[Jetzt mitmachen!] Stellen Sie VerkehrspolitikerInnen Ihre Fragen!
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Richten Sie jetzt Ihre Fragen und Vorschläge an die Bundes- und Landespolitik! Sei es zu zu lokalen und regionalen Verkehrs- und Infrastrukturvorhaben, Budget- und Haushaltsfragen, Fördermaßnahmen für den Radverkehr, Elektromobilität und nachhaltigen Verkehrskonzepten oder (juristischen) Fragen zu Finanzierungs- oder Regulierungsfragen im Bereich des ÖPNV.

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[Dossier] PKW-Maut / Infrastrukturabgabe in Deutschland
[Dossier] PKW-Maut / Infrastrukturabgabe in Deutschland

In Deutschland soll über eine “Infrastrukturabgabe” ein Teil der Finanzierungslücke bei der Finanzierung des Straßennetzes geschlossen werden. Ausländische Nutzer des deutschen Straßennetzes sollen einen Teil der Unterhaltskosten tragen, so zumindest der Plan der CSU. Doch kann dieses Vorhaben gelingen? Und welche sinnvollere Alternativen gäbe es? Lesen Sie unser Dossier!

[Dossier] Radhelmpflicht in Deutschland
[Dossier] Radhelmpflicht in Deutschland

Die Einführung einer allgemeinen Radhelmpflicht wird in Deutschland seit mehreren Jahren kontrovers diskutiert. Welche Wirkung hat aber eine gesetzliche Pflicht einen Fahrradhelm zu tragen? Kann eine Helmpflicht Verkehrstote vermeiden und eine positive Wirkung auf die Gesundheit entfalten? Oder ist eine Helmpflicht am Ende gar negativ und eine freiwillige Entscheidung jedes Einzelnen besser?

[Dossier] Luftschadstoffe im Verkehr: Umweltzonen und andere Maßnahmen
[Dossier] Luftschadstoffe im Verkehr: Umweltzonen und andere Maßnahmen

Luftschadstoffe sind neben Lärm die größten Umweltprobleme des Verkehrsbereichs. Viele Kommunen werden durch EU-Grenzwerte zu Maßnahmen in der Luftreinhaltung gezwungen, um die Gesundheit der Bürger zu schützen. Dieses Dossier soll einen Überblick über die Problematik geben und Lösungsmöglichkeiten aufzeigen.

Welche Rolle spielen Taxis für den ÖPNV?
Welche Rolle spielen Taxis für den ÖPNV?

Taxiverkehr und ÖPNV scheinen auf den ersten Blick zwei Konkurrenten zu sein. Bei näherer Betrachtung stellt sich jedoch heraus, dass sich beide Verkehrsarten sehr gut ergänzen und das öffentliche Verkehrsangebot einer Stadt verbessern. In Zukunft sollten wir vielleicht daran arbeiten, den öffentlichen Personennahverkehr enger mit dem Taxiverkehr zu verknüpfen. Zum Wohle der Stadt und ihrer Einwohner…

London: Die Folgen der Innenstadtmaut und der Low Emission Zone
London: Die Folgen der Innenstadtmaut und der Low Emission Zone

London ist die wohl berühmteste Stadt mit Innenstadtmaut. Seit 2003 muss jedes Fahrzeug, dass in die Innenstadt Londons fahren möchte, die Congestion Charge entrichten. Dieser Artikel erläutert, welche Auswirkungen die Maut auf den Autoverkehr, den ÖPNV, die Wirtschaft und die Luftqualität der britischen Hauptstadt hat. Und ob London als Vorbild für andere Städte Europas dienen kann…

Wie umweltfreundlich sind Agrotreibstoffe?
Wie umweltfreundlich sind Agrotreibstoffe?

Seit einigen Jahren werden verstärkt landwirtschaftlich nutzbare Flächen statt zur Ernährung der Menschen zur Treibstoffversorgung von Fahrzeugen eingesetzt. Die EU und andere Industrieländer wollen den Anteil von Ethanol weiter steigern. Die anderen Effekte sind jedoch Hunger, steigende Nahrungsmittelpreise und Abholzung von Regenwäldern zur Landgewinnung. Man muss daher eine Frage stellen: Wie umweltfreundlich sind Agrotreibstoffe wirklich?

Feste Fehmarnbeltquerung: Bau des längsten Absenktunnels der Welt zwischen Deutschland und Dänemark
Feste Fehmarnbeltquerung: Bau des längsten Absenktunnels der Welt zwischen Deutschland und Dänemark

Ab 2020 soll der längste Absenktunnel der Welt Fehmarn und Lolland miteinander verbinden. Das über 5 Mrd. € teure Bauwerk soll Deutschland und Skandinavien näher zueinander bringen. Kritiker bezweifeln den Nutzen und fürchten große Schäden für die Region. Kommt es zu einem “Fehmarn 21″?

Chūō-Shinkansen: 500 km/h schnelle Magnetschwebebahn zwischen Tokio und Osaka (Fertigstellung: 2045)

Seit dem Jahr 1964 existiert in Japan das Shinkansen-Hochgeschwindigkeitsstreckennetz. Die erste Strecke mit einer Länge von 515,4 km wurde am 1. Oktober 1964 zwischen der Hauptstadt Tokio und Osaka eröffnet. Mittlerweile ist das Netz auf 2387,7 km angewachsen.

Die Verbindung Tokio – Osaka ist eine der meistgenutzten Shinkansen-Verbindungen Japans. Das bestehende System ist jedoch mittlerweile an seinen technologischen und kapazitiven Grenzen angelangt.

Aus diesem Grund soll im Oktober 2014 mit dem Bau der Magnetschwebebahnlinie Chūō-Shinkansen von Tokio nach Nagoya begonnen werden. Die Weiterführung nach Osaka soll im Anschluss folgen. Das japanische Verkehrsministerium hat die Pläne Mitte 2014 genehmigt.

Die Fertigstellung wird für das Jahr 2045 anvisiert. Vorerst wird für 53 Milliarden US-Dollar der Abschnitt Tokio (Shinagawa) - Nagoya gebaut, dessen Eröffnung für 2025 geplant ist. Die Gesamtkosten des Projektes, welches JR Central ohne staatliche Zuschüsse privat finanzieren muss, werden voraussichtlich neun Billionen Yen (~70 Milliarden Euro) betragen.

Japan wird voraussichtlich das erste Land weltweit sein, welches eine Langstrecken-Magnetschwebebahnstrecke errichtet und kommerziell betreibt.

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[Bitte um Diskussion] Bedeutung von Radwegen und Radfahrstreifen für die Radverkehrsförderung

Ich habe mir in den vergangenen Tagen einige Gedanken zum Radverkehr, Radverkehrsförderung und der vorhandenen Infrastruktur gemacht. Die Beantwortung einiger Fragen fiel mir relativ leicht, bei einer anderen – und durchaus wichtigen Frage – bin ich jedoch ins Grübeln gekommen und habe noch keine befriedigende Antwort gefunden.

Der Radverkehr teilt sich strukturell in den Freizeitverkehr und den Alltagsradverkehr auf. Insbesondere in letzter Gruppe sind viele engagierte Radfahrer vertreten. Ein Hauptanliegen dieser Gruppe ist die Abschaffung der Separation der Verkehrsarten, da Radwege und Radfahrstreifen das Unfallrisiko gegenüber dem Fahren auf der Fahrbahn stark erhöhen können. Diese Radfahrer sehen sich aufgrund der unzulänglichen Gestaltung von Radwegen, gemeinsamen Rad- und Fußwegen sowie Radfahrstreifen in Verbindung mit einer willkürlichen und rechtswidrigen Anordnung der Radwegbenutzungspflicht einem persönlichen Verletzungs- und Todesrisiko ausgesetzt. Insbesondere in Kreuzungsbereichen und entlang von längsparkenden Fahrzeugen sind Radfahrer vergleichsweise stark gefährdet. Eine wachsende Gruppe von Radfahrern fordert daher offensiv mehr Raum, die Abschaffung von Radwegen und präferiert das Fahren auf der Fahrbahn mit entsprechenden Sicherheitsabständen.

