Fahrzeugtechnologien

Im Folgenden werden Informationen und entsprechende Projekte und Entwicklungen zu den Themen E-Mobilität, neue Fortbewegungsmittel und Automatisiertes Fahren dargestellt.

E-Mobilität (Elektromobilität)

Unter Elektromobilität versteht man die Nutzung von batterie-elektrisch betriebenen Fahrzeugen. Das können zum einen ein- und zweispurige Fahrzeuge (E-Bike, E-Scooter, E-Pkw, E-Bus, E-Lkw) sein, aber darunter fallen natürlich auch die elektrisch betriebenen öffentlichen Verkehrsmittel (Straßenbahn, Eisenbahn). Die Elektromobilität ist ein wesentlicher Baustein der Mobilitätswende, da eine vermehrte Nutzung von Elektrofahrzeugen zu einer Verringerung von CO2-Emissionen sowie Lärm- und Geruchsbeeinträchtigungen beiträgt.

Ein Elektro-Fahrzeug ist zwar derzeit in der Anschaffung noch teurer als ein konventionell betriebenes Auto, hat aber geringere Energie- und Wartungskosten. Für Elektroautos muss z.Zt. keine Normverbrauchsabgabe und keine motorbezogene Versicherungssteuer bezahlt werden. Zudem gibt es einige Vorteile wie ein kostenloses Parken während des Aufladens im öffentlichen Raum. Personen, die einen Elektro-Dienstwagen privat nutzen, zahlen keinen Sachbezug. Weitere Info zur Elektromobilität: Elektromobilität Österreich.

Hinsichtlich der batteriebetriebenen Elektromobilität gibt es jedoch auch Vorbehalte hinsichtlich der sozialen und ökologischen Bedingungen der Gewinnung der für den Bau der Batterien notwendigen Rohstoffe im Globalen Süden. Die Ökobilanz ist erst nach ca. 80.000 gefahrener Kilometer (in Abhängigkeit der zum Bau und Betrieb eingesetzten Energie) besser als die von modernen Verbrennern.

Der Faktencheck E-Mobilität des Klima- und Energiefonds bietet eine umfassende Aufarbeitung der aktuellsten Daten, Fakten und Argumente in der klima- und energiepolitischen Diskussion.

E-Mobilitätsrechner

Mit dem E-Mobilitätsrechner der Linz AG können die Kosten eines Elektroautos mit jenem eines konventionellen Autos (Benzin/Diesel) verglichen werden

Förderung von Elektrofahrzeugen und Ladeinfrastruktur

Für die Anschaffung von Elektrofahrzeugen und die Errichtung einer Ladeinfrastruktur (Ladesäule bzw. Wallbox), gibt es - wenn der Strom ausschließlich aus erneuerbaren Energieträgern bezogen wird - in Österreich sowohl für Privathaushalte als auch Betriebe und Gemeinden Förderungen (jeweils beim Unterpunkt Fahrzeuge & Ladeinfrastruktur zu finden).

Neue Fortbewegungsmittel

In den letzten Jahren wurden – vor allem in den Zentren größerer Städte – neue Fortbewegungsmittel (E-Scooter, Pedelecs, E-Bikes, Lastenfahrräder, Lieferboxen, etc.) als Alternativen zu konventionellen Verkehrsmitteln auf die Straße, und Gehwege oder in die Luft (Drohnen) gebracht. Zukunftsträchtige Fahrzeugtechnologien schaffen dabei nachhaltige Möglichkeiten, wie heute übliche Verkehrsmittel ersetzt bzw. effektiver genutzt werden können. Das gilt aber nur so lange, wie deren Benutzung die Fahrt in Pkws und nicht die aktiven Formen der Mobilität ersetzt.

