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Die Zukunft der Mobilität: Neue Antriebsideen für das dritte Jahrtausend

Der Aufbruch in die Zukunft der Mobilität hat begonnen. Was treibt uns künftig an? Wie werden wir uns fortbewegen? In Sachsen-Anhalt gibt es innovative Unternehmen, die Antriebssysteme neu denken.

Was sind die Antriebsenergien der Zukunft? Strom, Sonnenenergie, Wasserstoff, Gas, synthetischer Kraftstoff oder doch Benzin oder Diesel? In Sachsen-Anhalt gibt es innovative Unternehmen, die Antriebs- und Verkehrssysteme neu denken. Ob Auto, Bahn oder Schifffahrt - verschiedene Beispiele belegen, dass wir in einer Zeit des Wandels leben.

Beispiel Schifffahrt: Aktuell fahren Schiffe mit konventionellem Dieselkraftstoff. Ginge es nach Hermann Barthel, dann nicht mehr lange. In Sachsen-Anhalt wird ein weltweit einmaliges Prestigeobjekt der Logistik-Schifffahrt gebaut: das erste emissionsfreie Schubboot „Elektra“.

Hermann Barthel (67) steht für Tradition und Moderne. Als Geschäftsführer steuert er die Geschicke einer Familien-Schiffswerft in Derben (Landkreis Jerichower Land) in sechster Generation. Seit 1799 gehen hier Arbeitsschiffe ebenso vom Stapel wie Polizeiboote und Fahrgastschiffe. „Schiffbau lebt von Erfahrung“, sagt Barthel, „das gilt erst recht für Neuentwicklungen wie die ‚Elektra‘“.

Das Kanalschubschiff wird durch zwei Elektromotoren angetrieben, die ihre Energie aus drei wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellen erhalten. Das Schubschiff ist 20 Meter lang und etwa acht Meter breit und kann bis zu 1.400 Tonnen schwere Schiffe oder Ladungsbehälter emissionsfrei schieben. „Gegenstand der Forschungen ist, nach wie viel Fahrtkilometern die Batterien unter realen Bedingungen nachgeladen und Wasserstoff aufgenommen werden muss und wie das Zusammenspiel der unterschiedlichen Energiequellen zu optimieren ist“, erklärt Corinna Barthel. Sie vertritt die siebte Generation an der Spitze der kleinen Werft an der Elbe mit gut 30 Mitarbeitern.

Im November 2019 wurde die „Elektra“ in Sachsen-Anhalt auf Kiel gelegt, gut ein Jahr später soll sie auf der Elbe vor Derben die ersten Probefahrten absolvieren. Anschließend wird das einzigartige Schubboot zwischen Berlin und Hamburg unterwegs sein und weitere Erkenntnisse über neue Antriebsformen liefern. Zugleich werden Bunkerstationen zum Nachtanken von Wasserstoff und leistungsfähige Ladestationen im Berliner Westhafen und in Lüneburg entwickelt und gebaut.

An der Umsetzung des weltweit ersten emissionsfreien Schubbootes sind mehrere Firmen und die Technische Universität Berlin unter Leitung von Prof. Gerd Holbach beteiligt. Die Barthel-Werft arbeitet unter anderem eng mit BEHALA (Hafen- und Logistikdienstleister in Berlin), BALLARD Power Systems (Brennstoffzellen), ANLEG (Wasserstofftanksystem), Schiffselektronik Rostock, ESTFloattech (Akkumulatoren) und Imperial logistics (Reederei) zusammen. Das Bundesverkehrsministerium fördert die Entwicklung des Prototyps, dessen Kosten bei rund 13 Millionen Euro liegen.

In Berlin hat im letzten Jahr zugleich die erste rein solar-betriebene Fahrgastschifffahrt-Reederei, SolarCircleLine, ihren Betrieb aufgenommen. Die beiden abgasfreien Schiffe der Reederei stammen ebenfalls aus einer Werft in Sachsen-Anhalt, der Kiebitzberg-Schiffswerft in Havelberg (Landkreis Stendal). Das Besondere: Die 36,5 Meter langen Zwillingsschiffe mit modernster Elektro-Antriebs- und Batterietechnologie wurden vollständig aus Aluminium gefertigt. Die Solarmodule auf den Dächern der Schiffe deuten darauf hin, dass hier Technologie aus dem dritten Jahrtausend unterwegs ist. „Mit einem Netzwerk an Partnern hat uns das Projekt mit Pausen etwa zwei Jahre beschäftigt“, erklärt Firmenchef Andreas Lewerken (58). Solche Entwicklungen sind Gemeinschafts-Produktionen des Vater-Sohn-Gespanns Lewerken: „Ich entwickle das Design und die Linien, mein Sohn kümmert sich um die technische Umsetzung. Gemeinsam steuern wir das Gesamtprojekt“, erzählt der Senior. Erst kürzlich haben Andreas Lewerken und sein Sohn Florian (38) das Unikat einer schwimmenden Sauna für einen Wellnesspark im Raum Stuttgart konzipiert und ausgeliefert.

Andreas Lewerken kam vor 35 Jahren als Tischler aus Suhl und gründete mit seiner Frau Renate die „Werkstatt für didaktisches & pädagogisches Holzspielzeug“ im Norden Sachsen-Anhalts. Einige Produkte aus dieser Zeit stehen heute im Havelberger Museum. Ab 1990 entstand daraus eine leistungsfähige Möbeltischlerei. 1998 kaufte er die insolvente Werft und rettete damit die 300 Jahre alte Schiffbau-Tradition in Havelberg.