Mir persönlich stellt sich an dieser Stelle jedoch die Frage, ob diese – für jene Nutzergruppe sicherlich zutreffende – Forderung das Gesamtsystem Radverkehr nach vorne bringt und fördert. Ein Blick in die deutschen Nachbarländer Dänemark und die Niederlande, welche von vielen Seiten für ihre gute Radverkehrsinfrastruktur und Radverkehrsförderung gelobt werden, zeigt, dass dort in den vergangenen Jahrzehnten ein qualitativ hochwertiges, sicheres und engmaschiges Netz an Radwegen und Radabstellanlagen errichtet wurde.

Der Bau von Radverkehrsinfrastruktur in diesen Ländern folgt dabei folgendem Prinzip: Alltagsradeln auf einer fahrradspezifischen Verkehrsinfrastruktur soll inklusiv sein und die Bedürfnisse von jungen und alten, männlichen und weiblichen Radfahrern erfüllen. Der Wunsch nach hoher Geschwindigkeit ist nicht bei allen Radfahrern gleichsam vorhanden. Genauso wenig, wie sich alle Radfahrer im starken, motorisierten Verkehr wohlfühlen.

Die Erkenntnis, dass Radfahrer in allen Formen und Farben auftreten und unterschiedliche Bedürfnisse haben, hat in den vergangenen Jahrzehnten den Bau von Infrastruktur und die Politik in Dänemark und den Niederlanden geprägt (siehe auch: Auf der Suche nach der fahrradfreundlichsten Stadt: Eine Reise durch sieben Städte auf zwei Rädern).

Zur Förderung des Radverkehrs und wachsenden Radverkehrsanteilen in unseren Städten ist es notwendig, jene Menschen zu überzeugen, welche heute noch kein Fahrrad fahren bzw. dies nur in der Freizeit machen. Dazu ist es notwendig, sich mit den Gründen zu beschäftigen, wieso Menschen nicht mit dem Fahrrad als Verkehrsmittel fahren. Die repräsentative Befragung des Fahrrad‐Monitor Deutschland 2013 kann bei der Beantwortung der Frage helfen.1

13 Prozent der Befragten äußerten auf die Frage “Warum sie nicht mit dem Fahrrad als Verkehrsmittel fahren”, dass sie es als zu gefährlich empfinden. Hauptgründe für eine Ablehnung des Fahrrads als Verkehrsmittel waren die Distanz, die Fahrtdauer, der Grad der körperlichen Anstrengung und der Komfort. Mit einer zunehmenden Elektrifizierung des Radverkehrs dürften diese vier Gründe in den kommenden Jahren jedoch rückläufig sein.

Eine genauere Betrachtung, wieso das Fahrrad als zu gefährlich eingestuft wird, zeigt, dass insbesondere der starke Autoverkehr (systemimmanent – dürfte ja durch einen Wechsel in der Verkehrsmittelwahl hin zu mehr Radverkehr zurückgehen), zu wenige Radwege, schlechte Erkennbarkeit derselben bzw. mangelhafte Beleuchtung und eine nicht ausreichende Breite als Ursache genannt werden. Leider wurde nicht die Frage gestellt, wieso diejenigen nicht auf die Straße ausweichen bzw. ob sie sich auf einem Radweg oder auf der Straße sicherer fühlen. Die Antwort “Zu viel Autoverkehr” zeigt aber, dass große Bedenken und Ängste bestehen, die Fahrbahn mit dem Kfz-Verkehr teilen zu müssen. Dies gilt insbesondere für ungeübte und unsichere Radfahrer.

Es ist daher relativ schwierig, potenzielle Radfahrer zu überzeugen, dass sie auf der Straße fahren sollen, weil es dort sicherer sei und sie vom Kfz-Verkehr besser wahrgenommen werden. Da diese Personen jedoch große Bedenken und Ängste haben, werden sie entweder gar nicht Fahrrad fahren oder auf Gehwege ausweichen, auf denen sie aufgrund des Fußverkehrs und der schmaleren Abmessungen gefährdeter sind.

Warum ist Radfahren zu gefährlich, sodass Sie nicht mit dem Fahrrad als Verkehrsmittel fahren? – Aus: sinus: Fahrrad‐Monitor Deutschland 2013, Ergebnisse einer repräsentativen Online‐Befragung

Neben den harten wissenschaftlichen Fakten (Fahren auf der Fahrbahn ist sicherer als auf Hochbordradwegen) spielt das subjektive Sicherheitsgefühl eine große Rolle. Diese subjektive Einschätzung der Lage hat für die Verkehrsmittelwahl eine starke Bedeutung.

53 Prozent der Befragten fühlten sich im Verkehr meistens oder sehr sicher, 47 Prozent eher oder sehr unsicher. Interessant ist, dass jüngere Radfahrende bis 29 Jahre sich zu 62 Prozent sicher im Straßenverkehr fühlen (38 Prozent unsicher). Dieser überdurchschnittliche Wert bei jüngeren Radfahrern bedeutend im Umkehrschluss, dass ältere Radfahrende sich überdurchschnittlich unsicher fühlen.

Aus: sinus: Fahrrad‐Monitor Deutschland 2013, Ergebnisse einer repräsentativen Online‐Befragung

Aus dem Unsicherheitsgefühl entsteht die Forderung nach mehr und besseren Radwegen sowie einer besseren Verkehrskultur. Die Forderungen an die Politik zeigen nochmals, dass insbesondere Maßnahmen für eine höhere Sicherheit und mehr Schutz für den Radverkehr gefordert werden:

Aus: sinus: Fahrrad‐Monitor Deutschland 2013, Ergebnisse einer repräsentativen Online‐Befragung

Die Forderungen haben sich in den vergangenen Jahren nicht verändert, auch wenn der Anteil der Befragten, welche für einen verstärkten Radwegebau sind, zwischen 2009 und 2013 um zehn Prozentpunkte gesunken ist. Die Forderung nach mehr Radwegen war jedoch bei den vergangenen Befragungen stets die Forderung mit der stärksten Unterstützung:

Aus: sinus: Fahrrad‐Monitor Deutschland 2013, Ergebnisse einer repräsentativen Online‐Befragung

Es stellt sich die Frage, ob nicht verstärkt Radwege gebaut und Radfahrstreifen angelegt werden sollen. Natürlich müssen diese entsprechenden Ausbaustandards genügen. Ziel muss sein, eine stets sichere und mit mindestens einer guten Qualität versehenen Anlage zu errichten. So sind Minimalabmessungen zu vermeiden, die Radverkehrsanlagen sind zudem zu jeder Jahreszeit befahrbar und in gutem Zustand zu halten. Kreuzungsbereiche und auf die Fahrbahn müssen stets sicher gestaltet sein. Dies beinhaltet die Anordnung und Durchsetzung eines absoluten Halteverbots in Kreuzungsbereichen von jeweils fünf Metern in jede Richtung. Die Einhaltung des Halteverbots ist baulich zu unterstützen. Jedoch müssen dabei entsprechende Sichtachsen zwischen dem Kfz-Verkehr und dem Radverkehr gesichert werden. Eine sichere Querung ist durch eine entsprechende Programmierung der Lichtsignalanlage sicherzustellen (Priorität für Rad- und Fußverkehr). Eine saubere Trennung vom Fußverkehr ist sicherzustellen.

