25.09.2013
von Robert Basic

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08.06.2014
von Robert Basic

Autoindustrie: Sind die Premium-Hersteller für die Zukunft gewappnet?

Wohin segeln BMW, Audi und Daimler, die drei führenden Premiumhersteller der deutschen Autoindustrie? Was sind ihre Herausforderungen? Werden sie in den nächsten 5, 10 oder 20 Jahren die Herausforderungen bewältigen? Immerhin ist das Thema nicht ganz unwichtig, da 80% aller global verkauften Premiumwagen aus Deutschland kommen (inkl. Porsche natürlich). Mit der Frage haben wir uns beschäftigt und können Euch aus unterschiedlichen Perspektiven verschiedene Ausblicke anbieten:

- Jens Stratmann hat sich die Herausforderungen von Audi näher angeschaut
Audi, Vorsprung durch Technik?

- Thomas Majchrzak nimmt die Nr.1 – BMW – ins Visier:
BMW, Zukunft und Marktchancen für die Freude am Fahren

- Don Dahlmann hat sich mit den generellen Herausforderungen beschäftigt, was es mit den sich verändernden Mobilitäsbedürfnissen auf sich hat:
Mobilitätskonzepte der deutschen Autokonzerne“.

- Update: Besim Karadeniz hat sich kurzerhand entschlossen, seine Sichtweise über Opels Zukunftsaussichten darzulegen (auch wenn Opel kein Premium ist, freut mich das sehr, dass wir einen Anstoß mitgeben konnten): Zur Gegenwart und Zukunft von Opel. #umparkenimkopf

Und wir hier? Wir schauen uns Daimler näher an.
Mercedes Benz at CES 2014

Beginnen wir mit einem Statement von Markus Jordan, der das größte Daimler-Blog Deutschlands betreibt, Mercedes Benz Passion:

Daimler muss den schwierigen Spagat schaffen, zwischen höheren Gewinn pro Fahrzeug bei gleichzeitiger Qualitätssteigerung. Die Qualität ist im Grunde bereits sehr hochwertig, teils noch ein wenig steigerungsfähig, vor allen Dingen in den unteren Baureihen der Produktpalette! Probleme in vergangenen Baureihen dürfen sich dabei nicht wiederholen. Nach den jüngsten Aussagen von Dr. Zetsche hatte die Konzernführung die Situation vor einigen Jahren falsch eingeschätzt, was sich aktuell negativ auswirkt: Die Produktion ist derart ausgelastet, das man diese nicht mehr kurzfristig erhöhen kann.

Sind die Premiumhersteller vor Fehlern gefeit?
Premiumhersteller im Automobilsektor sind, wie wir schon an der obigen Aussage sehen, natürlich nicht vor Fehltritten gefeit. Gerade das Thema Qualität ist für einen hochpreisigen Anbieter das A und O. Daimler hat in dem Bereich eine schmerzhafte Phase hinter sich gebracht, sich aber mittlerweile stabilisieren können. Doch das war nicht ihr einziger Bock, den sie geschossen hatten. Einen weitaus größeren Bock schossen sie in China ab, wo durch Missmanagement und dem Vorbeiplanen an Kundenbedürfnissen ein immenser Schaden entstand: Ich hatte den Schaden auf ca. 17 Mrd Euro Umsatzentgang eingeschätzt. Das Problem trat relativ kurzfristig auf, was im Gegensatz zu dem ehemaligen Qualitätsproblemen schon andeutet, wie schnell man sich schon mal verfahren kann.

Übrigens, nicht nur Daimler kann kräftig danebenschießen. Auch Audi hat seine Achillesferse: Auf dem US Markt musste Audi wegen einem mittlerweile über 30 Jahren alten und äußerst fiesen Horrorszenario in markentechnischer Hinsicht auf weit über 30 Mrd Euro verzichten.

Hier mal 17 Mrd, da mal 30 Mrd. Hübsche Fehltritte, von denen wir hier sprechen und die auch die Dimension der möglichen Risiken aufzeigen sollen. Die drei Premiumhersteller können nur heilfroh sein, dass sich der eine oder andere Ausrutscher leisten kann, da die Obermarke des “german car engineerings” immer noch der Verkaufsschlager schlechthin ist und womöglich auch bleibt. Dies dämpft zwar Folgen von Fehltritten, aber bluten muss der Betroffene dennoch, bis die Scharte wieder ausgewetzt ist.

Schauen wir uns Daimlers Herausforderungen näher an

- Mehr Nischen, individuellere Kundenbedürfnisse: Reduktion der Basisplattformen
Daimler wird von Analysten häufig kritisiert, eine zu hohe Kostenstruktur gegenüber Audi und BMW zu haben. Was sich auf die Rendite auswirkt. Die Weichen hat Daimler dahingehend neu gestellt: Sie werden in Zukunft mit weitaus weniger Plattformen auffahren und dann nur noch mit voraussichtlich vier Basisplattformen ca. 9 Modelle je Plattform auf den Markt bringen (heute: 9 Plattformen bei 2,44/Modellen je Plattform).

Warum das überhaupt? Die Zunahme der Kundenanforderungen bedingt eine Zunahme ausdifferenzierter Modellangebote für kleinere Nischensegmente. Das spiegelt sich auch in der Zunahme der diversen Automobiltypen seit 1960 wider, ebenso wie auch die Qual der Wahl für Kunden angestiegen ist:
Daimler
Daimler
Chart aus Quelle: “Zukunft der Automobilindustrie” (.pdf)

Um auf die weitere Ausdifferenzierung eine Antwort zu finden, muss Daimler eine günstigere Produktions- und Beschaffungsstruktur schaffen, die sich eben in einer Reduktion der Basisplattformen ausdrückt. Handgeschnitzte Autos ist nicht mehr. Dabei darf Daimler niemals die Marke aus den Augen verlieren, um nicht in Beliebkeit angesichts der Zunahme an verfügbaren Modellen mit einem Stern abzurutschen.

- Umweltfaktor
Natürlich muss auch Daimler die Vorgaben der EU erfüllen und bis 2020 auf einen Flottenverbauch von umgerechnet 95gr/KM CO2 kommen. Was einem Premiumanbieter mit durchschnittlich größeren und schwereren Autos schwerer fällt, die i.d.R. dem Kunden auch ein Mehr an Leistung bieten. Auch Daimler hat die Zeichen der Zeit erkannt und setzt alles dran, einen Großteil der Entwicklungsgelder in Leichtbau aber auch effizientere Verbrennungsmotoren zu investieren. Die EU ist nicht die einzige Region, die darauf Wert legen wird.

- Mobilität
Es ist eine vage These, die eher anerkannt denn abgelehnt wird: Die künftige Mobilität wird sich verändern. Manche subsummieren das unter dem Slogan “Teilen, statt Besitzen“. Oder noch platter gesagt: Carsharing. Das sei eine mögliche Zukunft, die besonders in Gebieten mit hohen Einwohnerdichten zu erwarten ist. Aufgrund der explosiven Zunahme an Einwohnern in den Städten (wir reden btw nicht von D) ist es zu erwarten, dass die Automobilindustrie mit großen, dicken Autos keine gute Antwort anzubieten habe. Das Zauberwort sei demnach also Carsharing. Was die Mechanik des Carsharings angeht, so wissen wir, dass der Lebenszyklus eines solchen Autos um die 5 Jahre beträgt. Was angesichts des üblichen Altersbestandes von ca. 10 Jahren eigentlich einen positiven Absatzeffekt darstellt: Autos in kürzeren Zeitabständen auf den Markt zu bringen, gleichzeitig kann man neuartige Services und Technologien schneller durchdrücken (die ja selbst wiederum potentielle Umsatzbringer sind). Negativ wirkt sich das jedoch auf den Gesamtbestand an notwendigen Fahrzeugen aus: Man geht von einer Absatzreduktion von 10% aus, manchmal hört man auch Zahlen von bis zu 90% aus. Heißt: Statt 1 Mio Autos kann man nur noch 0,9 bis 0,1 Mio Autos absetzen. Autsch!

Daimler weiß natürlich um diese mögliche Entwicklung und hat mit Car2Go ein internationales Carsharing Angebot auf den Markt gebracht. Um es aber direkt zu sagen: So viel Bammel muss Daimler nicht vor Carsharing haben, da die Verkehrsinfrastruktur regional völlig unterschiedlich aussehen kann. So könnte man der These folgen, dass in der östlichen Hemisphäre ein Umstieg auf Carsharing eher ungünstig ausfällt, denn in anderen Regionen der Welt. Je nachdem, wo die Menschen wohnen, wie sie pendeln und wie die Anbindung an Öffentliche ausgeprägt ist. Versuch mal in San Diego vom Stadtrand in die City zu kommen, viel Spaß! Anders schaut es dann wiederum in Tokyo aus. Mumbai. Delhi. Shanghai. Sao Paulo.
Mercedes Benz Research Development North America

Heißt? Ja, Mobilität wandelt sich, aber regional in unterschiedlichen Ausprägungen. Daimler schläft hier nicht, bietet mit Car2Go, der Mobilitätsplattform Moovel aber auch dem bald neu erscheinenden Smart mögliche Antworten auf diese Entwicklungen.

- Mobile Devices
Ja, ja, das vernetzte, selbst fahrende, voll vernetzte Auto. Anbieter wie Uber, Zipcar, Google, wer weiß, eines Tages auch Apple werden eher vier Räder einem hypermodernen Computer dranmontieren und die User denn Fahrer eher zu begeistern wissen, als eine 125 Jahre alte Autobutze um vier Räder herum einen rollenden Computer verbauen kann. Um ehrlich zu sein, ich weiß es nicht. Wird eines Tages das moderne Auto wirklich ein fahrender Roboter sein? Das ist ein Thema, was zur Zeit heiß gekocht wird, aber ein reality check zeigt auf, dass alle nur mit Wasser und Salz kochen können: Autonomes Fahren: Zwischenstand und Ausblick.

Autonomes und Daimler… immerhin dürfen wir hierbei die Individualität von Menschen nie vergessen! Besonders wohlhabende Kunden wollen sich gerne ausdifferenzieren. Was könnte besser als ein Premiumwagen mit Stern sein, den man sogar selbst fahren darf?

Daimler pennt hier nicht. Sie kooperieren eng mit den o.g. Firmen, um Entwicklungen nicht zu verschlafen. Erst kürzlich haben 300 hochspezialisierte Mitarbeiter das Mercedes Benz Research Development Center in San Francisco bezogen. Schaut Euch ruhig mal die Bilderreihe dazu an, um einen vagen Eindruck zu gewinnen.
Mercedes Benz Research Development North America
Mercedes Benz Research Development North America
Was die da treiben? Es handelt sich um eine klassische Forschungs- und Entwicklungseinheit. Um eben an Themen wie Car Connectivity (Car-to-Car, Car-to-Environment), vernetzten Services ebenso wie an neuartiger Hardware und autonomen Fahrzeugen zu arbeiten.

Mercedes Benz Research Development North America
Mercedes Benz at CES 2014
Hier zeigt ein Mitarbeiter, wie man Navigationsanweisungen zwischen PKW und dem letzten Stück per pedes fließend übertragen könnte, ob mit Google Glas, Pebble Watch oder mit dem Smartphone.

Mercedes Benz Research Development North America
Dieses Heizungsgerät “Nest” (Google) hängt nicht zufällig überall im Gebäude, um von unterwegs über das PKW-System die Klimaanlage einstellen zu können.

Mercedes Benz Research Development North America
Hier seht ihr eines der ersten, in Serie eingeführten Warnsysteme in den USA, um andere Autofahrer zu warnen.

Mercedes Benz Research Development North America
Eine kleine Chart die aufzeigt, wie Daimler seine Apps schneller auf den Markt bringen möchte.

Mercedes Benz Research Development North America
Autonomes Fahren? Ja, klar, wird dran gearbeitet.

Mercedes Benz at CES 2014
Als Fahrer immer wieder das Zeug wie Radiosender, Klima, Adresse, Anruf selbst einstellen und betätigen? Daimler arbeitet an einem System, das prädiktiv anhand von über 200 Merkmalen erkennen könnte, was der Fahrer als nächstes zu tun gedenkt. Sprich, das Fahren soll noch bequemer gestaltet werden. Passend zu einem Luxusfahrzeugerlebnis. Ob autonom oder selbst fahrend.

Was ich mit den Bildern eigentlich zeigen wollte: Der gesamte Themenkomplex “moderne Welten” wird von Daimler ernst genommen und man investiert aggressiv in mögliche, neuartige Autosysteme.

- Alternative Antriebe
Tesla wird zwar als der beste Systemträger einer elektrischen Zukunft angepriesen, verkauft auch für einen Newcomer exzellent, aber es ist nicht gesagt, dass Daimler hier etwas verpassen muss. Bedrohlich ist das Szenario quasi als Learning: Werden Autos als Verbrenner schneller ihren Ruf weg haben, als es Daimler lieb sein kann? Wo ist die elektrisierende Antwort von Daimler? Wo ist das Engineering Know-how? Baut Daimler eigene Batteriefabriken wie Tesla demnächst, um die Kernkompetenz zu sichern? Wie werden sich die Märkte entwickeln? Wie wird sich der Rohölpreis darstellen? Was passiert, wenn Daimler hier schläft und den Coolness-Grad als prestigeträchtige Premiummarke mit Stern verliert? Im Moment beobachten wir nur, dass Daimler keine “first mover”-Strategie verfolgt. Sie haben zwar ein vollelektrisches Fahrzeug im Köcher, den Smart ED für die City, aber wird das reichen, um Firmen wie Tesla auf Abstand zu halten, die immer mehr im Premiumsegment wildern? Hat sich Daimler daher vor einiger Zeit an Tesla beteiligt, um die Marke einzusacken? Wer weiß?!

Bei Daimler fällt auf, wenn es schon um First Mover geht: Die haben früh auf Brennstoffzellen gesetzt (Wasserstoff als Treibstoff). Allerdings sehe ich hier keine Bewegung auf dem Markt, so dass Daimler meiner Meinung nach auf das falsche Pferd gesetzt hatte. Soweit ich mich entsinne, sind selbst die Chinesen aus der Brennstoffzellen-Forschung ausgestiegen und werden wohl beim Ausbau der Mobilitätsinfrastruktur auf elektrische Energiespeicher setzen, zumal der potentielle Rohölbedarf bei Verbrennern nicht gedeckt werden könnte (wenn theoretisch plus 200 Mio Chinesen mit Benzinern herumtuckern würden).

Daimler muss sich die Frage gefallen lassen, wie viel Ressourcen und Entwicklerwissen sie in Batterie- und Elektromotorenbau investieren wollen, wenn das die richtige, auszupielende Karte ist. Denn der bisherige Wettbewerbsvorsprung und ein markanter Teil der Wertschöpfung basieren auf dem Wissen rund um den Bau von Verbrennungsmotoren (was auch für Audi und BMW ebenso gilt), der Königsdisziplin der deutschen Autoindustrie. Im Moment fällt auf, dass weder die deutschen Zulieferer noch die Autobauer einen besonderen Vorsprung gegenüber anderen Unternehmen in diesem alternativen Antriebsbereich haben. Was sowohl die Elektromotoren aber auch Batteriespeicher angeht. Eine echte Achillesferse, sollte Elektro zur echten Alternative werden. Ok, im Moment sind die realen Absatzzahlen immer noch lachhaft.

Ausblick
Sollte sich auf den Märkten nichts Unvorhergesehenes schlagartig ergeben, wird Daimler auch weiterhin in eine rosige Zukunft blicken. Denn, weltweit steigen immer mehr Menschen in die Einkommensklasse auf, die es braucht, um sich ein Premiumfahrzeug leisten zu können. Und es ist kein Trend absehbar, dass Wohlhabende auf Marken und Status verzichten. Aber die Jungen? Daimler setzt alles dran, um auch im Netz die jüngere Generation über Social Media Kanäle an die Marke Daimler heranzuführen, und das sehr erfolgreich bisher! Alles in feinster Butter also?

Wie wir oben gelesen haben, muss Daimler die sich verändernden Mobilitäts-, Umwelt- und Antriebstechnologien im Auge behalten, denn das birgt echtes Sprengpotential, je nach Ausprägung der Szenarien! Sollte Daimler hier einen Fehler wie vor wenigen Jahren im China-Markt begehen, weil das Management geschlafen hatte, werden die Folgen dramatischer sein. Außerdem, was heißt schon “hier”? Es gibt keine eine Antwort für alle Märkte. Die Dimension der diversen Märkte ist einerseits ungleich stärker angewachsen, als es damals das ruhige Beackern auf dem deutschen Markt von einem halben Jahrzehnt war. Andererseits sind die Absatzmärkte höchst divers geworden. China ist absolut nicht mit USA, England, Spanien, Deutschland, Russland oder Brasilien zu vergleichen. Alleine die Dimension des zukünftigen Marktes China ist monströs: Um eine 20fach geringere PKW-Quote auf 1.000 Einwohner im Vergleich zu der EU. Und 30fach geringer denn in den USA. Es gibt kaum Zweifler, die China nicht eine Zukunft auf gleicher Augenhöhe mit der EU und den USA voraussagen. Was das für Autohersteller bedeutet? Chance und Risiko zugleich, aber auch eines Tages Konkurrenz des schlafenden Autoriesen China, die immer noch lernen, wie man Autos baut. Auch Premiumautos? Ja, auch Premiumautos. Niemand zweifelt den Hunger und das Streben nach eigenen Erfolgen an. China wird nicht nur zuschauen, wie ausländische Hersteller ihre Autos Chinesen verkaufen.

Bedenkt man mit etwas Fantasie die unterschiedlichen, möglichen Szenarien (starke Zunahme von Carsharing, Elektronachfrage, regulative Maßnahmen), werden zusätzlich neue Karten im Moment auf dem Spieltisch verteilt. Einge davon sind vergiftet, andere sind echte Winner. Nur, die Karten sind verdeckt! Zahlreiche Szenarien sind noch völlig unklar. Wir wissen nicht, wann sich alternative Antriebe und in welcher Form durchsetzen werden. Wir wissen nicht, wie wichtig autonome Systeme sein werden. Wir wissen nicht, wie wichtig das vernetzte Auto sein wird. Ein falscher Zug und man rennt wie Audi 30 Jahre einem wahrhaft monströsen Problem hinterher.

