Unser globalisiertes Wirtschaftssystem basiert auf der Verfügbarkeit und Beweglichkeit von Gütern und Menschen. Es sind dabei keine Faktoren erkennbar, die das langfristig notwendige Wachstum der individuellen Mobilität bremsen könnten. Der öffentliche Personen-Nahverkehr und der Schienenverkehr werden den PKW nicht ersetzen können.

Diese gewohnte und unserem heutigen Lebensstandard zu Grunde liegende Mobilität wird durch die zunehmende Verknappung der dazu benötigten Rohstoffe ebenso wie durch die damit verbundene Umweltbelastung bedroht. Die Prognosen über die zu erwartenden, nutzbaren Reserven sind äußerst unscharf, es ist jedoch unstrittig, dass die Ressourcen zur Neige gehen.

Fossile Brennstoffe, die heute primär die Energie für den Verkehr zur Verfügung stellen, setzen bei ihrer Verbrennung große Mengen CO2 frei, das als Treibhausgas zu fortschreitender Klimaerwärmung führt. Das Problem des CO2 Ausstoßes und der sich verknappenden Ressourcen kann nur mit umfassend veränderten Fahrzeugkonzepten beantwortet werden.

Um Mobilität, wie sie heute selbstverständlich ist, auch in Zukunft aufrecht erhalten zu können, ist eine Verminderung des Energieeinsatzes für unsere individuelle Fortbewegung notwendig. Der Weg führt dabei weg von fossilen Brennstoffen hin zur Nutzung von erneuerbaren und CO2 -neutralen Energieträgern in Kraftfahrzeugen.

Die EU-Richtlinie über erneuerbare Energien ist seit 2001 in Kraft. Sie zielt darauf ab, den Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen in der EU bis 2010 auf 22,1 Prozent zu erhöhen. Dies soll der EU helfen, ihr Ziel zu erreichen, bis 2010 12 Prozent des gesamten Energieverbrauchs durch saubere Energien zu decken. Trotz Schwierigkeiten einiger Mitgliedstaaten, ihre nationalen Zielsetzungen zu erreichen, wurden noch ehrgeizigere Ziele für 2020 beschlossen. Die Novelle des Gesetzes zu Erneuerbaren Energien 2008 spezifiziert den Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung mit einem Mindestziel von 30% für 2020.

Im Rahmen der vorgestellten Bedingungen für zukünftige Mobilität bieten elektrisch angetriebene Fahrzeuge unter mehreren Gesichtspunkten große Potentiale.

• Die Verkehrsleistung wird wie dargestellt weiter ansteigen, gleichzeitig müssen aber Energieverbrauch und Emissionen der Fahrzeuge signifikant reduziert werden. Die Individualmobilität mit eigenem PKW spielt hier nicht zuletzt aus politischen und gesellschaftlichen Gründen eine wichtige Rolle. Im Hinblick auf den Energieverbrauch stellen Elektrofahrzeuge auf lange Sicht das erreichbare Optimum dar. Unter dem Aspekt eines inhärent lokal emissionsfreien Betriebs und der Unabhängigkeit von der Art der Primärquelle sind sie eine langfristig zukunftsträchtige Lösung.

• Fossile Brennstoffe sind erschöpflich, die vorhandenen Reserven sind unklar und in politisch instabilen Regionen konzentriert. Erdöl bleibt langfristig für diverse Industriezweige außerhalb der Automobilindustrie überlebenswichtig. Für die Energiegewinnung wird es daher zu kostbar. Die Elektromobilität ermöglicht die Unabhängigkeit des Verkehrs von fossilen Brennstoffen und ihre Schonung unter wirtschaftlichen Aspekten für andere Industrien.