Sollte die Anlage von sicheren und mindestens guten Radverkehrsanlagen nicht möglich sein, ist darauf zu verzichten. Des Weiteren ist eine Benutzungspflicht nicht bzw. ausschließlich in absoluten Ausnahmefällen unter Berücksichtigung der Rechtslage und eines fixen und transparenten Kriterienkatalogs anzuordnen. Das Parken von Kraftfahrzeugen auf Radverkehrsanlagen ist konsequent zu verfolgen und zu ahnden.

Unsichere Radverkehrsanlagen sind zurückzubauen.

Sollte die Anlage sicherer Radverkehrsanlagen nicht möglich sein, ist das Fahren auf der Fahrbahn mit zusätzlichen Maßnahmen, wie zum Beispiel der Anordnung einer Geschwindigkeitsbegrenzung von 30 km/h, sicherzustellen.

Ziel sollte es sein, schwächeren Verkehrsteilnehmern – dies beinhaltet auch schwächere Radfahrer (Kinder ab acht bzw. zehn Jahren und Ältere) – eine sichere Infrastruktur anzubieten. Sichere Radfahrer, welche zudem eine höhere Durchschnittsgeschwindigkeit fahren, sollte stets ein sicheres Fahren auf der Fahrbahn möglich sein.

Durch eine wachsende Zahl von Radfahrern, welche zudem durch die häufigere Nutzung des Fahrrads sicherer im Verkehr werden und vom Radweg auf die Fahrbahn ausweichen, kommt es zum sogenannten “Safety in Numbers”-Effekt. Ein höherer Radverkehrsanteil führt zu einer geringeren Gefährdung des einzelnen Radfahrers, da Radfahrer im Straßenbild häufiger auftauchen und dadurch seltener übersehen werden. Somit erhöht sich die Sicherheit des Radverkehrs insgesamt.

Ein häufig genutztes Argument lautet, dass ein besseres Miteinander durch mehr Rücksichtnahme und eine bessere Kultur auf unseren Straßen möglich sei. Man müsse daher Autofahrer dazu anhalten, §1 der Straßenverkehrsordnung konsequent einzuhalten. Dies ist sicherlich wichtig und richtig, eine bessere Verkehrskultur wird aber kaum von oben herab zu verordnen. Weitaus wirksamer wäre es, Autofahrer zu einem Perspektivwechsel anzuhalten. Dies wäre am einfachsten möglich, wenn Autofahrer hin und wieder auf das Rad steigen und am Straßenverkehr teilnehmen. Dies dürfte das Bewusstsein für die existierenden Probleme und ein richtiges Verhalten schaffen. Des Weiteren sollte dieser Perspektivwechsel auch im Rahmen des Führerscheinerwerbs eingeführt werden. Leider erreicht man damit nicht jene, die seit mehreren Jahren und Jahrzehnten eine Fahrerlaubnis besitzen. Es wäre sicherlich von Vorteil, die Wenig- oder Nicht-Radfahrer unter jenen von der sicheren und schnellen Alternative Fahrrad zu überzeugen. Dann klappt es auch mit einer besseren Kultur und Rücksichtnahme auf unseren Straßen.

Ich möchte abschließend die These in den Raum stellen, dass zur attraktiven Gestaltung und konsequenten Förderung des Radverkehr die Schaffung weiterer sicherer Radverkehrsanlagen gehört und eine vollkommene Abschaffung der Separation der Verkehrsarten nicht zielführend ist. Nicht-Radfahrern sollte das Angebot sicherer Radverkehrsanlagen entlang viel befahrener Straßen gemacht werden, die subjektiv als unsicher angesehen werden. Sichere Radfahrer sollten nicht zur Nutzung dieser Radverkehrsinfrastruktur gezwungen werden.

Die konsequente Forderung nach Abschaffung von Radwegen und einer vollständigen Verlagerung des Radverkehrs auf die Fahrbahn schadet dem Ziel, mehr Leute für das Verkehrsmittel Fahrrad zu begeistern und die Zahl von Radfahrern zu erhöhen.

Dies würde ich gerne an dieser Stelle in den Kommentaren zur Diskussion stellen. Ich lasse mich gerne vom Gegenteil überzeugen, da ich mir persönlich keine abschließende Meinung bilden kann.

  1. sinus: Fahrrad‐Monitor Deutschland 2013, Ergebnisse einer repräsentativen Online‐Befragung – http://www.adfc.de/files/2/35/Monitor_2013.pdf
[In eigener Sache] Korrektur der Grafik über den Verkehrsflächenbedarf

Liebe Leserinnen und Leser,

am 19.08.2014 habe ich in diesem Blog den Artikel “Vergleich unterschiedlicher Flächeninanspruchnahmen nach Verkehrsarten (pro Person)” mit zwei Grafiken veröffentlicht. Leider habe ich bei der Erstellung der Grafiken einen Fehler begangen, welcher das Ergebnis grob verfälscht hat (siehe Gegenüberstellung der falschen und richtigen Grafik am Ende dieses Artikels).

Die Werte der Flächenbedarfe für den Fuß- und Radverkehr habe ich “Knoflacher, H. und Kloss, H.P. (1980): Verkehrskonzeption Wien, Teil C: Konsulentengutachten – Radverkehr, Wien” entnommen. Die dort genannten Flächenbedarfe werden in der einschlägigen Literatur vergleichsweise oft verwendet und zitiert. Nach Veröffentlichung der Grafik wurde ich mehrfach gefragt, welche Breite für den Radverkehr angenommen wurde, da der Flächenbedarf eines Radfahrers bei 30 km/h von 6,7 m² als fragwürdig angesehen wurde. Beim Nachrechnen des Wertes (analog zum beschriebenen Vorgehen im Artikel) ist mir leider der Fehler unterlaufen, die Ausgangsgeschwindigkeit im Zähler nicht quadriert zu haben. Das Ergebnis und im Folgenden die Bewertung von Knoflachers Berechnung war somit falsch.

Dieser Fehler ist mir am folgenden Tag, den 20.08.2014, selbst aufgefallen. Daraufhin habe ich den Flächenbedarf neu berechnet. Es stellte sich heraus, dass Knoflacher je nach der von ihm verwendeten Bremsverzögerung eine Breite des Radverkehrs von etwa 0,7 – 0,9 Metern angenommen haben muss, da ansonsten eine Fläche von 6,7 m² bei 30 km/h nicht erzielt werden kann.

Meiner Meinung nach nimmt der Radverkehr jedoch eine weitaus größere Breite der Verkehrsfläche ein. Dies wird in neueren Richtlinien sowie der Rechtssprechung ebenfalls so gesehen. Nach RASt 06 ist ein Radfahrer einen Meter breit zuzüglich entsprechender variabler Sicherheitsabstände zwischen 0,25 – 0,75 Metern. Die verwendeten Flächenmaße von KNOFLACHER (1980) für den Radverkehr konnte ich daher für die Bemessung des Flächenbedarfs nicht verwenden. In einer Diskussion auf Facebook und Twitter einigte man sich nach einigen Kontroversen auf eine Breite des Radverkehrs im Mittel von 1,5 Metern. Diesen Wert habe ich daraufhin für eine Neuberechnung des Flächenbedarfs des Radverkehrs verwendet.