Behalten wir aber die Basis im Auge, verlieren uns nicht in den vielen Wenns und Womöglichs!! Der Bedarf an mobilen Lösungen ist gewaltig und zeigt potentiell gute Marktchancen auf, um auch im Premiumsegment weiterhin am Ball zu bleiben:
Daimler
Chart aus Quelle: “Zukunft der Automobilindustrie” (.pdf)

Sagen wir es mal so, wenn es zu subsummieren wäre:
Die Zukunft war noch nie unspannend oder langweilig. Daimler hat am bitteren Kelch gekostet, was es heißt, die einstige Nr.1-Position zu verlieren und nun auch von Audi eingeholt worden zu sein. Was ich gesehen habe, war der Hunger in den Augen der Daimler-Mitarbeiter, sich nicht mehr einfach so die Butter vom Brot nehmen zu lassen. Das alleine ist ein großer Faktor, hellhörig zu sein und zu bleiben, auf einstige Arroganz zu verzichten, die lahm und müde machte. Das bescheinigen auch viele Medienkollegen Daimler, wieder on the track zu sein.

26.05.2014
von Robert Basic

Biogas für Erdgasfahrzeuge: Was könnten die Konzepte leisten?

Befassen wir uns nach dem Artikel über das Erdgas-Hybridfahrzeug von Skoda mit der Frage, ob man anstelle von natürlich vorkommenden Erdgas auch künstlich hergestelltes Erdgas – Biogas genannt – nutzen kann, um damit Erdgasfahrzeuge zu betanken. Um der Endlichkeit fossiler Brennstoffe über regenerative Energiequellen zu entgehen? Ja, sicher kann man das. Biogas herstellen. Ob es aber das Problem der Endlichkeit fossiler Brennstoffe löst, steht auf einem anderen Stern.

Ein kurzes Zahlenspielchen
1. Aktueller Bestand an PKWs, davon Erdgas- und Flüssiggasautos in D? 43,8 Mio, davon 79.000 CNG und 501.000 LPG.
2. Erdgas/Biogas-Bedarf für alle Fahrzeuge (bei 38 Mio Privathaushalten und einer durchschn. Fahrleistung von 20.000 KM/Jahr):
Wenn 5 Kühe genügend Biogasmaterial produzieren können, um ein Erdgasfahrzeug einmal um den Globus zu schicken (40.000KM), dann brauchen wir in Deutschland wieviel Kühe für die Gesamtwegeleistung*? 95 Mio Kühe! Es stimmt also: Viele Kühe machen Mühe. Aktueller Kuhbestand in D? Wer weiß es? 4,2 Mio.

Biogas-Produktionsüberlegungen
Biogas erzeugt sich natürlich nicht von alleine. Entscheidend sind Skalierungsfragen: Wieviele Rohstoffe benötige ich, was kosten mich die Rohstoffe, wie entwickelt sich deren Preis bei steigender Nachfrage, welchen Aufwand muss ich bei der Herstellung in wievielen Schritten betreiben, wie groß ist der gesamte Energieeinsatz, was hole ich unter dem Strich heraus und wie sieht der kostendeckende Abnehmerpreis im Vergleich zu anderen Treibstoffen aus?

Staatliche Förderungen: Status Quo und Ausblick
Natürlich spielen auch staatliche Förderungen eine Rolle, wie sehr ein Treibstoffprodukt am Markt nachgefragt wird. Speziell in Deutschland wird Erdgas bis 2018 steuerlich gefördert, damit sich die Mehrkosten bei der Anschaffung eines Erdgas-PKWs auch lohnen (letztlich wollte der Gesetzgeber die Umweltfreundlichkeit von Erdgas gegenüber Benzin belohnen und fördern). Aber was ist danach, wenn die Steuerbegünstigung gegenüber Diesel und Benzin flachfällt? Das wird sich naturgemäß auf die Herstellung und den Absatz von Biogas auswirken, nicht nur auf den Absatz natürlich vorkommender Erdgase für den Straßenverkehr.

Zur Zeit sind keine konkreten Zeitpläne seitens der Bundesregierung bekannt, die bisherige Steuerbegünstigung zu verlängern. Im Großen Koalitionsvertrag wird das Vorhaben allerdings erwähnt, womit man den Plänen der EU folgen würde, die Steuerbegünstigung bis 2030 festzulegen.

Was steht konkret im Koalitionsvertrag? Konkret steht kein Datum, nur die Willensbekundung:
Koalitionsvertrag- Passus zu Erdgas:
Koalitionsvertrag: Erdgas
Wie hoch die Begünstigung ausallen wird, wie lange sie laufen soll, das alles ist noch völlig unklar. Auch die Frage, ob und wann es umgesetzt wird.

Investitionsunsicherheit für den Käufer
Es gilt: Wozu soll sich ein Autofahrer dann noch ein Erdgasfahrzeug oder ein Erdgas-Hybridfahrzeug kaufen, wenn Benzin genauso teuer sein wird und darüber hinaus überall verfügbar ist (durchaus hinreichende 1.000 Erdgastankstellen versus völlig ausreichende 14.000 Benzintankstellen, Stichwort regionale Abdeckung)?

Das aktuelle Energiesteuergesetz besagt (Link zum Gesetz):

Mit dem „Gesetz zur Fortentwicklung der ökologischen Steuerreform“ aus dem Jahre 2002 wurde die Steuersatzermäßigung für von allen Fahrzeugen im öffentlichen Straßenverkehr genutztes Erd- und Flüssiggas bis zum 31. Dezember 2009 fortgeschrieben. Dadurch reduzierte sich der Preis für Erdgas auf rund 54 Cent pro kg (Stand Juli 2006). Im Zuge der Gleichstellung von Erd- und Flüssiggas beschloss der Deutsche Bundestag, die Steuerbegünstigung für diese beiden Alternativ-Kraftstoffe gleichermaßen bis zum Jahr 2018 festzulegen.

Vom Zoll wie folgt zusammengefasst: Erdgas als Kraftstoff für Kraftfahrzeuge

Stand Forschung und Produktionsverfahren
Wenn demnach Erdgas inkl. Biogas finanziell künstlich gestemmt werden muss, damit es am Markt besteht, wie weit ist es dann mit diesem Brennstoff als Alternative wirklich? Wie weit ist die Forschung? Wie weit sind die Produktionsverfahren, wenn bis 2030 gefördert werden soll? Ist dann dieses schöne Schaubild einer niederländischen Universität – von der wir gleich mehr zu hören bekommen – mit einer entsprechenden Versuchsanlage reine Makkulatur? 5 Kühe und 40.000 KM an kalkulatorischer Biogasreichweite? Retten 5 Kühe tatsächlich die Welt?
Biogas Herstellung

Und dabei sieht die Biogasherstellung so schön grün aus:
Biogas Herstellung

So sieht es Skoda, ein Autohersteller der sich ebenso wie andere Hersteller mit der Frage beschäftigt, welche alternative Möglichkeiten es gibt:
Skoda Octavia GTEC

Hierzu ein Abdruck aus dem Gespräch zwischen dem Autobauer Skoda und Chris de Visser, einem Mitarbeiter der Universität Wageningen (Holland). Es zeigt recht gut auf, wie in gesamtheitlichen Kreisläufen gedacht und geforscht werden muss, auch wo die Herausforderungen liegen, um künstlich hergestelltes Erdgas anzubieten.

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Niederländische Versuchsanlage der Universität Wageningen
Niederländische Forscher suchen nach neuen Wegen, erneuerbare Energie auf die Straße zu bringen. Ein Versuchsgut der Universität Wageningen bei Amsterdam ist ein Schwerpunkt der Biogasforschung. Seit 2007 arbeiten hier Wissenschaftler daran, Abfallstoffe aus der Landwirtschaft als Energiequellen zu nutzen. Davon profitieren könnten nicht nur Landwirte, sondern umweltbewusste Autofahrer – und die Natur insgesamt.

Wer Chris de Visser an seinem Arbeitsplatz besucht, der könnte sich eher in der norddeutschen Tiefebene wähnen als gerade eine halbe Stunde vor den Toren Amsterdams: Die Landschaft in der Provinz Flevoland ist von großen Ackerflächen geprägt und relativ dünn besiedelt. Bis vor gut sechzig Jahren gab es dieses Land noch nicht: Es lag am Boden des Ijsselmeers. Seitdem wurden große Teile dieser Nordseebucht eingedeicht und trockengelegt. Auf dem fruchtbaren Land gedeiht Ackerbau, aber auch die Viehzucht. Die Universität Wageningen forscht für die hier ansässigen Bauern. Daraus entwickelte sich ein Projekt zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen, das sich heute auch mit der Erzeugung von Biogas beschäftigt.

„Die Aufgabe war, ökologische Ungleichgewichte auszugleichen, die eine intensive Landwirtschaft mit sich bringt”, sagt Chris de Visser von der Universität Wageningen, der das Projekt leitet. „Das erzwingen schon die gesetzlichen Rahmenbedingungen: Konnte ein Landwirt früher seinen Kuhdung auf dem Markt verkaufen, so ist der Preis, den er nun erzielen kann, wegen verschiedener Vorschriften und Auflagen negativ geworden, der Landwirt müsste also Geld dafür bezahlen, dass ihm jemand seinen Dung abnimmt. Also braucht er eine andere Verwertung dafür, und dazu bietet sich grundsätzlich die Vergärung von Dung zu Biogas an. Daran forschen wir hier.” Deshalb hält das Institut in einem Stall neben dem Verwaltungsgebäude rund 120 Kühe.
Biogas
Der Dung, den sie erzeugen, wird aufgefangen. Das ist auch der Grund, warum sie den Stall nicht verlassen. Würden sie auf der Weide grasen, wäre es zu aufwendig, manchmal auch unmöglich, den Dung aufzusammeln. Im Stall selbst sorgt der Betreiber aber dafür, dass sich die Kühe frei bewegen und nach Belieben niederlassen können, auch besteht der Boden nicht aus Beton, vielmehr werden hier verschiedene Beläge daraufhin erprobt, wie gut Kuhhufen sie vertragen. Das Vieh scheint zufrieden zu sein: Der Beobachter nimmt mit Staunen wahr, dass die Kühe freiwillig zum Melkautomaten hinüberwandern und sich ihre Milch abzapfen lassen.

Dung zu Wärme, Wärme zu Alkohol
„Sie bekommen schnell mit, dass es zur Belohnung Futter gibt”, sagt Chris de Visser. „Deshalb haben sie einen Sensor um den Hals hängen, anhand dessen die Maschine feststellen kann, ob eine Kuh an einem Tag schon einmal gemolken wurde. Der Dung, den die Kühe erzeugen, wandert in zwei Generatoren nebenan, wo er zu Biogas vergoren wird. Das Gas treibt dann ein Blockheizkraftwerk an, das Wärme und Strom erzeugt. Mit der Wärme werden im Winter Teiche beheizt, um darin die Algenproduktion zu fördern, der Strom wird ganzjährig ins Netz eingespeist. „Das ist in den Niederlanden aber bei weitem nicht so lukrativ wie in Deutschland, denn in Holland haben wir keinen Einspeisevorrang für Strom aus erneuerbaren Energien, außerdem richtet sich die Einspeisevergütung nach dem Marktpreis, ist also nicht wie in Deutschland betraglich festgelegt. Im Ergebnis ist der Preis, den ein Erzeuger von Ökostrom erzielt, in den Niederlanden deutlich niedriger als in Deutschland”, erläutert de Visser.

Eine weitere Herausforderung besteht darin, die entstehende Wärme auch im Sommer zu nutzen, wenn sie nicht anderweitig gebraucht wird. „Wir haben eine Demonstrationsanlage errichtet, die einen Teil Äthanol aus Biomasse destilliert. Die Wärme aus dem Blockheizkraftwerk spaltet Mais in Stärke und Eiweiß auf, und aus der Stärke erzeugen wir Äthanol mit einem Alkoholgehalt von 60 Prozent. In der nächsten Ausbaustufe werden wir einen Alkoholgehalt von 99 Prozent erreichen, so dass wir das Endprodukt zu einem guten Preis als Rohstoff beispielsweise an die chemische Industrie verkaufen können”, sagt Wissenschaftler Chris de Visser.

Subventionen machen am Ende den Mais zu teuer
Doch die Forscher haben auch das ‚andere‘ Ende des Produktionsprozesses im Blick, also die Rohstoffe. Hier kommt auch die Diskussion ins Spiel, die in Deutschland unter der Schlagzeile “Tank oder Teller” bekannt geworden ist. „Biogas aus Dung allein ist nicht wirtschaftlich”, sagt de Visser, “dafür ist in Kuhdung zu wenig Restenergie vorhanden. Kühe sind Wiederkäuer, und das bedeutet, dass sie die Energie aus ihrem Futter sehr effizient nutzen. Die Kehrseite ist dann, dass in dem, was sie übriglassen, nicht mehr so viel Energie steckt.” Also muss man geeignete Zuschlagsstoffe finden, wie zum Beispiel Mais.

Die richtige Mischung wird gesucht
Das Institut forscht unter anderem nach weiteren Zuschlagstoffen und setzt dabei auf bisher nicht genutzte Abfälle aus der Landwirtschaft, denn die gibt es nahezu kostenlos. Darum gruppieren sich rund um die beiden Biogasgeneratoren ein halbes Dutzend Vorratsbecken, die verschiedene landwirtschaftliche Abfallprodukte enthalten. „Wir führen Versuchsreihen durch, um zu erfahren, welche Substanz sich in welchem Mischungsverhältnis mit Kuhdung am besten vergären lässt”, sagt de Visser. „Im Augenblick erscheinen uns die Blätter von Zuckerrüben besonders interessant.” Die bleiben bei der Ernte meist auf dem Acker liegen und verrotten. Dabei enthalten sie relativ viel Energie und lassen sich in Biogasanlagen gut vergären. „Zusammen mit unseren Partnern aus der Industrie untersuchen wir derzeit, ob wir vor der Vergärung noch das Eiweiß aus den Blättern abtrennen und dann nur noch den Rest vergären können. Wir sind also immer auf der Suche nach Lösungen, die eine höherwertige Nutzung der Biomasse erlauben, ganz gleich, worum es im Einzelnen bei der Biomasse handelt.”

Mindestens ebenso wichtig ist für die Universität jedoch die Suche nach einem höherwertigen Endprodukt, zum Beispiel CNG (compressed natural gas, komprimiertes Erdgas). Dabei handelt es sich um Methan, das aus biologischen Quellen entsteht, und mit dem sich auch Automotoren antreiben lassen. Deshalb steht seit letztem Jahr neben dem Blockheizkraftwerk ein Container, in dessen Inneren sich eine Erzeugungsanlage für CNG befindet. „Das Biogas, das bei der Vergärung entsteht, ist eine Mischung aus Methan und Kohlendioxid”, erklärt Chris de Visser von der Universität Wageningen. „Damit es als Kraftstoff nutzbar wird, müssen wir die beiden Substanzen also trennen.” Das geschieht im Inneren des Containers, von dort aus wird das Gas in Flaschen abgefüllt und kann dann wie an einer Tankstelle in Fahrzeuge abgefüllt werden.
Biogas
Biogas
Biogas

Der Traum von der Autarkie
Theoretisch könnte das Institut auf diese Weise autark in Bezug auf Treibstoff werden. „Wir beackern hier 1.200 Hektar Land. Unsere Biogasanlage liefert pro Stunde 50 Kubikmeter Biogas und 27 Kubikmeter Bio-CNG. Im Jahr sind das 21.600 Kubikmeter CNG, viel mehr als der Jahresverbrauch unserer Maschinen. Wir könnten sogar den Spitzenbedarf zur Erntezeit decken”, sagt der Forscher. Das stößt jedoch auf ganz praktische Schwierigkeiten: „Landmaschinen werden fast ausschließlich von Dieselmotoren angetrieben, und die müsste man erst aufwendig umbauen, damit sie sich mit CNG betreiben lassen.”

Als Treibstoff für Benzinmotoren ist das Gas jedoch sehr wohl geeignet. Mehr noch: Es lässt sich auch problemlos in das Erdgasnetz einspeisen. „CNG und Biogas sind chemisch weitgehend gleich, ja, Bio-CNG aus der Anlage in Flevoland enthält sogar mehr Methan als Erdgas aus der Förderstätte bei Groningen, hat also einen höheren Heizwert. Der Verbrennungsprozess ist bei Erdgas beziehungsweise CNG sauberer als bei Benzin und damit auch effizienter”, so Chris de Visser.

Dezentrale Infrastruktur
Und hätte dann jeder Bauer seine eigene Biogastankstelle? „In einzelnen Fällen kann dies eine attraktive Möglichkeit sein. Es käme da sicher auf die geographische Lage an. An einem verkehrsgünstigen Ort beispielsweise kann man sich das vorstellen.” Und sonst? „Aus unserer Sicht wird die Nutzung von Biogas in Zukunft dezentral geprägt sein. Insofern wird sie sich von der Nutzung fossiler Brennstoffe unterscheiden”, so de Visser. „Dort haben sie eine Rohrleitung, an deren Ende eine Raffinerie steht, und die bedient dann eine überregionale, manchmal sogar eine nationale Nachfrage. Bei Biogas und auch bei CNG stellen wir uns einen differenzierten Prozess vor. Je nach Lage könnte der Landwirt sein CNG direkt abgeben, oder aber er speist es in das Erdgasleitungsnetz ein.”