E-WALK

Das Projekt E-WALK zielt darauf ab, die Wirkungspotenziale der Alltagsnutzung von elektrischen Kleinstfahrzeugen für FußgängerInnen und Fußgänger zu erfassen. Im Rahmen des Projekts sollen Strategien für eine nachhaltige, regionale und sichere Mobilität aufgezeigt werden, die es der Bevölkerung ermöglichen, die „erste und letzte Meile“ ihres Alltagsweges mit E-Kleinstfahrzeugen in Kombination mit dem ÖPV ohne eigenen Pkw zurückzulegen. Dabei soll mittels Potenzialanalyse der Bedarf von angebotsseitigen und nutzerseitigen Anforderungen erhoben und themenbezogen zusammengeführt werden. Die Entwicklung von Umsetzungskonzepten in Form einer Road Map ist als Entscheidungsgrundlage konzipiert und soll wesentliche zukünftige Weichenstellungen für die regionale Entwicklung gewährleisten.

Automatisiertes Fahren

Aktuell hört und liest man sehr viel über „autonomes“ und „automatisiertes“ Fahren. Hierbei handelt es sich um Fahrzeuge, die schrittweise mit verbesserten oder völlig neuen Fahrassistenzsystemen ausgestattet werden, wodurch die Fahraufgaben zunehmend auf den „fahrenden Computer“ übertragen werden. Dieser Prozess wird analytisch in fünf Schritten mit zunehmender Übertragung der Fahraufgaben auf das Fahrzeug unterschieden, wobei am Ende eine Situation steht, in der das Fahrzeug sämtliche Fahraufgaben unter allen äußeren Bedingungen voll verantwortlich übernehmen kann. Hier ist vor allem vom Straßenverkehr die Rede und meist auch nur vom motorisierten Individualverkehr (MIV), seltener vom automatisierten öffentlichen Personenverkehr.

Das Aktionspaket Automatisierte Mobilität (2019-2022) stellt den verkehrlich sinnvollen Einsatz von automatisierter Mobilität in den Vordergrund.

Begriffsdefinitionen

Um Missverständnisse, fehlerhafte Verwendungen und falsche Interpretationen von für das autonome Fahren essentiellen Begriffen zu vermeiden, werden im Folgenden wichtige Terminologien definiert.

• autonom: Ein autonomes Fahrzeug kann gänzlich ohne LenkerIn agieren. Dabei müssen zu keiner Zeit während der Fahrt Handlungen von der Lenkerin ausgeführt werden. Keinerlei Fahr- und/oder überwachende Funktionen vom Mensch sind notwendig. So kann ein autonomes Fahrzeug beispielsweise per App bestellt werden und vom Einsteigen am Reisebeginn bis zum Aussteigen am Ziel muss kein Mensch eingreifen. Nur Fahrzeuge der Stufe 5 (s.o.) sind daher als autonom zu bezeichnen.

• automatisch: Automatische oder automatisierte Fahrzeuge können einzelne Funktionen übernehmen, jedoch nicht selbstständig und unter allen Bedingungen (Schneefall, Nebel, Nässe, schräger Einfall des Sonnenlichtes) im Straßenverkehr agieren. Abhängig vom Automatisierungsgrad - aktuelle Neuwagen befinden sich auf der Stufe 2 oder 3 - kann die Selbstständigkeit des Fahrzeugs also stark differieren. Sie benötigen aber immer eine Fahrbereitschaft der Lenkenden. Die Stufen 1-4 (s.o.) beschreiben daher in verschiedenem Maße automatisierte Fahrzeuge.

• selbstfahrend: Ein selbstfahrendes Fahrzeug kann zwar selbstständig fahren, hat jedoch immer einen Fahrer / eine Fahrerin mit an Board, der/die in Notsituationen eingreifen kann. Daher sind selbstfahrende Fahrzeuge (hoch) automatisierte, aber keine autonome Fahrzeuge.

• fahrerlos: Fahrerlose Fahrzeuge können hingegen ohne Fahrer/Fahrerin fahren und sind somit autonome Fahrzeuge.

Automatisiertes Fahren in der Personenmobilität

Entwicklungen auf dem Gebiet der automatisierten Mobilität werden unsere Mobilität und die Möglichkeiten des Vorankommens stark verändern. Dabei sind neben Transformationen in der Gütermobilität auch Änderungen in der Personenmobilität zu erwarten.

