Nr. 5 Die Zukunft des Transportwesens: Seit dem Mann mit der roten Fahne hat sich einiges getan

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Nr. 5 Ey, wo ist mein Hoverboard?

Obwohl die viktorianischen Briten Wissenschaft und Fortschritt schätzten, deutet das britische Lokomotivgesetz von 1865 (das berüchtigte Gesetz, das vorschrieb, dass eine der drei zum Bedienen einer „Lokomotive, die durch Dampf oder eine andere Kraft als Tierkraft angetrieben wird,“ erforderlichen Personen mit einer roten Flagge 60 Yards vor der Lokomotive laufen musste) auf eine gewisse Angst und Argwohn im Hinblick auf das Zeitalter des Automobils hin.

Es scheint kurios, dass unsere neurotischen Vorfahren diese kraftvolle Erfindung sichern sollten, die wir in der heutigen sicherheitsbewussten Welt als selbstverständlich betrachten, wenn wir mit 30–50 km/h in der Nähe von Fußgängern durch Städte fahren.

Eine verlorene – oder doch dazugewonnene – Freiheit?

Veränderungen stoßen immer auf einen gewissen Widerstand. In unserer scheinbar technologiefreundlichen Welt ist der Höhepunkt der Debatte über fahrerlose Autos noch nicht erreicht. Was mit primitiven Tempomaten und Ultraschall-Parksensoren begann, hat sich kürzlich zu einer schnell wachsenden Vielfalt von Fahrerassistenzsystemen entwickelt, die es der amerikanischen SAE ermöglichten, ihre J3016-Skala für autonome Fahrstufen von Stufe 0 (keine Fahrautomatisierung) bis Stufe 5 (vollständige Fahrautomatisierung) zu erstellen.

Das vollständig autonome Fahrzeugprojekt von Google (Abbildung 1), das jetzt unter dem Markennamen Waymo verwaltet wird, hat Millionen von selbstgefahrenen Meilen zurückgelegt und nur wenige Vorfälle mit anderen Fahrzeugen verzeichnet, während gleichzeitig umfassende Berichte über die Fahrten erstellt wurden, um die öffentliche Angst zu zerstreuen. Schätzungen zufolge werden mehr als 90 % der Verkehrsunfälle durch menschliches Versagen verursacht, weshalb es logisch ist, menschliche Fahrer aus der Gleichung zu nehmen. Wir kennen das mögliche Ausmaß von Maschinenfehlern noch nicht und wissen auch nicht, wie die öffentliche Akzeptanz bei Unfällen sein wird, die durch Maschinen verursacht werden – ausgehend von einem derart komplexen Szenario wie das Fahren eines Fahrzeugs auf Straßen, die von vielen anderen selbstfahrenden Fahrzeugen befahren werden, die alle Rückschlüsse basierend auf ihren eigenen Sensordaten ziehen und in etwa gleich schnell lernen.

Abbildung 1. Firefly, Waymos komplett selbstfahrendes Testfahrzeug, hat Millionen von Kilometern ohne Fahrer zurückgelegt. (Quelle: Waymo) 

Abgesehen vom Sicherheitsaspekt werden sich andere darüber Gedanken machen, dass sie möglicherweise die Freiheiten einbüßen, die mit dem Besitz eines Führerscheins einhergehen. Die Mobilität von selbstfahrenden Fahrzeugen könnte leicht durch Geofencing und auch zeitlich eingeschränkt werden. Außerdem wird erwartet, dass sich das traditionelle Fahrzeugeigentumsmodell radikal verändern wird. Andererseits könnte Mobility as a Service (MaaS), was durch eine Kombination aus E-Hailing und vollautonomen Fahrzeugen an die Haustür gebracht wird, für ältere oder behinderte Menschen lebensverändernd sein, deren Möglichkeiten derzeit begrenzt sind, wenn sie nicht selbst fahren können. Die Akzeptanz kann mit zunehmendem Alter der Bevölkerung zunehmen.

