Die mobile Revolution

Die Kompetenz für Elektroautos und Smart Grids kommt aus Regensburg

Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb sind auf dem Vormarsch. Doch so einfach wie die Vision von der emissionsfreien und geräuschlosen Zukunft der Mobilität klingt, so vielfältig sind die Probleme, die auf dem Weg dorthin noch zu lösen sind.

Zehn Euro für einen Liter Benzin“, so könnte die Schlagzeile von morgen lauten. Aber vielleicht interessiert das niemanden mehr, weil wir uns längst daran gewöhnt haben, beim Frühstück unsere Fahrtziele des Tages in das Smartphone einzugeben, um nach ein paar Minuten eine Mitteilung zu erhalten, wann und auf welchem Stromparkplatz ein Fahrzeug für uns reserviert ist. Die Autos fahren alle mit Elektroantrieb, das heißt völlig emissionsfrei. Der Strom kommt von Solaranlagen, Windrädern und Wasserturbinen und die Batterien der Vehikel, die gerade nicht benutzt werden, dienen als Speicher für überschüssige Energie. Das Elektroauto wird die individuelle Mobilität völlig verändern, prophezeien Fachleute.

Doch: „So einfach wie diese Vision klingt, so komplex und vielfältig sind die Probleme, die noch zu lösen sind“, sagt Josef Beimler, Stellvertretender IHK-Hauptgeschäftsführer. Bis jetzt sieht die Realität nämlich ganz anders aus. In Deutschland fahren heute etwa 2.000 Elektrofahrzeuge. Die Batterieladung eines durchschnittlichen Elektroautos reicht für ungefähr 150 Kilometer, das ist den meisten Autofahrern zu wenig. Außerdem kostet ein Elektro-Kleinwagen rund 10.000 Euro mehr als ein vergleichbares Auto mit Verbrennungsmotor. Die Benzinersparnis gleicht die Mehrkosten bei weitem nicht aus. In der Elektromobilforschung dreht sich deshalb fast alles in irgendeiner Weise um Reichweite und Kostenreduzierung. „Es reicht eben nicht, den Verbrennungsmotor einfach herauszunehmen und einen Elektromotor einzubauen“, sagt Beimler. „Das wird eine Entwicklung zu einem völlig anderen Auto sein.“

Innovative Gedanken gefragt
Bei der Firma AVL im Gewerbepark Regensburg hat man das längst erkannt „Wir haben uns vorgenommen, ein komplettes Elektrofahrzeug von der Technologie her darzustellen“, sagt Anton Angermaier, Leiter des Produktsegments E-Mobilität. Die AVL-Mitarbeiter in Regensburg und am Stammsitz des Unternehmens in Graz beschäftigen sich mit der Weiterentwicklung der gesamten Fahrzeugtechnik, angefangen bei den Elektromotoren und den Batterien über die komplette Leistungselektronik wie Energie- und Batteriemanagementsysteme bis zu Range Extender, gemeint sind Aggregate, die die Reichweite erhöhen. Im Mittelpunkt steht dabei immer, die zur Verfügung stehende Energie möglichst optimal auszunutzen und die Effizienz zu erhöhen. Darüber hinaus arbeitet AVL am EU-Forschungsprojekt „Pollux“ mit, an dem 33 Unternehmen und Institutionen aus zehn Ländern beteiligt sind. AVL konzentriert sich dabei auf Sicherheitsaspekte bei den Elektromotoren und beim Ladevorgang der Batterien. Das Unternehmen steht in Sachen Innovationen in der Fahrzeugtechnik an vorderster Front. „Durch unsere Größe sind wir bestens geeignet, innovativ zudenken und an Serienlösungen zu arbeiten, die die aktuellen Probleme in der Elektromobilität lösen“, sagt Angermaier.