Automatisierter motorisierter Individualverkehr (MIV)

Der Straßenverkehr ist nach wie vor vom MIV und speziell vom privaten Pkw-Verkehr geprägt. Die Automatisierung des motorisierten Individualverkehrs wird Chancen, Herausforderungen und Risiken mit sich bringen. Da dieser in der Mobilität der Zukunft eine entscheidende Rolle spielen wird, sind diese in besonderem Maße zu beachten und eine entsprechende vorausschauende Politik sowie Verkehrs- und Siedlungsentwicklung zu gestalten.

Laut Verkehrsclub Österreich (VCÖ) wird durch die Automatisierung das zukünftige Verkehrsaufkommen in Österreich nicht gesenkt werden können. Neben der allgemeinen Zunahme des Verkehrs werden mehr Verkehrsteilnehmende sich von hoch-automatisierten Fahrzeugen befördern lassen (ab 14 Jahre bis ins hohe Alter) und die Fahrwege werden tendenziell länger, wenn man sich während der Fahrt anderweitig beschäftigen kann. Eine Analyse einer internationalen Studie ergab, dass es infolge der Automatisierung deutlich mehr Autoverkehr und auch LKW-Verkehr geben wird. Nur durch effizienten Einsatz, insbesondere im Car-Sharing, können positive Effekte wie ein verringerter Bedarf an Parkplätzen und eine höhere Verkehrssicherheit erzielt werden.

Insgesamt haben selbstfahrende Autos, vor allem aber auch Shuttle-Busse als Zubringer zum höherwertigen Öffentlichen Verkehr gerade in peripher gelegenen Regionen ein großes Potential. Automatisierte Fahrzeuge eignen sich insbesondere, um vom Bahnhof ans endgültige Ziel zu kommen. Sie können also auch einen Beitrag leisten, um die First/Last Mile Services zu unterstützen. In Österreich werden dazu seit dem Jahr 2017 erste Testfahrten durchgeführt.

Automatisiertes Fahren wird sich vor allem im MIV nur langsam durchsetzen. Davon geht eine Studie des Prognos-Instituts für den ADAC aus. Demnach werden Pkws mit Citypilot (Fähigkeit auf der Autobahn und in der Stadt selbstständig zu fahren) ab dem Jahr 2030 auf den Straßen auftauchen. Fahrzeuge, die zumindest auf der Landstraße keinen Fahrer mehr benötigen, erwartet man demnach für das Jahr 2040. Diese Daten werden von anderen WissenschaftlerInnen als zu optimistisch angesehen – auch vor dem Hintergrund, dass einige Automobilhersteller im Jahr 2015 vollautomatisierte Fahrzeuge bereits im Jahr 2020 auf der Straße im Normalbetrieb erwartet hatten.

Jedoch ist der MIV nicht ausschließlich auf das private Auto oder den PKW zu reduzieren. Auch autonome Drohnen mit Elektromotor (Lufttaxis), die bis zu zwei Personen transportieren können, sollen schon bald Realität werden. Anfang nächsten Jahrzehnts sollen Flugtaxidienste ihren Dienst aufnehmen können. Bereits im Jahr 2020 hat der Probetrieb in Dubai, Guangzhou, Los Angeles, Dallas, Melbourne und Singapur begonnen. Für das Jahr 2023 erhoffe man sich den Start des kommerziellen Betriebes von Flugtaxis. Anfangs werden wohl noch Piloten mit an Bord sein, aber ab dem Jahr 2025 sollten Drohnen dann völlig autonom fliegen dürfen.

Durch die Unterstützung der Automobilbranche und der Nutzung deren Technik geht man davon aus, dass sich der Preis für ein komplettes Flugtaxi um 400.000 bis 600.000 Euro einpendeln wird - das entspricht dem Preis eines modernen Reisebusses. Damit stellt sich jedoch die Frage der Leistbarkeit für die breite Bevölkerung, zumal die Transportkapazität rund einem Zehntel einer U-Bahn entspricht.