Da das Ergebnis einen eklatanten Unterschied zur veröffentlichten Grafik aufwies, habe ich diese sowie den dazugehörigen Artikel daraufhin zurückgezogen und überarbeitet. Neben der Korrektur des Flächenbedarfs des Radverkehrs habe ich zudem die Fahrspurbreite des Busverkehrs an die Vorgaben der RASt 06 angepasst und Sicherheitsabstände und Reaktionszeiten mit in die Grafik aufgenommen.

Diejenigen, welchen gegenüber ich den Wert von KNOFLACHER auf Basis meiner fehlerhaften Berechnungen verteidigt habe, habe ich um Entschuldigung und Verständnis gebeten.

Es ist mit Sicherheit nicht mein Anspruch, Werte zu kommunizieren, welche einen Verkehrsträger aufgrund fehlerhafter Berechnungen besser stellen. Ich hätte die entsprechenden Annahmen vorab einsehen und bewerten bzw. den Wert im Vorfeld nachrechnen müssen. Dies habe ich leider unterlassen. Für dieses Versäumnis möchte ich meine LeserInnen und Leser aufrichtig um Entschuldigung bitten. Es tut mir sehr leid, dass falsche Werte kommuniziert und veröffentlicht wurden. Ich möchte mich auch im Vorfeld all jene um Entschuldigung bitten, welche die Nachricht der fehlerhaften Grafik nicht erreicht und diese daraufhin verwenden. Es ist für mich leider unmöglich, alle Versionen und Kopien, welche mittlerweile im Internet kursieren, einzusammeln und zu löschen bzw. die Verwender vorab zu informieren.

Ich werde in Zukunft kritischere Maßstäbe an die Verwendung externer Daten legen und vorab die entsprechenden Primärquellen einsehen. Sollte dies nicht möglich sein, werde ich die Unsicherheit der Werte explizit kommunizieren.

Mit freundlichen Grüßen,

Martin Randelhoff

Die korrekte Grafik:

Vergleich unterschiedlicher Flächeninanspruchnahmen durch Pkw, Bus, Straßenbahn, Stadtbahn, Radfahrer und Fußgänger (pro Person) – Download in folgenden Breiten: 580 px, 1000px, 2000px, 3000 px – Grafik: Martin Randelhoff, www.zukunft-mobilitaet.net - CC BY 3.0

Die fehlerhafte Grafik:

[!NICHT VERWENDEN!] Die fehlerhafte Grafik – Vergleich unterschiedlicher Flächeninanspruchnahmen durch Pkw, Bus, Straßenbahn, Stadtbahn, Radfahrer und Fußgänger (pro Person) – Grafik: Martin Randelhoff, www.zukunft-mobilitaet.net - CC BY 3.0

Vergleich unterschiedlicher Flächeninanspruchnahmen nach Verkehrsarten (pro Person)

Die Fläche einer Stadt ist von herausragender Bedeutung. Starr im Angebot und nicht erweiterbar muss sie möglichst gerecht zwischen den einzelnen Interessensgruppen aufgeteilt werden. Der Verkehr tritt häufig in Konkurrenz zu anderen Flächenansprüchen und verdrängt diese. Ziel sollte dabei immer eine ausreichende Berücksichtigung der einzelnen Interessen und die Maximierung der Lebensqualität der dort lebenden Menschen sein.

Die tatsächliche Beanspruchung der Innerortsstraßenflächen durch die einzelnen Verkehrsarten ist dabei recht unterschiedlich. Der Pkw-Verkehr benötigt mit Abstand die größten Flächen, der Fuß- und Radverkehr ist am flächeneffizientesten. Der öffentliche Personennahverkehr benötigt zwar ebenfalls relativ große Flächen – insbesondere bei unabhängigen und besonderen Bahnkörpern – ist aber aufgrund der hohen Massenleistungsfähigkeit und Fahrzeugkapazität auch bei einer Auslastung von nur 20 % vergleichsweise effizient. Steigt die Auslastung auf 80 Prozent oder höher, ist der ÖPNV mit Abstand das flächeneffizienteste Verkehrsmittel.

Insbesondere in einem verdichteten urbanen Raum ist die Flächeneffizienz von besonderer Bedeutung. Auf sie sollte bei Investitionsentscheidungen daher verstärkt geachtet werden.

Vergleich unterschiedlicher Flächeninanspruchnahmen durch Pkw, Bus, Straßenbahn, Stadtbahn, Radfahrer und Fußgänger (pro Person), hochkant – Download in folgenden Breiten: 580 px, 1000px, 2000px, 3000 px – Grafik: Martin Randelhoff, www.zukunft-mobilitaet.net - CC BY 3.0

Kompakte Version:

Vergleich unterschiedlicher Flächeninanspruchnahmen durch Pkw, Bus, Straßenbahn, Stadtbahn, Radfahrer und Fußgänger (pro Person) – Download in folgenden Breiten: 580 px, 1000px, 2000px, 3000 px – Grafik: Martin Randelhoff, www.zukunft-mobilitaet.net - CC BY 3.0

Berechnungen und Annahmen

Im Folgenden ist die Berechnung der individuellen Flächenbedarfe beschrieben. Die Werte werden ohne individuellen Stellplatzbedarf ausgewiesen. Der Anhalteweg besteht aus dem Bremsweg und dem Reaktionsweg. Die Reaktionszeit beträgt typischerweise eine Sekunde. Als Minimalsicherheitsabstand s sollte der doppelte Wert, also tr = 2s, eingehalten werden. Um dies abzubilden, wurde jeweils der doppelte Reaktionsweg (8,3333 m bei 30 km/h bzw. bei 50 km/h) in die Rechnung einbezogen. Alle Werte beziehen sich auf den Bremsweg mit der jeweiligen Bremsverzögerung einer Betriebsbremsung (normale Bremsung).

Die Ermittlung des Bremsweges sBrems erfolgte für alle Verkehrsarten über die folgende Formel:

sBrems = (v02 – v2) / 2a

v0 = Anfangsgeschwindigkeit in m/s
v = Endgeschwindigkeit in m/s (= 0 m/s)
a = Bremsverzögerung in m/s2

Pkw

Die Flächeninanspruchnahme des Pkw-Verkehrs wurde für den ruhenden Verkehr (parkend) sowie für den mit 30 bzw. 50 km/h fahrenden Verkehr berechnet. Hierfür wurde für die 30 km/h schnelle Fahrt eine Wohnsammelstraße / Anliegerstraße mit einer Fahrstreifenbreite von 2,75 Meter zzgl. einem seitlichen Bewegungsspielraum von 0,25 Meter herangezogen (RASt 06, Entwurfssituation “Quartiersstraße”, ohne ÖPNV, 400 – 1000 Kfz). Die 50 km/h schnelle Fahrt erfolgt auf einer Hauptverkehrsstraße mit einer Fahrstreifenbreite von 3,25 Metern zzgl. 0,25 Metern seitlichen Bewegungsspielraum (RASt 06, Entwurfssituation “Verbindungsstraße”, Linienbusverkehr, 800 – 1800 Kfz). Dies ist der gängige Standardquerschnitt mit einer zulässigen Höchstbelastung von 15.000 Kfz/Tag (davon 300 Lkw/Tag)).

Die durchschnittliche Belegungslänge des fünf Personen fassenden Fahrzeugs wird mit 4,75 Meter angenommen (-> Pkw-Länge im Durchschnitt: 4,75 Meter)1. Der Besetzungsgrad beträgt im Schnitt 1,4 Personen / Pkw.

