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Interviews

Öffentliche Verkehrsmittel der Zukunft - quo vadis?

Öffentliche Verkehrsmittel der Zukunft - quo vadis?

01.02.2012Verbrennungs- oder Elektromotor? Oder vielleicht vollkommen andere Kraftstoffe? Metro, Bus, Straßenbahn oder Trolleybus? Wie werden die öffentlichen Verkehrsmittel in einigen Jahrzehnten aussehen? In welche Richtung wird sich der Personenverkehr entwickeln? Wir sprechen mit Professor Jerzy Merkisz über die öffentlichen Verkehrsmittel der Zukunft.

Vom Ende der fossilen Brennstoffe hören wir seit Jahrzehnten. Ist das Ende wirklich so nah?

Als ich mein Studium abschloss, das war in den 70er Jahren, wurde uns gesagt, dass die globalen Ölreserven für 20 bis 30 Jahre ausreichen werden. Seither sind 40 Jahre vergangen, und Verbrennungsmotoren und die Mineralölkonzerne sind weiterhin erfolgreich. Heute wird von etwa 50 Jahren als Grenzpunkt gesprochen, in dem die Ölreserven ausgehen. Aber das sind nur Schätzungen. Überlassen wir diese Berechnungen anderen. Bleiben wir einfach bei der Annahme, dass dieser Treibstoff eines Tages ausgeht. Gerade deshalb sollten wir nach alternativen Lösungen suchen. Ich bin der Meinung, dass die Verwendung von fossilen Brennstoffen für andere Zwecke als den Transport eine Verschwendung ist. Wir sollten sie ausschließlich zum Fortbewegen nutzen. Die Energie zum Heizen oder für die Industrie sollte aus erneuerbaren Energiequellen (Wind, Wasser) oder in Kernkraftwerken gewonnen werden. Heute, angesichts der Katastrophe in Japan, verliert die Kernenergie an Popularität, dabei ist sie die effektivste Art der Energiegewinnung und bei Einhaltung adäquater Verfahren extrem sicher.

Also wird sich in der nahen Zukunft nicht so viel auf dem Markt der Fahrzeuge für den öffentlichen Verkehr ändern?

Ganz im Gegenteil. Die kommenden Jahre werden uns gewaltige Veränderungen bringen. Somit stellt sich die Frage, in welche Richtung sollten sie gehen? In den letzten Jahren wurde der aus dem Englischen stammende Begriff sustainable development, der als nachhaltige Entwicklung übersetzt wird, äußerst beliebt. Dies kann vielfältig interpretiert werden. Meiner Meinung nach bedeutet das, dass wir alle uns derzeit bekannten Transportmittel auf nachhaltige und möglichst optimale Weise entwickeln sollten. In der Praxis bedeutet dies, dass sowohl Busse und U-Bahnen, Züge, Straßenbahnen oder Trolleybusse weiterentwickelt werden sollten. In all diesen Bereichen gibt es dazu ein riesiges Potenzial. Betrachten wir einfach, was uns im Bereich der Verbrennungsmotoren in den letzten Jahrzehnten gelang. Zum Beispiel konnte seit Anfang der 50er Jahre bis heute die durchschnittliche Emission von Stickoxiden durch Verbrennungsmotoren um ein 180-faches verringert werden! Seit der Einführung von Abgasnormen Anfang der 90er Jahre hat sich die Emission toxischer Komponenten bis heute um 99% verringert. Den Fortschritt können wir uns noch einfacher vorstellen, wenn wir uns daran erinnern, wie es noch vor gut zehn Jahren war hinter einem Bus oder Lkw hinterherzufahren. Eine schwarze Rauchwolke hat unsere Sicht eingeschränkt und das Atmen erschwert. Heute ist das, was aus dem Auspuff herauskommt, weder sichtbar noch mit der Nase wahrnehmbar. Selbstverständlich ist eine Weiterentwicklung in diesem Bereich schwieriger geworden, aber sie ist dennoch möglich. Dies gilt sowohl für die Konstruktion des Motors als auch für die Erhöhung seiner Effizienz und Senkung des Kraftstoffbedarfs. Ein weiterer Faktor des Verkehrs, der deutlich verbessert werden kann, ist die Organisation des Straßenverkehrs in den Städten. Immer öfter entstehen gesonderte Busspuren oder Fahrspuren im Rahmen des Systems Bus Rapid Transit (BRT), die dem Verkehr von Spezialfahrzeugen angepasst sind. Wir denken auch an Stadtautobahnen oder grüne Wellen. Nur mit einer fl üssigen Fahrweise in der Stadt kann der Kraftstoffverbrauch um bis zu 30% reduziert werden. Auf globaler Ebene sind das enorme Ersparnisse.