Projekte

• AVESTRA

Das Projekt AVESTRA umfasst die Analyse von autonomen Verkehrssystemen, welche den zukünftigen städtischen Verkehr im Kontext des steigenden Verkehrsaufkommens, des demografischen Wandels, der Sicherheit, der Effizienz und der Umweltverträglichkeit adressieren. Im städtischen Raum ist der großflächige Einsatz von Drohnen aufgrund des Platzmangels wohl kaum umsetzbar, aber im peripheren Umland wäre die Anwendung durchaus denkbar. In schwierig zu erreichenden Regionen könnte durch den Einsatz von autonomen Drohnen Kapital für den Bau bzw. die Erhaltung von teurer Infrastruktur gespart werden.

• AVENUE21

Das Projekt AVENUE21 der Technischen Universität Wien hat mit Unterstützung der Daimler und Benz Stiftung die Auswirkungen eines automatisierten Straßenverkehrs auf die „Europäische Stadt“ analysiert. Dazu wurde insbesondere die „Phase des Übergangs“ – das Lange Level 4 analysiert, das entscheidend für die Wirtschaftlichkeit, die Sicherheit und die Akzeptanz ist. Hier kommunizieren unterschiedlich „intelligente“ Fahrzeuge und Menschen miteinander über das mögliche Verhalten im öffentlichen Raum und hier müssen die Investitionen der öffentlichen Hand und der Privatwirtschaft getätigt werden, die sich finanziell erst in der Phase der hoch- und vollautomatischen Mobilität (Level 4 und 5) erwirtschaften lassen. Zudem werden Szenarien unterschiedlicher Steuerungsregimes (freie Wirtschaft, öffentliche Hand, Zivilgesellschaft) diskutiert. Ein wesentliches Fazit besteht in einer Skepsis, ob auf den Straßen in den hoch komplexen Zentren ein vollautomatisierter Verkehr umgesetzt werden kann – es sei denn, die Fahrwege unterschiedlicher Modi werden hermetisch voneinander getrennt.

In einer zweiten Stufe der Förderung wurde die Aufmerksamkeit auch auf den suburbanen und trans-suburbanen Raum in Wien-Niederösterreich gerichtet sowie die politische Steuerung sowie die Siedlungs- und Verkehrsplanung in den Mittelpunkt gerückt.

• SAFiP

Im Forschungsprojekt SAFiP – Systemszenarien automatisiertes Fahren in der Personenmobilität wurden – aufbauend auf den Vorüberlegungen aus dem AVENUE21-Projekt – Szenarien für die Personenmobilität in Österreich entwickelt, mit denen das Verkehrssystem unter Antizipation der Möglichkeiten und Entwicklungen im Bereich des automatisierten Fahrens beschrieben werden. Dazu wurde ein multi-methodischer Ansatze aus verschiedenen Szenario-Techniken sowie Forecasting- und Backcasting-Methoden in einem breiten und umfassenden wiederholten Dialog mit unterschiedlichen ExpertInnen und StakeholderInnen aus Politik, Verwaltung, Wissenschaft, Industrie und Zivilgesellschaft gewählt.

Eine wichtige Arbeitsgrundlage bilden die im österreichischen Aktionspaket „Automatisierte Mobilität (2019-2022)“ relevanten Use-Cases. Auf Basis dieser Szenarien wurden verkehrsrelevante Wirkungsspektren abgeschätzt und quantifiziert. Bei der Analyse werden insbesondere die Wechselwirkungen zwischen Gesellschaft, Raum, Mobilität und Verkehr berücksichtigt. Ziel ist, die Erfordernisse und Notwendigkeiten für verschiedene Politikfelder (FTI-Politik, Verkehrspolitik, Raumplanung etc.) und konkrete weiterführende Maßnahmen abzuleiten.