Der ruhende Verkehr (=parkend) benötigt bei Schräg- und Senkrechtaufstellung eine Parkstandsbreite von 2,50 m bei einem Seitenabstand der Fahrzeuge von 0,75 m (geht jeweils hälftig ein). Somit ergibt sich ein Flächenbedarf des ruhenden Verkehrs von 4,75 m Fahrzeuglänge * (2,50 m + (0,375 m * 2)) = 15,44 m2

Bei Längsaufstellung ist eine Parkstandsbreite von 2,3 Metern (ohne zusätzlichen Sicherheitsstreifen) ausreichend. Bei Längsaufstellung wird jedoch zusätzlich eine Fläche von 0,8 Meter Länge zum Rangieren benötigt. Es ergibt sich somit ein Flächenbedarf von (4,75 m Fahrzeuglänge + 0,8 m Bewegungsfläche) * 2,3 m Parkstandbreite = 12,77 m². Der Flächenbedarf des ruhenden Verkehrs ermittelt sich aus dem gewichteten Flächenbedarfen aus Längs- und Schräg- / Senkrechtaufstellung  und wird mit einem Flächenbedarf von 13,5 m² bewertet.

Die negative Bremsverzögung des Pkw wird mit 3,858 m/sangesetzt (Herleitung). Auf einen Flächenzuschlag für Reaktionszeit wird verzichtet, da alle Werte für einen normalen Verkehrsfluss mit normalem Verkehrsgeschehen berechnet sind.

(Länge Fahrzeug * Breite Verkehrsraum (Stand) + Länge Bremsweg * Breite Verkehrsraum + 2 * Länge Reaktionsweg * Breite Verkehrsraum) / Besetzungsgrad = Flächenbedarf

30 km/h:
(4,75 m * 3 m + 9 m * 3 m + 2 * 8,33 m * 3 m) /1,4 = 65,16 m²

50 km/h:
(4,75 m *3,5 m + 25 m * 3,5 m  + 2 * 13,89 m * 3,5 m) / 1,4 = 143,83 m²

Bus

Mercedes-Benz Citaro in Utrecht – Foto: Roel Hemkes @ Flickr - CC BY 2.0

Die negative Bremsverzögerung eines Busses wird mit 2,5 m/s2 angenommen. Dies entspricht der normalen Bremsverzögerung eines Busses während einer Stadtfahrt. Ein 12,135 Meter langer Citaro von Mercedes Benz hat  eine Fahrgastkapazität von 105 (31 Sitzplätze und 74 Stehplätze). Die benötigte Straßenbreite des 2,55 Meter breiten Busses beträgt nach RASt 06 3,25 Meter zuzüglich beidseitig 0,5 Meter zur Ermittlung des Lichtraums (Breite = 4,25 Meter).

(Länge Fahrzeug * Breite Verkehrsraum (Stand) + Länge Bremsweg * Breite Verkehrsraum + 2 * Länge Reaktionsweg * Breite Verkehrsraum) / (Kapazität * Auslastung) = Flächenbedarf je Fahrgast

Im Stand mit 20% Auslastung:
(12,135 m * 4,25 m) /(105*0,2) = 2,46 m²

30 km/h mit 20 % Auslastung:
(12,135 m * 4,25 m + 13,89 m * 4,25 m + 2 * 8,33 m * 4,25 m) /(105*0,2) = 8,64 m²

50 km/h mit 20 % Auslastung:
(12,135 m *4,25 m + 38,58 m * 4,25 m + 2 * 13,89 m * 4,25 m) / (105*0,2) = 15,89 m²

Im Stand mit 40% Auslastung:
(12,135 m * 4,25 m) /(105*0,4) = 1,23 m²

30 km/h mit 40 % Auslastung:
(12,135 m * 4,75 m + 13,89 m * 4,25 m + 2 * 8,33 m * 4,25 m) /(105*0,4) = 4,46 m²

50 km/h mit 40 % Auslastung:
(12,135 m *4,75 m + 38,58 m * 4,25 m + 2 * 13,89 m * 4,25 m) / (105*0,4) = 8,09 m²

Straßenbahn, Stadtbahn und U-Bahn

Bei spurgeführten Fahrzeugen wurden ebenfalls keine zusätzlichen Zeitbedarfe für den Reaktionsweg addiert, da Stadt- und U-Bahnen auf eigenem vom restlichen Verkehr getrennten Bahnkörpern sowie im sogenannten Blockabstand verkehren. Zudem wurde jeweils die mittlere Bremsverzögerung einer Betriebsbremsung angesetzt. Die genannten Werte werden bei einer Gefahrenbremsung bei Weitem überschritten und liegen bei 2,75 – 3 m/s2. In den Bremswegen im Rahmen einer Betriebsbremsung sind folglich ausreichende Reserven für den Reaktionsweg im Falle einer Gefahrenbremsung vorhanden.

Straßenbahn

NGT D12DD der Dresdner Verkehrsbetriebe AG (DVB AG) – Foto: Matthew Black @ FlickrCC BY-SA 2.0

Die Dresdner Straßenbahn NGT D12DD bremst bei einer Betriebsbremsung mit einer Bremsverzögerung von 1,35 m /s2 (vollbesetzt). Die Straßenbahn hat eine Länge über Kupplung von 45.090 mm und eine Breite von 2.300 mm. In ihr finden 260 Fahrgäste Platz (107 Sitzplätze und 153 Stehplätze). Der Triebwagen zählt zum Typ “Flexity Classic XXL” und wurde von Bombardier Transportation im Werk Bautzen hergestellt.

Der Bremsweg aus 30 km/h beträgt 25,72 Meter und aus 50 km/h 71,44 Meter.

Grundmaß für den Verkehrsraum einer Straßenbahn mit maximaler Fahrzeugbreite (W = 2,65 m) nach RASt06 ist eine Breite von 3,25 Metern. Da nicht die Breite der Straßenbahn, sondern die Breite des benötigten Verkehrsraum maßgeblich sind, ergeben sich bei 20 % Auslastung über den Tag folgende Werte:

(Länge Fahrzeug * Breite Verkehrsraum (Stand) + Länge Bremsweg * Breite Verkehrsraum + 2 * Länge Reaktionsweg * Breite Verkehrsraum) / (Kapazität * Auslastung) = Flächenbedarf je Fahrgast

Im Stand: 45,09 m * 3,25 m / (260 * 0,2) = 2,82 m2

Bei 30 km/h:
(45,09 m * 3,25 m + 25,72 m * 3,25 m + 2 * 8,33 m * 3,25 m) / (260 * 0,2) = 5,47 m2

Bei 50 km/h:
(45,09 m * 3,25 m + 71,44 m * 3,25 m + 2 * 13,89 m * 3,25 m) / (260 * 0,2) = 9,02 m2

Stadtbahn

Stadtbahn Stuttgart Serie DT 8.11 an der Haltestelle Ruhbank – Foto: gemeinfrei

Die Stadtbahn SSB DT 8.11 der Stuttgarter Straßenbahnen (SSB) mit einer Länge von 38,56 Meter und einer Breite von 2,65 Meter. Die Bremsverzögerung beträgt 1,8 m /s2. Der Stadtwahnwagen bietet 254 Fahrgästen Platz (108 Sitzplätze und 146 Stehplätze).

Die Stadtbahn mit einer Fahrzeugbreite von 2,65 Metern verkehrt im Beispiel auf einem besonderen bzw. unabhängigen Bahnkörper in Mittellage und Sicherheitsraum im Seitenbereich von 0,70 Meter zur straßenzugewandten Seite und 0,35 Meter im Gleiszwischenraum. Die Breite des Verkehrsraums beträgt folglich 3,7 Meter.

Der Bremsweg aus 30 km/h beträgt 19,29 Meter und aus 50 km/h 53,58 Meter.