Die ganze Zeit reden wir über Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, aber was ist mit elektrisch angetriebenen Fahrzeugen?

Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren dominieren weiterhin auf dem Markt - und das noch lange. Zweifellos aber sind elektrisch betriebene Fahrzeuge ein weiteres Segment, das wir im Rahmen der nachhaltigen Entwicklung weiterentwickeln sollten. Wir haben in diesem Segment schon seit fast 100 Jahren Straßenbahnen und Trolleybusse. Doch ist immer öfter die Rede von elektrisch betriebenen Fahrzeugen. Solaris wird im Herbst dieses Jahres den ersten elektrisch betriebenen Bus in Polen vorstellen. Die Vorteile des elektrischen Antriebs sind offensichtlich: die Langlebigkeit der Traktionsmotoren, ihre Leistungsfähigkeit, das maximale Drehmoment, das unmittelbar nachdem das Fahrzeug sich in Bewegung setzt, verfügbar ist, aber auch die Energierückgewinnung beim Bremsen. Darüber hinaus werden keine Abgase und weniger Lärm verursacht. Andererseits ist die Art und Weise ihrer Versorgung der größte Nachteil von Elektrofahrzeugen. Im Falle von Bahn, Straßenbahnen oder Trolleybussen haben wir die elektrische Oberleitung. Dieses Problem wird entscheidend, wenn es um Autos und Busse geht. Und hier kommen wir zu der größten Herausforderung bei der Entwicklung solcher Fahrzeuge: die Speicherung der Energie. Im Moment haben wir zwei gegensätzliche Möglichkeiten: Superkondensatoren, die sehr schnell geladen werden, aber auch sehr schnell die geladene Energie wieder verlieren - und Batterien, die eine hohe Kapazität haben, aber längere Ladezeiten brauchen. Schließlich müssen die Batterien ein entsprechendes Gewicht haben um genügend Energie zu speichern. Batterien müssen beim heutigen Stand der Technik über 500 kg wiegen, um soviel Kapazität zu haben wie ein 40-kg-Behälter für herkömmlichen Kraftstoff. Des Weiteren sind Batterien wesentlich temperaturempfindlicher. Bei Minustemperaturen sinkt ihre Lebensdauer drastisch. Bei der Annahme, dass der Bus im Stadtverkehr mit einer Ladung 350 km fahren sollte, müssten solche Akkus mehrere Tonnen wiegen. Das bedeutet, dass eine deutlich geringere Anzahl Passagiere mitgenommen werden kann. Selbstverständlich können wir versuchen, das Mehrgewicht durch Gewichtsreduzierung des Fahrzeugs in anderen Elementen auszugleichen. Zweifellos wichtige Argumente, welche die Popularität von Elektrofahrzeugen begrenzen, sind der Preis der Technologie und ihre begrenzte Verfügbarkeit. Natürlich will ich damit nicht sagen, dass Elektrofahrzeuge keine Zukunft haben. Ich möchte nur darauf hinweisen, dass noch viele Probleme vor uns stehen. Aber um zum Beispiel von Solaris zurückzukehren: Im letzten Jahr habe ich die Präsentation von Krzysztof Olszewski erlebt, der das Konzept des elektrischen Busses vorgestellt hat. Er hat gesagt: "Erlaubt uns zu träumen!". Das ist wundervoll, und so sollte man an das Problem herangehen. Man muss Träume haben. Ohne Träume gibt es keinen Fortschritt. Heute präsentiert Solaris den Prototypen des elektrischen Busses - und in einigen Monaten oder Jahren? Wer weiß? Vielleicht wird niemand mehr über die Richtigkeit einer solchen Lösung nachdenken. Bislang erscheint als optimale Lösung in diesem Bereich der serielle Hybridantrieb. Übrigens hat Solaris eine solche Lösung auch im Angebot. Dieses Fahrzeug kann im elektrischen Modus betrieben werden, es verfügt aber auch über ein kleines Aggregat mit Verbrennungsmotor, das im Notfall den Elektromotor unterstützen kann. Dies ist natürlich meine persönliche Einschätzung der aktuellen Situation. In wenigen Jahren kann die Entwicklung von Elektrofahrzeugen zeigen, dass ich falsch lag.

Und wenn Sie es wagen würden zu träumen, wie würden Sie sich die perfekten öffentlichen Verkehrsmittel der Zukunft vorstellen?