Autobatterie als Stromspeicher
Die Herausforderungen der Elektromobilität gehen aber weit über die Fahrzeugtechnik hinaus. Die „Elektrifizierung“ des Individualverkehrs geht Hand in Hand mit der Energiewende. Elektroautos sind nämlich nur dann sinnvoll, wenn der Strom für die Fahrzeuge aus regenerativen Energien gewonnen wird, ansonsten ist die CO2-Bilanz schlechter als bei herkömmlichen Autos. Die Elektromobilität stellt allerdings hohe Anforderungen an das Stromnetz. Wenn in einem Parkhaus ein Dutzend Autofahrer ihre Batterie in kürzester Zeit gleichzeitig aufladen wollen, wäre das heutige Verteilnetz schnell überfordert. „Man braucht Hotspots mit einer entsprechenden Ausrüstung, das heißt, mit dem Bau von neuen Transformatoreneinrichtungen“ sagt Norbert Breidenbach, der Vorstandsvorsitzende der Regensburger Energie- und Wasserversorgung AG (Rewag). Solche Hotspots zu schaffen und ein entsprechend starkes Netz aufzubauen, ist technisch kein großes Problem. Aber der Ausbau der regenerativen Energien hat nicht nur zur Folge, dass die Energie dezentral erzeugt und eingespeist wird, sondern auch, dass nicht zu jeder Zeit gleich viel Energie zur Verfügung steht. Um diese Schwankungen und die dezentralen Einspeisungen auszugleichen und zu koordinieren, arbeitet die Stromwirtschaft intensiv an einem intelligenten Stromnetz (Smart Grid), das sämtliche Beteiligte, also Stromerzeuger, Verbraucher, Netzbetreiber, Energieübertragungswege und -speicher, miteinander verknüpft und kommunizieren lässt. Ergänzt wird das Smart Grid durch die Smart Meter, intelligente Stromzähler. Eine der Funktionen von Smart Grid und Smart Meter ist zum Beispiel, dass der Elektroautofahrer an einer Ladesäule über den Preis ein Signal bekommt, ob gerade viel oder wenig regenerative Energie zur Verfügung steht. Wenn wenig Ökostrom vorhanden ist, empfiehlt es sich, den Ladevorgang zu verschieben. Andererseits kann die Autobatterie als Speicher dienen, wenn viel Sonnen- oder Windenergie produziert wird. Dann kann der Autofahrer den Strom, den er nicht selbst verbraucht, wieder an das Netz abgeben.

Die FG.de-Unternehmensgruppe aus Regensburg hat bereits vor einigen Jahren einen Strom-Parkplatz aufgebaut, wo es darum ging, die Energie aus Wind und Sonne zu managen. „Das war praktisch ein Smart Grid im Kleinen“, erklärt FG-Geschäftsführer Peter Zintl. Als Systemintegrator arbeitet FG.de an der Infrastruktur für die Elektromobilität. Die Aufgaben für die Computer- und Software-Entwickler sind vielfältig: Der Nutzer an der Ladesäule muss identifiziert werden, die Ladevorgänge müssen gemanagt werden, die Autofahrer sollen die Ladesäule vorbestellen können, sie müssen wissen, wo die nächste freie Ladesäule ist. Es muss Abrechnungssysteme geben und der Nutzer muss die Möglichkeit haben, zwischen verschiedenen Stromanbietern auszuwählen. FG.de hat dafür ein Systementwickelt, das seit 2011 in Ulm aufgebaut wird. Das Carsharing-Unternehmen car2go hat dort einige Elektrofahrzeuge angeschafft und will gemeinsam mit FG.de, dem Ladensäulenhersteller Mennekes und den Stadtwerken Ulm ein Netz aus 48 Stromtankstellen aufbauen.

Interessant im Nahverkehr
Das von FG entwickelte Kommunikationssystem wird ab März Stück für Stück in Ulm eingeführt und erweitert. Das dortige Elektromobilitätskonzept ist auch für Regensburg interessant. Erste Gespräche zwischen FG und Oberbürgermeister Hans Schaidinger gab es bereits und demnächst werden sich Vertreter der Stadt Regensburg das Ulmer Projekt in natura ansehen.  Seit Februar ist FG offizieller Vertriebshändler für das Elektroauto „Think City“ eines norwegischen Herstellers und verfügt nun über die größte Elektrofahrzeugflotte Deutschlands. „Für Pendler im Nahverkehr ist die E-Mobilität auch mit der heutigen Technik schon interessant“, erklärt Zintl und die Mobilitätsstudie, die das Markt- und Sozialforschungsinstitut infas im Auftrag von Continental erstellt hat, bestätigt das. Als einer der größten Zulieferer für die internationale Autoindustrie ist Continental ein Pionier der Hybrid- und Elektrofahrzeugtechnologie. Im vergangenen Jahr hat Conti einen eigenen, hocheffizienten Elektromotor auf den Markt gebracht und dafür im niedersächsischen Gifhorn ein Motorenwerk mit einer Kapazität von 60.000 Motoren jährlich aufgebaut. Der Standort Regensburg ist mit rund 6.000 Beschäftigten der größte Standort der Continental Automotive Group und gleichzeitig der Hauptsitz der Conti-Divisionen „Powertrain“ und „Interior“,das heißt, hier geht es um den Antriebsstrang und die Informationstechnologie im Fahrzeug. Nach der Conti-Studie fahren in Deutschland neun von zehn Pkw-Nutzern weniger als 100 Kilometer täglich, eine Strecke, die mit den heutigen Elektroautos durchaus zu bewältigen wäre.

