschäftsführer, Clausthaler Umwelttechnik-Institut GmbH, Clausthal-Zellerfeld (D)

Es werden zunächst technische Lösungsansätze aufgezeigt, wie mit regenerativ strombasierten Infrastrukturen und Konversionsprozessen langfristig eine vollständige Decarbonisierung des gesamten Verkehrssektors möglich ist. Aufgrund der hohen Transport- und Verkehrsleistungen müssen hier insbesondere der Straßengüterverkehr und der motorisierte Individualverkehr betrachtet werden. Mobilität ist jedoch weit mehr als nur Verkehr. Mobilität sind die Möglichkeiten, durch Ortsveränderung seine Interessen und Bedürfnisse zu befriedigen. In diesem Sinne heißt hohe Mobilität eher weniger Verkehr. Eine hohe Mobilität bei gleichzeitiger Reduktion von Umweltbelastungen und Ressourcenbedarf ist jedoch nur mit systemischen Lösungsansätzen möglich. Dabei stehen die Infrastrukturen in urbanen und ruralen Räumen im Mittelpunkt, die Leben, Wohnen und Arbeiten intelligent vernetzen. In einem Ausblick auf eine nachhaltige Industriegesellschaft wird verdeutlicht, dass die für die zukünftigen Infrastrukturen benötigten Rohstoffe in globalisierten Recyclingkreisläufen geführt werden müssen.


Themenbereich 3: Rechtliche und gesellschaftliche Rahmenbedingungen auf europäischer
und regionaler Ebene

"Mobil sein, moralisch bleiben – Was hat Mobilität mit Ethik zu tun?"
Univ.-Prof. Mag. Dr. Leopold Neuhold, Leiter des Instituts für Ethik und Gesellschaftslehre der Karl-Franzens-Universität Graz, Graz

Mobilität ist ein Kennzeichen der heutigen Zeit in einer von Flexibilität geprägten Gesellschaft. Mobilität ist aber ein Mittel, das nicht zum Zielwert werden darf. Hier liegt eine erste ethische Herausforderung, die der Entfremdung entgegenwirken kann.
Ethik ist aber auch Perspektiven eröffnend in Bezug auf das "Wie" der Mobilität. Mit der Gestaltung von Mobilität sind wirtschaftliche Strukturen verbunden, die beispielsweise durch die Spannung zwischen Gewinnmaximierung und Nachhaltigkeit geprägt sind. Ethik kann einen Beitrag dazu leisten, dass die Blickwinkel auf den Menschen, die Umwelt, die Zukunft oder die Gesellschaft offen gehalten und in die Gestaltung von ECO-Mobilität miteinbezogen werden. Mit sanfter Mobilität etwa sind solche Interessensabstimmungen angedeutet, die den Menschen – und zwar alle – in den Mittelpunkt der Gestaltung stellen und das Ganze gelungenen menschlichen Lebens im Blick haben.

"ECO-Mobilität im Kontext der österreichischen und europäischen Verkehrspolitik – Neue Allianzen bilden"
Mag.a Ursula Zechner, Leiterin der Sektion IV – Verkehr, Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie, Wien

ECO-Mobilität sei "als emissionsarme Fortbewegung in Verbindung mit regenerativen Energieträgern weitaus umfassender als die reine Elektromobilität" heißt es in der Beschreibung des Arbeitskreises "Green Tech Research – Von der grünen Vision zum Business der ECO-Mobilität". In diesem Sinne hat die österreichische Verkehrspolitik den Weg zur ECO-Mobilität schon früh beschritten. Verkehr wird im Sinne eines vernetzten Mobilitätssystems betrachtet, in dem insbesondere umweltfreundliche Verkehrsmittel gestärkt werden. Welchen Handlungsspielraum haben nationale Gesetzgeber jedoch? Wo können wir Schwerpunkte setzen und wie spielen Verkehrs- und Innovationspolitik hinsichtlich der ECO-Mobilität zusammen? Die Beantwortung dieser Fragen steht im Zentrum des Beitrags.
Verstädterung, negative Umweltfolgen des Verkehrs, Verkehrssicherheit – die Schlagworte sind bekannt und die notwendige Entwicklung hin zu einem nachhaltigen Mobilitätssystem ist eine fundamentale Herausforderung für Regierungen weltweit. Während das Weißbuch Verkehr der Europäischen Kommission aus dem Jahr 2011 vorwiegend auf die Reduktion negativer Umwelteffekte setzt, fordert ECO-Mobilität darüber hinausgehend eine neue Herangehensweise an Mobilität, denn emissionsarme Fortbewegung bedeutet mehr als die flächendeckende Einführung von Elektroautos. Wichtig sind eine integrierte Betrachtung des Verkehrssystems, ein Anstieg in der Nutzung von öffentlichen und nicht-motorisierten Verkehrsmitteln sowie die Stärkung nachhaltigen Verhaltens im Verkehr. Mit den 2012 verabschiedeten Strategien Gesamtverkehrsplan für Österreich, Umsetzungsplan Elektromobilität und dem Fahrradpaket sowie dem IVS Aktionsplan zur Umsetzung eines Intelligenten Verkehrssystems in Österreich aus dem Jahr 2011 setzt das Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie jeweils auf Maßnahmenpakete, die auf einen stetigen Wandel hin zu einem multimodalen nachhaltigen Mobilitätssystem abzielen.