Vorausgesetzt, dass meine Träume nicht von wirtschaftlichen Aspekten eingeschränkt sind, müsste eine perfekte Stadt über eine UBahn verfügen, am besten eine unbemannte. Aber sie sollte auch Platz für Straßenbahnen und Busse haben, sowohl elektrisch angetriebene als auch solche mit Hybridantrieb. Die Fahrzeuge würden sich auf separaten Fahrspuren bewegen und dadurch geringe Mengen an Kraftstoff verbrauchen. Ladestationen für Elektrofahrzeuge wären genauso verbreitet wie heute Tankstellen. Ich hoffe, dass das nicht nur Träume sind, sondern eine mögliche Zukunftsvision. Es bleibt nur die Frage offen, woran Solaris dann arbeiten wird? Ich weiß es nicht. Aber mit Sicherheit nehmen wir gerne als Institut für Verbrennungsmotoren und Verkehr an den immer herausfordernden Studien teil.

Vielen Dank für das Gespräch.

 

 

Prof. Dr. Ing. habil. Jerzy Merkisz, Dr. h.c. (geb. 1947) ist Absolvent der Technischen Universität Posen, mit der auch seine berufliche Laufbahn und Forschungstätigkeit verbunden ist:

  • Die Auszeichnung als Diplom-Ingenieur der Mechanik mit Fachrichtung Maschinen und energetische Anlagen hat er mit der Note "Sehr gut" 1971 an der Fakultät für Maschinenwesen erhalten,
  • Promotion an der Fakultät für Maschinen und Fahrzeuge im Jahr 1978, seine Doktorarbeit wurde mit dem Preis des Rektors ausgezeichnet,
  • Er wurde 1992 im Bereich Bau und Betrieb von Maschinen, insbesondere Verbrennungsmotoren, habilitiert. Für die Habilitationsschrift erhielt er eine individuelle Auszeichnung des Rektors,
  • 1997 erhielt er den Titel des Professors der technischen Wissenschaften,
  • 2011 erhielt der die Ehrendoktorwürde der Technischen und Humanistischen Akademie in Bielsko-Biała.

Seit 1993 ist er Direktor des Instituts für Verbrennungsmotoren und Verkehr (ehemals Institut für Verbrennungsmotoren und Grundlegende Maschinenentwicklung). Derzeit ist er wissenschaftlicher Berater am Institut für Straßenverkehr in Warschau, Industrieinstitut für Kraftfahrzeuge in Warschau und am Institut für Schienenfahrzeuge TABOR in Posen, ebenso ist er Dozent an der Universität für Technik und Wirtschaft in Stettin. Er befasst sich hauptsächlich mit der Problematik der Konstruktion und Nutzung von Verbrennungsmotoren, insbesondere im Hinblick auf ihre Auswirkungen auf die Umwelt. Er bearbeitete und entwickelte das Konzept und die Methodik zur Prüfung der Emission schädlicher Substanzen durch Fahrzeuge und andere Verkehrsmittel unter realen Nutzungsbedingungen mithilfe von On-Board-Messsystemen. Unter den vielen abgeschlossenen Projekten sind folgende erwähnenswert:

  • Einführung des OBD-Systems (on-board diagnostics) in Polen und die Steigerung der Effektivität des europäischen EOBDSystems durch Annäherung an die amerikanische Norm OBD II,
  • Autor von Beschädigungssimulationen und eines Konzepts zur Nutzung des EOBDSystems zur Bestimmung des Weges und des Geschwindigkeitsprofi ls beim Prüfen einer Fahrzeugfl otte, als Ersatz für ein GPSSystem,
  • Leitung eines Teams, das an der Konstruktion eines energieeffi zienten Stadtbusses mit niedrigen Emissionswerten und seriellem Hybridantrieb arbeitete - zusammen mit der Firma Solaris Bus & Coach. Das wurde mit dem Preis des 4. Wettbewerbs des Marschalls der Woiwodschaft Großpolen "i-Wielkopolska - Innowacyjni dla Wielkopolski" und dem Preis des Präsidenten der Industrie- und Handelskammer für Innovation "INNOVATICA" ausgezeichnet.

Professor Merkisz ist Präsident der Polnischen Wissenschaftlichen Gesellschaft für Verbrennungsmotoren sowie Autor von 21 Monographien, 20 Büchern und Kapiteln in Büchern, 7 Lehrbüchern und akademischen Skripten, 50 internationalen und 300 polnischen wissenschaftlichen Artikeln und mehr als 400 Referaten, die auf Konferenzen in Polen und im Ausland gehalten wurden.