Nachhaltige Mobilität – neue Technologien für die Verkehrswende

Die Mobilitätswende ist Grundvoraussetzung für die Einhaltung der Klimaschutzziele des Pariser Abkommens. Neue Technologien für Fahrzeuge und Infrastruktur bieten umfassende Lösungen für das emissionsfreie Fahren von morgen.

Flächenpotenzial für Integrierte Photovoltaik
© Milos Muller/Shutterstock

Was ist nachhaltige Mobilität?

Nachhaltige Mobilität umfasst verschiedene Maßnahmen zur Reduzierung von CO2-Emissionen, wie beispielsweise das Prinzip der kurzen Wege, Car-Sharing, den Ausbau des Öffentlichen Nahverkehrs oder die digitale Automatisierung und Vernetzung von Fahrzeugen. Insbesondere der Weiterentwicklung alternativer Antriebsarten wie Batterie- und Brennstoffzelle kommt eine große Bedeutung zu. Zwar stieg der Marktanteil von Elektro- und Hybridfahrzeugen bis Mitte 2019 von 1,8 auf 2,6 %, die begrenzte Reichweite, hohe Anschaffungskosten und regional bedingte Lücken in der Ladeinfrastruktur erfordern aber weitergehende technische Innovationen und neue wissenschaftliche Ansätze. Am Fraunhofer ISE forschen wir deshalb transdisziplinär und unter Berücksichtigung aller Antriebsarten an neuen Technologien für die nachhaltige Mobilität von morgen.

Warum neue Technologien Vorfahrt brauchen

23 % der CO2-Emissionen entfallen auf den Verkehrssektor. Der Großteil davon stammt aus dem motorisierten Individualverkehr. Während das Bedürfnis nach Mobilität Prognosen zufolge bis 2030 um ca. 30 % steigen wird, herrscht bei der bisherigen Umsetzung des Klimaschutzplans für den Verkehr jedoch Stillstand: Anstatt 40 Prozent der Treibhausgasemissionen einzusparen, sind die CO2-Emmisionen in diesem Sektor – anders als in anderen Bereichen – seit 1990 nicht gesunken. Tatsächlich spielen bei kaum einem anderen Thema ökologische, ökonomische und soziale Aspekte eine so zentrale Rolle wie bei der Mobilität. Grundvoraussetzung für die Verkehrswende ist daher die gesellschaftliche Akzeptanz sowie das enge Zusammenspiel von Industrie, Wissenschaft und Politik.

Unsere Forschungsschwerpunkte für eine emissionsfreie Mobilität

Das Fraunhofer ISE verfügt über jahrzehntelange Forschungserfahrung im Bereich der nachhaltigen Mobilität. Dabei denken wir das Thema CO2-freie Mobilität von vielen verschiedenen Seiten her und bündeln unsere Kompetenzen in geschäftsfeldübergreifendem Know-how. Dies ermöglicht uns sowohl Forschungsdienstleistungen zur Bereitstellung der Antriebsenergie als auch zur Infrastruktur anzubieten. Unsere Forschung umfasst:

 

Wasserstoffinfrastruktur

Grüner Wasserstoff kann per Elektrolyse emissionsfrei erzeugt werden. Für eine verbesserte Wasserstoffinfrastruktur forschen wir intensiv an Lösungen für seine Speicherung und Verteilung.

 

Batteriesystemtechnik

Batteriesysteme für eine emissionsfreie Mobilität: Am Fraunhofer ISE entwickeln wir dafür Stacks, Module und Systeme inklusive Alterungsmodellen und Lebensdauerkostenanalysen.

 

Thermomanagement

Effizientes Wärmemanagement steigert die Sicherheit und Altersbeständigkeit von Fahrzeugen. Unser transdisziplinärer, antriebsneutrale Ansatz berücksichtigt dabei zahlreiche Parameter.

 

Emissionsfreie Verbrennungsmotoren

Mithilfe innovativer Power-to-Liquid-Technologien arbeiten wir an sauberen Verbrennungsmotoren – clever hybridisiert und mit synthetischen Kraftstoffen aus nachhaltigen Quellen betrieben.

 

Fahrzeugintegrierte Photovoltaik

Die Integration effizient verschalteter Solarzellen in das Autodach kann die Reichweite von E-Fahrzeugen um ca. 200 km pro Jahr steigern. Dazu bieten wir angepasste Lösungen und Prognosen.

 

Brennstoffzellen

Brennstoffzellenfahrzeuge ermöglichen eine hohe Reichweite bei kurzen Betankungszeiten. Wir fördern deren Entwicklung von der Zellkomponente bis hin zu kompletten Systemen.

 

Netzintegration von Elektrofahrzeugen

Die Anforderungen an die Vernetzung und Steuerbarkeit von Ladesystemen steigen. Für ihre intelligente, kommunikative Einbindung in das Stromnetz entwickeln wir Hard- und Software-Systeme.

 

Verkehrswege Photovoltaik

Verkehrswege Photovoltaik (Road-Integrated Photovoltaics, RIPV) umfasst die Integration von Solarmodulen in und an Straßen, Fußwegen und Plätzen.

Gemeinsam nachhaltige Mobilitätstechnologien auf die Straße bringen

Nur durch die Vernetzung von Wirtschaft und Wissenschaft kann die Mobilitätswende gelingen. Als größtes Solarforschungsinstitut Europas forscht das Fraunhofer ISE kontinuierlich an anwendungsorientierten Methoden und Technologien im Bereich nachhaltige Mobilität und deckt dabei die komplette Wertschöpfungskette ab. Unsere Partner aus der Industrie profitieren dabei von einer hervorragenden FuE-Infrastruktur mit sieben Laborzentren, vier Technologie-Innovationszentren und sechs akkreditierten Test- und Kalibriereinrichtungen auf einer Gesamtfläche von 16.000 m2. Dies bietet Unternehmen nicht nur ein hohes Kostensenkungspotenzial und die Chance die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu sichern, sondern auch die Möglichkeit die Mobilität der Zukunft selbst aktiv mitzugestalten.

Zahlen und Daten zu diesem Thema

Anteil Verkehrssektor an CO2-Emissionen
© Grafik: Fraunhofer ISE
Der Verkehrssektor ist mit einem Anteil von 23 % der CO<sub>2</sub>-Emmisionen der zweitgrößte Verursacher von Treibhausgasemissionen in Deutschland. <p></br>Quelle: Umweltbundesamt, Nationale Trendtabellen für die deutsche Berichterstattung atmosphärischer Emissionen 1990-2018, Stand 01/2020</p>

CO2-Reduktion Verkehr seit 1990
© Grafik: Fraunhofer ISE
Die Reduktion der CO<sub>2</sub>-Emissionen im Verkehrssektor betrug seit 1990 lediglich 1 %.<p></br>Quelle: Umweltbundesamt</p>

Notwendige CO2-Reduktion bis 2030
© Grafik: Fraunhofer ISE
Notwendige CO<sub>2</sub>-Reduktion für den Verkehrssektor zur Erreichung des Klimaschutzziels der Bundesregierung bis 2030 (Minderung um ca. 41 Prozent gegenüber 1990).<p></br> Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU)</p>