Für die Förderung von ECO-Mobility werden zukünftig insbesondere die folgenden verkehrs- und innovationspolitischen Schwerpunktaktivitäten relevant sein, bei denen Österreich in den vergangenen Jahren schon viel Vorarbeit geleistet hat:

- Technologieentwicklung fördern…im Rahmen der Innovationsförderung von Forschungs- und Pilotprojekten und einer nachfrageseitigen Innovationspolitik wie sie im Leitkonzept für eine innovationsfördernde öffentliche Beschaffung aus dem Jahr 2012 verankert ist;

- Verstärkte Nutzereinbindung forcieren…da neue Technologien nicht entkoppelt von notwendigen Verhaltensänderungen zu betrachten sind;

- Neue Allianzen bilden…weil ein tatsächlich vernetztes Mobilitätssystem, in dem Menschen auf Basis nachhaltiger Energieproduktion zu Fuß, mit dem Umweltverbund oder mit alternativ betriebenen Individualfahrzeugen unterwegs sind, die Kooperation unterschiedlichster Akteure erfordert. Die Herausforderungen auf dem Weg in Richtung eines vernetzten Mobilitätssystems, welches auf emissionsarmer Fortbewegung von Menschen und Gütern beruht, können nur im Zusammenspiel nationaler, regionaler und kommunaler sowie internationaler Akteure aus öffentlicher Hand, Unternehmen und Gesellschaft bewältigt werden. ECO-Mobilität verlangt nach einem flexiblen Mix an Maßnahmen, die über Ressort- und Zuständigkeitsgrenzen hinweg gemeinsam in neuen Allianzen umgesetzt werden müssen.



Green Tech Research Styria – Leuchttum Smarte Lebenswelten

Im Frühjahr 2012 haben sich die Montanuniversität Leoben, die Technische Universität Graz, die JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH sowie die ECO WORLD STYRIA Umwelttechnik Cluster GmbH über eine mögliche Stärkung der Kooperation im Themenkreis Sustainability ausgetauscht. In das Vorhaben wurden sehr rasch weitere Institutionen wie die Karl-Franzens-Universität Graz, die FH JOANNEUM Gesellschaft mbH sowie die Industriellenvereinigung Steiermark und die Wirtschaftskammer Steiermark eingebunden.
Die führenden steirischen Forschungseinrichtungen kamen überein, dass sie auf Basis aktueller Chancenfenster, der zu diesem Zeitpunkt angekündigten neuen Forschungsstrategie des Landes Steiermark und der ausgeprägten thematischen Stärke am Standort eine kritische Masse für Forschung und Entwicklung im Themenbereich Erneuerbare Energien, Energie- und Ressourceneffizienz in enger Abstimmung mit der Wirtschaft und der Öffentlichen Hand anstreben wollen. Um entsprechenden politischen Rückhalt für die Initiative zu erlangen, wurde diese der zuständigen Forschungslandesrätin, Mag.a Kristina Edlinger-Ploder, mit dem Ersuchen um Unterstützung vorgestellt. Eine durch die Forschungslandesrätin eingesetzte Strategiearbeitsgruppe mit Vertretern/innen der Forschungseinrichtungen, der Wirtschaft und der Öffentlichen Hand im politischen und planerischen Umfeld, erarbeitete im Sommer 2012 eine gemeinsame Vision sowie erste Maßnahmen für eine Initiative »Green Tech Research Styria«.