(Länge Fahrzeug * Breite Verkehrsraum (Stand) + Länge Bremsweg * Breite Verkehrsraum + 2 * Länge Reaktionsweg * Breite Verkehrsraum) / (Kapazität * Auslastung) = Flächenbedarf je Fahrgast

Im Stand:
38,56 m * 3,7 m / (254 * 0,2) = 2,81 m2

Bei 30 km/h:
(38,56 m * 3,7 m + 19,29 m * 3,7 m + 2 * 8,33 m * 3,7 m) / (254 * 0,2) = 5,43 m2

Bei 50 km/h:
(38,56 m * 3,7 m + 53,58 m * 3,7 m + 2 * 13,89 m * 3,7 m) / (254 * 0,2) = 8,73 m2

Fahrrad

Ein Fahrrad hat in unserem Beispiel eine Länge von 1,8 Meter und eine Breite von 0,65 Meter. Somit ergibt sich eine Grundfläche von 1,2 m².

Ein Radfahrer nimmt nach RASt 06 eine Breite von 1 Meter zzgl. variable Sicherheitsabstände ein. Diese unterscheiden sich je nach Situation: 0,75 Meter von parkenden Fahrzeugen in Längsaufstellung, 0,5 Meter vom Fahrbahnrand und 0,25 Meter von parkenden Fahrzeugen in Schräg- und Senkrechtaufstellung, von Verkehrsräumen des Fußgängerverkehrs und von Gebäuden, Verkehrseinrichtungen, usw. Um den verschiedenen Verkehrssituationen gerecht zu werden, wird die Breite des fahrenden Radverkehrs mit 1,5 Meter angenommen. Im Stand wird eine Breite von 0,65 Metern angesetzt, da Sicherheitszuschläge entfallen und stehende Radfahrer aufgrund der fehlenden Fahrbewegungen (insbesondere des Oberkörpers) kompakter sind. Hier definiert vor allem die Schulter- bzw. Lenkerbreite die Breite.

Die Bremsverzögerung eines Fahrrads besteht aus den kombinierten Bremsverzögerungen von Vorder- und Hinterbremse. Laut StVO muss ein Fahrrad eine Bremsverzögerung von 4 m/s² besitzen. Da hohe Bremsverzögerungen jedoch nur schwer zu beherrschen sind (Blockade des Hinterrads und Kippbewegung bei zu starker Bremsung mit der Vorderbremse), wird eine mittlere Bremsverzögerung von 3,5 m/s² angenommen.

Länge Fahrzeug * Breite Verkehrsraum (Stand) + Länge Bremsweg * Breite Verkehrsraum + 2 * Länge Reaktionsweg * Breite Verkehrsraum) = Flächenbedarf je Fahrradfahrer

Bei 30 km/h:
1,8 m *0,65 m + 9,92 m * 1,5 m + 2 * 8,33 m * 1,5 m = 41,04 m²

U-Bahn

Baureihe C der Münchner U-Bahn – Foto: Max Talbot-Minkin @ Flickr – CC BY 2.0

Auch wenn eine U-Bahn kein straßengebundenes Verkehrsmittel ist und nur bei oberirdisch geführten Streckenteilen einen realen Flächenbedarf hat, der Vollständigkeit halber die errechneten Werte:

Die U-Bahn der Münchner Verkehrsgesellschaft MVG der Baureihe C weist eine mittlere Bremsverzögerung von 1,2 m/s2 auf.

Die 2.900 mm breite und 113.980 mm lange U-Bahn verkehrt in einem Tunnel mit einem Innendurchmesser von 6,30 Meter. Das Lichtraumprofil wird in der Breite mit 5,0 Metern angenommen. Der U-Bahn-Zug bietet 252 Sitzplätze und 666 Stehplätze. Insgesamt können somit 918 Personen mit einem Zug befördert werden.

Der Bremsweg aus 30 km/h beträgt 28,94 Meter und aus 50 km/h 80,38 Meter.

(Länge Fahrzeug * Breite Verkehrsraum (Stand) + Länge Bremsweg * Breite Verkehrsraum  + 2 * Länge Reaktionsweg * Breite Verkehrsraum) / (Kapazität * Auslastung) = Flächenbedarf je Fahrgast

Im Stand:
113,98 m * 5,0 m / (918 * 0,2) = 3,10 m2

Bei 30 km/h:
(113,98 m * 5,0 m + 28,94 m * 5,0 m + 8,33 m * 5 m) / (918 * 0,2) = 4,12 m2

Bei 50 km/h:
(113,98 m * 5,0 m + 80,38 m * 5,0 m + 2 * 13,89 m * 5 m) / (918 * 0,2) = 6,05 m2

Aktualisierung – 21.08.-2014

Aufgrund eines Fehlers meinerseits waren eine frühere Version der beiden Grafiken sowie die hier kommunizierten Flächenwerte fehlerhaft. Die Fehler wurden entsprechend korrigiert. Details können Sie hier nachlesen.

  1. Dieter Lohse,Werner Schnabel (2011): Grundlagen der Straßenverkehrstechnik und der Verkehrsplanung: Band 1, S. 488
[Kurz erklärt] Wie funktioniert ein Brennstoffzellenfahrzeug?

Brennstoffzellenhybridbus der Hamburger Hochbahn an der Wasserstofftankstelle HafenCity – Foto: HOCHBAHN

Die Brennstoffzelle erscheint auf den ersten Blick wie der ideale Fahrzeugantrieb: leise, sauber und unabhängig vom Erdöl. In einem Brennstoffzellenfahrzeug wandelt in den meisten Fällen eine Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle Sauerstoff und Wasserstoff in elektrische Energie mit Wärme und Wasser als Beiprodukten um.

Die Brennstoffzelle an sich nutzt eine chemische Reaktion, um elektrische Energie zu erzeugen. Jede Brennstoffzelle hat zwei Elektroden, eine positive und eine negative, welche als Anode bzw. Kathode bezeichnet werden. An diesen Elektroden finden die chemischen Reaktionen statt. Die Elektroden sind durch eine semipermeable Membran oder einen Elektrolyt (Ionenleiter) voneinander getrennt. In einer PEM-Brennstoffzelle (siehe nächster Abschnitt) wird ein edelmetallhaltiger Katalysator eingesetzt, meistens handelt es sich hierbei um Platin. Bis heute wurden mehrere Typen der Brennstoffzelle entwickelt, die sich vor allem im Elektrolyt, dem Brennstoff (Anode), dem Gas der Kathode und dem mobilen Ion unterscheiden.

Funktionsweise einer Brennstoffzelle

Die Funktionsweise einer Brennstoffzelle wird hier an dem Beispiel der Polymerelektrolytbrennstoffzelle (PEMFC) dargestellt: Der Brennstoff, hier Wasserstoff, wird an der Anode katalytisch zu Protonen oxidiert, das heißt, ihm werden Elektronen entzogen. Die Protonen gelangen durch die Ionen-Austausch-Membran in die Kammer mit dem Oxidationsmittel. Die Elektrolytmembran ist nur für Protonen durchlässig, die Elektronen müssen einen Umweg über den Stromkreislauf nehmen. Hierbei werden die Elektronen aus der Brennstoffzelle abgeleitet und fließen über einen elektrischen Verbraucher zur Kathode. An der Kathode wird das Oxidationsmittel, hier Sauerstoff, durch Aufnahme der Elektronen (die vorher dem Wasserstoff entzogen wurden) zu Anionen reduziert, die unmittelbar mit den Wasserstoffionen zu dem harmlosen Beiprodukt Wasser reagieren. Damit wird der Stromkreislauf geschlossen. Bei diesem Prozess wird zudem Wärme freigesetzt.