In drei Sekunden von Null auf 100
Nicht zuletzt deswegen ist für den Regensburger Jungunternehmer Manuel Ostner die Elektromobilität bereits Gegenwart. Vor drei Jahren gründete er das Unternehmen PG, das sich inzwischen zu einer internationalen Marke entwickelt hat. PG entwickelt und vertreibt exklusive E-Bikes in modernem Design. Damit brachte Ostner einen neuen Gedanken in die Elektromobilität ein: Wenn der Kunde erheblich mehr Geld für ein Elektrofahrzeug aufbringt, soll er etwas Exklusives und Individuelles bekommen. Mit seinen futuristischen E-Bikes hat es Ostner bis nach Los Angeles und Hollywood geschafft. Lady Gaga und Orlando Bloom sind begeistert von den PG-Bikes und werben sogar für das Regensburger Unternehmen. Im Januar haben Ostner und der Autokonstrukteur Michael Fröhlich in Berlin den „PG-Elektrus“ vorgestellt, einen Elektrosportwagen auf Lotus-Basis,der es laut Herstellerangaben in sich hat: Geschwindigkeit 300 Kilometer pro Stunde, Reichweite bis zu 350 Kilometer, Beschleunigung in weniger als drei Sekunden von Null auf 100.

„Unsere Philosophie verbindet nicht nur Exklusivität und Lifestyle, sondern wir haben auch einen Kernwert, den wir mit  ‚Be unique’ betiteln“, sagt Ostner. Die PG-Bikes werden in Regensburg entworfen und bei den Motorradwerken Zschopau in Serie gefertigt. Ostner bringt Spezialisten für die Entwicklung und Fertigung zusammen, um einzigartige Produkte zu schaffen. Das gilt auch für den PG-Elektrus, der in Düsseldorf gebaut wird.

Forschen statt fördern
Kleine, exklusive Unternehmen wie PG sind vielleicht die Keimzelle, um die Elektrofahrzeuge am Markt zu etablieren. Damit sie auch im Massenmarkt in Fahrt kommen, starteten Bund und Länder zahlreiche Förderprojekte. Josef Beimler von der IHK mahnt zur Vorsicht. „Man sollte bei der Elektromobilität nicht den gleichen Fehler machen wie bei der Solarenergie.“ Durch die Förderung der Solarenergie wurden massenweise Photovoltaikanlagen gebaut, aber nichts mehr in die Forschung und Weiterentwicklung investiert. Mit der Folge, dass heute die ersten Solar-Hersteller wieder schließen müssen, weil sie hinsichtlich der Technologie und dem Preis von den Unternehmen aus Fernost überholt wurden. Anstatt Millionenbeträge dafür auszugeben, ein Stromtankstellen-Netz zu bauen, für das es noch keinen Bedarf gibt, wäre es wohl sinnvoller, in die Grundlagenforschung zu investieren. „Dann würde sich der Erlös in einigen Jahren vervielfachen“, sagt Professor Dr.-Ing. Christian Schimpfle von der Fakultät für Elektro-und Informationstechnik an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Regensburg. Er wird ab dem Sommersemester das neue Labor „Elektromobilität“ leiten. Schimpfle und sein Kollege, Professor Dr. Manfred Bruckmann, beschäftigen sich vor allem mit Leistungselektronik. Ihre Projekte konzentrieren sich auf Ladetechnik, Batteriemanagement und Schaltungstechnik sowie auf Antriebstechnik und die Ansteuerung der Motoren. Im neuen Labor wird ein herkömmlicher Smart zu einem Elektroautoumgebaut und mit Messtechnik ausgestattet, um den Antriebsstrang und die Batterie zu überwachen und zu analysieren. Ziel ist es, die Batterie zu optimieren und ihre Lebensdauer zu verbessern. Der zweite Stellplatz im Labor „Elektromobilität“ gehört dem „Regenics-Team“. 2010 bauten die Studenten zum ersten Mal einen Elektrorennwagen, mit dem sie an der Rennserie „Formula Student Electric“ teilnahmen. Jetzt arbeiten sie am neuen Modell für die Rennserie 2012.