Die gemeinsame Vision des Forschungsverbundes Green Tech Research Styria bis 2020 lautet:

Die steirischen Forschungseinrichtungen sind der Innovationsmotor des Green Tech Valley Styria. Sie sind international stark vernetzt und weltweit führend in einzelnen Teilbereichen. Gemeinsam ist im Green Tech Bereich ein national und international anerkanntes Profil mit hohem Mehrwert für die Region generiert, bestehende regionale Stärken sind fokussiert und ausgebaut worden. Der Fokus ist auf Smarte Lebenswelten gesetzt. In den Bereichen Intelligente Gebäude, Grüne Mobilität und Dezentrale Energie- und Stromversorgung mit den Querschnittsthemen Materialien/Ressourcen/Recycling und Klimawandel & Services werden internationale wissenschaftliche Spitzenleistungen erzielt. Die technologieorientierten Forschungen werden von den Geistes-, Sozial- und Kulturwissenschaften umsetzungsorientiert verstärkt. Dazu leben die
Forschungseinrichtungen die aktive Koordination von Ressourcen, Programmen und Aktivitäten untereinander: Gemeinsame Studiengänge, fokussierte, gemeinsam bearbeitete Forschungsthemen und gemeinsam genutzte Infrastruktur. Nationale wie internationale Unternehmen kooperieren im Jahr 2020 wertmäßig doppelt so stark mit steirischen Forschungseinrichtungen wie noch im Jahr 2012. Damit ist der Wissenschafts- sowie Wirtschaftsstandort Steiermark wesentlich gestärkt und das regionale Ziel von 5% F&E-Quote übertroffen.

Abgeleitet von dieser Vision wurden von der Strategiearbeitsgruppe in einem intensiven Diskussionsprozess anfänglich die spezifischen regionalen Stärkefelder ebenso wie die Rahmenbedingungen analysiert und abgegrenzt. In einem weiteren Schritt wurden auf dieser Basis thematische Schwerpunktthemen festgelegt. Bewusst wurde die globale Herausforderung der Urbanisierung und die damit verbundenen spezifischen Themenstellungen und Auswirkungen ins Zentrum der Überlegungen gerückt. Um auch die regionale Komponente entsprechend zu berücksichtigen, kam die Strategiearbeitsgruppe überein, dass im Rahmen von Green Tech Research Styria der Leuchtturm »Smarte Lebenswelten« in Form spezifischer, vorwiegend technologieorientierter Themenbausteine, die wiederum mit ihren jeweiligen Ausprägungen in ein Verhältnis zum Leuchtturmthema Smarte Lebenswelten zu setzen sind, bearbeitet werden soll.

Die drei zentralen Themenbausteine des Leuchtturms Smarte Lebenswelten sind:
- Intelligente Gebäude,
- Grüne Mobilität und
- Dezentrale Energie- und Stromversorgung

Als Basis stützen den Leuchtturm Smarte Lebenswelten die Querschnittsbereiche
- Materialien/Ressourcen/Recycling sowie
- Klimawandel & Services.

Für die so entstehenden insgesamt fünf Themenfelder des Leuchtturms Smarte Lebenswelten, wurden durch die Strategiearbeitsgruppe und eine Vielzahl weiterer Experten/innen zentrale technologieorientierte, interdisziplinäre Forschungspotenziale erarbeitet. Aufgrund der gesellschaftlichen Zusammenhänge und Wechselwirkungen wird darüber hinaus neben den technologieorientierten Forschungen auch den unterschiedlichen Aspekten der Geistes-, Sozial- und Kulturwissenschaften
die entsprechende Bedeutung beigemessen.

Als Fazit der bisherigen Bemühungen wird festgehalten, dass die in der Strategiearbeitsgruppe vereinten Institutionen
- den entstehenden »Forschungsverbund« Green Tech Research Styria gemeinsam betreiben und konsequent weiterentwickeln werden,
- Green Tech Research Styria als große Chance gesehen wird, die festgestellten F&E-Potenziale zu verstärken und
- Green Tech Research Styria ein wichtiger Beitrag zur Erhöhung der Sichtbarkeit, zur Stärkung der thematischen Unterfütterung und zur Erhöhung der Attraktivität des Wissenschafts- und Wirtschaftsstandortes Steiermark sein wird.