Internetgestütztes Teilen

Das selbstfahrende Fahrzeug ist nicht die einzige Technologie, die den Weg zu geteilten Transportmitteln ebnet. Das Internet bietet eine leistungsstarke Grundlage für neue Sharing-Plattformen für die Mobilität, über die Menschen mit einer mobilen App auf Fahrzeuge wie Fahrräder, Autos und Roller zugreifen und die Bezahlung pro Minute vornehmen können.

Belgiens Poppy ist ein Beispiel für eine solche Plattform, die 2018 in Antwerpen Dienste zur gemeinsamen Nutzung von Elektroautos und Elektrorollern einführte. Zum einen zeigt das Aufkommen von SharingOS, einer Plattform, die aus Hardware und Software besteht, die für eine einfache Bereitstellung überall entwickelt wurde, auf schnellere und umfassendere Rollouts neuer Sharing-Dienste weltweit. Andererseits kommen bereits Bedenken bezüglich der praktischen Aspekte von Free-Floating-Sharing-Systemen auf und es ist damit zu rechnen, dass es Vorschriften zum Parken und zur Nutzung von Daten geben wird.

Elektroautos und Elektroroller wie im belgischen Modell sind in Anbetracht des allgemeinen Bestrebens, unsere Städte zu emissionsarmen Zonen zu machen, eine ideale Option und mussten wahrscheinlich erst einen breiten Querschnitt der Öffentlichkeit und Stakeholder überzeugen. Aber es gibt noch weitere fortschrittliche Transporttechnologien, die dazu beitragen können, die Luft in unseren Städten reiner zu machen, und zwar zusätzlich zu Hybrid- und Elektrobussen. Neue gasbetriebene Busse, die mit Bio-Methan aus Abwasser und Lebensmittelabfällen laufen, qualifizieren sich für das britische Low Carbon Emission Bus Certificate, das den Betreibern einen Rabatt basierend auf der Anzahl der zurückgelegten Kilometer gewährt. Biogas-Busse sind bereits in Nottingham, Reading und anderen britischen Ballungsräumen in Betrieb. Der Ursprung des Kraftstoffs hat ihnen den Spitznamen „Poo Buses“ (Kacka-Busse) eingebracht. Wir müssen warten, bis wir sehen können, ob es sich dabei um eine dauerhafte Lösung handelt oder ob ihre Umweltfreundlichkeit die öffentliche Befürwortung vorantreibt.

Schnelle Fortbewegung

Im Fernverkehr werden Technologien wie magnetische Levitation und Hyperloop entwickelt, um eine schnelle Fortbewegung zu ermöglichen. Es ist klar, dass jede Änderung der Geschwindigkeitsbegrenzungen auf Autobahnen aus Sicherheits- und Umweltgründen nur nach unten erfolgen wird, während Schienendienste nach Möglichkeiten suchen, die Geschwindigkeit zu erhöhen. Schnellere Zugverbindungen, mit denen die Menschen an den nötigen Ort gelangen – Mitarbeiter zu ihren Büros oder Touristen in Städte – sind für jede Volkswirtschaft gut.

Die magnetische Levitation bietet eine Möglichkeit, einige der Herausforderungen zu meistern, denen sich ein Hochgeschwindigkeitsrollentransport stellen muss, wie z. B. die Auswirkungen von Reibung und die Entwicklung eines geeigneten Aufhängungssystems. Die Maglev-Technologie hat keine beweglichen Teile und da die Patente bis 1905 zurückreichen, hat sie auch eine lange Geschichte als Gegenstand der Träume von Schieneningenieuren. Während der Bau einer unglaublich schnellen Testumgebung eine Sache ist, hast sich die Bereitstellung eines sicheren und wirtschaftlich rentablen Dienstes über die Pioniere in Großbritannien, Deutschland und Russland hinaus bewährt.