Die dezentrale Nutzung hätte noch einen anderen Vorteil: Sie könnte geschlossene ökologische Kreisläufe schaffen: „Die Ernährung der Weltbevölkerung steht derzeit vor einem noch ungelösten Problem, und das ist die zunehmende Knappheit von Mineraldünger”, warnt Chris de Visser. Mineraldünger besteht im Wesentlichen aus Stickstoff und Phosphat. Luft besteht zu zwei Dritteln aus Stickstoff, dessen Abscheidung daraus zwar technisch machbar ist, aber sehr energieaufwendig wäre. Phosphat dagegen gewinnt man ausschließlich aus Mineralien. Die leicht erschließbaren Vorräte sind weitgehend erschöpft, und so warnen Fachleute, dass der Welt eher das Phosphat ausgehen könnte als das Erdöl. „Für Bauern in Afrika haben sich die Kosten von Phosphatdünger in den letzten zehn Jahren verzehnfacht. Mineraldünger ist somit für viele unerschwinglich geworden, weshalb sie ihn gar nicht mehr einsetzen. Dann verarmt aber früher oder später der Boden und wirft nichts mehr ab”, sagt der Wissenschaftler.

Wertvolle Stoffe werden zurückgewonnen
Glücklicherweise bietet die Biogaserzeugung hier Möglichkeiten des Gegensteuerns. „Beim Vergären bleiben die Nitrate und Phosphate aus den Rohstoffen vollständig erhalten”, so Chris de Visser, “es geht fast nichts verloren. Die Aufgabe besteht also darin, den Weg von der Biogaserzeugung zur Düngung möglichst kurz zu halten.” Deshalb findet sich auf dem Gelände des Bioscience Center auch ein Glashaus, in dem Algen produziert werden: „Was von der Biomasse nach der Vergärung im Generator übrigbleibt, nennen wir Gärrest. Dieser Gärrest kann als Dünger bei der Algenproduktion eingesetzt werden. Das ist, wenn Sie so wollen, die Nutzung des Phänomens der Algenblüte, das man heute noch an manchen überdüngten Gewässern beobachten kann. Wir arbeiten daran, dass dieses Phänomen unter Kontrolle abläuft”, sagt der Wissenschaftler.

Die Algen könnten dann als Futterstoff für die Viehzucht dienen. Der dort anfallende Dung ginge in den Biogasgenerator, und der Gärrest hinterher als Dünger in die Algenzucht und so weiter. So schließt sich der Recycling-Kreislauf.

Gas auch aus Gras
Viel banaler, jedenfalls auf den ersten Blick, erscheint noch ein anderer Rohstoff: Gras. Grasschnitt fällt an vielen Stellen in großer Menge an, ob in privaten Gärten, in öffentlichen Grünanlagen oder anderswo. Der Privatmann mag seinen Grasschnitt nach dem Rasenmähen auf den Komposthaufen werfen, für die öffentliche Hand kommt das nicht in Frage, weil hier einfach zu viel Grasschnitt anfällt. „Der größte Teil dieses Grasschnitts wird derzeit als Müll entsorgt”, sagt de Visser, „dabei handelt es sich um einen wertvollen Energieträger.”
Die Nutzung von Grasschnitt könnte auch dem ökologischen Gleichgewicht nützen, noch dazu in schützenswerten Gebieten: „Überdüngung von Gewässern entsteht bei uns in den Niederlanden, aber auch anderswo, oft in Naturschutzgebieten, wohin Grund- und Regenwasser aus landwirtschaftlichen Betrieben ablaufen. Das gefährdet dann das ökologische Gleichgewicht, weil die Überdüngung zu viel Biomasse entstehen lässt. Deshalb werden in diesen Gebieten immer wieder die Wiesen gemäht, und auch dabei fällt enorm viel Schnitt an.” Schnitt, der im Fall der Schutzgebiete auch noch wertvolle Stoffe wie Phosphat und Nitrat, also Stickstoffverbindungen enthält.

Kostenfaktor wird zur Erlösquelle
„Wenn wir diesen Grasschnitt zur Erzeugung von Biogas nutzen könnten,” so de Visser, „dann wäre ein hochwillkommener Nebeneffekt, dass wir diese Düngerstoffe zurückgewinnen könnten, denn sie blieben ja im Gärrest.” Die Nutzung von Grasschnitt könnte sogar den Bau und Unterhalt von Straßen wirtschaftlicher machen. Wie? „Wenn unsere Regierung heute ein Unternehmen mit dem Bau und Unterhalt einer Straße beauftragt, dann umfasst der Vertrag regelmäßig auch das Mähen des Grases am Straßenrand. Das ist für die Unternehmen derzeit ein reiner Kostentreiber, denn auch sie haben keine Verwendung für den Grasschnitt, müssen aber für die Mäharbeit und für die Entsorgung bezahlen.”

Die Gewinnung von Biogas aus Grasschnitt könnte aus dem Kostenfaktor eine Erlösquelle machen. Was muss dafür geschehen? „Gras besteht neben Eiweiß und anderen Stoffen aus Lignozellulose, also aus teilweise verholztem Zellstoff. Das Vergären zu Biogas setzt voraus, dass Bakterien die Zellulose aufschließen können. Im Augenblick ist das im Labor auf verschiedene Weisen möglich: Man kann das Gras kochen, also hohen Temperaturen und hohem Druck aussetzen, man kann es mit Säure behandeln oder auch mit Enzymen. Wir entwickeln diese Methoden zu Pilotverfahren auf dem Weg zu einer industriellen Nutzung.”

Industrielle Lösungen in drei bis vier Jahren
Doch wie realitätsnah steht das Projekt? „Unsere Aufgabe ist es, Konzepte zu entwickeln, also Musterlösungen”, sagt Chris de Visser. „Wir müssen zeigen, dass diese Konzepte grundsätzlich die Aussicht auf Wirtschaftlichkeit haben, und deshalb genügt es nicht, wenn wir sie nur im Labor optimieren. Damit ein Prozess wirtschaftlich genutzt werden kann, muss er, wie man sagt, skalierbar sein, er muss sich also mengenmäßig ausbauen lassen. Deshalb betreiben wir unsere Forschungen auf einem landwirtschaftlichen Versuchsgut auf Anlagen, die vielleicht etwas kleiner sind als die auf einem durchschnittlichen Bauernhof, die aber doch von den Dimensionen her vergleichbar sind.”

In drei bis vier Jahren, so glaubt der Wissenschaftler, wird sein Institut die Wirtschaftlichkeit der wichtigsten Verfahren belegen können, an denen es derzeit forscht. „Spätestens dann erwarten wir, dass Unternehmen darein investieren. Wir sind in ständigem Kontakt mit Partnern aus der Energiebranche, schon allein, weil wir nicht nur an Biogas arbeiten, sondern auch an Windstrom: Auf unserem Gelände stehen sechzehn verschiedene Modelle von Windrädern, deren Wirtschaftlichkeit wir im Dauerbetrieb erforschen.”

Staatlich verzerrte Wirtschaftlichkeit
Und wenn der Wissenschaftler einen Wunsch an die Politik frei hätte? „Es wäre gut, wenn der Gesetzgeber seine Subventionspolitik überprüfen würde. Subventionen machen träge und verhindern Innovationen. Wir hätten gerne mehr staatliche Chancengleichheit für unsere Forschungen an CNG aus Biogas. In den Niederlanden fahren schon zehn Prozent aller Autos mit CNG. In der Theorie könnten wir jeden Benzinmotor auch mit CNG betreiben, und zwar mit CNG aus Biomasse, also garantiert klimaneutral. Und die Technik steht schon jetzt zur Verfügung, das ist der große Unterschied zu anderen Antrieben!”
——————————————

Einen weiteren, generellen Überblick zu möglichen Energiequellen findet ihr in der Brand Eins, in einem sehr ausführlichen Dossier: Unter Strom
Mit der Energiewende hat sich die Bundesrepublik ein ehrgeiziges Projekt vorgenommen. Mittlerweile ist es ins Stocken geraten. Dabei braucht die Welt dringend neue Konzepte für eine effiziente und umweltfreundliche Stromversorgung.

In der Wikipedia findet Ihr weitere Angaben zu Biogas, aus welchen Quellen sich wievel Biogas herstellen ließe und wie es mit der weltweiten Verbreitung aussieht. So lernen wir, dass 5 Kühe alleine nicht ausreichen, um die Autowelt mit Energie zu versorgen:
biogas

Daher wird auch klar, warum o.g. Forschungsanlagen mit diversen Rohstoffquellen arbeiten müssen, um aus einer Mixtur heraus ein effizientes Mischverhältnis aus Energieerzeugung und Treibstoffherstellung auszutarieren.

Status Quo heute:

Im Jahr 2014 entspricht die Biogasproduktion in Deutschland etwa 20% der Erdgasimporte aus Russland. Mit dem verbleibendem Potenzial können etwa weitere 10% ersetzt werden, unter Berücksichtigung technischer und demografischer Entwicklungen bis zu insgesamt 55%. In der EU entspricht die derzeitige Biogasproduktion etwa 6% der Erdgasimporte aus Russland. Mit dem verbleibendem Potenzial können etwa weitere 26% ersetzt werden, unter Berücksichtigung technischer und demografischer Entwicklungen bis zu insgesamt etwa 125%.

25.05.2014
von Robert Basic

Skoda Octavia GTEC: Erdgas statt Benzin – Ich bin doch nicht blöd

Wer sich bisher damit herausgeredet hatte, dass alternative Antriebe bei modernen Autos zu teuer, umständlich oder mangels Reichweite partout nicht alltagstauglich seien, dem gehen langsam aber sich die Argumente aus. Moderne Erdgasfahrzeuge – die jetzt peu á peu auf dem Markt erscheinen – sind herkömmlichen Benzinern überlegen, meiner Meinung nach. Ökologisch und ökonomisch, auf Kurz- und Langstrecken. Besonders, wenn man sie mit Benzinmotoren kombiniert, um das Reichweitenproblem elegant zu umschiffen (say “hybrid“).

Die Volkswagen AG bestückt ihre Konzernprodukte aktuell mit einem kombinierten Erdgas- und Benzinantrieb aka CNG-Hybriden, die beides tanken können. Den Beginn macht Skoda, der in der GTEC-Variante ab sofort auf dem Markt erhältlich ist und mit einer gigantischen Reichweite aufwartet. Für Firmenflotten aber auch Privatkunden unglaublich spannend ist. Da Skoda nüchtern-praktische Autos herstellt, die sich mit einem sehr guten Preis-Leistungsverhältnis auszeichnen, kommen wir ohne Umschweife und Schleifchen zu den…

nüchternen Fakten:
Der G-TEC benötigt 3,5 Kilogramm Erdgas auf 100 Kilometer und belastet mit 97 Gramm CO2/Km die Umwelt. Die Reichweite beträgt 1.300 Kilometer. Nochmals in Worten für Kurzstreckengläubige oder Alternative, die gewohnt sind, dass Stromautos nur bis zum nächsten Hügel kommen: Eintausenddreihundert. Kilometer.

Der Škoda Octavia G-TEC mit alternativem Erdgasantrieb kommt als Limousine ab 21.850 Euro und als Kombi ab 22.490 Euro daher. Macht rund 2.000 Euro mehr als ein reiner Benziner bei einer vergleichbaren Motorisierung.

Der bivalente 1,4 TSI-Turbomotor (110 PS) kann mit Benzin (50 Liter = ca. 900 KM) und Erdgas (15 Kg = 400 KM) betrieben werden. Das Verbrauchsschema ist easy: Zuerst wird das Erdgas aufgebraucht und anschließend wird während der Fahrt automatisch auf Benzinverbrauch umgeschaltet.

Die Motorkraft reicht für 193 KM Spitze. Das Leergewicht beträgt 1.412 Kg (vergl. Benziner 1.320 Kg), die max. Zuladung 529 Kg. Das Ladevolumen beträgt 480L (1.610L Max), somit ca. 130 Liter weniger gegenüber dem Standard-Kombi, aufgrund des kombinierten Gas- und Benzintankeinbaus.

Was ist das eigentlich für ein Erdgas? Es wird auch CNG genannt (compressed natural gas) und wie der Name sagt, mit ca. 200 bar in den Gastank gepresst. Wenn Dich Weiteres rund um Erdgas interessiert: Da entlang.

Fahrverhalten
Macht die Augen nicht zu, aber wenigstens gedacht. Wenn es Euch niemand vor Fahrtantritt verraten würde, ihr könntet keinen Unterschied zu einem Benziner feststellen. Das Auto fährt sich wie jedes andere Auto auch. Ihr habt beim Start nichst zu beachten. Ihr werdet schon nicht in die Luft fliegen, keine Bange. Nichts passiert beim Fahren, was speziell zu beachten wäre. Auch nicht beim Abstellen. Es explodiert demnach auch nicht in der glühenden Sonne? Nein, damn…! Es fährt sich aber bestimmt superlahm? Nö, man kommt zügig durch die Gegend. Pferde, Radfahrer, BMWs, alles kann und darf überholt werden. Hm… gibt es bestimmt keine Gasrädchen, an denen man drehen muss, auch keine Anzeigen, auf die man mit dem Finger klopfen muss? Dreh doch am Autoradio, klopf auf Holz, aber nix dergleichen im Gas-Skoda. Es gibt keine Gasventile zum Drehen! Was soll überhaupt der Unsinn mit diesen komischen Fragen? Na, es muss doch etwas geben, um sich das Erdgasauto auszureden! Warte, der Gaspreis! Was verbraucht denn das? Amotisiert sich das denn?

Tanken und Tankstellen
Es gibt mittlerweile knapp unter 1.000 Erdgastanken in Deutschland (btw, insg. gibt es nach dem jahrzehntelangen Tankstellensterben noch 14.000 Tanken in D). Der Preis bewegt sich um die 1 Euro /Kg. Amortisieren tut sich das je nach Strecke. Andere Hersteller haben übrigens auch schöne Erdgastöchter. Bei Opel findet ihr eine hübsche Chart, die die Unterschiede zwischen LPG, CNG und Benzin erklärt.

Unser Skoda mampft Erdgas aka CNG und Benzin. Erst CNG dann Benzin. Der eigentliche Erdgas-Betankungsvorgang ist wirklich nicht der Rede wert, Telefonieren ist spannender: Gastankstutzen ansetzen und arretieren, Knopf “Start” drücken und warten. Nix anderes passiert beim Abfüllen mit Benzin oder Diesel. Es dauert ungefähr genauso lang. Kostet aber deutlich weniger mit CNG. Wo ich für 100 KM 7L Benzin nachtanken und über 10 Euro hinlegen muss, zahle ich für 3,5Kg CNG auf 100KM rund 3,50 Euro. 10 Cent/KM oder 3,5 Cent/KM, macht schon was her der Unterschied. Und wenn mal keine CNG-Tanke in der Nähe ist, kannste immer noch 900 KM benzingetrieben nach der Nächstgelegenen suchen. Maximale Flexibilität gepaart mit enormer Reichweite.

Mit einem Goodiebag versüßen manche Stadtwerke und Gasversorger den Neukauf von serienmäßigen Erdgasfahrzeugen per Tankguthaben von 500 bis 1000 kg, was fast 30.000 Fahrkilometern entspricht.

Umwelt
Wikipedia, sprich:

Die bei der Verbrennung im Dieselmotor entstehenden krebserzeugenden Rußpartikel und die stark riechenden Aldehyde und Acroleine entstehen bei einem Erdgasfahrzeug nicht. Das Erdgas, dessen Hauptbestandteil Methan ist, ist der kohlenstoffärmste Brennstoff und verbrennt daher sehr sauber. Zudem ist die Nutzung von veredeltem Biogas, in der Schweiz auch Kompogas genannt, als Treibstoff für Erdgasfahrzeuge möglich.

Erdgasfahrzeug (H-Gas) im Vergleich zum Benzinfahrzeug
bis zu 25 % weniger Kohlendioxid (CO2) (Biomethan ist zusätzlich entstehungsneutral) (Kohlendioxidemissionen pro Liter siehe Kapitel 4.3).
bis zu 75 % weniger Kohlenmonoxid (CO)
bis zu 60 % weniger reaktive Kohlenwasserstoffe (HC)

Aussichten
Demnach handelt es sich bei Erdgas um fossile Dinofürze? Wenn man so will und es unwissenschaftlich sehen möchte, ja. Allerdings werden diese Dinofürze umweltfreundlicher verbrannt. Und, wir brauchen in Zukunft unsere Dinos nicht mehr, weder für Benzin noch für Erdgas, da wir in der Lage sind, Biogas herzustellen. Dazu komme ich im nächsten Artikel. Falls jemand auf die Idee kommt zu glauben, dass Erdgas auch nur verkohltes Dino in Furzform statt Dinosteak in flüssiger Benzinform ist.

Die Bilder zum Modell
Von außen nicht von herkömmlichen Dieselanern/Benzinern zu unterscheiden
Skoda Octavia GTEC
Skoda Octavia GTEC
Skoda Octavia GTEC

Die Lage der Tanks (Blau = Erdgas, rot = Benzin)
Skoda Octavia GTEC
Skoda Octavia GTEC

Cockpit
Skoda Octavia GTEC

Erdgas-Füllstand
Skoda Octavia GTEC

Links Erdgas, rechts Benzintank
Skoda Octavia GTEC

Tankvorgang: Gastankstutzen links vom Benzintankstutzen
Skoda Octavia GTEC

Gasbetankung genauso kinderleicht und schnell wie beim Benziner
Skoda Octavia GTEC

Tank auf Beifahrerseite
Skoda Octavia GTEC

19.05.2014
von Robert Basic

Robophobie: Assistiertes Fahren mit Macken

Nachdem ich nun einige tausend bis mehrere zehntausend Fahrkilometer mit modernsten Fahrzeugen auf dem Buckel habe, verdichtet sich ein Gesamteindruck. So schön Assistenzsysteme auch sind, so haben sie immer noch Macken, die von okay bis unschön ausfallen können.

IAA 2013

1. Den Vogel schoss vor einigen Jahren das automatische Distanzsystem des Honda Accord auf der Autobahn ab: Mit Hilfe dieses Systems kann der Fahrer ein maximales Tempo einstellen und der Wagen hält dann bis zur voreingestellten Maximalgeschwindigkeit Abstand zum Vordermann. Beispiel: Ich stelle 160 KM/h ein, fahre auf einen LKW auf, mein Wagen bremst im Voraus mehrere 100 Meter automatisch ohne manuellen Eingriff bis auf 80 KM/h herab und hält einen Sicherheitsabstand. Ich wechsle die Spur und der Wagen beschleunigt selbständig wieder auf 160. Bis ich erneut auf einen langsameren Vordermann auffahre. Funktioniert an sich super und trägt extrem zum enstpannten Fahren bei.