Ein besonderer Fokus liegt im Projekt auf der Bedeutung des vollautomatisierten Fahrens für den öffentlichen Verkehr, die in den Szenarien explizit berücksichtigt wurden. Dazu wurden Szenarien für die Personenmobilität in Österreich entwickelt, mit denen das Verkehrssystem unter Antizipation der Möglichkeiten und Entwicklungen im Bereich des automatisierten Verkehrs im Sinne multipler Zukunftsbilder beschrieben wird. Die Ergebnisse des Forschungsprojektes sind in einem umfangreichen Ergebnisbericht dargestellt.

• SHARED AUTONOMY

Insbesondere für Bedarfsverkehre im ländlichen Raum können durch Angebote der Shared Autonomous Mobility stärkere Bündelungen von Fahrten bzw. eine sehr viel größere ökologische Wirkung erzielt werden. Ziel des Projektes SHARED AUTONOMY war die Durchführung einer ersten quantifizierenden Wirkungsanalyse für den Einsatz automatisierter Fahrzeuge im ländlichen Raum.

Automatisierter öffentlicher Personenverkehr (ÖPV)

Die Automatisierung von Verkehrsträgern bezieht sich keinesfalls nur auf den PKW-Verkehr oder den MIV, sondern betrifft auch Busse, LKW, Züge, U-Bahnen, Schiffe und den Flugverkehr.

Bereits im Jahr 1968 wurde mit der Victoria – Linie in London die erste vollautomatisierte U-Bahn eröffnet. Mittlerweile gibt es eine Reihe von U-Bahnen, welche auf einem viel höheren Automatisierungsniveau betrieben werden. Laut einem Bericht der International Association of Public Transport gab es im Dezember 2018 in 42 Städten 64 automatisierte Linien. Auch bei der Automatisierung der U-Bahn erfolgt eine Unterteilung in verschiedene Stufen in Bezug auf die Zuständigkeiten der FahrerInnen. Die völlig fahrerlose U-Bahn ist die höchste Automationsstufe. In Kopenhagen und Barcelona wird die fahrerlose U-Bahn bereits seit Jahren eingesetzt. Im Dezember 2012 wurde auch die Umstellung auf ein automatisiertes System der Métro Ligne 1 in Paris abgeschlossen. In Wien ist die erste vollautomatische U-Bahnlinie (U5) im Bau, die ab dem Jahr 2026 ihren Betrieb aufnehmen soll.

Die Automatisierung des Nahverkehrs beschränkt sich keinesfalls auf U-Bahnen, automatisierte Ansagen oder Anzeigen in Echtzeit auf Haltestellen. Bei der Entwicklung von fahrerlosen Bussen treffen IngenieurInnen auf Probleme, wie beispielsweise die äußerst schwierige Navigation durch städtische Straßen. Durch Nutzung von GPS, Kameras, Radaren und Lidaren soll der Betrieb ermöglicht werden. Mehrere Städte rücken Technologien zur Automatisierung von Bussen in den Blickpunkt:

• Berlin: Bis 2025 soll ein Pilotbetrieb für eine fahrerlose Kleinbusflotte im Nordwesten Berlins durchgeführt werden.

• Edinburgh: Nahe Edinburgh wurde 2023 eine Buslinie mit autonomen Bussen im Regelbetrieb eingeführt.

• Genf: Genf will ab 2025 autonome Kleinbusse testen.

• Hamburg: In Hamburg lief von 2020 bis 2021 das Projekt HEAT, bei dem ein elektrobetriebener und autonom fahrender Shuttlebus getestet wurde. Für 2024 sind die ersten Testfahrten mit autonomen Shuttles namens Holon Mover geplant. Auch die Volkswagen-Tochter MOIA arbeitet an autonomen Lösungen für den öffentlichen Verkehr in Hamburg.

• Monheim: Seit 2020 verkehren in Monheim autonome Busse im Linienbetrieb.

• München: Die Stadt München will ab Ende 2024 autonom fahrende Busse testen.