Die Umsetzung soll in zwei Handlungssträngen erfolgen:
- dem strategischen Handlungsstrang, in dem die themenspezifischen institutionellen Strategien weiterentwickelt werden und
- dem operativen Handlungsstrang, in dem konkrete Maßnahmen (F&E-Projekte, Infrastruktur, Akquisition, …) umgesetzt werden.

Zur Koordination der Agenden des entstandenen Forschungsverbunds soll zumindest eine Person eingesetzt werden sowie ein entsprechendes Budget für Infrastruktur, Veranstaltungen, etc. zur Verfügung stehen.

Die JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH entwickelt Lösungen und Technologien für Wirtschaft und Industrie in einem breiten Branchenspektrum und betreibt Spitzenforschung auf internationalem Niveau.
Mit dem Fokus auf angewandte Forschung und Technologieentwicklung nimmt sie als INNOVATION COMPANY eine Schlüsselfunktion im Technologie- und Wissenstransfer in der Steiermark ein.

 
VIRTUAL VEHICLE

Leistbare Mobilität

Weltweit gibt es bereits mehr als eine Milliarde Fahrzeuge und das globale Verkehrsaufkommen wird auch in der Zukunft weiter stark zunehmen. Es gilt, die damit verbundenen ansteigenden Emissionen zu limitieren. In den letzten rund 40 Jahren sind Fahrzeuge bereits erheblich umweltfreundlicher, sicherer und sparsamer geworden, und diese Anforderungen werden sich weiter stark verschärfen. Um dieser Entwicklung gerecht zu werden, hat sich das technologisch verfügbare Angebot alternativer Antriebstechnologien und die Elektrifizierung von Fahrzeugen bereits in großen Schritten weiter entwickelt. Vor allem nationale und EU-Gesetzgebungen, weltweite Übereinkünfte und Verbraucherregelungen treiben diesen Trend in der Industrie weiter voran. Mit den Anforderungen steigt jedoch auch die Komplexität der Fahrzeuge an sich und deren Entwicklung kräftig an.

Die ansteigende Komplexität von Fahrzeugen und der Entwicklung muss bewältigbar bleiben, um marktfähige Innovationen zu ermöglichen. Es bedarf neuer Prozesse und Werkzeuge, damit die Industrie zukunftsfähige Innovationen und Fahrzeuge so kosteneffizient entwickeln kann, dass sie den Markt-Erfordernissen entsprechen. Der Erfolg von "grüner Technologie" hängt stark von ihrer Leistbarkeit ab – sie muss leistbar sein für die Umwelt, für die Industrie und für die Kunden. Um diese vielschichtige Leistbarkeit der Fahrzeuge und der Mobilität von morgen zu ermöglichen, arbeitet das Grazer Forschungszentrum VIRTUAL VEHICLE an zukunftsweisenden Lösungen durch Simulation.

Leistbar für die Umwelt

Fahrzeug-Emissionen wie Schadstoffe oder Lärm können heute durch den richtigen Einsatz der technisch verfügbaren Möglichkeiten stark reduziert werden, um die Auswirkungen auf die Umwelt möglichst gering zu halten. Besonders das spezifische Know-how, auf die jeweilige Fahrzeug-Anwendung optimierte Antriebssysteme, intelligente Steuerung und Leichtbau anzuwenden, ermöglicht eine deutliche Reduktion von CO2-Emissionen. Um diese immer komplexer werdende Entwicklung umzusetzen, braucht es eine ausgefeilte Technik, zukunftsfähige Innovationen und vor allem viel Forschung und Entwicklung. Diese Eigenschaften kombiniert das österreichische Forschungszentrum VIRTUAL VEHICLE am Standort Graz in einer einzigartigen Weise und arbeitet mit internationalen Partnern der Automobil-, Rail- und Luftfahrt-Industrie daran, dass die menschliche Mobilität sich "leistbar" für die Umwelt darstellt.

Leistbar für die Forschung und die Industrie

Auch die Industrie muss sich die Entwicklung "grüner Innovationen" leisten können. Die Zeit, in der neue Modell-Generationen entwickelt werden, hat sich mittlerweile bei zwei bis drei Jahren eingependelt, jedoch wird eine viel größere Anzahl an Modell-Varianten auf gleichen Plattformen entwickelt. Mit nur geringfügig größeren Entwicklungsteams werden circa 50 Prozent mehr Fahrzeuge auf den Markt gebracht. Hinzu kommt die wachsende Komplexität in der Entwicklung durch verknüpfte Antriebssysteme, mehr Elektrifizierung in den Fahrzeugen und intelligente Kommunikation.