Aber? In einer langgezogenen Linkskurve fuhr ich auf der äußeren Spur links mit ca. 180 vor mich dahin. Bis das System auf einmal recht ruckartig in die Eisen stieg. Nein, keine Vollbremsung, aber immer noch markant genug. Was war passiert? Es ordnete einen rechts außen fahrenden LKW als ein Fahrzeug ein, das sich angeblich auf meiner Spur befand. Das wiederholte sich noch einige Male auf einer längeren 1.600 KM Teststrecke. Resultat: Ich blieb stets über dem Gaspedal, um das System sofort zu überstimmen, was in der Praxis ohne Probleme funktionierte. Wenn man den Fehler intus hatte. Man darf eben nie das System außer Acht lassen.

2. Weitere Macken der dynamischen Tempomaten: Abstand zum Nebenmann. Das oben beschriebene Verhalten tritt in allen frischen Fahrzeugen mit derartigen Systemen so nicht mehr auf. Es kann aber immer noch auftreten, wenn das Toleranzmaß des Computers zuschlägt. Sobald man ein langsameres Fahrzeug überholt und dessen Fahrer aus unbestimmten Gründen deiner Spur etwas zu nahe kommt (eine alltägliche Situation), ohne seine Fahrspur deutlich zu verlassen, geht das Biepen und Bremsen los. Obgleich man in 99% aller Fälle leicht nach links fährt, ohne zu bremsen. Die Maschine hält es anders: Kaum zuckt der Nebenmann zu sehr, reagiert die Maschine wie ich finde unnötig oft. Auch hier gilt: Das System geht nicht voll in die Eisen und man hat Zeit genug, mittels Gasfuß das Sys zu überstimmen. Dennoch bleibt ein ungutes Gefühl, da das eigene Toleranzmaß mit dem Computersystem nicht übereinstimmt. Wer mag und kann, teste Dein aktivitiertes Distanzsystem mal in Baustellenzonen auf der Autobahn. Hier schlägt das System deutlich häufiger zu, da die Breite der Fahrbahn stark minimiert ist. Besonders bei breiteren LKW-Anhängern. Manuell kommt man locker durch, das System aber legt die Ohren an. Obacht: 100% Aufmerksamkeit, immer auf dem Gaspedal bleiben, um sofort zu reagieren. Zeit genug bleibt. Und achtet drauf, dass keiner hinter Euch fährt.

3. Aktive und passive Fahrspursysteme komplettieren die automatischen Abstandssysteme im Grunde genommen prima. Um entweder vor einem unbeabsichtigen Verlassen der Fahrspur zu warnen (passiv) oder lenkend einzugreifen (aktiv). An sich ein ein tolles System, mit dem beispielsweise die Mercedes E-Klasse aufwartet. Verlässt man die Spur auf der Landstraße, warnt das System lediglich (jeder Hersteller macht das recht individuell mittels Warntönen, Gurtstraffern, LED Leuchten, Lenkrad- und Sitzvibrationen). Ist aber Gegenverkehr in Sicht, bremst das System das Fahrzeug linksseitig sanft so ein, bis der Benz wieder auf Spur kommt. Ein klarer Vorteil und erspart einem heftige Unfälle. Auch hier erwarten uns Macken: Manche Hersteller wie VW versprechen einem aktive Spurhaltesysteme, dabei handelt es sich jedoch um Eiertänze. Der Wagen trudelt ping-pong artig von der linken zur rechten Spurbegrenzung und hält nicht etwa schön sauber per se die Mitte ein. Das ist kein Bug, sondern systemseitig so vorgesehen. Es gibt aber auch Hersteller wie Honda, die den Wagen tatsächlich mittig halten. Andere Hersteller nerven mit steten Lenkeingriffen, so dass man immer dagegensteuern muss, um die Ideallinie zu befahren, weil Mensch und Maschine unterschiedliche Ideallinien interpretieren. Was sich auch manchmal daraus erklärt, dass das System schlichtweg die Spurführung verwechselt, wenn man das so sagen kann. Der Wagen will warum auch immer ausscheren und einer ganz anderen Spur folgen. Was in der Praxis kein ernsthaftes Problem darstellt, da die Lenkeingriffe sehr zart ausfallen und es an Plötzlichkeit positiverweise fehlen läßt. Sprich, aktive Lenksysteme sind nicht immer so aktiv und zuverlässig, wie man das mit dem Begriff verspricht.

4. Verschmutzte Sensoren: Ein weiteres Grundübel sind schlichtweg verdreckte Sensoren. Aber hier haben alle Hersteller ihre Hausaufgaben meines Wissens gemacht. Sobald ein Sensor nicht mehr funktioniert, erscheint eine Warnmeldung besonders bei aktiven aber auch passiven Systemen (Spurhalten, Abstand, Notbremsung). Und, man kann das System auch nicht mehr aktivieren, solange der Fahrer den Sensor nicht reinigt (Wasser…). Wann diese Situation auftritt: Weniger bei Regen, vielmehr bei Winterverhältnissen mit dem ganzen Schneematsch. Und dies tritt dann häufiger denn seltener auf. Natürlich kann man sich darüber beklagen, dass diese Systeme mehrere tausend Euro kosten können. Warum tun die Hersteller nichts dagegen? Sie tun wirklich etwas, aber es gibt schlichtweg keine Lösungen. Sprich, man kann noch vom Entwicklungsstadium sprechen. Was mir bisher auf keinen Fall passiert war und auch nie hätte passieren dürfen: Es kam weder zu einem abrupten Bremsmanöver noch dergleichen Unsinn. Gut so! Hier haben die Ings gute arbeit geleistet.

5. Biep it Baby: Abstandswarner. Es war einmal im Golf 7 in Paris, mitten im dichten Stadtverkehr. Die Parksensoren schlugen komplett an. Ausschalten. Anfahren. Und wieder Biep beim nächsten Stop. Das nervte brutal. Ebenso in einem Opel Mokka. Der eine Auffwahrwarnung besitzt und bei zu nahem Auffahren im fließenden Verkehr mittels LED und Sound warnt. Das System ist derartig übervorsichtig, dass es tatsächlich nervt, weil es ständig meckert. Es verfügt über keine Individualeinstellung, leider. Und es gibt meines Wissens auch keinen Aus-Knopf für den Mist. Das haben andere Hersteller wie Audi oder Daimler wesentlich besser gelöst: Ein stiller LED-Alarm signalisiert mittels einem beleuchteten Dauersymbol “halte mehr Abstand“. Fährt man tatsächlich mit zuviel Tempo auf, wird ein größeres Alarmsymbol eingeblendet. Reagiert der Fahrer nicht, ertönt ein recht angenehmens Alarmsignal, das Symbol wird vergrößert, der Gurt wird gestrafft. Immer noch keine Reaktion? Je nach System und Tempoüberschuss werden die Bremsen aktiviert, entweder zu x% oder aber bis hin zur Vollbremsung (dabei wird zudem die Warnblinkanlage aktiviert, damit der Hintermann genug Zeit hat, selbst zu reagieren). Diese Kaskade erfolgt in einem sehr kurzen Zeitintervall, jedoch zeitig genug, um als Fahrer im Grunde bereits nach der ersten Warnung zu reagieren. Aus Gesprächen mit diversen Herstellern ist mir bekannt, dass sich damit die Auffahrunfälle vorne und hinten markant verringert haben sollen. Die Sprache ist von +30%. Besonders bei Systemen mit Notbremsautomatik.

Fazit?
Das war nur eine kleine Auswahl an Beispielen, wo und wann die Systeme entweder komisch werden oder gar unaufmerksame Fahrer in unnötige Not bringen. Ist also die Anschaffung derartiger Systeme grundsätzlich abzulehnen? Ach, Quatsch! Generell funktionieren die Systeme ganzheitlich und helfen dem Fahrer, keinen Mist zu bauen, entspannen zudem tatsächlich. Die Vorteile wiegen eindeutig die Nachteile auf. Solange man sich eben nie 100% auf die Systeme verlässt und das Auto mit aktiven Einstellungen fahren lässt. Hier gilt im Übrigen das Gleiche wie in anderen Lebenslagen: Langsam herantasten, kurz testen, checken, länger testen, checken, aufpassen und lernen. So kommt man auch nicht in Dauerstress, weil man dem System nicht mehr vertraut. Alle Systeme haben nun einmal ihre Grenzen, Toleranzen und auch Fehler. Ich selbst schätze die Kombination aus Mensch und Maschine sehr, möchte keines der Fahrsysteme mehr missen, von Verkehrszeichenerkennung bis hin zur Distanzkontrolle.

12.05.2014
von Robert Basic

Canon EOS 1200D und die Companion App

Die Canon EOS M hatte ich bereits im Test und war mit der Systemkamera super zufrieden (auf FB hatte ich darüber ausführlicher berichtet). Nun habe ich die Canon EOS 1200D mit der good old Spiegeltechnik (EOS M kommt ohne Spieglein aus) als Testgerät seit rund 2 Wochen im Einsatz. Hierbei handelt es sich um die preisgünstigste Einsteiger-Cam von Canon, also genau das Richtige für mich Foto-Noob. Was soll ich mit den teuren Cams, wenn ich nicht einmal richtig fotograferen kann?

Canon EOS 1200DFür mich muss eine Spiegelreflex einfach zu handhaben sein, einigermaßen gute Fotos machen, das Gewicht sollte ok sein und über einige wenige Grundfunktionen verfügen. Das wars schon. Laut Amazon gibts das Modell EOS 1200D ab ca. 400 Euro aufwärts. Was bei dieser Preiseinstufung Canons Ansatz unterstreicht, mit die günstigste Spiegelreflex anzubieten.

Was kann das Teil, Auszug aus den Spezifikationen
Auflösung: ca. 18,0 MP für Ausdrucke bis A2
Sensortyp: Canon APS-C CMOS-Sensor, ca. 22,3 x 14,9 mm
Reihenaufnahmen: max. 3 B/s
LCD-Bildschirm: 7,5 cm (3,0 Zoll) TFT, ca. 460.000 Bildpunkte (kein Touch)
Verschlusszeit: 30 – 1/4.000, Langzeitbelichtung
Aufnahmemodi: Automatische Motiverkennung, Blitz aus, Kreativ-Automatik Porträt, Landschaft, Nahaufnahme, Sport, Nachtporträt, Video, Programmautomatik, Blendenautomatik, Zeitautomatik, Manuell
ISO-Empfindlichkeit: AUTO (100-6.400), 100-6.400
während der Videoaufnahme: Auto (100-6.400), 100-6.400
AF-System: 9 AF-Felder (Empfindlichkeit bei mittigem Kreuzsensor bis Lichtstärke 1:5,6)
EOS Movie: MOV (Video: H.264, Ton: Linear PCM, Aufnahmepegel manuell einstellbar) 1.920 x 1.080 (29,97, 25, 23,976 B/s) 1.280 x 720 (59,94, 50 B/s) 640 x 480 (30, 25 B/s)
Interner Blitz: ja
HDMI-Ministecker: ja
Speicherkarten: SD-Karte, SDHC-Karte oder SDXC-Karte
Gewicht (nur Gehäuse) einschließlich Akku und Speicherkarte: 480 g
Sitzt, passt, wackelt nicht. Alles, was ich brauchen kann. Hat eben keinen externen Mikrofonstecker, das einzige, was mir noch fehlen würde.

Bilder, Bilder, Bilder
Ok, kommen wir zu den Bildern, bevor wir lange weiter an den Specs und an der Cam herumrätseln. Schaut Euch hierzu bitte die Bilder-Alben auf Flickr an: VW Polo und re:publica 2014. Alle Bilder wurden mit genau der Cam geschossen. Mit einem Canon EF-S 18-55mm 1:3,5-5,6 IS STM Objektiv. Kleiner Hinweis: Die Bilder sind auf eine Breite von 2.048px runterskaliert und wurden mit einer 95%igen jpeg-Komprimierung etwas verkleinert. In einem anderen Bilder-Album findet Ihr vier S/W-Bilder in Originalqualität. Urteilt selbst. Ich muss nochmals betonen, dass ich keinen Blassen von Fotografie habe und mehr oder minder einfach draufhalte. Ich setze entweder den Automatik-Modus ein oder nutze die Programmautomatik. Beim letzteren Modus spiele ich etwas mit der Blende, seltener mit der Verschlusszeit herum.

Auf gehts zur Auswahl einiger Bilder (zum Vergrößern anklicken / wer sich mit Flickr auskennt, kann die Info aufrufen, was die Kameraeinstellungen angeht)
re:publica 14
re:publica 14
IMG_1128
re:publica 14
IMG_1168
IMG_1132
IMG_1238
Testbilder re:publica

VW Polo 2014
VW Polo 2014
VW Polo 2014
VW Polo 2014
VW Polo 2014
VW Polo 2014
VW Polo 2014
VW Polo 2014
VW Polo 2014
VW Polo 2014
VW Polo 2014
VW Polo 2014
VW Polo 2014

Videos habe ich natürlich auch erstellt: Beispiel 1 und Beispiel 2. Mir persönlich langt das vollauf. Gegenüber einem Smartphone ist das allemal besser. Wackler hin Wackler her:)

Companion App
Ein Volltreffer ist mir die sog. “Companion App” (auf deutsch heißt die Begleiter Canon EOS Begleiter, klingt komisch…), die ihr sowohl im Android-Store und iPhone-Store finden könnt. Kostenlos. Was macht die App? Sie dient Einsteigern wie mir als interaktives Tutorial, mit dessen Hilfe ich endlich einmal die einfachsten Kniffe kennenlernen konnte. Das Tutorial unterteilt sich in Übungen wie “Motiv freistellen”, “Bewegung einfrieren”, “Präzise Farben”, “Helligkeit steuern”, “Fokussiert bleiben”. Speziell diese sehr simpel gehaltenen Übungen haben mir persönlich geholfen, diesen Kram mit Blende, ISO und Verschlusszeit besser zu verstehen. Was für die Tutorials spricht, da ich wahrlich kein Fotobuchwurm bin. App aufrufen, Cam in die Hand nehmen, los gehts. Für mich die ideale Kombo. Wo ich früher immer abgewunken hatte, was der Unsinn soll, weil mir die Tutorials zu sperrig waren (Bücher, Webseiten, …). Die App bietet zusätzlich Abschnitte wie “Was ist falsch bei meinem Foto”, Objektiv-Tutorials und eine Bedienungsanleitung. Eigentlich sollte jeder Kamerahersteller mit so etwas aufwarten. Und wenn diese App tatsächlich die Bilder analysieren könnte, um mir konkrete Tipps zu geben, dann wäre es absolut perfekt. Na ja, noch muss man etwas Innovationsluft nach oben lassen.

Einige Screenshots von der App
Canon EOS Companion AppCanon EOS 1200D Companion App
Canon EOS 1200D Companion AppCanon EOS 1200D Companion App
Canon EOS 1200D Companion AppCanon EOS 1200D Companion App

Kurzum?
Rundherum genau die richtige Cam für Anspruchslose wie mich, die von Smartphone-Fotos qualitativ wenig halten und nach oben hin mit teuren Spiegelreflex-Kameras im Grunde überfordert sind. Preis passt, Gewicht passt, Bedienung passt, Fuktionsumfang reicht. Punkt. Die Auslösezeit ist gegenüber der EOS M spürbar niedriger, aber auch die Einschaltzeit, um schnell ein Foto zu knippsen. Ebenso der Akku, der weitaus länger hielt denn die EOS M, die schon nach wenigen Stunden wiederholter Nutzung schlapp machte. Interessanterweise fand ich die Bilder mit der EOS M jedoch schärfer und farbenfroher, ohne dass ich es technisch begründen könnte.

03.05.2014
von Robert Basic

Autonomes Fahren: Zwischenstand und Ausblick

Autonomes Fahren ist eines der künftigen Highlights der Autoindustrie, an dem mehr oder minder alle Hersteller arbeiten. Wir stellen uns darunter vor, dass ein Fahrzeug völlig selbständig eine vorgegebene Wegstrecke ohne Einwirkung des Fahrers bewältigt. Zum einen wird es wohl noch einige Jahre, wenn nicht gar Jahrzehnte dauern, um diese Möglichkeiten vollumfänglich auf die Straße zu bringen. Zum anderen haben wir heute bereits einen technischen Zustand erreicht, der es erlaubt, vom autonomen Fahren in Teilbereichen zu sprechen. Die heutigen PKW Produkte warten schon in einigen Teilbereichen mit autonomen Systemen auf, die ohne direkte Einwirkung des Fahrers agieren können. Es wird jedoch in der Gesamtheit nicht als autonomes Fahren verstanden. Eher wird das Google Auto als ein solches wahrgenommen. Was aber auch daran liegt, wie die Hersteller ihre Systeme bewerben. Die Terminologie des autonomen Fahrens ist daher nicht ganz unwichtig bei der gesamten Betrachtung. Schauen wir uns daher zunächst die Abstufungen an.

