"Doppelarbeit bei Elektrifizierung vermeiden"

Kritiker meinen, dass im Rahmen des Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität zu viel Doppelarbeit finanziert wird. Diese Meinung teilt Professor Dr. Jan-Welm Biermann nicht. Der stellvertretende Leiter des IKA an der RWTH Aachen erläutert am Beispiel der Modellregion Nordrhein-Westfalen, wie sich die teilweise in Konkurrenz stehenden, aber sich auch ergänzenden Modellregionen entsprechend positionieren können. Viele Potenziale ließen sich in der Hybridtechnik noch heben, vor allem bei Nutzfahrzeugen.

In den vergangenen zwölf Monaten starteten im Rahmen des Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität bundesweit auf einen Schlag sehr viele Forschungsprojekte. Entsteht hier nicht zu viel Doppelarbeit?
Ich frage mich schon, ob das, was auf Bundesebene angeschoben worden ist, in Gänze auf Länderebene abgestimmt ist. Dessen sind sich die verantwortlichen Ministerien für Bildung und Forschung sowie Verkehr, Umwelt und Wirtschaft aber bewusst. Mit der nationalen Forschungs- und Förderungsoffensive sind wir steil gestartet. Selbstverständlich lassen sich Koordination und Strukturen noch optimieren. Unnötige Doppelarbeit muss sicherlich vermieden werden.

Ist eine Art Arbeitsteilung der acht Modellregionen vorgesehen?
Ich kann hier nicht für die Gemeinschaft und die Verantwortlichen sprechen. Sinnvoll ist auf jeden Fall, dass Standorte, Modellregionen und Unternehmen jeweils ihre Stärken nochmals stärken. So kommen wir automatisch zu regionalen Ausprägungen. Das macht uns international schlagkräftiger. Über die Grenzen der Modellregionen hinaus sind sowohl auf Bundesebene als auch international spannende Allianzen und Kooperationen ins Leben gerufen worden - beispielsweise das Projekt Europahybrid oder E-Performance, eine Elektroautoentwicklung, bei der Audi, Audi Electronics Venture, Bosch und mit dem IKA noch zwei weitere Institute der RWTH Aachen involviert sind. Das BMBF unterstützt E-Performance in den kommenden drei Jahren mit insgesamt 22 Millionen Euro.

Wodurch unterscheidet sich E-Performance von anderen Elektroauto-Projekten?
Zu den Zielen und Vorgehensweisen der E-Performance-Entwicklung zählt, das Elektroauto, beziehungsweise das, was technisch bisher dafür entwickelt wurde, nochmals grundsätzlich zu hinterfragen. Alle Komponenten und Systeme kommen auf den Prüfstand. Mit Audi als OEM ist das konsequente Ziel einer seriennahen Umsetzung gegeben. Der Kreativität sind keine Grenzen gesetzt, und mehrere Forschungsprojekte mit dem gleichen Ziel, in diesem Fall das E-Auto, können sich ja auch befruchten.

Wodurch zeichnet sich die Modellregion Nordrhein-Westfalen aus?
Wir setzen in NRW aufgrund der hier bereits gewachsenen Kompetenzen drei Schwerpunkte: Energiespeicher, Fahrzeugentwicklung und Infrastruktur. Mit der Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien in Münster und der dortigen Stiftungsprofessur von Professor Winter handelt es sich hier - deutschlandweit gesehen - um einen Leuchtturmstandort. Das bedeutet allerdings nicht, dass nicht auch in anderen Modellregionen an Batterien geforscht wird. Was uns in NRW bei Energiespeichern zusätzlich stark macht, ist die enge Verzahnung von Münster und Aachen. An der RWTH forschen wir an der fertigungsrechten Entwicklung von Batterien und deren Integration ins Fahrzeug. Unsere Gesamtfahrzeugkompetenz zeigen wir in Aachen sehr deutlich - unter anderem mit der Entwicklung des Street-Scooters, in die zahlreiche Institute und viele Industriepartner ihr Wissen einfließen lassen.

Wo können Sie seriennahe Entwicklung am schnellsten mit Forschungsergebnissen unterstützen?
Im Bereich der Hybridantriebe. In diesem Jahr werden Entwicklungen, die wir eng mit Fahrzeugherstellern durchführen, auf die Straße kommen. Das IKA unterstützt die Projekte mit der Entwicklung von innovativer Steuerungs- und Regelungstechnik, effizienterem Energiemanagement und neuen Betriebsstrategien im elektrifizierten Antriebsstrang.

Innovationen in Pkws lassen sich publikumswirksamer vermarkten. Werden die Potenziale von Hybridantrieben in Nutzfahrzeugen unterschätzt?
Sie führen in der Öffentlichkeit aus dem von Ihnen genannten Grund zu Unrecht ein Schattendasein ...