Erstaunlicherweise war zu Beginn des Kompetenzzentrums in Graz vor mehr als zehn Jahren der Forschungsbereich Elektrik, Elektronik und Software noch gar nicht vertreten. Diese Forschungsfelder, welche heute für die meisten Produkt-Innovationen sorgen, bilden am VIRTUAL VEHICLE mittlerweile den zweitgrößten und gleichzeitig am stärksten wachsenden Bereich am Forschungszentrum. Ein bezeichnender Trend für die Fahrzeugbranche, meint VIRTUAL VEHICLE Geschäftsführer Dr. Jost Bernasch: "Elektrifizierung und Hybridisierung werden in der Fahrzeug-Industrie auch in der Zukunft sehr stark an Bedeutung gewinnen und einen erheblichen Beitrag zur Emissionsreduktion leisten. Wir arbeiten hier bereits führend in großen Projekten gemeinsam mit Fahrzeugherstellern und Zulieferern an verschiedenen neuen Antriebskonzepten für die Zukunft. Es ist nötig, breit aufgestellt zu sein." Der wissenschaftliche Leiter des VIRTUAL VEHICLE, Prof. Hermann Steffan ergänzt: "Niemand weiß genau, was der Antrieb der Zukunft sein wird. Ob es Benziner, Diesel, Autogas, Erdgas, Hybride, E-Fahrzeug mit Range Extender, reines Elektroauto oder Brennstoffzelle sein wird. Die Automobilindustrie - und besonders die deutsche - setzt wegen dieser Unsicherheit auf mehrere Alternativen. Die CO2 Flottenziele haben dabei maßgeblichen Einfluss auf die Auswahl der Motoren und Antriebe der Zukunft. Bosch beispielsweise geht davon aus, dass die angestrebten 95g CO2/km für kleine und mittlere Fahrzeuge mit Benzin und Diesel-Motoren erreicht bzw. unterschritten werden können. Nur große Fahrzeuge brauchen elektrifizierte Unterstützung, um die 95g zu erreichen. Der Verbrennungsmotor wird uns sicher noch länger erhalten bleiben."

Weitere wichtige Kernthemen der Forschung am VIRTUAL VEHICLE sind die Weiterentwicklung der integrierten Fahrzeug-Sicherheit, Leichtbau, Batteriesysteme und die Simulation von Gesamtfahrzeugen. In einzelnen Gebieten konnte sich das Forschungszentrum in den letzten Jahren in gemeinsamen Projekten mit Partnern wie BMW, Audi oder Porsche bereits an der Spitze positionieren.

Fahrzeug-Hersteller müssen bereits heute alle technischen Register ziehen, um den Spritverbrauch zu reduzieren. Die Anstrengungen zielen ab auf die Motorsteuerung (Direkteinspritzung), die Verkleinerung der Motoren (Downsizing), den Leichtbau mit hochfesten Stählen, Aluminium und teurer Karbonfaser bis hin zu Automatikgetrieben, die den Fahrer im verbrauchsoptimalen Ökomodus dahingleiten lassen.

Bernasch: "Der Mix von Antriebssystemen, Energieformen, Materialien und der Einfluss von Elektronik und Vernetzung wird die Fahrzeuge intelligenter, energieeffizienter und noch sicherer machen. Das gesamte Fahrzeug muss in seiner hohen Komplexität als Ganzes optimiert ausgelegt werden. Mit unserer Expertise in der verknüpften Simulation können wir diese hohe Komplexität beherrschbarer machen. Die Fahrzeug-Entwicklung hat damit die Chance, trotz höherer Anforderungen auch in Zukunft effizient zu bleiben, dadurch bleiben Fahrzeuge leistbar. Dies wird in den nächsten Jahren ein bedeutendes Betätigungsfeld für uns sein." Prof. Hermann Steffan ergänzt: "Wir widmen uns darüber hinaus auch völlig neuen Feldern, wie beispielsweise der Entwicklung von Cloud-Lösungen intelligenter Fahrzeuge, um ein möglichst effizientes Energiemanagement zu entwickeln und den Verbrauch von Energie und damit Emissionen zu reduzieren."