Von teilautonomen bis voll autonomen Techniken

Unterscheiden wir die möglichen Szenarien autonomen Fahrens nach einer Definiton der zivilen US-Bundesbehörde für Straßen- und Fahrzeugsicherheit (“National Highway Traffic Safety Administration“), die zum Verkehrsministerium der Vereinigten Staaten gehört. Dieser Defintion aus dem Jahr 2013 haben sich die Hersteller und deren Ingenieure mehrheitlich angeschlossen. Die Trennlinien dazwischen sind natürlich verschwommen und gehen fließend ineinander über:

  • No-Automation (Level 0): The driver is in complete and sole control of the primary vehicle controls – brake, steering, throttle, and motive power – at all times.
  • Function-specific Automation (Level 1): Automation at this level involves one or more specific control functions. Examples include electronic stability control or pre-charged brakes, where the vehicle automatically assists with braking to enable the driver to regain control of the vehicle or stop faster than possible by acting alone.
  • Combined Function Automation (Level 2): This level involves automation of at least two primary control functions designed to work in unison to relieve the driver of control of those functions. An example of combined functions enabling a Level 2 system is adaptive cruise control in combination with lane centering.
  • Limited Self-Driving Automation (Level 3): Vehicles at this level of automation enable the driver to cede full control of all safety-critical functions under certain traffic or environmental conditions and in those conditions to rely heavily on the vehicle to monitor for changes in those conditions requiring transition back to driver control. The driver is expected to be available for occasional control, but with sufficiently comfortable transition time. The Google car is an example of limited self-driving automation.
  • Full Self-Driving Automation (Level 4): The vehicle is designed to perform all safety-critical driving functions and monitor roadway conditions for an entire trip. Such a design anticipates that the driver will provide destination or navigation input, but is not expected to be available for control at any time during the trip. This includes both occupied and unoccupied vehicles.

Diese Unterscheidungsmerkmale dienen primär dem Gesetzgeber bei der Ausrichtung seiner regulativen Bemühungen, dem technischen Fortschritt nachzukommen. Sekundär erleichtert es den Autoherstellern, abgestuft vorzugehen, um schrittweise autonome Systeme zu erweitern und neue Funktionen auf den Markt zu bringen. Was niemand verwundern muss, da sich die Autoindustrie mit Staaten und Staatenbünden wie der EU abstimmen muss, welche Systeme denn nun im Straßenverkehr zulässig sind. Beispiel: Die Einführung eines Kameraspiegels anstelle eines herkömmlichen Außenspiegels bietet zwar einige Vorteile, ist jedoch laut Behörden untersagt. Nicht, weil die Behörden etwas dagegen haben, sondern schlichtweg die Zulassungsbestimmungen noch nicht auf dem neuesten Stand sind. Behalten wir die obige Definition als gedachte Leitplanke ruhig vor Augen, um den Status Quo aufzuzeigen.

Teilautonomens Fahren Level 2: Distronic Plus und Stop&Go Pilot

Level 0 bis Level 2 kann heute als erreicht bezeichnet werden. Schauen wir uns das anhand von konkreten Beispiel an. Hierzu eine mögliche Fahrsituatuion: Du fährst auf der Autobahn und möchtest nicht mehr aktiv eingreifen, um den langen Weg relativ stressfrei zu bewältigen? Früher konntest Du nur einen Tempomaten einschalten, eine bestimmte Geschwindigkeit vorgeben und musstest Dich um das Lenken und Bremsen kümmern. In einem topaktuellen Fahrzeug schaltest Du einen dynamischen Tempomaten ein, der nicht nur die Geschwindigkeit steuert, sondern über Sensoren verbunden beim Auffahren auf einen langsameren Vordermann selbständig abbremst. Blinker setzen, überholen und wieder einscheren. Das ist Deine Aufgabe. Wenn Du es ganz bequem haben möchtest, schaltest Du ein aktives Spurhaltesystem ein, das den Wagen automatisch mittig in der Spur hält. Lenken musst Du eigentlich nicht mehr, nur noch beim Verlassen der Spur. In Deutschland wird spätestens nach 15 Sekunden – nach einem gesetzlich festgelegten Zeitpunkt – ein manueller Lenkeingriff verlangt. Du musst lediglich ca. alle 14 Sekunden das Lenkrad um 1-2 Grad drehen, um dem System quasi vorzugaukeln, dass Du aktiv lenkst. Eigentlich werden diese Systeme nicht als aktive Fahrhilfe verstanden, mehr als passives Instrument. Sie können ohne Weiteres aber als autonome Fahrsysteme genutzt werden. In diesem Artikel beschreibe ich, wie das konkret aussieht: Das beste halbautomatische Lenksystem: Honda Accord.

Also, denken wir an Spurhalte- und Abstandssysteme oder auch an Notbremssysteme, wenn wir von Level 1 und Level 2 sprechen. Oder betrachten wir eine neue Mercedes E-Klasse, die einen Stauassistenten bietet, die noch deutlicher Level 2 repräsentiert (Stop & Go Pilot genannt). Über den Einsatz serienmäßiger Sensoren registriert das Fahrzeug den Vordermann, folgt ihm nicht nur im Stau bei gleichbleidender Geschwindigkeit bis hin zum komlpetten Stop und beim Wiederanfahren, sondern imitiert sogar Lenkbewegungen des Vordermanns, so dass die E-Klasse den Fahrzeugkörper an einer gedachten Linie zum Vorausfahrenden ausrichtet (fährt der Vordermann näher nach links zur Leitplanke, macht die E-Klasse das gleiche). Alles was der Fahrer noch tun muss? Beim Wiederanfahren kurz das Gaspedal betätigen (“fahr wieder an, Auto“), alles Weitere übernimmt das System bis 60 KM/h und einem erneuten Halt (nach sehr kurzen Zwischenstopps von 2-3 Sekunden muss der Fahrer nicht einmal mehr mit einem Gaspedalwunsch das Wiederanfahren bestätigen).

So kommt Ihr kilometerlang nahezu ohne Eingriff aus. Was ist aber, wenn der Vordermann die Spur wechselt? Macht nichts, die E-Klasse schnappt sich den nächsten Vordermann und fährt nicht etwa dem Spurwechsler nach. Derartige Stausysteme bieten natürlich auch Hersteller wie Audi oder BMW an. Es handelt sich hierbei um noch recht junge Technologien, die um 2013 auf den Markt kamen. Manche benutzen dieses System übrigens sogar in der Stadt bei zähem Verkehrsfluss. Hierzu ein PR-Video von Mercedes zu dem o.g. System:

Fahrer denkt, Computer lenkt

Betrachten wir eine andere Art von System, die direkten Einfluss auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs nimmt. Und verdeutlichen damit, dass moderne PKWs eigentlich vom Computer denn vom Fahrer gesteuert werden, wenn man so will. Zitat:

Audi drive select integriert jene Technik-Komponenten, die das Fahrerlebnis bestimmen – Motor, Getriebe, Lenkung, Dämpfung und das Sportdifferenzial. Dabei kann der Fahrer die Charakteristik dieser Systeme jederzeit neu an seine persönlichen Vorlieben anpassen. Mit dem innovativen Fahrdynamiksystem Audi drive select kann der Fahrer die Charakteristik der Technikkomponenten, je nach individueller Fahrzeugkonfiguration, – Motor Getriebe, Lenkung, Dämpfung und das Sportdifferenzial – jederzeit neu an seine persönlichen Vorlieben anpassen. Über einen Taster an der Mittelkonsole kann der Fahrer die Arbeitsweise von Audi drive select in den drei Modi comfort, auto und dynamic von ausgeprägt komfortabel bis betont sportlich anwählen. In Verbindung mit dem optionalen MMI besteht zudem die Möglichkeit, ein ganz individuelles Profil zusammenzustellen. Dabei kann der Fahrer die Charakteristik der teilnehmenden Systeme individuell auf seinen Wunsch einstellen.

Hierzu ein Video mit einem Audi-Mann (english)

Die Freiheit des Fahrens versus Kontrolle der Maschine

Wir sind schon lange nicht mehr der Fahrer, der mit der Maschinerie direkt verbunden ist. Alle Fahrwünsche werden in modernen Fahrzeugen von Computern analysiert und umgesetzt. Die Autoindustrie meidet diese Interpretation, um Haltern nicht den Eindruck zu vermitteln, nicht mehr Herr des Fahrzeugs im althergebrachten Sinne zu sein. Was normalerweise in Gefahrensituationen begrüßt wird (wenn das ESP und ABS eingreifen, um das Fahrzeug zu stabilisieren), erweckt gesamtheitlich den Eindruck, fahrerische Freiheiten und Genuss zu beschneiden. Selbstvertsändlich möchte die Industrie diesen Interpretationsfreiraum des Kunden nicht eingrenzen. Zumal die Systeme tatsächlich außer in Gefahrensituationen oder im Falle aktivierter Tempomatsysteme nahezu kaum spürbar agieren und eingreifen. Alles Können und nichts Müssen ist das Motto. Schaut man sich die Vielzahl der Systeme an, bedeutet es nichts anderes, schon längst im autonomen Fahrzeug-Zeitalter der Mobilität angekommen zu sein. Auch wenn wir die maximal denkbaren Szenarien noch nicht erreicht haben.

Wann wird Level 3 erreicht? Erst Autobahn, dann Landstraße, dann Stadt

Dieser sog. Level 3 wird sehr zeitnah auf Autobahnstrecken realisiert werden. Zahlreiche Hersteller versprechen uns, dass sie Fahrzeuge bis spätestens 2020 herausbringen wollen, die auf Autobahnen komplett eigenständig fahren können. Das inkludiert nicht nur das bereits heute mögliche Fahren nach Tempomat, automatisches Halten des Abstands und die Aktivierung von Staufahrsystemen in niedrigen Geschwindigkeitsbereichen, sondern dann auch das automatische Spurwechseln, das Beachten von Tempolimits aber auch automatisiertes Ausweichen bei Notbremsmanövern. Diese letztgenannten drei Aspekte sind technisch machbar, ausgetestet und realisiert. Allerdings nicht außerhalb von Testfahrzeugen. Wie wir oben gelernt haben, müssen hierzu auch gesetzliche Grundlagen geschaffen werden (selbstverständlich arbeiten die Versicherungen daran mit, um Haftungsfragen abzudecken).

Bedingung ist und bleibt, dass der Fahrer die Situation jederzeit umfänglich so erfasst, um im Falle des Falles die Kontrolle zu übernehmen. Wer demnach heute mit Distanzkontrolle fährt und aufs Handy schaut, ist selbst schuld, wenn es zu einem Crash kommt bzw. Punkte in Flensburg fällig werden. Zusammengefasst: Zahlreiche Hersteller haben einen anspruchsovllen Zeitplan ins Auge gefasst, in weniger als 5 Jahren diese Art von Autobahnfahrten anbieten zu können. So anspruchsvoll ist das allerdings auch nicht mehr, da sämtliche Grundlagen ohne Science-Ficiton Systeme heute installierbar und bezahlbar sind.

Kopfzerbrechen bereitet den Herstellern die Situation auf Landstraßen und im Stadtverkehr. Sie spechen davon, dass sich die Komplexität der Systeme drastisch erhöht und man hier keine klare Zeitprojektion aufstellen möchte. Beispielhaft eine schematische Darstellung aus dem Hause Daimler, welche Meta-Faktoren eine Rolle spielen:
Mercedes Benz Research Development North America

Wir schauen uns gleich an, wo die technischen Herausforderungen liegen. Zunächst aber an dieser Stelle ein kurzer, rechtlicher Ausflug, denn auch hier benötigt man Konkretisierungen, die unter juristischen Gesichtspunkten autonomes Fahren, rechtliche Risiken und Haftungsfragen regulieren. Aufgrund des technischen Fortschritts müssen alle Länder nachjustieren.

Staatliche Regularien und Versicherungsfragen: In Zukunft keine Haftpflicht für den Fahrer?

Diese sequentielle Haltung – erst Autobahn, dann Landstraße und Stadt – spiegelt sich auch in den rechtlichen Folgeschritten wider, die Länder wie die USA bereits eingeleitet haben. Wer sich für das Rechtliche genauer interessiert, dem empfehle ich folgende Quellen:

- How an autonomous driving bill becomes law in Nevada, vorgetragen von Marilyn Dondero Loop (Vorsitzende Assembly Transportation Committee), Bruce Breslow (Director, Nevada Department of Motor Vehicles), Troy Dillard (Deputy Director, Nevada Department of Motor Vehicles) und David Estrada (Legal Director, Google). So kann man gut ableiten, was die Behörden und damit den Staat bewegt, eine technische Zukunft nicht verbauen zu wollen. Andererseits für die relevanten Sicherheitsnormen zu sorgen.

- White Paper “Automated vehicles are probably legal in the USA” von Bryant Walker Smith (“is a fellow at the Center for Internet and Society at Stanford Law School, a fellow at the Center for Automotive Research at Stanford (CARS), and a lecturer in law at Stanford Law School who writes, speaks, and teaches on the legal and policy aspects of automation and connectivity)

- Übersicht der US-Staaten mit entsprechenden rechtlichen Regelungen und Stati: Automated Driving: Legislative and Regulatory Action

- aus der US-Denkfabrik Brookings eine haftungsorientierte Betrachtung: “Products Liability and Driverless Cars: Issues and Guiding Principles for Legislation
As driverless cars—or more formally, autonomous vehicles—continue to attract growing interest and investment, the associated liability issues are also getting increased attention. Often, this attention comes in the form of suggestions that liability concerns will slow or even completely prevent consumer access to advanced autonomous vehicle technology
schreibt John Villasenor (a nonresident senior fellow in Governance Studies and the Center for Technology Innovation at Brookings. He is also a professor of electrical engineering and public policy at UCLA, Vice Chair of the World Economic Forum’s Global Agenda Council on the Intellectual Property System, and a member of the Council on Foreign Relations. His work addresses the intersection of technology, policy and law.)

- aus dem Versicherungshaus Lloyds
Autonomous Vehicles – Handing over control / Autonomous Vehicles: Handing over Control: Risks and Opportunities in Insurance This report looks at two major categories of autonomous and unmanned vehicles: autonomous cars and unmanned aerial systems (UAS). It examines the role of insurance in the development and adoption of this new techonology and highlights the opportunities and risks autonomous cars and unmanned aerial systems can offer.

Die Konklusio von Llyods lautet wie folgt

As vehicles become increasingly computerised and networked, cyber risk is likely to be a more prominent concern. In the case of remotely operated vehicles, there would need to be adequate back-up plans in case of a loss of communications with the controller. With the increase of cyber risk, there will be scope for writing more cyber insurance. Another aspect of increased computerisation, especially in the case of cars, is that insurers can take advantage of data facilities already present in the vehicle to use a more telematics based approach to premium pricing. This could allow better matching of exposure to premiums, and more individually tailored policies…

At a very advanced point of autonomous car development and take-up in the future, it could be possible that drivers are no longer legally required to attentively supervise a car’s driving, and can instead do things like read a book or sleep. If such a point were reached in the future, it may be possible that there is more onus of liability on the car manufacturer rather than owner, if the car is being trusted to entirely conduct a journey. This would likely, however, not be a consideration until much further into the future

Die Herausforderungen bis Level 4: Sensoren, Karten, soziale Signale, vernetztes Fahren

Autonomes Fahren bedeutet, dass die Sensoren mit hoher Zuverlässigkeit die Umgebung erfassen können, um aus der Analyse der Umgebungsdaten die korrekten Steuerungsbefehle zu erzeugen. Hier hapert es jedoch noch an diversen Ecken und Enden. Ein Dauerbrenner werden verschmutztende Sensoren sein. Wenn heute die Sensoren bei Schneewetter verschmutzen, bekommt man eben die Meldung, dass man Distronic Plus im Benz nicht nutzen kann. Jo mei. Aber bei voller Fahrt im autonomen Status und der Fahrer liest ein Buch? Da kann ein Sensor nicht einfach so ausfallen und der Fahr-Roboter kurzerhand aussteigen, da ein Buch lesender Fahrer nachweislich laut Feldversuchen rund 5 Sekunden braucht, bis er die Situation erfasst. Außerdem, wenn uns die Hersteller autonome Systeme verkaufen, können sie uns nicht mit 100 Ausnahmen und Probleme daherkommen. Dafür sind die eingepreisten Zusatzkosten zu hoch, um den Kunden mit Unzuverlässigkeit zu bestrafen. Man probiert mit diversen Reinigungsanordnungen zu arbeiten, darunter fallen auch Wärmelösungen bei Kälte und anderen Ideen. Bisher war aber kein System so gut, um es als zuverlässig zu bezeichnen. Das muss auch nicht verwundern, wenn man bedenkt, wo überall die Sensoren verbaut wurden. Hinter Stoßstangen, am Kühlergrill, hinter der Windschutzscheibe, im Außenspiegel, über dem Kennzeichen. Allesamt exponierte Stellen, die natürlich Verschmutzungseffekten ausgesetzt sind. Das Gesamtproblem widerspricht dem Ansatz, autonomes Fahren zu ermöglichen, nur weil wortwörtlich ein Fliegenschiss zwischen Robo-Mobilität und Selbstfahren unüberbrückbare Hürden verursacht.

Es geht natürlich nicht nur um verschmutzte Sensoren. Es geht auch um die Erfassungsqualitäten als solches. Beispiel? So berichten diverse Autohersteller davon, dass sie Probleme haben, Ampelsignale korrekt zu erkennen. Diese Problematik tritt naturgemäß in Städten auf, wo die Lage der Ampeln aber auch die Unzahl an Lichtquellen eine Erkennung tatsächlich sehr schwer gestaltet. Und wir können uns nicht drauf verlassen, dass es zu 99,9% klappt. Was bedeuten würde, beim 1.000sten Erkennungsvorgang eine rote Ampel mit fatalen Folgen zu überfahren. Wir glauben, dass 99,9% ein super Wert ist. Das reicht hier nicht aus. Aber wer kann sich schon rühmen, ein System mit extremst hoher Ausfallsicherheit nahe an 100% anzubieten? So oder so, es muss gelöst werden. Ein – hier eben optisches – System alleine reicht also nicht aus.