• Eine Steigerung der Stromerzeugung aus regenerativen Quellen bietet in zweierlei Hinsicht Chancen für Elektrofahrzeuge. Zum einen ermöglicht sie den Betrieb der Fahrzeuge unabhängig von fossilen Rohstoffen. Ein emissionsfreier Antrieb ist folglich möglich. Zum anderen wird mit starker Durchsetzung der Stromerzeugung mit regenerativen Quellen eine effiziente und effektive Zwischenspeicherung von elektrischer Energie notwendig. Die starke Fluktuation vor allem von Wind und Sonnenenergie erschwert eine stabile und bedarfsorientierte Stromerzeugung. Elektrofahrzeuge mit großen Speicherkapazitäten können hier einen Ausgleich schaffen.

Das Thema elektrische Mobilität ist als Zukunftsthema daher aktuell und wird zurzeit viel diskutiert. Es besteht in allen Bereichen des Fahrzeuges und der zugehörigen Infrastruktur weitreichender Forschungsbedarf um das Ziel der Elektrifizierung weiter Teile der Fahrzeugflotte erreichen zu können: „Forschen im Themenfeld Elektromobilität hat höchste Priorität“ [Dr. W.-D. Lukas, BMBF, ATZelektronik 02/2009].

Die gesamte Infrastruktur, die zum Betrieb eines Fahrzeugs bereit stehen muss, ist aktuell weltweit fast ausschließlich auf flüssige Kraftstoffe ausgelegt. Um jedoch eine hohe Marktdurchdringung mit elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen zu erreichen, muss die Infrastruktur angepasst werden. Elektrische Energiespeicher stellen andere Anforderungen an die Energiezuführung als Flüssigkraftstoffe oder bei Hochdruck gespeicherte Gase. Da der Ladevorgang zeitaufwändiger ist, sind geeignete Strategien zur Beschleunigung des Ladevorgangs und zur Sicherstellung der für das Kraftfahrzeug üblichen Betriebsweise zu finden.

Durch die in absehbarer Zeit nicht lösbare Reichweitenbegrenzung von rein elektrisch betriebenen Fahrzeugen ergeben sich Potentiale für eine fortschreitende Diversifikation. Heute benutzen die meisten Menschen universelle Fahrzeuge, die sowohl in der Großstadt als auch in wenig besiedelten Gebieten mit unterschiedlichen Nutzungsprofilen bewegt werden. Das Fahrzeug eines zukünftigen in Ballungsgebieten lebenden Kunden kann aber möglicherweise Eigenschaften besitzen, die weit mehr an dessen individuelle Anforderungen angepasst sind. Hier ergibt sich kurzfristiger Bedarf nach Elektrofahrzeugen. Um einen großen Markt zu erreichen wird es hingegen notwendig sein, moderne Kraftfahrzeuge, die vom Fahrer keine Kompromisse verlangen, geeignet zu substituieren. Die entsprechenden Konzepte sind noch nicht ausgereift. Universelle Fahrzeuge konkurrieren mit weitgehender Modularisierung, optimierte Single-Purpose Fahrzeuge stehen im Wettstreit mit Speichertauschkonzepten.

Die TUM stellt sich den Herausforderungen in Forschung und Lehre mit einer Zukunftsstrategie für elektrische Mobilität. Die vorhandenen Kompetenzen, sowohl im Bereich der Fahrzeugentwicklung und des klassischen Maschinenbaus, als auch bei mechatronischen, elektrischen und informationstechnischen Wissensgebieten sollen effizient genutzt und neue Forschungsgebiete aufgebaut werden. Die Industrie benötigt spezialisierte Ingenieure, die von den Universitäten umfassend ausgebildet werden müssen. Um diese Ziele zu erreichen, soll an der TUM ein Wissenschaftszentrum zu allen Themen der elektrischen Mobilität entstehen:

• Kurzfristige Bündelung der Aktivitäten nach Innen und Außen.

• Mittelfristiger Aufbau zusätzlicher Lehrstühle und Kompetenzen sowie eines Master-Studiengangs für Elektromobilität.

• Langfristige Forcierung der Grundlagenforschung v.a. im Bereich der Energiespeicherung mit dem Ziel, sich eine führende Position auf dem Gebiet der elektrochemischen und elektrophysikalischen Energiespeicherung zu erarbeiten.