Mikromobilität: Verkehr in urbanen Räumen

Der Verkehr in urbanen Regionen führt zu spezifischen Problemstellungen. Einerseits resultieren sie aus der hohen Bevölkerungsdichte, andererseits wurden und werden in urbanen Raumen vornehmlich Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren für die Realisierung des Individualverkehrs genutzt, das die Klimabilanz verschlechtert, die direkte Umwelt verschmutzt und Lärmbelastungen verursacht, während herkömmliche Automobile viel Platz benötigen und für die Anwendung in der Stadt nicht optimal sind. Potenziale wie eine hohe Leistung, Geschwindigkeit, Reichweite und Beladungskapazität bleiben im alltäglichen Gebrauch ungenutzt und müssen nicht ausgeschopft werden, um dem Mobilitatsbedarf zu decken. Metropolregionen haben also einen besonderen Bedarf an alternativen, emissionsfreien Mobilitatslösungen.

In den letzten Jahren entstand vor diesem Hintergrund ein Trend zu Mobilitätsangeboten, die die Mobilitätsanforderungen der Verkehrsteilnehmer:innen zunehmend mit auf den jeweiligen Fahrabschnitt zugeschnittenen und nachhaltigen Lösungen beantworten. An die Stelle des Automobils als Universallösung treten dann häufig kleinere und damit im Energieverbrauch und Raumbedarf effizientere Lösungen. Dies lässt sich kurz unter dem Stichwort Mikromobilität zusammenfassen. Laut McKinsey & Company besteht ein Marktpotenzial von bis 300 Milliarden US-Dollar in den USA, 150 Milliarden US-Dollar in der EU und 50 Milliarden US-Dollar in China bis zum Jahr 2030 [1]. Allerdings existiert keine einheitliche Definition des Begriffs und weder Fachliteratur noch Medien verwenden eine einheitliche Kategorisierung. Im Fokus stehen soweit jedoch die Kürze von Fahrtstrecken einerseits, andererseits die geringe Größe der Fortbewegungsmittel.

So gibt es primär zwei Ansätze, Mobilitatslösungen zu entwickeln. Einerseits können Straßenfahrzeuge mit spezifischeren Anwendungskriterien konzipiert werden, welche genau auf die Fortbewegung in einer Stadt zugeschnitten sind. Solche Fahrzeuge werden nachfolgend als "Elektrische Leichtfahrzeuge" oder "Light Electric Vehicles" bezeichnet. Andererseits besteht Potenzial in der Motorisierung von ehemals mit Muskelkraft betriebenen Fortbewegungsmitteln wie Fahrrädern oder Tretrollern. Sie sollen als "Elektrische Kleinstfahrzeuge" oder "Personal Electric Vehicles" bezeichnet werden.

Den Trend hin zur Mikromobilität und emissionsfreier Fortbewegung in Großstädten begründete in den letzten Jahren die verstärkte Benutzung von Fahrrädern im Straßenverkehr. Es steht stellvertretend für neue Entwicklungen, die weg von großen Automobilen gehen und für kurze Distanzen geeignet sind. Werden Fahrräder mit elektrischen Hilfsantrieben ausgestattet, werden Sie Pedelecs genannt. Die Motoren erhöhen Reichweite, Geschwindigkeit sowie Komfort. Ein ebenso neues Konzept ist das des "Elektroscooters", welcher vor allem in Deutschland im Jahr 2019 durch die Zulassung im öffentlichen Verkehr ein bekanntes und weit verbreitetes Verkehrsmittel geworden ist [2]. Das Prinzip des Tretrollers wird ähnlich wie ein Fahrrad erweitert und mit Radnabenantrieben ausgestattet. Die Batteriepacks befinden sich auf der Unterseite des Trittbretts oder in der Lenkerstange. Ausgehend von diesen prominenten Beispielen auf Basis von Elektromotoren gibt es eine Vielzahl an Geräten und Neuentwicklungen wie elektrische Skateboards, Hoverboards oder Segways, die eine ähnliche Nische besetzen wollen.

Allerdings stehen diese Konzepte vor eigenen Herausforderungen. Sie weisen eine große Abhängigkeit von Wetter, Jahreszeiten und zusätzlicher Beladung auf, da kein eigener Innen- und Stauraum besteht, oder werden schlicht als zu unbequem wahrgenommen. Neben dem Anspruch von Verbraucher:innen an diesen Komfort gibt es Probleme, sie in die derzeitige städtische Infrastruktur einzugliedern. Beim Teilen eines Raumes mit Automobilen besteht ein erhöhtes Unfallpotenzial mit hoher Verletzungsgefahr.