Daher sind die Hersteller generell bestrebt, sensorische Daten aus verschiedenen Quellen zusammenzufassen, um auch ein Mehr an Sicherheit im gleichen Maße wie ein Plus an Erkennunsgqualtiät zu gewinnen. Sollte ein Sensor keine hinreichenden Daten liefern, können andere Systeme immer noch genügend Daten liefern. Wie man sich das am Beispiel der Ampel vorstellen muss? Die Position der Signalanlagen wird auf einer eigenen Traffic-Karte erfasst und mit der momentan Lage des Fahrzeugs abgeglichen. Das erfolgt zum einen über GPS-Systeme, die jedoch eine hohe Abweichung von bis zu 10 Metern aufweisen und damit nur eine grobe Verortung erlauben. Darüber hinaus benötigt man Straßenkarten, die weitaus genauer bis auf wenige Zentimeter Straßenverläufe datentechnisch präzise nachbilden und auch immer wieder aufzufrischen sind. Herkömmliche Navigationskarten wie wir sie heute benutzen reichen dazu schlichtweg nicht aus. Was kein kostengünstiges Vergnügen ist, dieses hochpräzise Kartenmaterial zu erzeugen und intelligentere Lösungen für topaktuelle Kartenupdates erfordert. Hersteller denken darüber nach, die Fahrzeuge zu vernetzen und erkannte Abweichungen vom Kartenmaterial zentral weiterzumelden, um damit allen Verkehrsteilnehmern (zumindest vom gleichen Hersteller) aktuelles Kartenmaterial zur Verfügung zu stellen. Wie dieser Austausch jedoch konkret aussehen soll – ob alle Hersteller einen gemeinsamen Standard haben, wie Abweichungen gemeldet werden, wer die Kosten für den zentralen, aber unabdingbaren Updatservice übernimmt- ist noch völlig unklar. Im Moment steht fest, dass hochpräzise Karten für autonomes Fahren ein Must-Have sind. Dies gilt für sämtliche Straßen, nicht nur in der Stadt.

Solange dieses Problem nicht gelöst ist, wird es aller Voraussicht nach keine skalierbare Lösungen geben, um autonome Fahrzeuge aus dem Prototypen-Status in den Massenmarkt zu hieven. Hinzukommt übrigens auch noch kartenbasierendes Bildmaterial, um mittels eigenen Kameras Objekte in der Realumgebung mit den Kartenobjekten abzugleichen, was sowohl die Verortung erleichtert bzw. präzisiert aber auch kontetxbezogene Informationen liefert (Parkhaus, Tankstelle, Werkstatt…).

Hierzu einige Fotos, die Daimlers Überlegungen und Ansätze aufzeigen, aber auch die Herausforderungen verdeutlichen (zum Vergrößern anklicken):
Mercedes Benz Research Development North America
Mercedes Benz Research Development North America
Mercedes Benz Research Development North America
Mercedes Benz Research Development North America
Mercedes Benz Research Development North America

Anbei ein Video von Mercedes, das die bisherige Armada an Sensoren erläutert, die benutzt werden

Verstanden soweit? Das folgende Schaubild zeigt grob auf, wie man versucht, unterschiedliche Sensoren zu überlagern, um über unterschiedliche Reichweiten und Techniken ein sensorisch relevantes Gesamtbild zu erhalten. Hierbei kommen Radare in unterschiedlichen Frequenzen zum Tragen, optische Erkennungssysteme (3-D Kameras, Weitwinkel, Objekterkennung, Objektvergleich, Spurenerkennung, Verkehrszeichen, Ampeln), Ultraschall (Parksysteme), Infrarot (Wärmebild für Nachtfahrten und Wildwechsel) und Laser. Der Begriff der Sensor-Fusion ist durchaus zutreffend.
Mercedes V-Class

Soziale Signale und kooperatives Verhalten

sind ein weiteres, extrem wichtiges Aufgabengebiet: Wo ein Winken reicht, versagt der Computer. Wir Menschen helfen uns mit Gesten im Straßenverkehr (zugegeben: hin und wieder als Unmutsbezeugung). Der Computer wird am Zebrastreifen stehen und die Omi durchlassen. Da kann sie noch so lange winken, um das Gegenteil zu bezwecken, um nämlich das Fahrzeug durchzulassen. Sie weiß, dass sie etwas länger braucht. Und wird dann auch noch sauer, weil der Fahrer anscheinend zu doof ist, ihr Entgegenkommen zu verstehen. Tja! Das ist nur ein kleines Beispiel für Kooperationsevrhalten und Social Signals aus abertausenden von Möglichkeiten. Das erleichtert uns Menschen die Koordination, den Computern gibt es eine echte Kopfnuss auf. Wird es eine länderspezifische Einstellung geben, die Fahrzeugsysteme für Lokationen wie Rom, Paris, Athen, Moskau, Jacksonville, Buxtehude und Hintertupfingen justiert? Das Verkehrsverhalten aller Beteiligten unterscheidet sich von Land zu Land enorm. Niemand möchte in einem teuren Premiumfahrzeug sitzen und ausgelacht werden, weil das autonome System komplett aus dem Rahmen fällt und damit quasi asozial (“außerhalb der etablierten Norm”) fährt.

Brute Force versus Intelligenz: Fortschritt in kleinen Schritten und begrenzten Szenarien

Ich denke, wir konnten recht gut ein Gefühl dafür gewinnen, vor welchen Herausforderungen die Hersteller stehen, um das komplett vollautonome Fahren zu ermöglichen. Ein erkennbares Grundproblem bzw. Grundmuster ist dem Mangel echter Intelligenz bzw. geringen Abstraktionsfähigkeiten geschuldet, das heutige Computersysteme auszeichnet. Sie müssen, um ein hinreichendes Bild von der Umgebung zu erhalten, eine Unmenge von Daten verarbeiten. Und es reicht momentan dennoch nicht aus, um zuverlässig Hindernisse und unerwarterte Situationen zu erkennen. Heißt? Computersysteme ersetzen die Abstraktionsfähigkeiten unseres menschlichen Hirns mit einer schieren Masse von Verarbeitungsdaten, wo wir exzellent mit Fragmenten auskommen. Je mehr Daten der Computer bekommt umso besser. Wir Menschen benötigen keine ultrapräzisen Kartendaten, um uns gemütlich und stressfrei durch eine Stadt zu bewegen. Wir kommen dabei mit 30 Watt aus, die unser Hirn an Leistung verbraucht. Ein Fahrzeug ist ohne Kartendaten und ohne Millionen von Bytes an sensorischen Signaldaten weitestgehend aufgeschmissen. Und mit 30 Watt kannst Du nicht einmal einen Sensor befeuern, geschweige denn die Daten verarbeiten. Auch den Herstellern wären robuste, kostengünstige Systeme lieber, die ohne viel Daten-tamtam auskommen, ohne 50 Zusatzprozessoren, ohne Millionen Zeilen an Programmcode. Solange man sich aber mit bescheidener Computer-Intelligenz begnügen muss, werden die Fortschritte keine großen Sprünge machen.

Ausblick: Umkehrung der Fahrerfahrung, Fahren ohne Führerschein, Cyber-Risiken

Was sind also die nächsten Innovationen im Bereich Autonomes Fahren? Kleine Schritte, wie gesagt. Ihr werdet schon nächstes oder übernächstes Jahr Fahrzeuge ein- und ausparken können, ohne im Fahrzeug zu sitzen.

Ob das lahm ist? Ich finde das extrem nützlich und cool. Aber dann eben was richtig Cooles? Demnächst wird es auch automatische Bremssysteme geben, die nicht nur bremsen, sondern sogar ausweichen können. Das dürfte cool sein. Neuartige Parkysteme werden Euch erlauben, in einem größeren Umfeld den nächsten Parkplatz zu erkennen und anzusteuern. Autonom. Car-to-Car Systeme melden Euch in der Umgebung kritische Situationen (Geisterfahrer, Glatteis, Stauende, gefährlich liegengebliebene Fahrzeuge…). Btw, das hat Daimler bereits Ende 2013 in US-Fahrzeugen eingeführt.

Wie Ihr seht, man baut Stück für Stück die Nutzungsmöglichkeiten aus. Um nicht auf den großen Knall zu warten, sondern um mit Hilfe dieser neuen Technologien jetzt schon Funktionen und Features anzubieten. Das finde ich persönlich spannender, als auf ein ominöses Datum X zu warten, das noch in weiter Ferne liegt. Für die Hersteller ist die Salamitaktik durchaus von Vorteil. So können sie ihre Kunden langsam an die neuen, automatisierten Autowelten gewöhnen, vermeiden hierbei allzu große Umbrüche wie PKWs interpretiert werden (einfach nur eine Fortbewegungsmaschine oder Ausdruck von weitaus mehr denn die bloße Kernfunktion?). Bedenkt zudem die Markenwerte, die mit zahlreichen Fahrzeugmodellen einhergehen. Was nicht nur für den Kunden und seine Zahlungsbereitschaft wichtig ist, sondern auch eine Frage an den Hersteller selbst ist. Wie fährt denn ein autonomer BMW? Bleibt ein Robo-Golf immer noch ein Golf? Wird ein Mercedes ein Robo-Benz sein und erst später als Mensch-Benz erfahren, wenn der Fahrer ohne Faherlaubnis einen Benz ersteht (sozusagen eine völlig umgedrehte Fahrerfahrung: Erst Automatisiert dann Manuell)?

Außerdem finde ich das recht langsame Tempo nicht einmal so übel, denn mit all den Vorteilen – die ich an der Stelle nicht aufgezählt habe – gehen auch Nachteile einher. Wer sagt denn, dass autonome Systeme von außen einbruchsicher und störfrei sind? Eins ist klar: Das vernetzte Fahren wird ein entscheidendes Merkmal des autonomen Fahrens werden. Was das bedeutet? Nicht nur eine Vielzahl an neuen Services, sondern auch Kunden, denen Facebook und NSA bisher egal war, wenn man ihre Daten ausspähte. Empfindlich werden sie auf einmal dann, wenn es um sie persönlich im Auto geht. Wie sie fahren, zu schnell für die Polizei oder zu riskant für die Kranken- und KFZ Haftpflichtversicherung? Dann gehts ums Geld. Es kann aber auch gut sein, dass es andere Verkehrsteilnehmer stört, die Autos als fahrende Ausspähdrohnen betrachten, die alles in ihrer Umgebung erfassen und verarbeiten. Denn dies wird ebenso mit dem Einzug der autonomen Systeme einhergehen: Ein komplettes, sensorisches Bild der realen Welt. Erfasst, gespeichert, verarbeitet. Google Fahrzeuge, die für Google Streetview Bilder erfasst hatten, waren ein laues Lüftchen dagegen.

Long Run: Baby, die Risiken fangen dann erst wirklich an, wer wird Weltmeister im Anpassen

Komplett unbemannte Fahrzeuge? Da tun sich völlig neue Verkehrskonzepte auf. Sowohl im Transportwesen aber auch im PKW- und Personenbeförderungsbereich. Parkplatzfragen, Verkehrsregelungen, Fahrzeugtypen werden komplett neu definiert werden. Was das alles bedeutet kann, werde ich in einem anderen Artikel projizieren. Hier sprechen wir tatsächlich von einer ungeahnten Revolution im Straßenverkehr. Mit dramatischen Bedeutungen für die Autoindustrie.

Abschließend drei oder vier Anschauempfehlungen, die wirklich spannend sind:
Spiegel TV über ein Versuchsfahrzeug der Uni Berlin

Und BMWs Versuche, autonome Fahrzeuge auf die Straße zu bekommen:

Audis CES 2013 Show, ein Fahrzeug komplett selbständig einen Parkplatz suchen zu lassen, während man schon beim Einkaufen ist:

Lassen wir Mercedes zum Abschluss zeigen, was heute machbar ist, Stadt, Land, Autobahn:

29.04.2014
von Robert Basic

Googles Vergoldete Cars

Google ist eines der erfolgreichsten Unternehmen der Welt, die in einem hochdynamischen und extrem wettbewerbsintensiven Umfeld eine marktbeherrschende Stellung errungen haben. Das gilt sicherlich für den Bereich der Online-Suche. Soweit zum BWL-Speak. Google gilt als Mutter aller Unternehmen, könnte man angesichts des Buzz-Levels meinen. Ein bisschen Respektlosigkeit tut da nicht übel. Die großen, fließenden Geldströme werden in Teilen für Projekte abgezweigt, die im Grunde genommen extrem weit von Google Basis entfernt sind. So ist es Google Cars gelungen, ein gutes Stück vom öffentliche Aufmerksamkeitskuchen im Bereich der mobilen Innovation abzubekommen. Nicht unbedingt zur Freude der Autoindustrie. Wo doch Innovation ein wesentliches Merkmal von Markenwerten ist, die hier aufgebaut wurden.

Google Cars traut sich in der City – Who Cares = Many!
Erst jüngst hat Google verlauten lassen, dass sie ihre automatisch steuernden PKWs in Städten umherfahren lassen.

Since our last update, we’ve logged thousands of miles on the streets of our hometown of Mountain View, Calif. A mile of city driving is much more complex than a mile of freeway driving, with hundreds of different objects moving according to different rules of the road in a small area. We’ve improved our software so it can detect hundreds of distinct objects simultaneously—pedestrians, buses, a stop sign held up by a crossing guard, or a cyclist making gestures that indicate a possible turn. A self-driving vehicle can pay attention to all of these things in a way that a human physically can’t—and it never gets tired or distracted.

Google präsentiert das eigens für das menschliche Auge umgemodelte “Seherlebnis” der Google-Sensoren wie folgt:

Zahlreiche Medien sprangen auf diese Nachricht an. Auch Mobile Geeks:

Dennoch zeigt uns Google hier auf, wie viele Fortschritte man mit diesen Autos macht und ich persönlich bin gespannt, wie die deutschen Hersteller reagieren werden. Schon bei den Hybriden hat man die Entwicklung ein wenig verschlafen, da wäre es fatal, wenn sich das bei selbstfahrenden Autos fortsetzen sollte.

Ist Google Cars eine lahme Ente?
Ich würde das im Gegensatz zu Mobile Geeks nicht wirklich mit Sorge betrachten. Wenn Google davon spricht, dass man – meine Wertung: – die Software auf den Standard der anderen Hersteller gebracht hat, könnte man eher das Gegenteil ableiten: Ist Google Cars unterfinanziert oder woher die innovative Langsamkeit, um diese Meldung zu bringen? Mehr oder minder arbeiten alle wesentlichen Hersteller an Systemen, die es in sich haben und das, was Google da beschreibt, realisiert haben. Von Mercedes über BMW und Bosch bis hin zu Continental. Anlässlich der letzten IAA hatte Mercedes den PR Coup gelandet und diesen Versuch gezeigt (PR-Video von Daimler)

Das war im September 2013.

IAA 2013
im a robot, too

Kosten Kosten Kosten
So wenig wie man einen Düsenjäger gegen einen Papierflieger antreten lassen kann, muss man eigentlich Google Cars mit den Versuchsträgern der Fahrzeughersteller nicht unbedingt vergleichen. Der Hauptfokus aller Hersteller dreht sich im Wesentlichen um die Frage, wie man die Systeme bezahlbar machen soll. Was hat man von tollen Sensoren und feinsten Prozessoren, wenn es einem die Kosten für die Hardware um die Ohren haut? Denn Google Cars hat quasi ein Problem: Je nach Schätzungen wird die sensorische Anlage wie folgt beziffert (FastCompany Electronics360),
- $75,000 to $80,000 Velodyne LIDAR system
- $10,000 visual and radar sensors
- $200,000 GPS array
- der Toyota Prius kostet ab 24.000 USD
Es ist völlig ausgeschlossen, mit derart aufgeblähten Supersystemen PKWs an Kunden zu bringen. Das sind höchstens Leistungsbereiche für Militärs und andere Organisationen.

Jeden Hersteller lacht man aus, wenn er mit diesen handvergoldeten Kostbarkeiten umherfahren würde. Entweder bringen es Deine Systeme auf eine handvoll Hunderter bis Tausender oder du bist auf dem Spiel. Google nimmt man hingegen ab, den Dreh heraus zu haben. Schräg das! Ich bin mir nicht so sicher, ob Google doch nicht eher eine PR-Waffe in der Hand hält, denn ein ernstzunehmendes Roboterfahrzeug. Auszuschließen ist nichts. Aber im Moment ist Google von allen Versuchsträgen in Bezug zu Kosten wohl hinten an.

29.04.2014
von Robert Basic

Tesla S: ein aalglattes Vergnügen

Autobild war ganz begeistert

Das Elektroauto ist 2014 langstreckentauglich. Damit fällt ein großes Argument der Skeptiker der E-Mobilität weg. Doch ein anderes bleibt: Das Auto, das dies geschafft hat, ist eine teure Luxuslimousine. Mit BMW i3 oder Elektro-Golf hätte die Fahrt mehrere Tage gedauert. Mit der Kombination Model S und Supercharger zeigt Tesla der Autonation Deutschland auf deren Heimatboden, wie die Mobilität der Zukunft aussieht.

Das Manager-Magazin in e_Kstase

Ausgerechnet die Autonation Deutschland ist beim Thema Elektromobilität auf dem besten Wege, zu versagen – das macht der Test überdeutlich. Vom eigenen Anspruch, Leitmarkt für diese Technologie zu sein, ist die Bundesrepublik meilenweit entfernt… Teslas Model S ist wie ein Raumschiff aus der Zukunft in Deutschland gelandet – und es hat einen unwirtlichen Planeten vorgefunden. Das Auto ist derzeit einfach zu gut für Deutschland. Damit ist es aber zugleich ein Ansporn für Industrie und Politik, endlich zur Aufholjagd zu blasen.

Heise in sachlicherer Manier:

Sicher gibt es Details, die noch verbessert werden können. Erstaunlich am Tesla Model S ist jedoch nicht, dass es nicht in jedem Kriterium wie den Windgeräuschen die Spitze seiner Klasse markiert. Erstaunlich ist, dass es einer Firma aus dem Stand gelungen ist, ein dermaßen gutes und qualitativ hochwertiges Fahrzeug zu bauen, dass eben auch nirgends wirklich zurückfällt.

Bling Bling, Haben Wollen
Bestellen wir uns das Wunderwerk auf der Webseite und drücken auf den roten Knopf “Vollausstattung”

Tesla S P85

Soweit ich Testfahrzeuge kenne, bekommen die Medien stets die komplette Ladung auf den Hof gestellt. Das wäre unser Modell, was die obigen Medienorgane erfahren durften (abgeleitet aus den Berichten): Ein Tesla S P85. Wobei das “P” für Performance steht. Eigentlich müsste es für “Preis” stehen. Immerhin erkauft man sich damit eine Mehrleistung in Beschleunigung und Spitzengeschwindigkeit aber auch Batteriekapazität ein:

Tesla S

Man kann es aber auch sparsamer halten: Wer sich das Einsteigermodell mit Vollausstattung holt, der muss lediglich 95.290 € ausgeben. 25.000 € gespart. Weniger Speed, Beschleunigung und Energiekapazität. S steht also auch für Sparbrötchen.