Projekte

• Digibus: Im Rahmen des von Salzburg Research Forschungsgesellschaft mbH durchgeführten Projektes Digibus wurden Testfahrten mit einem selbstfahrenden Shuttlebus auf öffentlichen Straßen im gemischten Verkehr in ländlicher Umgebung durchgeführt. Die begleitende Studie kam zum Fazit, "...dass das getestete selbstfahrende Shuttle die Erwartungen an hoch- bzw. vollautomatisierte Fahrzeuge noch nicht erfüllte."

• Wiener Linien - Seestadt: Von 2019 bis 2021 wurde in Wien ein fahrerloser Autobus im Testbetrieb in der Seestadt Aspern eingesetzt. Die Seestadt bot dabei ein ideales Testgelände und das Projekt sollte einen Qualitätssprung für zukünftige autonome Buslinien ermöglichen. Problematisch wurde während des Betriebes häufig das Wetter. Der Bus wird nicht weiterbetrieben.

• MENTOR: In der letzten Novemberwoche des Kalenderjahres 2019 startete ein Teil des Projektes MENTOR in Meran. Das Projekt umfasst ein Kooperationsprogramm der Stadtgemeinden Meran (Italien) und Brig-Glis (Schweiz). Das erwähnte Experiment lässt einen autonomen Bus durch die Kurstadt fahren. Das Projekt umfasst noch weitere Initiativen, wie z.B. Car Sharing, Bike Pooling oder Rufbusse, die in Echtzeit übers Smartphone gebucht werden können.

Die Ethik des automatisierten Fahrens

Neben den vielen Erleichterungen und Verbesserungen, die das automatisierte Fahren mit sich bringt, sind noch diverse ethische Fragen bis zur endgültigen Marktreife zu klären. Besonders in Notsituationen ist Handlungsweise des Fahrzeugs folgenreich und kann über Leben und Tod unterschiedlicher Beteiligter entscheiden.

Man stelle sich folgendes Szenario vor: Der Bordcomputer eines fahrenden Autos muss sich entscheiden, ob es gegen einen gerade auf die Straße gestürzten Felsen fährt, oder beim Ausweichen eine Gruppe von Menschen verletzt. Der Bremsweg ist, aus welchen Gründen auch immer, zu lang und ein Stehenbleiben vor den Hindernissen ist nicht mehr möglich. Aus Gründen der Nächstenliebe bzw. des Eigenschutzes existieren für beide Möglichkeiten Argumente. Ein vollautomatisiertes Fahrzeug entscheidet sich entlang der einprogrammierten Algorithmen.

In Deutschland hat eine Ethik-Kommission im Jahr 2017 einen ersten Bericht vorgelegt.

Der ADAC beschäftigte sich ebenfalls mit der Frage der Ethik bei autonomen Fahrzeugen und kam zum Schluss, dass solche Szenarien irrelevant seien. Die Systeme müssen bestimmte Punkte erfüllen. Die Bestimmungen wurden veröffentlicht:

• Automatisierte Systeme müssen eine positive Risikobilanz aufweisen,
• Sachschaden geht immer vor Personenschaden,
• Programmierung einer defensiven und vorausschauenden Fahrweise,
• Jede Qualifizierung von Menschen nach persönlichen Merkmalen ist unzulässig,
• Speicherung und Dokumentation der Daten des Unfallherganges und
• Souveränität von Daten und Informationsweitergabe des Autofahrers.

Die momentane Rechtslage ist jedoch klar geregelt: Machen LenkerInnen einen Fehler und verursachen einen Unfall, tragen sie die volle Verantwortung – die eigene Kfz-Versicherung kommt für den Schaden des Unfallgegners auf. Die Versicherung zahlt auch in Zukunft, wenn nicht mehr der Mensch, sondern die Maschine steuert: beim automatisierten Fahren bleiben LenkerInnen in der Verantwortung, wenn sie kurzfristig ins Geschehen eingreifen müssen, wenn das System sie dazu auffordert. Beim autonomen Fahren wird man zur PassagierIn, man kann nicht eingreifen und haftet auch nicht mehr – bei einem Unfall zahlt die Versicherung trotzdem. Sollte ein technischer Fehler vorliegen, nimmt sie dann den Hersteller in Regress.