Schimpfle und Bruckmann haben bei ihren Projekten vor allem Lehre und Grundlagenforschung im Blick, aber auch Entwicklungen, die der Industrie unmittelbar nützen: „Innovation fördern, aber den Bezug zur Praxis nicht verlieren“, sagt Bruckmann und Schimpfle ergänzt: „Wir müssen auf alle Fälle innovativ sein, ansonsten verlieren wir Boden gegenüber den Unternehmen aus Fernost.“ Mit dem Masterstudiengang „Elektromobilität und Energienetze“ bereitet die Hochschule ihre Studierenden auf die Herausforderungen der elektromobilen Zukunft vor. Die beiden Professoren wünschten sich mehr Fördergelder zur freien, unabhängigen Forschung, aber natürlich sind sie auch offen für Sponsoren und Partner aus der Industrie.

Neues Mobilitätsverhalten gefragt
Eine Plattform, um Hochschulen und Unternehmen zusammenzubringen ist der Cluster „Elektromobilität“, der vor einem Jahr vom Amt für Wirtschaftsförderung der Stadt Regensburg ins Leben gerufen wurde und von Toni Lautenschläger organisiert wird. Die rund 40 aktiven Mitglieder des Clusters haben inzwischen vier Themenschwerpunkte definiert: Antriebsstrang, Intelligente Ladetechnik, Sicherheitsarchitektur im Fahrzeug und intelligente Energieversorgung. „Den Cluster kann man nicht hoch genug einschätzen“, sagt Breidenbach von der Rewag und auch die anderen Unternehmen loben das Netzwerk. Für die Firmen ist es dadurch wesentlich einfacher, Projektpartner zu finden sowie Informationen und Erfahrungen auszutauschen, um Zukunftsperspektiven besser einzuschätzen. Wie die elektromobile Zukunft aussehen wird, lässt sich noch nicht sagen. Mittelfristig wird es sicher nur weniger eine Elektrofahrzeuge geben, sondern vor allem kombinierte Antriebe. Sicher ist aber, dass die Automobilindustrie ein völlig neues Auto entwickeln muss und ein völlig neues Mobilitätsverhalten gefragt sein wird, „weg von der ‚mein Auto-Mentalität’ zu einer anwendungsorientierten Nutzung des Pkw“, sagt Toni Lautenschläger. Wegen der Ladezeiten für die Batterie, wird das eigene Auto nicht mehr jederzeit verfügbar sein. Deswegen könnten moderne Carsharing-Modelle, bei denen die Autos jeder Zeit an jedem Ort problemlos gemietet werden können, vor allem in der urbanen Mobilität eine wesentliche Rolle spielen. Für den Standort Regensburg und die Oberpfalz ist es existentiell, die Entwicklung in der Elektromobilität nicht zu verschlafen. Mit BMW, Continental und vielen mittelständischen Zulieferbetrieben und Engineering-Dienstleistern sind hier viele hochkarätige Unternehmen aus der Automobilindustrie ansässig, mit einer Dichte, die es nicht überall gibt. Dazu verfügt der Standort über ein sehr hohes elektrotechnisches Know-how. Einige trauen Regensburg und Umgebung sogar eine Vorreiterrolle zu, auf jeden Fall zeichnet sich ab, dass hier für die Elektromobilität ein sehr wirkungsvoller Cluster mit einer hohen Kompetenz entsteht.

Ralf Tautz
Wirtschaft konkret, April 2012