Heute betreibt China den schnellsten kommerziell erfolgreichen Maglev-Dienst, der 2002 eröffnet wurde und 30 Kilometer vom Shanghai Pudong Airport in die Stadt mit bis zu 430 km/h in nur acht Minuten zurücklegt. Japan bereitet eine 500-km/h-Maglev-Verbindung (Abbildung 2) vor, um die Reisezeit zwischen Nagoya und Tokio auf nur 40 Minuten zu verkürzen. Das ist schneller als ein Flugzeug und weniger als die Hälfte der aktuellen 90 Minuten, die der ohnehin schon berüchtigte Shinkansen-Hochgeschwindigkeitszug von Japan auf altmodischen Rädern braucht. Zeit und Geld – die alten Feinde der neuen Technologie – könnten das letzte Wort haben: Das Projekt soll 2027 nach 18 Jahren abgeschlossen werden und kostet mehr als 55 Milliarden US-Dollar.

Abbildung 2: Japans geplanter Maglev-Zug wird weitere acht Jahre brauchen und 55 Milliarden US-Dollar kosten. (Quelle: Japan Rail Pass)

Das von Tesla und SpaceX vorgeschlagene Hyperloop-Konzept nutzt auch altbekannte Wissenschaft, die mithilfe moderner Technologien und Materialien umgesetzt wird, und basiert auf bewährten Theorien für Vakuumzüge und den pneumatischen Röhrentransport, die seit vielen Jahren für den sicheren, schnellen und bequemen Transfer von Bargeld und Dokumenten zwischen den Standorten eines Unternehmens eingesetzt werden.

Hyperloop zielt auf Anwendungen im Nahverkehr ab und verwendet eine Kombination aus Technologien wie Luftlagern und extern angetriebenen Beschleunigermotoren, um Aspekten wie dem Kantrowitz-Limit für sich bewegende Objekte in Röhren, dem Aufhängungsdesign und der Sicherstellung eines geeigneten Fahrbereichs Rechnung zu tragen, die in der Vergangenheit den Erfolg von Vakuumzügen verhindert hat.

Virgin Hyperloop One (Abbildung 3) könnte der erste kommerzielle Hyperloop-Dienst werden, der den Betrieb aufnimmt. Es wurden bereits Verträge mit Behörden in Dubai unterzeichnet und eine Machbarkeitsstudie für eine Hyperloop-Verbindung in Skandinavien veröffentlicht, die die Reisezeit zwischen Helsinki und Stockholm von 3,5 Stunden auf weniger als 30 Minuten verkürzen könnte. Die Kapseln und Linearmotoren sind dem Hyperloop Alpha Paper von Tesla zufolge mit ein paar Hundertmillionen Dollar relativ preiswert und die Röhren kosten je nach Länge mehrere Milliarden Dollar. Tesla behauptet, dass dies wesentlich günstiger sei als die Milliarden von Dollar, die für den Aufbau einer vergleichbaren Schienenverbindung erforderlich sind.

Abbildung 3: Die Hyperloop-Kapsel enthält innovative Technologien für den Transport mit hoher Geschwindigkeit in der Röhre. (Quelle: Hyperloop)

Eine Frage der Erstanwender vs. Nachzügler?

Es bleibt zu sehen, ob die Menschen bereit sind, sich in eine Hyperloop-Kapsel zu setzen, die durch ein riesiges Rohr gefeuert wird (Abbildung 4), wenn ein sanfteres und bewährtes Mittel zum Erreichen ihres Ziels verfügbar ist.

Abbildung 4: Das Innere einer Hyperloop-Röhre ähnelt dem, was wir in einer gewöhnlichen U-Bahn-Station sehen. (Quelle: Hyperloop)

Die Situation war wahrscheinlich auch so, als die ersten U-Bahnen im Jahr 1863 in London das Licht der Welt erblickten: die einen hatten Bedenken, während andere es kaum erwarten konnten, einzusteigen.

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