Es ist also nicht davon auszugehen, dass der Autoverkehr mit Kleinstfahrzeugen und öffentlichen Verkehrsmitteln substituiert werden kann. Es ist daher sinnvoll und hilfreich, das Konzept des klassischen Automobils zu überdenken. Die Aufgabe ist es dann in erster Linie, das Auto als solches zu verkleinern und mit Elektromotoren auszustatten. Eines der bekanntesten Beispiele ist dahingehend der "Smart", welcher zwar mit Verbrennungsmotoren erdacht wurde, aber auf eine geringe Größe und weniger Masse setzt. Die selbe Richtung schlägt der "Renault Twizy" ein, welcher ein Gewicht von ca. 562 kg besitzt und mit einem Elektromotor ausgestattet ist [3]. Er dient als Vorzeigebeispiel, in welche Richtung sich Großstadtverkehr entwickeln kann. Weitere Beispiele für kleinere Fahrzeuge wären der Kabinenroller Carver aus den Niederlanden [4], die Wiederbelebung der Isetta in Form des Mikrolino [3] oder in Japan die Gruppe der gesellschaftlich anerkannten "Kei-Cars" [5].

Relevanz des Themas

Die Urbanisierung wird in Zukunft weiter fortschreiten und zu mehr Stadtverkehr führen, welcher zudem CO2 neutral sein muss. Zurzeit leben 55% der Weltbevölkerung in Städten, während es nach Schätzungen 68% in 2050 sein werden [6]. In Deutschland ist bis 2030 ein Wachstum um 6,8% von 77,5% auf 84,3% zu erwarten [7]. Der Mobilitatsbedarf in Städten wird steigen [5] und mit motorisierten Fahrzeugen umgesetzt werden: So erfolgten in Beijing 1986 noch 63% der Fahrten mit dem Fahrrad. 2012 waren es nur noch 14% [8]. Während die Schadstoffemissionen weltweit von ca. 1990 bis 2016 für Industrie, Energieerzeugung und Haushalte jeweils um 32 %, 16% und 14% gesunken sind, so stiegen die Emissionen durch Verkehr um 28 % [9]. Weltweit steigen die Fahrleistungen pro Fahrzeug und es werden mehr Fahrzeuge verkauft [9]. Dabei ist insbesondere die Nutzung von motorisierten Fahrzeugen zu betrachten: Bei allen Fahrten mit Pkw in Deutschland sitzen durchschnittlich nur 1,2 bis 1,3 Personen im Fahrzeug [5], ca. 60% aller Autofahrten in der Europäischen Union, China und den Vereinigten Staaten sind nicht länger als 8 km bis 14 km [1][10][11] und es werden nur Durchschnittsgeschwindigkeiten von 15 km/h bis 30 km/h erreicht [1][12]. Darüber hinaus befinden sich Pkw zu über 90% nicht in Betrieb und verbrauchen Stadtfläche in Form von Parkplätzen [10][11][13][14]. Es sollte also das Ziel sein, Verkehr und mobile Anwendungen neu zu überdenken.

Vorteile elektrisch-motorisierter Leichtfahrzeuge

  • Die Substitution von Verbrennungs- durch Elektromotoren verhindert die lokale Verschmutzung durch Abgase und verbessert die Klimabilanz von Stadt und Verbraucher*in. Stammt die Energie aus erneuerbaren Energien, kann die Klimabilanz neutral gehalten werden.
  • Elektrische Antriebe sind wesentlich leiser als Verbrennungsmotoren. Lärmkontamination wird erheblich reduziert oder gänzlich vermieden.
  • Die Nutzung von Elektromotoren bedeutet, dass keine Schaltgetriebe benutzt werden müssen. Werden Radnabenantriebe benutzt, kann sogar auf einen mechanischen Antriebsstrang verzichtet werden. Beides würde zu einer weiteren Reduzierung der Fahrzeugmasse führen. Der Konstruktionsaufwand für Antrieb und Antriebsstrang wird potenziell verringert.
  • Elektromotoren sind weniger wartungsintensiv als Verbrenner mitsamt Schaltgetrieben. Verbraucher:innen würden in den Unterhaltskosten entlastet.
  • Die besten Verbrennungsmotoren besitzen derzeit einen Wirkungsgrad von 40%. Elektrische Maschinen können aus ihrer bereitgestellten Energie ca. 80% und unter Optimalbedingungen bis zu 95% umsetzen.
  • Weniger Gewicht bedeutet weniger benötigte Energie zur Beschleunigung. Unabhängig der Antriebstechnologie bedeutet dies eine Einsparung von Betriebskosten für Verbraucher*innen. In Hinblick auf Strompreise verstärkt sich diese Synergie. Bei gleicher Fahrtstrecke sind die Kosten für Strom geringer als für Kraftstoffe.
  • Weniger Gewicht wirkt sich auf Unfälle aus. Bei gleicher Geschwindigkeit werden Bremswege kürzer und Unfälle ggf. gänzlich verhindert oder die Unfallschwere (Personen- und Sachschäden) wird potenziell verringert, da weniger Masse involviert ist. Daraus resultiert auch weniger Konfliktpotenzial für Kleinstfahrzeuge bei Nutzung der selben Infrastruktur und Fußgänger:innen im Straßenverkehr.
  • Weniger Größe bedeutet einen Vorteil in der Raumverteilung von Städten. Es könnten mehr Freiräume entstehen und mehr Parkplätze aus der bereits bestehenden städtischen Parkflächen gewonnen werden.