Leistbar für den Konsumenten

Die wachsende individuelle Mobilität muss auch für den einzelnen Menschen und die Gesellschaft leistbar bleiben. Zukunftsweisende Fahrzeugkonzepte müssen sicher, effizient und umweltfreundlich sein und darüber hinaus dem individuellen Mobilitätsbedarf des Menschen entsprechen. Damit die Gesellschaft und der einzelne Konsument sich Mobilität leisten kann, sind kosten- und ressourceneffiziente Mobilitäts- und Fahrzeugkonzepte nötig. Die Anschaffung bzw. der Betrieb eines Fahrzeuges muss für den Kunden leistbar sein. Verschiedene Studien lassen beispielsweise erwarten, dass mittelfristig die Kosten für zusätzliche Spritspartechnik je Neuwagen bei etwa 2000 Euro liegen werden. Man rechnet damit, dass die eine Hälfte davon dem Fahrzeughersteller fehlen und die andere Hälfte auf die Verkaufspreise aufschlagen wird. Um solche Kosten schon in der Entwicklung zu reduzieren, kommen Forschungspartner wie das VIRTUAL VEHICLE zum Einsatz.

Ebenso der Mitarbeit und Verankerung in europäischen und internationalen Gremien und Verbänden wird in den nächsten Jahren am Forschungszentrum eine hohe Bedeutung beigemessen. So können die Forscher bei richtungsweisenden technischen Roadmaps, der Erarbeitung neuer Standards und der Begleitung zukünftiger Gesetzgebung federführend mitarbeiten – wie dies durch den wissenschaftlichen Leiter und Vorstand des Instituts für Fahrzeugsicherheit der TU Graz, Prof. Hermann Steffan, im Fahrzeug-Sicherheitsbereich bereits seit einigen Jahren der Fall ist.

Kosteneffiziente Forschung und Entwicklung

Bernasch: "Eines der Schlüsselwörter für diese Anforderungen lautet System-Simulation. Wurden bisher bestimmte Eigenschaften einzeln simuliert, Software und Hardware/Prüfstände separat betrachtet, ist die Verbindung von verschiedenen Simulationen (Co-Simulation) zur Systemsimulation ein recht neues Terrain. Gerade eine Hardware-Software Co-Simulation unter Echtzeitbedingungen eröffnet umfangreichste Möglichkeiten, um Entwicklungszeit und Kosten einzusparen. In dieser Königsklasse der Gesamtsimulation konnten wir uns in den letzten Jahren erfolgreich an die Spitze setzen."

VIRTUAL VEHICLE

VIRTUAL VEHICLE ist ein international führendes Forschungszentrum in Graz/Österreich, das leistbare, sichere und umweltfreundliche Fahrzeugkonzepte für Straße und Schiene entwickelt. Wesentliche Elemente der Forschung und Entwicklung sind die Verknüpfung von numerischer Simulation und experimenteller Absicherung sowie eine umfassende Systemsimulation bis hin zum Gesamtfahrzeug.

Über 200 Expertinnen und Experten realisieren in einem internationalen Netzwerk aus Industrie- und Forschungspartnern innovative Lösungen und entwickeln neue Methoden und Technologien für das Fahrzeug von morgen. Aktuell arbeiten über 85 Industriepartner (u.a. Audi, AVL, BMW, Daimler, MAN, MAGNA, Porsche, Renault, Siemens oder Volkswagen), sowie neben der TU Graz mehr als 30 weltweite universitäre Forschungsinstitute (u.a. KTH Stockholm, KU Leuven, Universidad Politécnica de Valencia, St. Petersburg State Politechnical University, TU München, KIT Karlsruhe, University of Sheffield oder CRIM Montreal) eng mit VIRTUAL VEHICLE zusammen. Im Geschäftsjahr 2012 wurde ein Umsatz von 20 Millionen Euro erzielt.

Das COMET K2-Programm bietet die Basis für geförderte Forschungsaktivitäten bis mindestens Ende 2017. VIRTUAL VEHICLE leitet und begleitet eine Vielzahl zukunftsweisender EU-Projekte und bietet zugleich ein breites Portfolio an Auftragsforschung und Dienstleistungen an.


Kontakt:
DI (FH) Christian Santner
VIRTUAL VEHICLE
christian.santner@v2c2.at
Tel: +43 664 88518030