Eine einzelne Brennstoffzelle generiert nur sehr wenig elektrische Energie. Daher werden mehrere einzelne Brennstoffzellen zu einem sogenannten “stack” zusammengefügt. Je nach Energiebedarf des Fahrzeugs (Pkw oder Bus) werden mehrere dieser stacks verbaut. Laut Studie der Unternehmensberatung Roland Berger werden für ein Brennstoffzellen-System im Jahr 2014 etwa 45.000 Euro pro Pkw fällig. Insbesondere das Katalysator-Metall Platin ist ein starker Kostentreiber.

Der Deutsche Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verband (DWV) entgegnet, dass der Platinbedarf stetig sinke. So waren laut DWV 2007 noch etwa 80 Gramm des Edelmetalls für den Bau des 100 kW starken Motors HydroGen4 von General Motors vonnöten, 2014 würden entsprechende Systeme theoretisch mit der Hälfte auskommen. Die Kosten pro Auto liegen demnach bei 1 000 Euro bis 1 500 Euro. In den kommenden Jahren soll der Bedarf weiter sinken; auf 15 Gramm bis 2020 und weniger als zehn Gramm für die Kommerzialisierung im großen Maßstab (bis 2025). Gelingt dies und steigt der Platinpreis pro Gramm von derzeit 34 Euro nicht erheblich liegen die Kosten je Pkw bei maximal 300 bis 350 €.

Der DWV gibt außerdem zu bedenken, dass auch Autos mit Verbrennungsmotor künftig wegen strenger werdender Emissionsgrenzwerten mehr Platin für die Katalysatoren benötigen werden. In Dieselmotoren fallen heute schon etwa sieben Gramm Platin bei einem 100 kW-Motor an, was etwa 240 Euro kostet. Bei Benzinern kostet das verwendete Palladium/Rhodium pro Katalysator derzeit knapp 50 Euro. Durch strengere Abgasvorschriften sollen sich die Kosten von Pkw mit konventionellen Antrieben denen mit Brennstoffzellenantrieb schrittweise nähern.

Die Speicherung des Wasserstoff

In Brennstoffzellenfahrzeugen wird die in der Brennstoffzelle erzeugte Energie entweder direkt in Elektromotoren in Bewegung umgewandelt oder zeitweise in einer Traktionsbatterie zwischengespeichert. Der notwendige Brennstoff (meistens Wasserstoff) wird in Drucktanks aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (350–800 bar) mitgeführt. Diese ermöglichen eine Reichweite von 500-800 Kilometer. Das komplette Wasserstoff-Tanksystem eines Pkw mit Druckwasserstoffspeicherung wiegt heutzutage etwa 125 kg. Der Energieaufwand für die Komprimierung auf 700 bar beträgt ca. 12 % des Energieinhaltes des Wasserstoffs. Ein Nachteil der Gasform ist, dass sich der Tankinhalt eines Wasserstoffautos schon nach kurzer Zeit in Luft auflöst. Denn das Wasserstoffatom ist so klein, dass es kaum gelingt, alle Bauteile gegen ein Austreten in Dampfform abzudichten.

Bei hohem Wasserstoffbedarf wird tiefkalter Flüssigwasserstoff (−253 °C, liquid H2) eingesetzt. Dazu wird der Wasserstoff verflüssigt (LH2) und unter Umgebungsdruck bei tiefen Temperaturen (Siedepunkt −252,8 °C, 20,4 K) gelagert. Flüssiger Wasserstoff besitzt im Vergleich zu gasförmigem Wasserstoff bei Umgebungsdruck eine um den Faktor 800 höhere Dichte. Der Energieaufwand für die Verflüssigung beträgt ca. 20 % des Energieinhaltes des Wasserstoffs.

In der Entwicklung befinden sich unter anderem Metall-Hydridspeicher, bei denen der Wasserstoff durch Druck in kalte Metallstrukturen eingelagert und mittels Wärmezufuhr wieder freigegeben wird. In einem Metallhydridspeicher kann fünfmal mehr elektrische Energie gespeichert werden als in einem Bleiakkumulator gleichen Gewichts. Sie erwiesen sich aber als so teuer und schwer, dass sie nur in U-Booten verwendet werden, wo beide Faktoren keine Rolle spielen.

Als Wasserstoffspeicher könnten auch Kohlenstoff-Nanofasern dienen. Diese bestehen aus übereinandergestapelten Graphitebenen, in die Wasserstoff unter Umgebungstemperatur und bei einem Druck von ca. 20 bar eingelagert wird. Unter einem Druck von ca. 40 bar soll der Wasserstoff wieder aus dem Material entweichen. Die Kapazität blieb jedoch weit hinter den Prognosen zurück: Statt zwei Drittel speichern sie nur zwei Prozent ihres Eigengewichts an Wasserstoff.

Energieinhalte von verschiedenen Energieträgern im volumenspezifischen Vergleich
in MJ / Liter

Stoff
Energiedichte
Benzin34,6 MJ / l
Dieselkraftstoff38,7 MJ / l
Wasserstoff gasförmig,
Temperatur: 26° Celsius, Druck p = 1 bar
0,01079 MJ / l
Wasserstoff gasförmig,
Temperatur: 26° Celsius, Druck p = 200 bar
2,2 MJ / l
Wasserstoff flüssig
Temperatur: -253,15° Celsius, Druck p = 1 bar
8,5 MJ / l

Die Herausforderungen

Bis der Brennstoffzellenantrieb zu einer wirklichen Alternative zum Verbrennungsmotor werden kann, müssen jedoch noch eine Vielzahl von Problemen gelöst und Fragen geklärt werden: Werden Brennstoffzellenfahrzeuge zu einem vom Verbraucher akzeptierten preis hergestellt werden können? Wo beziehen Verbraucher den benötigten Wasserstoff her? Wird eine entsprechende Infrastruktur mit Wasserstoff-Tankstellen errichtet werden? Und die vielleicht wichtigste Frage: Ist Wasserstoff wirklich umweltfreundlich und der Energieträger der Zukunft?

Problem: Die Produktion des Wasserstoffs und deren Energieintensität

Wasserstoff kommt in der freien Natur nicht vor, sondern muss aus Wasser, Biomasse oder fossilen Kohlenwasserstoffen wie Kohle und Erdgas herausgelöst werden. Dieser Prozess ist sehr energieintensiv. Zudem kann nur ein gewisser Teil des freigesetzten Wasserstoffs gespeichert werden.

Die Dampfreformierung ist derzeit die wirtschaftlichste und am weitesten verbreitete (~90 %) Methode, Wasserstoff zu erzeugen. Hierbei wird aus Kohlenwasserstoffen in zwei Prozessschritten Wasserstoff erzeugt. Als Rohstoffe können verwendet werden: Erdgas, Biomasse, aber auch langkettigere Kohlenwasserstoffe aus Erdöl wie etwa die Mittelbenzinfraktion.

Im ersten Schritt werden langkettige Kohlenwasserstoffe in einem Pre-Reformer unter Zugabe von Wasserdampf bei einer Temperatur von etwa 450–500 °C und einem Druck von etwa 25–30 bar zu Methan, Wasserstoff, Kohlenstoffmonoxid sowie Kohlenstoffdioxid aufgespalten. Diese Vorstufe vermeidet eine zu starke Verkokung des Reformerkatalysators. Im zweiten Schritt wird im Reformer das Methan bei einer Temperatur von 800 bis 900 °C und einem Druck von etwa 25-30 bar an einem Nickelkatalysator mit Wasser zu Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff umgesetzt.

