Die Mobilitätswende im Autoverkehr bezieht sich darauf, den Einsatz von umweltschonenden und nachhaltigen Antrieben zu fördern. Infolgedessen stehen Elektroautos, Hybridautos und Wasserstoffautos im Fokus. Durch die Verwendung dieser Antriebstechnologien werden Emissionen reduziert, was dazu beiträgt, die Luftqualität zu verbessern und dem Klimawandel positiv entgegen zuwirken. In den letzten Jahren hat sich der Ausbau regenerativer Energien für die Mobilität von Autos stark weiterentwickelt. Elektrofahrzeuge werden immer beliebter und können mittlerweile mit erneuerbaren Energien wie Wind- oder Sonnenenergie betrieben werden. Auch Brennstoffzellenfahrzeuge, die Wasserstoff als Antrieb nutzen, werden immer effizienter und haben den Vorteil, dass sie wasserstoffbasierte Brennstoffe als Treibstoff nutzen und somit emissionsfrei sind. Zur Förderung der Elektromobilität werden weltweit Ladesäulen installiert und eine Infrastruktur an Ladesäulen aufgebaut. Auch die Entwicklung von Batterietechnologie verbessert sich stetig, wodurch Ladezeiten verkürzt werden und die Reichweite von Elektrofahrzeugen erhöht wird. Zusätzlich werden weitere Maßnahmen ergriffen, um den Ausbau von regenerativen Energien wie Solar- und Windenergie voranzutreiben, um immer mehr Elektrofahrzeuge mit sauberem Strom versorgen zu können.
Güterverkehr
Im Güterverkehr ist ein wesentlicher Baustein die Verlagerung von Transportvolumen auf den Schienenverkehr, der im Vergleich zu LKW-Transporten erheblich ressourcenschonender ist. Das erfordert eine Vernetzung von Güterverkehrszentren mit Schienennetzwerken sowie die Schaffung von Umschlags- und Logistikzentren. Elektrisch betriebene oder alternative Kraftstoffe nutzende LKW´s ersetzen in naher Zukunft die herkömmlichen LKW´s, um die Emissionen von Treibhausgasen zu reduzieren und die Luftverschmutzung zu minimieren. Der Transport von Gütern auf verschiedenen Verkehrsträgern wie Schiene, Straße, Wasser oder Luft und ein nahtloser und effizienter Austausch von Containern oder Ladeeinheiten zwischen verschiedenen Transportmitteln verbessert die Transporteffizienz und gewährleistet eine schnellere Lieferung der Güter und sorgt für weitere Entlastung auf Straße und Luft und fördert zudem eine multifunktionale Nutzung von Umschlagpunkten. Schifffahrt und Luftverkehr
Die Mobilitätswende in den Bereichen Luftfahrt und Schifffahrt zielt darauf ab, diese Industrien nachhaltiger und umweltfreundlicher zu gestalten. Im Bereich der Luftfahrt geht es darum, den CO2-Ausstoß zu reduzieren und alternative, klimafreundliche Antriebe zu entwickeln. Dazu gehören zum Beispiel Elektroflugzeuge oder Flugzeuge, die mit Wasserstoff betrieben werden. Auch die Optimierung des Flugverkehrs durch moderne Technologien wie Flugroutenoptimierung mittels KI-Systemen und besseres Flugmanagement soll dazu beitragen, den Treibstoffverbrauch und damit den CO2-Ausstoß zu senken. In der Schifffahrt zielt die Mobilitätswende ebenfalls auf eine Reduktion der CO2-Emissionen ab. Eine Möglichkeit dazu sind alternative Antriebe, wie z.B. Flüssigerdgas (LNG) oder Brennstoffzellen. Außerdem soll die Effizienz von Schiffsantrieben verbessert werden, um den Treibstoffverbrauch und CO2-Ausstoß zu senken. Auch die Nutzung erneuerbarer Energien wie Wind- und Solarenergie für den Betrieb der Schiffe wird erforscht. Zusätzlich wird die Digitalisierung und Vernetzung bei beiden Verkehrsträgern eine Rolle spielen, um eine effizientere Nutzung und Planung der Transportressourcen zu ermöglichen. Dazu gehören zum Beispiel eine bessere Steuerung des Flugverkehrs und die Nutzung von intelligenten Logistiksystemen in der Schifffahrt.
Synthetische Kraftstoffe
E-Fuels sind künstliche Kraftstoffe, die aus erneuerbaren Energieträgern wie Sonnen- oder Windenergie hergestellt werden. Die Herstellung von E-Fuels erfolgt in mehreren Schritten, darunter Elektrolyse, Synthese und Veredelung. Zunächst wird Wasser mit Hilfe von Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Der gewonnene Wasserstoff dient als Grundstoff für die E-Fuels-Synthese. Bei der Synthese wird der Wasserstoff mit Kohlenstoffdioxid zusammengeführt, um Kohlenwasserstoffe zu erzeugen. Diese Kohlenwasserstoffe werden dann gereinigt und veredelt, um hochwertige E-Fuels herzustellen. Da die Prozesskette für die Herstellung von E-Fuels sehr energieintensiv ist, liegt der Wirkungsgrad dieser E-Fuels bei etwa 13%. E-Fuels können in Zukunft nur eine Nischenrolle in der Mobilität und in der Industrie spielen. Da E-Fuels synthetisch hergestellt werden können, können Länder ohne eigene fossile Brennstoffvorkommen unabhängiger von Importen werden. E-Fuels können auch in der Luftfahrt und im Schiffsverkehr eingesetzt werden, um die Emissionen in diesen Bereichen zu reduzieren.