Vorteile elektrisch-motorisierter Kleinstfahrzeuge

  • Antrieb mittels elektrischer Motoren oder ggf. Muskelkraft. Lokale Verschmutzung wird verhindert und die Klimabilanz im Idealfall neutral gehalten.
  • Lärmkontamination wird vermieden.
  • Geringe Betriebs- sowie Unterhaltskosten und in der Regel geringere Kaufpreise.
  • Größe, Masse und Konstruktionsaufwand sind gering.
  • In Abhängigkeit von geforderten Reichweiten und Geschwindigkeiten ergeben sich sehr unterschiedliche Möglichkeiten, Kleinstfahrzeuge zu konzeptionieren. So können bspw. Fahrräder, Pedelecs und E-Scooter öffentliche Verkehrsmittel oder Straßenfahrzeuge ersetzen, besitzen aber eher ein hohes Gewicht und sind sperriger. Ein gering oder gar nicht motorisiertes Longboard ersetzt eher das zu Fuß gehen und ist einfach zu tragen.
  • Der Platzbedarf ist gering. Je nach Gewicht und Handlichkeit werden eventuell Abstellflächen und -räume benötigt oder das Fortbewegungsmittel kann in Innenräume mitgeführt werden. Dies lässt potenziell auch eine Kombination mit öffentlichen Verkehrsmittel zu, da die Geräte z.B. in einer Bahn Platz finden und sogar unter Sitzen abgestellt werden können.

Anwendung

Kleinst- und Leichtfahrzeuge bieten ein großes Potenzial, Lösungen für die Problemstellung der "First- und Last-Mile" bereitzustellen: Das Zurücklegen der ersten und letzten Meter von und zu Haltestellen, um öffentliche Verkehrsmittel zu fördern. Dabei stehen tägliche Pendelfahrten an Werktagen aus beruflichen Gründen im Vordergrund, die in Deutschland knapp 36% der gefahrenen Kilometer einer berufstätigen Person ausmachen. 70% aller Fahrten erfolgen generell in einem beruflichen Kontext [10].

Abgesehen davon sind Leichtfahrzeuge auch in der Lage, herkömmliche Fahrzeuge ohne deren Nachteile komplett zu ersetzen, wodurch die heutzutage bestehende Flexibilitat durch Pkw beibehalten werden kann. Potenzielle Nutzer:innen würden Leichtfahrzeuge neben der "Last-Mile" zu 82% für ihre täglichen Einkaufsfahrten, 75% für Freizeitaktivitäten und 57% direkt für den Arbeitsweg benutzen [5]. Personen mit Zugang zu Leichtfahrzeugen nutzen diese zu über 60% für oben genannte Fahrtstrecken und ca. 50% aller Befragten einer Studie können sich die Nutzung von Leichtfahrzeugen vorstellen [5].