Durch die Verwendung fossiler Energieträger wird dabei aber genauso viel des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid CO2 freigesetzt wie bei deren Verbrennung. Durch Verwendung von Biomasse kann die Klimabilanz verbessert werden, da dann nur das Kohlenstoffdioxid freigesetzt wird, das zuvor beim Wachstum der Pflanzen aus der Atmosphäre aufgenommen wurde.

Ein weiteres Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff ist die Elektrolyse. Mit Hilfe von elektrischem Strom werden in einem Elektrolyseur aus dem Wasser der Energieträger Wasserstoff und Sauerstoff erzeugt. Anders als bei der Verwendung von fossilen Energieträgern wird bei der Elektrolyse kein CO2 freigesetzt. Dies gilt allerdings nur, wenn der verwendete Strom nicht aus fossilen Energieträgern erzeugt wurde. Wissenschaftler des MIT haben einen Katalysator entwickelt, der die Effizienz der Elektrolyse von Wasser auf nahezu 100 % steigern soll.

Die Wasserelektrolyse wird aber bisher technisch nur genutzt, wenn günstige Energie zur Verfügung steht. Die Erzeugung von Wasserstoff ist derzeit ausgehend von Erdöl oder Kohle günstiger. Wenn diese Rohstoffe und Energieträger knapp werden, könnte die Wasserelektrolyse im Rahmen der Wasserstoffwirtschaft, die Wasserstoff als Energieträger nutzt, bedeutsam werden.

Es stellt sich jedoch generell die Frage, ob regenerative Energie für die Elektrolyse von Wasserstoff verwendet werden sollten, wenn diese auch direkt in batterieelektrischen Fahrzeugen verwendet werden könnte. Aus gesamtenergetischer Sicht wäre eine Verwendung im Rahmen von Elektrofahrzeugen mit Akku laut University of California, Irvine, sinnvoller:

Energieverbrauch in kWh zum Fahren einer Meile Distanz, Vergleich zwischen batterieelektrischen Fahrzeugen und Wasserstofffahrzeugen, deren Wasserstoff via Photovoltaik vor Ort, via Wind/Solar zentralisiert und per Wasserstoff-Lkw oder via Wind/Solar zentral und per Pipeline erzeugt und verbreitet wird – Grafik: Advanced Power and Energy Program der University of California, Irvine

Der Energieverbrauch und konkurrenzfähige Preise regenerativer Energieerzeugung entscheiden über den Erfolg der Brennstoffzelle

Aufgrund des hohen Energiebedarfs bei der Herstellung von Wasserstoff ist zweifelhaft, ob dieser Energieträger bei derzeitiger Technologie wirklich ideal ist.

Der gesamte Energieverbrauch von Diesel und Benzin im Verkehrsbereich entspricht der Energie etwa der gesamten Stromerzeugung Deutschlands.

- Dipl.-Ing. Helmut Geipel, Ministerialrat a.D, 1996 – 2007 Referatsleiter „Neue Energieumwandlungstechniken“ im Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWI) / BMBF

Eine Konkurrenzfähigkeit des Wasserstoffs wird sich nur ergeben, wenn dieser günstiger in Herstellung, Transport und Verwendung wird als vergleichbare fossile Energieträger. Für einen ökologisch verträglicheren Verkehr muss vor allem die Herstellung von Wasserstoff mittels Elektrolyse und regenerativ erzeugten Energien konkurrenzfähig werden. Es deutet sich ähnlich wie bei Elektrofahrzeugen an, dass dies nur erreicht werden kann, wenn fossile Energieträger und Rohstoffe knapp und entsprechend teuer werden. Letztlich muss damit gerechnet werden, dass Wasserstoff als Betriebsstoff für Fahrzeuge teurer sein wird als Benzin oder Diesel zu heutigen Preisen. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass der motorisierte Verkehr in Zukunft gezwungenermaßen teurer sein muss, als er es heute ist.

Hohe Verluste bei der Erzeugung, schwierige Speicherbarkeit, teure Brennstoffzellen – es stellt sich durchaus die Frage, ob der Brennstoffzellenantrieb wirklich der Antrieb der Zukunft wird.

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[Video zum Wochenende] Pjöngjang in Bewegung

Pjöngjang. Die Hauptstadt Nordkoreas mit etwa 3,5 Millionen Einwohnern. Ein Zeitraffer-Video von JT Singh und Rob Whitworth lässt uns einen vermeintlichen Eindruck des politischen, wirtschaftlichen und kulturellen Mittelpunkts sowie Verkehrsknotenpunkts Nordkoreas gewinnen. Das Video stellt Pjöngjang leider genauso wie jede andere aufstrebende asiatische Stadt mit glänzenden Hochhäusern, einer schicken Uferpromenade, einer pulsierenden U-Bahn, Skatern, internationalen Marken (DHL), und schicken Parks dar. Jedoch ist Pjöngjang ebenso wie das restliche Nordkorea nicht so wie andere asiatische Staaten.

Berichte jeglicher Art aus und über Nordkorea – ebenso wie dieses Video – sollten stets vor dem Hintergrund betrachtet werden, dass Nordkorea ein unfreies Land und ein Unrechtsstaat ist, der systematisch Menschenrechte verletzt. Die Medien werden vollständig vom Staat kontrolliert, ungenehmigte Versammlungen sind verboten. Es ist den Nordkoreanern nicht erlaubt, das Land zu verlassen. Auch der Aufenthaltsort im Land wird von den Behörden vorgeschrieben. Zum Tode verurteilte Personen werden oft in der Öffentlichkeit hingerichtet.

Mehrere hunderttausend Menschen sind in Umerziehung- und Konzentrationslagern unter unmenschlichen Bedingungen interniert. Viele von ihnen werden systematisch gefoltert und ausgebeutet. Millionen von Menschen leiden zudem Hunger. Die UNO fasst die Situation in Nordkorea wie folgt zusammen: “Vernichtung, Versklavung und das Aushungern der eigenen Bevölkerung.” (Bericht zum Download, 273 Seiten, .doc-Datei)

Die Schwere, das enorme Ausmaß und die Art und Weise der in diesem Staat begangenen Verbrechen sind in der heutigen Welt beispiellos.

- UN-Hochkommissariat für Menschenrechte

Auch wenn die beiden Filmmacher kenntlich machen, dass sie in der Auswahl der Motive und der Zusammenstellung des Filmes frei waren, zeigt die Tatsache, dass sie von zwei nordkoreanischen “Touristenführern” begleitet wurden, eine nordkoreanische Einflussnahme auf den Film. So sind gewisse Orte und Szenen sicherlich nicht für die Dreharbeiten zugänglich gewesen, welche das Bild über Pjöngjang komplettiert hätten. Des Weiteren fehlen Nachtaufnahmen, die ansonsten sehr gerne für Zeitrafferaufnahmen verwendet werden.

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Schlußstrich

Autos demokratisieren Lebenschancen.
Dieter Zetsche, Vorstandsvorsitzender der Daimler AG

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In diesem Blog möchten wir die Strategien für die Mobilität von morgen skizzieren, informieren und diskutieren. Wir möchten uns mit diversen Problemen unserer Zeit beschäftigen und dabei alle Verkehrsträger im Blick behalten. Dieser Blog soll dabei helfen, die Herausforderungen von morgen ein wenig mehr ins Bewusstsein zu rücken, Alternativen und mögliche Lösungsansätze vorzustellen und umfassend zu informieren:

Denn man muss die Vergangenheit kennen, die Gegenwart analysieren um die Zukunft entwickeln zu können. (Mehr...)

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