Straßenentlastung
Um den Straßenverkehr in Zukunft zu entlasten und ökologisch nachhaltiger zu gestalten, kann man den Transport von Waren auf die Schiene verlagern. Dazu muss die Infrastruktur für den Güterverkehr auf der Bahn ausgebaut werden, indem LKW-geeignete Containerbahnhöfe und -Terminals gebaut werden, die den schnellen Umschlag der Güter garantieren. Um die Bahn als Alternative für den Straßentransport attraktiver zu machen, müssen außerdem die Transportzeiten verkürzt und die Flexibilität erhöht werden. Dazu können beispielsweise Logistikketten optimiert und die Abfahrts- und Ankunftszeiten besser auf die Bedürfnisse der Kunden abgestimmt werden. Neben den ökologischen Vorteilen, wie einer Senkung von CO2-Emissionen und Luftverschmutzung, hat die Verlagerung des Gütertransports auf die Bahn auch positive Auswirkungen auf den Straßenverkehr. Eine geringere Anzahl an LKW´s auf den Straßen führt zu einer Entlastung des Verkehrsnetzes und zu einem reibungsloseren Verkehrsfluss, was wiederum zu weniger Stress, Staus und Unfällen führt.
Ampelmanagementsysteme
Ein weiterer Baustein in der Mobilitätswende ist ein smartes Ampelsystem, also ein digital vernetztes und KI gesteuertes Ampelmanagementsystem. Ein Ampelmanagementsystem der Zukunft könnte eine Vielzahl von Datenquellen kombinieren, um den Verkehr an Kreuzungen zu regeln und Staus zu reduzieren. Sensoren in der Straße und GPS-Trackings Systeme von Autos könnten genutzt werden, um Daten darüber zu sammeln, wie viele Autos sich an einer Kreuzung befinden und in welche Richtung sie fahren. Wenn es regnet oder schneit, verlangsamt sich der Verkehrsfluss, da die Autos vorsichtiger fahren. Ein Ampelmanagementsystem könnte diese Informationen nutzen, um die Ampelphasen entsprechend anzupassen und so den Verkehrsfluss zu optimieren. Wenn Busse an einer Kreuzung fahren, kann dies den Verkehrsfluss erheblich verlangsamen. Ein Ampelmanagementsystem könnte die Fahrpläne der öffentlichen Verkehrsmittel berücksichtigen und Ampelphasen anpassen, um den Verkehr reibungsloser fließen zu lassen. Ein Ampelmanagementsystem könnte auch Informationen von anderen Ampeln in der Stadt sammeln und nutzen, um den Verkehrsfluss an Kreuzungen zu optimieren. Wenn eine smarte Ampelkreuzung mit der vorherigen und der nachfolgenden Ampelkreuzung in Echtzeit kommuniziert, kann so der Verkehrsfluss erheblich optimiert und verbessert werden. Durch die Kombination all dieser Datenquellen könnte ein Ampelmanagementsystem der Zukunft die Ampelphasen automatisch anpassen, um den Verkehr an Kreuzungen optimal zu regeln und Staus zu reduzieren. Ein zukünftiges KI unterstütztes Ampelmanagementsystem müsste auch die Schaltphasen aller Ampeln an Kreuzungen gestaffelt schalten, so dass Fußgänger und Radfahrer, die eine Straße überqueren möchten für eine bestimmte Zeit grün haben ohne das rechtsabbiegende Autos gleichzeitig auch grün haben, die dann trotz Grünphase an der Kreuzung stehen müssen, bis die langsameren Verkehrsteinehmer auf der anderen Straßenseite sind. KI-Systeme sollten den Verkehrsfluss und die Anzahl der wartenden Verkehrsteilnehmer beachten und so die Schaltphasen und die Schaltdauer anpassen und so die Kreuzungen zügig freigeben und den Verkehrsfluss erheblich verbessern.
Stadtinfrastruktur
Zukünftig sollte sich die Infrastruktur einer Stadt durch eine intelligentere und nachhaltigere Nutzung der verfügbaren Ressourcen auszeichnen. Grünflächen wie Parks und Grünstreifen sollten in der Innenstadt gut verteilt werden und einen angenehmen Aufenthaltsort sowie eine Erholungsfläche für die Bewohner bieten. Versiegelte Flächen sollten reduziert und nicht versiegelte Flächen wie Gräben oder Mulden, die das Regenwasser sammeln und ableiten, entstehen. Eine Stadt sollte über ausreichende Schutzzonen gegen Überhitzung, in Form von Wasserspeiern oder begrünten Fassaden verfügen. Diese Maßnahmen tragen dazu bei, das Klima in der Stadt angenehmer und gesünder zu gestalten, indem sie die Luftqualität verbessern und die Temperatur senken. Parkhäuser und Tiefgaragen sollten leicht zu erreichen sein und über ausreichend Ladesäulen für Elektroautos verfügen. Die Dächer und Seiten von Parkhäusern können mit Photovoltaik bestückt werden und ihren produzierten Strom in das Stadtnetz einspeisen. Die Straßen innerhalb der Stadt sollten gut befahrbar, mit ausreichender Beweglichkeit durch breite Bürgersteige und Fahrradwege sein. Die Bürgersteige sollten barrierefrei gebaut werden, um das Gehen und den Zugang zu den Geschäften und öffentlichen Gebäuden für alle Menschen zu erleichtern. Parallel zu den Autostraßen sollten sich trennbar ausgebaute Radwege befinden, um den Fahrradverkehr von der Straße weg, auf die Fahrradstreifen zu fördern und daher sicherer zu gestalten. Die Straßen sind mit Ladesäulen für Elektrofahrzeuge ausgestattet, um den Umstieg auf umweltfreundlichere Transportmittel zu erleichtern. Natürlich sollten sich auch Parkplätze vor den Geschäften befinden, um das Ein- und Ausladen von Gütern und Einkäufen zu erleichtern.