Eine weitere Anwendung über Sharing-Dienste besteht auch heute schon. Car-, Bike- und Roller-Sharing sind inzwischen etablierte und dank mobilen Internets leicht zugängliche Möglichkeiten, um temporär Zugang zu individueller Mobilität zu schaffen, sodass auf den eigenen Besitz und dauerhaften Unterhalt verzichtet werden kann. Dies trifft in besonderem Maße auf jüngere Menschen in Städten zu, bei denen das Auto als Statussymbol an Bedeutung verliert und welche nicht die Notwendigkeit des dauerhaften Besitzes eines Automobils sehen [15]. So ermöglichen insbesondere Car-Sharing-Angebote situationsbedingt und individuell die Bewältigung langerer Strecken zu bestimmten Orten oder den Transport größerer Ladungen, welche öffentliche Verkehrsmittel nicht erreichen und an denen Kleinstfahrzeuge scheitern würden. Aber auch die temporäre Benutzung von Kleinstfahrzeugen kann bspw. mit Hinblick auf Gewicht, Ladeinfrastruktur, Platzbedarf (in der Wohnung) oder einer unregelmäßigen Nutzung interessanter als der permanente Besitz sein.

[1] Kersten Heineke, Benedikt Kloss, Benedikt Scurtu und Florian Weig. "Micromobility's 15.000-mile checkup". In: McKinsey Center for Future Mobility (2019).
[2] Andreas Burkert. Ein Milliardengeschäft mit Kleinstfahrzeugen. Okt. 2019. URL: https://www.springerprofessional.de/mikromobilitaet/multimodale-mobilitaet/ein-milliardengeschaeft-mit-kleinstfahrzeugen/17207618 (besucht am 06.06.2020).

[3] Michael Brecht. Elektrische Leichtmobile für Stadt und Land. Mai 2020. URL: https://emobilitaetblog.de/elektrofahrzeuge/elektroleichtfahrzeuge/elektrische-leichtmobile/ (besucht am 06.06.2020).
[4] Carver Homepage. URL: https://carver.earth/ (besucht am 03. 06. 2020).

[5] Wilhelm Bauer, Sabine Wagner, Fabian Edel, Sebastian Stegmuller und Elisabeth Nagl. "Mikromobilität". In: Fraunhofer-Institut fur Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) (2017).
[6] United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division. World Urbanization Prospects: The 2018 Revision. 2019.
[7] J. Rudnicka. Anteil von Stadt- und Landbewohnern in Deutschland von 1990 bis 2015 und Prognose bis 2050. Aug. 2020. URL: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/167166/umfrage/prognose-des-bewohneranteils-nach-wohnstandort-seit-1990/ (besucht am 26.10.2020).
[8] Shannon Bouton, Stefan M. Knupfer, Ivan Mihov und Steven Swartz. Urban mobility at a tipping point. URL: https://www.mckinsey.com/business-functions/sustainability/our-insights/urban-mobility-at-a-tipping-point (besucht am 01. 06. 2020).
[9] Heike Pro , Matthias Brand, Kurt Mehnert, J. Alexander Schmidt und Dieter Schramm. Elektrofahrzeuge für die Städte von morgen. Springer Fachmedien Wiesbaden, 2016.
[10] Mobilität in Deutschland - MiD. Ergebnisbericht. Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur - Referat G 13 Prognosen, Statistik und Sondererhebungen; infas - Institut für angewandte Sozialwissenschaft GmbH; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. - Institut für Verkehrsforschung; IVT Research GmbH; infas 360 GmbH, Dez. 2018. URL: http://www.mobilitaet-in-deutschland.de/pdf/MiD2017_Ergebnisbericht.pdf (besucht am 21. 01. 2021).
[11] Oliver Milman. How SUVs conquered the world - at the expense of its climate. Sep. 2020. URL: https://www.theguardian.com/us-news/2020/sep/01/suv-conquered-america-climate-change-emissions (besucht am 03. 09. 2020).
[12] Jens Tartler. Abrüstung in den Städten. Aug. 2020. URL: https://background.tagesspiegel.de/mobilitaet/abruestung-in-den-staedten (besucht am 03. 09. 2020).
[13] Martin Randelho. Die größte Ineffizienz des privaten Pkw-Besitzes: Das Parken. Feb.2013. URL: https://www.zukunft-mobilitaet.net/13615/strassenverkehr/parkraum-abloesebetrag-parkgebuehr-23-stunden/ (besucht am 03. 09. 2020).
[14] Felix Petersen. Städte müssen atmen - geben wir ihnen Platz! Sep. 2020. URL: https://background.tagesspiegel.de/mobilitaet/staedte-muessen-atmen-geben-wir-ihnen-platz (besucht am 04. 09. 2020).
[15] Ines Eisele. Das Auto: Vom Statussymbol zum Nutzgegenstand. März 2017. URL: https://www.dw.com/de/das-auto-vom-statussymbol-zum-nutzgegenstand/a-38045277 (besucht am 09. 07. 2020).