... und sind bei Förderungen unterrepräsentiert?
Alle Beteiligten nehmen hier momentan Fahrt auf. Zuviel spricht allein schon technisch dafür. Da, wo große Massen sehr dynamisch bewegt werden, spielt der Hybrid seine Vorteile aus. Das Potenzial der Bremsenergierückgewinnung ist sehr hoch. Der Motor wird mit besserem Wirkungsgrad betrieben. Bis zu 30 % Kraftstoffeinsparung lassen sich kummuliert erzielen. Zum Beispiel bietet sich der Einsatz in Lieferfahrzeugen an. Unter dem Aspekt vorhersehbarer, regelmäßiger Fahrzyklen eignen sich Stadtbusse ideal für den Hybridbetrieb - und in letzter Konsequenz auch Müllfahrzeuge, mit einem alle zehn Meter stattfindenden Start- und Stopp-Vorgang hervorragend.

Demnach könnten Sie eine Betriebsstrategie auf den Einsatz eines Busses oder gar speziell auf das Fahrprofile einer Buslinie zuschneiden?
Ja. Betriebsstrategien sind nicht in Stein gemeißelt. Mit adaptivem Energiemanagement können wir künftig das vorausschauende, möglichst energieeffizente Fahren unterstützen. Aspekte wie Verkehrssituationen, Topologie, Wetterverhältnisse und Fahrercharakteristik fließen in die Betriebsstrategie mit ein. Wir ermittelten bis zu 6 % Kraftstoffersparnis in einem Forschungsfahrzeug, einem Corsa mit Vollhybridtechnik auf einer definierten Route.

Welche Busprojekte unterstützen Sie?
Im Verkehrsverbund Rhein/Ruhr starten bis Mitte dieses Jahres 21 Hybridbusse, die konventionelle Linienfahrzeuge im Alltagsbetrieb komplett ersetzen. Evobus, MAN, Volvo, Solaris und das Schweizer Unternehmen Hess beteiligen sich an dem Feldversuch. Ich erwarte eine große Bandbreite an Erfahrungen, da sich die Hybridkonzepte der Hersteller unterscheiden. Mit Simulationsprogrammen können wir das Energiemanagement noch optimieren und anpassen. Interessante Vergleiche lassen sich mit den verschiedenen Konfigurationen von Energiespeichern durchführen. Nickel-Metallhydrid-Batterien und Lithium-Ionen-Speicher sowie Doppelschichtkondensatoren kommen zum Einsatz.

Eignen sich in Linienbussen Doppelschichtkondensatoren eher als Batterien?
Im Nutzfahrzeugbereich ist noch alles möglich. Die Diskussion Batterie versus Kondensator ist hier längst nicht so gesetzt wie im Pkw-Bereich. Hybridbusse benötigen in erster Linie Leistungsspeicher. Das emissionsfreie Anfahren an der Haltestelle ist entscheidend. Hier genügen einigen Herstellern die Kondensatoren. Batterien lassen sich zwar auf das Profil der kurzfristigen hohen Lade- und Entladeströme konfektionieren, ideal ist dies allerdings nicht. Will man auch nur kleine Strecken elektrisch fahren, bietet sich die Kombination beider Energiesspeicher an.

Sie fangen ja nicht bei Null an. Welche Erfahrungen konnten Sie mit Hybridbussen in der Vergangenheit sammeln?
Die Historie der Hybridbusse ist lang. Viel Wissen fließt in heutige Projekte ein. Dennoch denke ich, dass wir unter anderem mit neuen Speichertechniken sowie aktuellen Erkenntnissen in der Simulation komplexer Regelsysteme ein neues Tor aufgestoßen haben. Bemerkenswert sind die Erfahrungen, die wir jenseits der technischen Bewertung der Systeme machen durften und heute wieder erleben, nämlich die Akzeptanz der Hybridbusse bei Betreibern, Nutzern und in der Bevölkerung.

Wie bauen Sie dies in die Projekte ein?
Mit Vossloh Kiepe aus Düsseldorf sind unsere Forscher beispielsweise mit einem Doppelgelenkbus unterwegs. Hier nehmen wir akustische Messungen vor, im Bus, an Haltestellen und im Wohnumfeld. Mit Fragebögen versuchen wir die subjektive Qualität der Geräusche zu ermitteln, indem Busfahrer, Fahrgäste, Passanten und Anwohner interviewt werden. Generell stoßen wir auf große Akzeptanz. Überzeugungsarbeit, die heute noch im Pkw-Bereich geleistet werden muss, können wir uns bei Bussen sparen.

Und der Betreiber kauft?
Die Nachfragen sind konkret - ebenso der Handlungsbedarf der Kommunen, die nicht nur von Emissionsregelungen getrieben nach Lösungen suchen.

Herr Professor Biermann, vielen Dank für das Gespräch.

(Fotos: Peter Winandy)




Autor(en): Markus Schöttle

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