Was macht ein guter Deutscher damit?
Erstens fährt er vom Hof des eigenen Anwesens und zeigt den Nachbarn, was modern heißt. Nicht Stern, nicht Niere, nicht audimpische Ringe. Was aber dann? In der Stadt vor angesagten Locations herumfahren? Bringt auf Dauer nur eingeschränkten Spaß da externalisiert. Internalisieren wir das und bewegen uns mit dem 2.100 Kilogramm schweren Wuchtbrummer auf die Autobahn. Und geben Gas. Wohin? Sagen wir von München aus nach Norden auf der A9 Richtung Nürnberg. Um sich im Aumers La Vie am Ceviche von der Jakobsmuschel mit Orange, Tomate und Liebstöckel und Pommerschen Färsen-Entrecôte mit Essigkarotten und Malzcreme zu goutieren. Das Navi sagt: 196 KM von Grünwald bis Nürnberg. Wir haben großes Glück, die Autobahn ist herrlich leer und wir können ausnahmsweise Gas geben. Die Strecke ist wie geschaffen dafür. Wir übertreiben es nicht und jagen den Performance Tesla mit lieblichen 180 KM/h über die A9. Der Hunger wächst und da biepst es schon nach einer Stund, eine liebliche Stimme ertönt “Warnung, niedrige Energie“. Was? Du Zipfeklatscher, du verhauter, a so a doagada Loamsiada! ertönt es. Aus dem berufenen Munde des Fahrers anstelle des Fahrcomputers. Der Navigationscomputer zeigt noch 20 Kilometer bis zu den ersehnten Jakobsmuscheln und dem Färsen-Entrecôte.

Was war passiert?
Ein 120.190 Euro (immerhin inkl. Mehrwertsteuer) Perfomance-Wagen, der laut Medien ekstatisch bejubelt wird, schafft bei einer germanisch-zügigen Fahrweise von 180 KM/h gerade einmal 180 KM an Reichweite? Bis dahin und die verbliebenen Elektronen jappsen im Restladungstümpel vor sich dahin?

Immerhin wird die Reichweite mit bis zu 502 KM wie zu besten Neckermann-Reisezeiten auf der Homepage angepriesen. Ok, dass es durchaus etwas weniger – bei zügiger Fahrweise – sein dürfte, kann man durchaus hinnehmen. Ein Blick auf die Leistungsdaten zeigt, dass die Ladung der 85 kWh großen Batterie bei 120 KM/h für rund 350 KM ausreicht. Wir kämen nach Nürnberg. Aber mal ehrlich, wer zuckelt mit 120 KM und einem 120.190 € Geschoss auf der A9 dahin? BMW i3 Fahrer? Fiat Pandas Baujahr 1990? Smarties auf Rädern? Erhöhen wir die Geschwindigkeit auf 160 (+33%) oder 180 (+50%) steigt der Energieverbrauch von 215 Wh/km (bei 120) drastisch auf 320 Wh/km (+49%) und 420 Wh/km (+95%). Und die Reichweite sinkt steiler als ein Ziegelstein weitfliegen kann.

Hätte der Tesla-S Simulant aufgepasst, würde er den Zusammenhang aus Zunahme des Luftwiderstandes mit steigenden Geschwindigkeiten kennen. Der Motor muss immer mehr Kraft aufwenden, um den Luftdruck zu überwinden. Bis ihm förmlich die Puste ausgeht, da der Luftwiderstand zu groß für die Power des Wagens wird.

Doch kein imperialer Stromkreuzer gelandet
Ich bin kein Raser. Aber ich kenne niemanden, der mit teuren PKWs über die Autobahn knapp über Smart-Speed schwebt. Da wirste ja bekloppt auf langen Strecken! Tesla tröstet Kunden mit dem Versprechen, in ca. 1 Stunde 110 Kilometer an Reichweite nachladen zu können. Mit Tesla eigenen Schnellladern sollen es dann noch viel schneller gehen. In 30 Minuten 270 KM. Ihr findet diese Schnelllader an exakt vier Stellen in Deutschland:

Aichstetten, Deutschland
Am Waizenhof 12
Aichstetten, 88317

Bad Rappenau, Deutschland
Buchäckerring 40
Bad Rappenau, 74906

Jettingen, Deutschland
Robert-Bosch Straße 10
Jettingen-Scheppach, 89343

Wilnsdorf, Deutschland
Elkersberg 2
Wilnsdorf, 57234

Wenn Ihr nicht wisst, wo das ist, macht nichts. Deutschlands Fläche beträgt 357.167,94 km², macht demnach knapp 90.000 km² für einen Supercharger. Outback in Deutschland sozusagen.

Die Batterie
Ok, zugegeben, niemand kauft sich ein Auto für 120.190 € und will rasen. Natürlich ist dieser Spaßwunsch den schnöden Rasern und giftschwarzen Umweltraubtieren vorbehalten. Ein Tesla-Fahrer kam bereits mit grünem Herzen zur Welt. Zudem sind Tesla-Kunden nicht nur vermögend, sondern auch intelligent und gebildet. Daher wissen sie, dass die Batterie eines Teslas aus siebentauseneinhundertundvier Lithium-Ionen Zellen zusammengesetzt wird, die in Stahlzylindern verpackt werden. Eine Kühlflüssigkeit sorgt für die Wärmeregulierung. Der ganze Spaß wiegt nach diversen, rätselratenden Ingenieuren um die 500 Kilogramm und womöglich mehr (die sich in Kommentaren wie etwa hier und dort tummeln).

Wikipedia

The 85 kWh battery pack contains 7104 lithium-ion battery cells in 16 modules wired in series (14 in the flat section with two additional modules stacked on the front). Each module contains six groups of 74 cells wired in parallel; the six groups are then wired in series within the module. The battery pack, as of June 2012, uses Panasonic cells with nickel-cobalt-aluminum cathodes.

Nun kann man sich fragen
- Muss ich einen Wagen fahren, dessen Akkukomplex um die 500 Kilogramm wiegt? Ist das grün genug?
Die sogenannte “Energiedichte” von Benzin und Diesel ist ungleich höher denn von Batterien im Tesla-Typ S. FAZ:

In einem Liter Dieselkraftstoff steckt eine Energie von zehn Kilowattstunden. Heutige Lithium-Ionen-Akkus besitzen typischerweise eine Energiedichte von rund 100 bis 200 Wattstunden pro Kilogramm. Will man die Energiedichte steigern, hat man zwei Möglichkeiten: Man kann die elektrische Spannung in der einzelnen Batteriezelle erhöhen und die Kapazität vergrößern, also Elektroden bauen, die möglichst viele Lithium-Ionen aufnehmen können.

Anbei eine andere Übersicht, was die Sache mit den Batterien angeht
Energiedichte in Wh pro kg
Blei-Säure-Akku (2009) 35
Ni-MH-Akku (2009) 90
Li-Ionen-Akku (2009) 130
Li-Ionen-Akku (2015) 150
Li-Ionen-Akku (2020) 200
Benzin 12.800
Diesel 11.800
Wasserstoff 800
Methanol 6.370

Sprich, wir müssen extrem viel Rohstoff abbauen, verarbeiten und veredeln, um Energiespeicher zu zu haben, die mit herkömmlichen Energiespeichern auf Basis fossiler Brennstoffe weder von der Masse noch vom benötigten Raum nicht einmal ansatzweise mithalten können. Ich kann viele Forscher verstehen, die sich über den irrationalen Drang der Menschen wundern, auf energiearme Speicher zurückzugreifen und diese hochzujubeln.

- Wie sieht es denn mit der gesamten Umweltbilanz aus inklusive Recycling? Tesla hat zwar vollmundig angegeben, dass die Batterie entsorgt und größtenteils recycelt wird. Allerdings, wenn man Recycling hört, heißt das noch lange nicht, dass die Materialien wieder im Tesla als Akku landen. Zumal manche Materialien nach dem Recycling-Prozess so nicht mehr in der Güte vorhanden sind noch in der gleichen Zusammensetzung.
- Speziell der Abbau von Lithium wird aufgrund der Mobilisierung der Digitalbevölkerung rasant zunehmen und damit die Kapazitäten des Rohstoffabbaus erhöhen. Was das aber für Länder wie Bolivien bedeutet, kann man recht einfach googlen (auch als Tesla-Grünherz): Treffer 1, Treffer 2, Treffer 3, Treffer 4

Ans Umweltkreuz nageln
Hängt mich nicht umgekehrt auf. Ich verstehe um die Sorge fossiler Brennstoffe. Ich verstehe ebenso, dass wir begrenzte Ressourcen haben, egal aus welchem Material und unter welchen Recycling-Bedingungen auch immer. So einfach wie es dargestellt wird, gestaltet sich die Sache mit e-Autos nicht. Sie sind nicht die Heilsbringer. Benziner auch nicht. Wir haben schlichtweg keine Langfristantwort auf Mobilität unter dem Aspekt des Ressourcenverbrauchs gefunden, wie mir scheint, um den Rest der Welt mobil auszustatten. +500 Millionen Chinesen bei steigenden Durchschnittseinkommen, die sich in den nächsten Jahren und Jahrzehnten ein Auto leisten werden können. Hinzukommen eine weitere Menge X an Indern, Y Nigerianern, ebenso den Z Hispaniern im Süden der USA. Sprich, überall dort, wo Wirtschaft mit großen bzw. rasant steigenden Bevölkerungzahlen einhergeht, besteht selbstverständlich ein Recht auf Mobilität. Wie der abgedeckt werden soll, ist mir immer noch ein Rätsel. Und ich denke nicht einmal an Verkehrsaufkommen aka Staus. Sondern an die Ressourcen, Energiespeicher und den Energiebedarf.

28.04.2014
von Robert Basic

PKW: Luftwiderstand, Rollwiderstand, Verbrauch, Effizienz, Mathematik

Hilfe, mein Modell wurde 100 Kilogramm leichter. Was heißt denn das?
Hilfe, mein PKW hat einen besseren CW-Wert, was bringt mir das?
Hilfe, wie oft kann ich von 0 auf 100 beschleunigen, bis der Tank leer ist?

All diese Fragen kann man sich theoretisch stellen und mit der Schulter zucken. Oder man überlegt sich, wie sich wohl die Herstellerversprechen von weniger Gewicht und geringeren Luftwiderständen auf den Verbrauch auswirken. Real und theoretisch, wenn man den PR-Speak hört. Das habe ich mir angetan und gebe meine Ergebnisse an dieser Stelle weiter. Mir ging es primär um ein Gefühl für die Relationen. Sprich, um wieviel Prozentpunkte verbessert sich etwas wenn ich es optimiere. Hier standen eben das Aerodynamische und Masseneffekte im Vordergrund.

Kleine Warnung: Eigentlich war es mehr eine Arbeit für mich und mein eigenes Verständnis. Ich habe daher relativ wenig darauf geachtet, die Charts für Euch futterfertig und servierbereit anzumalen. Wobei ich mich frage, ob ich überhaupt Charts schön malen kann. Unter erhöhten Aufwendungen, aber das ist es mir nicht wert. Wenn ihr jetzt mimös sein, bezieht ihr das auf Euch. Eigentlich share ich das Ganze mehr zufällig, weil ich so bin. Aber kein Schönmaler. Wir drehen uns im Kreis. Wenn es Euch ernsthaft interessiert, findet Ihr alle wichtigen Links dazu unten und die Daten als Excel-Chart online zum Download.

Nein, weiß Gott, das Thema ist dermaßen multidimensional und tiefgehend, so dass man schwerlich super simple Antworten finden kann. Je tiefer man bohrt umso eher zeigt es sich, dass Autohersteller eine Unzahl von Kompromissen eingehen und unzählige Schrauben zum Verstellen haben. Es gibt weder das perfekte Auto noch den perfekten Kunden. Es gibt auch keinen perfekten CW Wert und kein perfektes Gewicht. Klar gibt es die besonders Schlauen, die dennoch unken “warum hat man das denn nicht so und so gelöst“. Dazu neige auch ich. Die Übung war daher nicht so übel, mir selbst vor Augen zu halten, dass die Autowelt hinter den Mauern der Medien weitaus komplexer ist, als es Marketiers, PRler, Blogger und Journalisten aber auch Leser wahr und verkürzt haben wollen. Klar, wenn man alle erdenklichen Faktoren der technischen Automobilwelt ausignoriert, so hat man wenigstens ein simples Modell, an dem man sich aufziehen kann. Genauso werde ich das auch halten: Das Gedankenmodell simpel wie nur möglich halten. Dennoch einige physikalische Zusammenhänge aufzeigen. Wir können alternativ ewig tief in die Welt der Fahrzeugtechnik einsteigen und uns darin verlieren, bis uns die Mathematik aus den Ohren herauskommt. Verstehen wird es kaum einer unter uns. Oder wir machen es uns einfach und betrachten simple Modelle, die wesentliche Prinzipien aufzeigen und sogar beziffern.

Beginnen wir mit einer leichten Übung:

Wie oft kann ich meinen Wagen von 0 auf 100 beschleunigen und verbrauche dabei wie viel Liter?
Erste Teilantwort: Du kannst so oft beschleunigen, bis Du schwarz bist oder der Tank leer ist. Toll! Das bringt uns jetzt weiter. Im Ernst: Du wirst mit einem PKW, der 1.000 Kilogramm wiegt, ca. 0,035 Liter verbrauchen, bis Du bei 100 KM/h angekommen bist. Wenn Du einen doppelt so schweren PKW mit 2.000 Kilogramm Gewicht fährst, dann wirst Du 0,07 Liter verbrauchen. Du kannst demnach mit dem leichteren Wagen 28x beschleunigen, bis Du 1 Liter verbraucht hast. Und mit dem schweren Wagen? Genau, 14x. Und wenn Du 1.419x bzw. 710x beschleunigt hast, ist es erstens sehr spät, zweitens haben Dich die Nachbarn für geisteskrank erklärt und dritten bist Du glücklich, 50 Liter verbrannt zu haben. Was das bringt, 1.400x unnötig zu beschleunigen? Woher soll ich das wissen?

In der Stadt, unter realistischeren Aspekten? Bei einem Ampelstart bis 50 Km/h wirst Du 0,0088 Liter mit dem leichten und 0,0176 Liter mit dem schweren Wagen verbaucht haben. Heißt: Du kannst fast 6.000x mit dem leichteren Flitzer an der Ampel starten und vorschriftsmäßig bis 50 düsen, bis die 50 Liter schon wieder im Tank alle sind. Solltest Du Deinen Wagen mit 100 Kilo Einkäufen vollpacken, wirst Du rund 500x weniger beschleunigen können, bis sich die 50 Liter in CO2 aufgelöst haben.

Anbei eine Übersichtstabelle:
Verbrauchte Liter

Für die Mathematiker unter Euch:
Als Energiewert für Benzin habe ich den Wert 31.290 kJ/L bzw. 8,7 kWh/L angesetzt. Als Wirkungsgrad der gesamten Antriebstechnik habe ich 35% angenommen. Demnach reduziert sich der effektive Energiewert des Treibstoffs auf 10.952 kJ/L. Zur Berechnung der notwendigen Energiemenge habe ich die simple Rechnung “Kinetische Energie = 1/2 Masse in kg (1.000) * Endgeschwindigkeit^2 (27,78m/s)” aufgetan. Das Ergebnis in Kilojoule (386) geteilt durch effektiven Energiewert des Benzins (10.952 kJ/L). Jegliche Reibunsgwiderstände außerhalb des Fahrzeugs seien null.

Fazit:
Wer viel beschleunigt, verbraucht mehr. Ach! Und wer ein schwereres Fahrzeug steuert, muss mehr Energie aufwenden, um das Fahrzeug auf Geschwindigkeit zu bringen. Ach was! Merkt Euch demnach schon einmal als einen wichtigen Faktor für den Verbrauch: Masse, Masse, Masse! Bewegen wir uns damit zum nächsten Spielchen:

Was bringt mehr ein, weniger Masse oder weniger Luftwiderstand?
Gefühlsmäßig würden wir jetzt sagen, dass Gewichtseinsparungen am PKW deutlich den Verbauch senken. Das bisschen Luftwiderstand ist eh wumpe-pumpe. Volltreffer! Wer seinen PKW auf 50 KM/h limitiert und alle Gänge bis auf die ersten beiden herausnimmt, kann durchaus gut mit einer Fahrzeugdiät leben. Arm an Masse, sparsamer an Verbrauch, reich an Zeit.

Was wir ahnen und wissen können ist, wenn wir wundersamerweise in Physik aufgepasst hatten und uns in die Wunder der Strömungsmathematik unsterblich verliebt haben sollten: Mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt die Bedeutung der Masse und damit jeglicher Gewichtseinsparungen drastisch ab. Alle anderen müssen sich nicht schämen, selbst Mathematiker fürchten Strömungslehre!

Was heißt das für uns in der Praxis: Es kann sein, dass Euch der Autoverkäufer mit dem Argument überzeugen will, das brandneue Fahrzeug habe 100 Kilogramm an Masse verloren. Und der Verbrauch sei damit in den Benzinkeller runter. Überrascht ihn überzeugend zurück: “Wie verhält es sich bei konstanten Autobahnfahrten mit 160?“. Mit dieser Einschüchterungstaktik gewinnt ihr womöglich das eine oder andere Rabattprozent.

Merkt Euch dafür eine Sache: Ab ca. 80 KM/h spielt der Luftwiderstand eine zunehmend größere Rolle. Bis ca. 80 KM/h spielt das Fahrzeuggewicht eine größere Rolle. Das ist ein gaaaanz grober Richtwert. Wir reden demnach nicht von 79,81 oder 81,23. Es kann auch mal 60 oder 90 sein, je nach Fahrzeugausstattung, Designmerkmalen und weiteren Gimmicks.