Die beiden Fahrgastschiffe mit Elektroantrieb sorgen in der Branche für Gesprächsstoff: „Es gibt weitere Anfragen, nicht nur aus Deutschland“, sagt der Firmenchef. Der Antrieb besteht aus zwei Komponenten, die schon erwähnten Solarmodule und Batterien. „Auf diese Weise können die Schiffe drei Tage lang fahren, ohne aufgeladen zu werden“, erklärt Florian Lewerken.

Wichtig für die stetige Weiterentwicklung der Produkte ist beiden Lewerkens die langjährige Zusammenarbeit mit Fach- und Hochschulen, unter anderem der Hochschule Magdeburg-Stendal und der Technischen Hochschule Brandenburg. Beim Thema Batterie beschreibt er eine Konstruktion, die dem kombinierten Äquivalent von 60 E-Autos wie dem Tesla Model S entsprechen. Eine große Hürde war die Anordnung dieser Technik in den schmalen Rümpfen. Die fast 80 Tonnen schweren Schiffe sind jeweils sieben Meter breit. Die Schiffe sind sogenannte Katamarane, werden also in Zwei-Rumpf-Bauweise ausgeführt. Dadurch haben sie besonders wenig Widerstand im Wasser, verbrauchen weniger Energie als ein klassischer Rumpf. Für Andreas Lewerken sind Aluminium-Katamaranbauweise und Elektroantrieb die Zukunft der Fahrgastschifffahrt: „Nun wird weiter an den Energiespeichern geforscht. Vieles hängt davon ab, wie leistungsfähig die nächsten Batterie-Generationen sein werden, oder ob ein anderer Energiespeicher, wie Wasserstoff, künftig die Lösung sein wird.“

Auch bei der Bahn wird am CO2-freien Antrieb der Zukunft geforscht. In der Region Anhalt hat sich das TRAINS-Kompetenzzentrum gegründet, ein Zusammenschluss von Industriefirmen, Partnern aus Forschung (Hochschule Anhalt) und Entwicklung, Strukturplanern und Bahnbetreibern. Es ist eines der größten Vorhaben der angewandten Forschung in den ostdeutschen Bundesländern und wird vom Bundesforschungsministerium mit 12 Millionen Euro gefördert. Ziel des Projekts ist unter anderem ein umweltfreundlicher Schienenverkehr im ländlichen Raum. Die Triebzüge sollen von Diesel- auf Gasmotoren, die Wasserstoff und Methan aus erneuerbaren Energiequellen nutzen, umgerüstet werden. Beim Thema grüner Wasserstoff arbeitet TRAINS eng mit dem Konsortium zur Entwicklung des Grünen Wasserstoffs „HYPOS“ zusammen. In einigen Jahren soll der erste Wasserstoffzug auf der Strecke Dessau-Wörlitz getestet werden.

Ein anderes Zukunftsthema ist die Frage: Wer treibt uns an? Seit der Erfindung der Mobilität sind wir es gewohnt, dass ein Mensch das Steuer bedient - an Land, zu Wasser und in der Luft. Auch hier kündigen sich Veränderungen an. Hinter den Projekt-Kürzeln AS-NaSA und AS-UrbanÖPNV steckt der Einsatz von automatisierten Shuttlebussen im öffentlichen Personennahverkehr. Der Lehrstuhl Logistik an der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg um Prof. Hartmut Zadek arbeitet mit den Kommunen und Partnern an den Vorbereitungen zu Pilotbetrieben in Magdeburg und Stolberg (Landkreis Mansfeld-Südharz). Einfach erklärt: Ein Kleinbus fährt eine definierte Strecke ganz alleine. Geklärt werden soll unter anderem die Frage: Wie funktioniert die Kommunikation des fahrerlosen Busses mit einer Ampel? Oder wie gelingt dem Fahrzeug das Einfädeln in einen Kreisverkehr? 

Im kommenden Jahr sollen die ersten automatisierten Shuttlebusse in Stolberg und Magdeburg fahren. Allerdings noch nicht ganz fahrerlos: „Noch sind Fahrzeuge ohne Aufsicht in Deutschland verboten. Deshalb wird in Stolberg jemand zur Sicherheit am Steuer des Shuttlebusses sitzen“, sagt Sönke Beckmann als zuständiger Projektmitarbeiter und fügt an: „Ein Fahrer ist außerdem erforderlich, während die mit künstlicher Intelligenz ausgestattete Software lernt.“ Seine Kollegin Olga Biletska ist für den Magdeburger Probebetrieb verantwortlich. Dort wird ein französischer Kleinbus nicht mit Lenkrad, sondern mit einem Joystick für alle Fälle ausgestattet sein. Sönke Beckmann und Olga Biletska haben ihr Studium an der Magdeburger Uni abgeschlossen und absolvieren ihre ersten Schritte in der Forschung mit einem Projekt, das die oft zitierte Verkehrswende symbolisiert. Olga Biletska: „In allen Detailfragen haben wir eine gewisse Nachhaltigkeit im Blick.“ So werden die Shuttlebusse durch Elektromotoren angetrieben. Parallel zur technischen Forschung werden die Fahrgäste bei den Probefahrten befragt. Die Wissenschaft tastet sich voran und setzt dabei auf die Akzeptanz der Nutzer. Für die neuen technischen Möglichkeiten müssen zudem auch die rechtlichen Regelungen geklärt werden, erklärt Prof. Zadek.

Quelle: ´Medienagentur Mitteldeutschland, 2020´