Wenn ihr es genau wissen wollt?
Steigen wir in das Fahrzeug X ein. Es wiegt 1.500 Kilo. Der CW-Wert betrage 0,3. Ominös aber erstmal egal. Ihr bewegt Euch nun mit 10 KM/h. Der sogenannte “Rollwiderstand” (der im Wesentlichen vom Gewicht abhängt) macht jetzt 98% aus. Und der Luftwiderstand? Na? 2%! Richtig! Super, läuft doch langsam. Ihr beschleunigt den Wagen in der Stadt auf 50 Km/h. Jetzt macht der Rollwiderstand 70% aus. Der Luftwiderstand ist auf 30% angewachsen. Ihr fahrt auf die Bundesstraße und habt 100 auf dem Tacho? Jetzt gibt der Rollwiderstand vollends auf und zeigt 37% an. Weiter auf der Autobahn und das Temp beträgt 160: Der Rollwiderstand beträgt 19%. Der Luftwiderstand macht 81% aus. Das wäre die Stelle, an der Ihr nochmals den Verkäufer fragen müsst “Wenn wir jetzt unter Wasser wären, spielt das Gewicht dann immer noch eine Rolle, bei dem Speed?“.

Hierzu drei Charts.
Chart 1 zeigt die Effizienzgewinne bei jeweils -5%/-10% Gewichtsreduktion und – 5%/-10% Luftwiderstand in Abhängigkeit der Geschwindigkeit. Dort geht es nur um die Kräfte, die auf das Fahrzeug einwirken. Der Rollwiderstand. Und der Luftwiderstand. In Newton ausgedrückt. Message: Wer in der Stadt fahren will, kümmere sich um leichte Fahrzeuge. Wer auf Landstraßen und Autobahnen fahren will, der besorge sich ein Fahrzeug mit niedrigen Luftwiderstand.

Chart 2 zeigt eine “Spielerei” am BMW X3 auf. Einmal ein handelsübliches Modell, dessen Gewicht ich um 100 Kilo reduziere und den CW-Wert um 10% senke. Hier betrachte ich dann berechnete Verbrauchswerte auf Basis des Physikmodells (nicht anhand der realen Verbräuche, die weder ich noch Dritte kennen). Auch hier zeigt es sich erneut, dass weniger Gewicht ab gewissen Geschwindigkeitsbereichen keine große Rolle mehr spielt. Was den X3 in dem Sinne eigentlich konterkariert: Ein Fahrzeug mit einer großen, breiten Front, hohem Gewicht und schlechten CW-Werten. Der große Bruder X5 machts nur schlimmer. Apropos X5…

Chart 3 werde ich gemein: Da zeigt es sich, dass ein 7er BMW sowohl dem BMW X3 und dem BMW X5 hinsichtlich Roll- und Luftwiderstand in nahezu allen Geschwindigkeitsbereichen überlegen ist. Im Ernst? Der 7er ist den beiden SUVs überlegen? Die Physik sagt es.

Chart 1
Luftwiderstand vs Masse

Chart 2: BMW X3, “ungetuned” vs -100 Kg vs -10% CW
Luftwiderstand vs Masse

Chart 3: BMW X3 vs X5 vs 7er
BMW X3 X5 und / im Vergleich

Was könnte man aus den Charts ablesen?
1. Fahrzeuge mit hoher Masse tun sich in Städten schwer. Haken dran, wissen wir schon seit oben.
2. Fahrzeuge mit guter Windschlüpfrigkeit werden umso wichtiger, je öfter ihr Autobahnen befahrt.
3. Ein PKW mit hoher Masse und schlechten Luftwiderstandswerten ist ein Killer.
4. Ein PKW mit hoher Masse und besseren Luftwiderstand ein Autobahn-Winner.
5. Ein PKW mit großer Front ist generell ein Loser. Hierunter fallen alle SUV ähnlichen Modelle. Egal was Euch der Autoverkäufer erzählt, ein ach so niedriger CW-Wert macht die große Front nicht wett. Haltet Eure Hand in den Wind und Ihr wisst, was ich meine.
6. Fahrzeuge ab 300 KM/h Spitze sind brutaler Irrsinn, da der Luftstaudruck exponentiell quadratisch soweit angewachsen ist, dass ihr eigentlich nur noch gegen diese Kraft ankämpfen müsst.
7. Wer generell schneller und auf Autobahnen fährt, sollte den NEFZ-Verbauchswerten umso mehr misstrauen, da sie von den Herstellern unter Laborbedingungen ermittelt werden. Hierbei wird die Maximalgeschwindigkeit von 120 KM/h nur für kurze Zeit gemessen. Wir haben nun gelernt, wie wichtig Luftwiderstand wird. Der wird richtig spannend, wenn wir uns über der Richtgeschwindigkeit fortbewegen. Das ist im NEFZ-Wert null enthalten.
8. Bei der Verbauchsermittlung der Hersteller werden die leichtesten und nacktesten Kombinationen an Versuchfahrzeugen auf dem Laborstand simuliert. Da ist nicht einmal eine Klimaanlage verbaut. Keine dicken, schicken Räder. Alles das, was man sich in der Praxis dazukauft, und damit all das, was sich sowhl aufs Gewicht, Lufwiderstand, Rollwiderstand und Verbauch auswirkt.
9. Achtet bitte bei der Konfiguration eines PKws auf das Leergewicht. Der Hersteller meint damit tatsächlich das nackte Leergewicht. Ohne alles. Bei der Konfiguration der Sonderausstattung wird das Leergewicht leider Gottes im Konfigurator nicht angepasst. Dickes Radio, tolle Felgen, Automatik, und und und. Da kommt gut was zusammen. Und erhöht den Verbrauch natürlich. Was damit besonders für Stadtflitzer spannend ist, wer mit dem spitzen Verbrauchsstift rechnet.

Das mit dem Zusatzgewicht anbei als Tabelle (Bsp: BMW X3)
Zusatzgewicht und Verbrauch

Nochmals zur Erinnerung: Wir sprechen von Effizienz, Verbrauch, Widerständen und den Geheimnissen der Werbeansagen der Hersteller, wenn sie wieder einmal von NEFZ, Gewicht und Sparsamkeit reden. Wir reden nicht von Preis, Reisekomfort, Marke, Abrollkomfort, Kofferraumvolumen und anderen, tausend Faktoren, die Käufern wichtig sind.

Generelles für die “Mathematiker”
Ihr findet die Excel-Tabelle online zum Download. In den jeweiligen Arbeitsblättern sind alle Basiswerte zur Berechnung des Rollwiderstands, Luftwiderstands und Verbrauchs hinterlegt. Der Rest ist simple Mathematik. Ich habe auf die Berechnung der Beschleunigungswerte als dritten Kraftfaktor ebenso verzichtet (lediglich wie oben schon ausgeführt über die Berechnung der kinetischen Energie), wie auch auf Schrägstellungen des PKWs in den Wind, Steigungsarien, Achslastverteilungen, Massefaktoren und Trägheitsmomente. Das sollen die Simulationscomputer übernehmen.

Was haben wir heute gelernt?
Verbesserte Aerodynamik ist am Fahrzeug genauso wichtig wie Einsparungen am Gewicht. Punkt. Allerdings wird Aerodynamik bei höheren Geschwindigkeiten immer wichtiger. Umso langsamer es wird umso wichtiger das Gewicht.

Abschließend eine tolle Chart zu Euren Fähigkeiten
Sparen mit Stressfuss unmöglich

Solltet Ihr demnach einen Stressfuß haben, sind alle Maßnahmen der Hersteller unnütz. Weniger Luftwiderstand. Geringeres Gewicht. All die Effizienzgewinne gehen flöten, wenn die Ente nicht schwimmen kann. Abhilfe? Schonenderes Fahren. Oder? Selbstfahrende Autos in wenigen Jahren;)

Und wer jetzt immer noch nicht genug vom Ingenieursstaubaufwirbeln hat:
- Wikipedia Fahrwiderstand
- Kraftfahrzeugantriebe 2 – Energiebedarf eines Kraftfahrzeugs (.pdf) -Dr.-Ing. Klaus Herzog
- Leichtbau im Antriebsstrang (Google Books, 1996) – Hermann Oetting
- Grundlagen der Fahrzeugtechnik I und II (.pdf), Marcel Revfi
- Spritsparendes Autofahren (.pdf) von Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Rabl und Dipl.-Ing. (FH) Igor Makarenko, Combustion Engines & Emission Control Laboratory, University of Applied Sciences Regensburg, Wissenschaftszentrum Straubing, 8. Dezember 2008

23.04.2014
von Robert Basic

Hilfe, die Autos werden immer teurer

Wer rechnet noch Autopreise von Euro in die gute, alte D-Mark um? Da kommen natürlich irre Preise zustande. Ein heutiger Golf kostet zum Einstieg 34.000 DM, ein Baby-Benz locker 66.000 DM. Und dabei hatte doch ein VW Golf 1 gerade einmal 8.000 DEM anno 1974 gekostet und ein Baby-Benz 26.000 DM anno 1983.

IAA 2013Wie kann das nur passiert sein, dass PKW heute so extrem teuer geworden sind? Das kann sich doch keiner mehr leisten! Könnte man vermuten. Allerdings, schaut man sich die Inflationsraten der letzten Jahrzehnte und dazu auch noch den Anstieg der Einkommen an, kommen auf einmal ganz andere Werte heraus, die nicht mehr so krass auseinander liegen.

Machen wir also den Vergleich und ziehen hierzu die 1983 erschienene C-Klasse heran (W201 , Typenbezeichnung 190). Wie hat sich der Basispreis ohne Sonderaustattung beim günstigsten Einsteigermodell zur heutigen C-Klasse (W205, Typenbezeichnung C 180) verändert? Anbei die Chart (zum Vergrößern anklicken):
Daimler C Klasse Preis 1983 vs 2014

1. Sonderausstattung vs Serienausstattung
Der damalige Baby-Benz war in der Tat ein Nackedei, wo man jeden kleinsten Hauch an Mehr dazubezahlen musste. 26.000 DM klingt nach wenig. Aber nackt eben. Die Liste ist wirklich erschreckend im direkten Vergleich. Alles das, was der heutige Baby-Benz anbietet, war damals entweder nicht in Serie zu haben oder nur gegen stolze Preisaufschläge. So kostete ein Airbag für Fahrer und Beifahrer knapp 2.000 DM. Die kleinste Antennenvariante gabs ab 100 DM, sonst eben keine. Ein ABS schlug mit 2.800 DM zu Buche. Und einen Drehzahlmesser gabs nur gegen 234 DM. Wollte jemand elektrische Fensterheber für alle haben, musste er 1.425 DEM berappen. Heute? Die Sonderausstattungen von damals finden sich in Serie wieder. Ob nun ABS oder zig Airbags. Das gibts für rund 33.000 Euro inklusive. Nackt sozusagen, ohne Sonderausstattung. Die es natürlich reichlich gibt.

2. Fahrleistungen, Motorisierung, Platz und Sicherheit
Mehr als 4 Zylinder mit lumpigen 90 PS gabs in der Basisvariante nicht, der Motor wollte dann aber auch mindestens 9 Liter schlucken. Mehr als 170 KM und 4 Gängen ging nicht. Das heutige Serienfahrzeug kommt in der Basisvariante mit fast doppelt soviel Leistung daher, +55 KM an Spitzengeschwindigkeit und knapp 4 Litern weniger auf 100 KM aus. Was den Platz angeht – Länge um +20cm ebenso wie der Radstand gewachsen-, kommt das nicht nur den Insassen zu Gute, sondern auch der Sicherheit und dem Fahrkomfort. Ich möchte zudem im Falle eines Crash nicht wissen, wieviel Einzelbestandteile des alten 190ers gegenüber einem modernen C180 von der Straße gefegt werden. Von automatischen Bremssystemen und dem Mangel an Airbags ganz zu schweigen, wenn es um die Sicherheit der Insassen im Fahrzeug geht. Und die Fußgänger werden sich womöglich auch bedanken, sollte die moderne Bremsanlage den C180 auf eine geringere Aufprallmasse teilautomatisch heruntergebremst haben. Im alten 190er ging man entweder voll in die Eisen oder aber wie üblich nur halb (lernt man leider erst in Sicherheitstrainings, was Bremsen heißt: Hau brutal rein und streichle nicht das Bremspedal), so dass der Fußgänger lädierter ins Krankenhaus durfte.

3. Inflation und Einkommenssteigerung
Seit 1983 verzeichnet das Bundesamt für Statistik eine Inflation von rund 2% pro Jahr im langen Schnitt, summa summarum kommen wir auf eine Preissteigerung von rund 80% in 30 Jahren. Zugleich sind die verfügbaren Einkommen (.pdf) im gleichen Zeitraum um 122% gestiegen (von 9.430 auf 20.913 Euro jährlich). Die Nettoeinkommen der Arbeitnehmer um 75%. Was das heißt?

Rechnet man nur die Inflation zum Einstiegspreis von 26.000 DM bis 2013 drauf, käme man bei ca. 24.000 Euro an. Was nicht mehr so eklatant entfernt vom heutigen Einstiegspreis in Höhe von 33.558 Euro erscheint. Hinzukommt noch die Mehrwertsteuer-Erhöhung von 14 (1983) auf 19 (2014) Prozentpunkte. Rein netto betrachtet kommt man auf eine Preisdifferenz von 7.000 Euro, wenn man den damaligen 190er gegen den heutigen C180 preislich vergleicht. Klingt nach viel? Weiter gehts, wird sind ja noch nicht fertig. Oben haben wir schon den Faktor Produkt, inklusive dem Mehr an Leistung, Sicherheit, Komfort und Funktionsvielfalt. Der zur Wertsteigerung erheblich beiträgt. Kommen wir zur Gretchen-Frage, wer sich das dann leisten kann? Das hat sich nicht großartig verändert. Überraschung!

Früher musste man das 1,4fache des verfügbaren Jahreseinkommens für den Kauf eines Baby-Benz aufbringen, um sich die 26.000 DM inkl. 14% Mehrwertsteuer leisten zu können. Heute muss man das 1,6fache zusammenkratzen. Was ein ganz anderes Verhältnis eröffnet, wenn man nur die Preissteigerung von 26.000 DM (aka 13.300 Euro) auf 33.558 Euro betrachtet.

Das gleiche Spiel eröffnet sich bei der Betrachtung der durschnittlichen Nettoeinkommen der Arbeitnehmer, wenn ihr mit der Größe “verfügbares Einkommen” nichts anfangen könnt. Wer früher rund 12-14 Nettoeinkommen ansparen musste, um einen Baby-Benz bar-cash zu bezahlen, der muss heute 16-19 Nettogehälter (Netto / Brutto) zur Seite legen. Was naturgemäß nur rein kalkulatorisch zu betrachten ist, denn niemand ist so doof und legt das gesamte Nettoeinkommen in einen Wagen an. Es sei denn? Man greift zu heutigen, modernen Finanzinstrumenten, die damals nicht sonderlich ausgeprägt waren. Leasing und Finanzierung heißen die Wundermittel, Nettoeinkommen schonend für den Kauf bzw Miete eines Wages konsumierend aufzubrauchen. Natürlich lassen sich die Hersteller diesen Geldflussaufschub mit Zinseszins bezahlen. Sollte Euch übrigens eine Betrachtung nach dem aktuellen Einkommensstatus interessieren, schauts einfach bei dieser Statistik vorbei: Nettoeinkommen und verfügbares Nettoeinkommen privater Haushalte nach sozialer Stellung in Euro

4. Fazit
Ja, die Autos sind teurer geworden. Nein, sie sind nicht wesentlich teurer geworden, wenn man Inflationseffekte und Einkommensveränderungen betrachtet. Ja, sie sind sicherer und funktional wesentlich erweitert worden. Nein, wir können nicht einfach alte DM-Preise auf heutige Euro-Beträge 1:1 umrechnen, da kommt nur Blödsinn bei herum, wenn man Inflation, Einkommensverläufe und Produktveränderungen außen vor lässt.

Aber der Benz ist doch ein Auto für Wohlhabende? Sicher das. Es ist ein Premium-Produkt. Aber die Einkommenssschere? Ja, sicher. Untere Einkommenssegmente, und so? Dazu reicht ein Blick auf Kleinwagen und Kompaktwagen, sagen wir einmal Modelltypen wie den Ford Fiesta, VW Polo oder gar den VW Golf? Ihr werdet womöglich nicht überrascht sein und ebenso feststellen, dass die Preis-zu-Einkommensentwicklung nicht unähnlich zur C-Klasse verlief. Auf niedrigeren Niveaus.

Insgesamt also? Langfristig gesehen stieg das Niveau der Neuwagen-Zulassungen seit den 30 Jahren kaum an. Es sank aber auch nicht. 1983 waren 2,4 Mio PKWs auf den Markt gekommen. 2013 knapp unter 3 Mio Fahrzeuge. Wir haben schon längst einen gesättigten Markt, wo der Gesamtbestand ungefähr gleichbleibend ist und alte Bestände durch neuere Bestände ersetzt werden. Natürlich gibt es Argumente, das heutige Neuwagen-Niveau mit dieser Finanzierungskiste von PKWs zu begründen. Wenn man unbedingt argumentieren möchte, dass die PKWs eben doch viel teurer geworden seien. Den Glauben will ich ja auch niemandem nehmen. Ich selbst bin kein Freund von solch starren und eindimensionalen Preismodellen, die nur die Preiszahl ins Zentrum stellen, sondern viel eher das Gesamtsystem der Wertentwicklung betrachten. Dazu gehört nun einmal das Einkommen, das Vermögen, das Produkt, die volkswirtschaftliche Entwicklung inkl. der Inflation. Preise schweben nicht im luftleeren Raum. Sie sind ein Spiegel dieser Entwicklungen.

Für mich heißt das? Moderne PKWs sind mindestens genauso viel wert wie die Mühlen von damals (die ich persönlich als Altmetallschrott betrachte), in barer Münze ausgedrückt.