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Die Welt ist in Bewegung

Der Megatrend „Mobilität“ – das Bedürfnis, jederzeit und überall hin zu reisen – schafft Chancen und Herausforderungen für Mensch und Umwelt. Innovative Technologien liefern vielversprechende Lösungen. Erfahren Sie mehr über die neusten Entwicklungen.

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Von den frühen Nomadenvölkern bis zu den interkontinentalen Fluggästen der heutigen Zeit: Seit jeher verspürten Menschen den Drang – oder die Notwendigkeit – zu reisen. 2014 entsprach die Zahl der international Reisenden mit einer Milliarde ungefähr der Erdbevölkerung vor 150 Jahren.¹

Auch in diesem Jahr wird der Tourismus laut Schätzungen der Tourismusorganisation der Vereinten Nationen (UNWTO) mit 3 bis 4 Prozent überdurchschnittlich stark zulegen. Eine Entwicklung, die sich fortsetzen wird angesichts der rasanten Zunahme der Weltbevölkerung, die bis 2035 rund 10 Milliarden Menschen betragen dürfte, und der wachsenden Mittelschicht in bevölkerungsreichen Ländern wie China und Indien.

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Franz-Josef Radermacher, Professor für Informatik und Leiter des Forschungsinstituts für angewandte Wissensverarbeitung an der Universität Ulm, sieht die Treiber des Megatrends „Mobilität“ in der Globalisierung, der Migration und dem technologischen Fortschritt. Als Mitglied des Club of Rome, einer gemeinnützigen Organisation, die sich für eine nachhaltige Zukunft der Menschheit einsetzt, sieht er gerade in technologischen Innovationen enorme Chancen: nicht nur um dem steigenden Mobilitätsbedürfnis der Menschen gerecht zu werden, sondern auch um dabei umweltschonender zu werden. So setzt beispielsweise die Automobilindustrie zunehmend auf hybride Antriebe und Elektromotoren, auch Brennstoffzellen und Erdgasmotoren sind neuerdings ein Thema. Für die Mobilität von morgen spielen Innovationen, die Fahr- und Flugzeuge auf mehr Umweltverträglichkeit aber auch Effizienz, Komfort und Sicherheit trimmen eine Schlüsselrolle.

Weniger Verbrauch durch weniger Reibung und weniger Gewicht

Wie lassen sich im Flugverkehr weltweit pro Stunde eine Million Liter Kerosin einsparen? Durch die Verringerung von Reibung in Flugzeugtriebwerken. Denn dies bedeutet geringeren Energieverbrauch und gilt damit als Rezept für eine umweltverträglichere Mobilität. Dabei helfen ultradünne Hochleistungsschichten wie sie Oerlikon Balzers entwickelt. Diese Schichten sind bis zu 10 Mal dünner als ein menschliches Haar aber dennoch extrem hart. Das gleiche Verfahren bietet sich auch für Fahrzeugmotoren an. Trägt man eine solche Schutzschicht auf die Aluminiumlegierung in Zylinderbohrungen auf, sind keine Zylinderlaufbuchsen mehr nötig. Prototypen mit einer solchen Beschichtung von Oerlikon Metco legen bis zu 400’000 Kilometer schadenfrei zurück und beweisen damit ihre enorme Widerstandsfähigkeit.

Ein zweiter entscheidender Schlüssel, um bei Fahrzeugen den Verbrauch zu vermindern und diese umweltverträglicher zu gestalten, liegt in der Reduktion von Gewicht. Im Automobilbau werden deswegen heute wo immer möglich schwere Metall- durch leichtere Kunststoffteile ersetzt. Aus ästhetischen und funktionalen Gründen kann auf den Einsatz von Metall jedoch nicht gänzlich verzichtet werden. Innovative Verfahren sollten dabei aber umweltschonend sein. Denn das für die Metallbeschichtung bisher überwiegend angewandte Galvanisierungsverfahren verschmutzt Gewässer und die Schwermetallverbindungen, hauptsächlich Chromderivate, sind gesundheitsschädlich. Deshalb unterliegen sie in der EU strengen Richtlinien und auch Wachstumsländer wie China oder Brasilien haben strengere Vorschriften eingeführt. Die Industrie rüstet deshalb auf sauberere Lösungen um. Eine Schlüsselrolle spielt dabei die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) von Oerlikon Balzers, die den metallenen „Look“ ohne gewässerverschmutzende Galvanisierungsverfahren und umweltschädliche Schwermetalle erzielt.

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Eine weitere Möglichkeit, den Kraftstoffverbrauch zu verringern, bieten innovative Antriebssysteme. Zwei Beispiele: Verbindet man bei Hybridfahrzeugen den Elektromotor enger mit der Hauptantriebswelle, verringert sich dessen Gewicht um ganze 20 Prozent! Ein entsprechender Prototyp von Oerlikon Drive Systems spart damit 4 Prozent Kraftstoff. Ein leichter Elektromotor mit vier Gängen (4SED) erhöht die Energieeffizienz um 15 Prozent, wenn man ihn mit zwei separat betriebenen Antriebswellen ausrüstet.

Sicherer unterwegs dank intelligenten Fasern

Die Ansprüche an moderne Mobilität beschränken sich aber nicht allein auf die Umweltverträglichkeit. Konsumenten verlangen auch nach mehr Sicherheit und Komfort. Dabei spielen Textilien eine wichtige Rolle. Denn in jedem Auto befinden sich rund 30 Kilogramm leistungsfähige und intelligente Fasern, Garne und Verbundwerkstoffe. Reissfeste, elastische und hitzebeständige HMLS-Garne aus Polyester erhöhen die Stärke und Zuverlässigkeit von Sicherheitsgurten, Airbags und Fahrzeugreifen; leitfähige Textilien ermöglichen den Einbau von Heiz- und Kühlsystemen in den Sitzen; Bedienfelder wandeln Handbewegungen in Gangschaltsignale um; und biometrische Sensoren messen Anzeichen von Müdigkeit und Stress beim Fahrer. Andere Garne verbessern die Widerstandsfähigkeit und Sauberkeit der Sitze und Polsterungen im Fahrzeuginnern. Und der Innovation scheinen keine Grenzen gesetzt: Derzeit tüfteln visionäre Forscher gar an Spezialfasermischungen, die sich nach einem Aufprall von selbst reparieren, ähnlich dem Selbstheilungsprozess von Knochen.

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Und am Ende das selbstfahrende Auto

Ein anderes visionäres Thema im Megatrend „Mobilität“ sind selbstfahrende Fahrzeuge. Sie vereinen Automobil- und Informationstechnologien. Damit hätte der Mensch das Potenzial, seinen heutigen Mobilitätsbedarf mit etwa halb so vielen Fahrzeugen zu decken, schätzt Radermacher. Ein Bericht der US-amerikanischen Unternehmensberatung McKinsey und dem Massachusetts Institute of Technology der SENSEable City Lab (MIT) untersucht die Auswirkungen der Technologie auf das Stadtleben und schätzt das Ergebnis sogar noch dramatischer ein. Anstatt dass ein Fahrer sein Fahrzeug auf dem Parkplatz stehen lässt, wenn er es nicht braucht, könnte ein selbstfahrendes Auto Familienmitglieder oder Freunde transportieren. Auf diese Weise könnte die gleiche Anzahl von Menschen ihren Mobilitätsbedarf mit möglicherweise sogar 80 Prozent weniger Autos auf der Straße decken.

Bei den selbstfahrenden Fahrzeugen hat aktuell Google die Nase vorn, doch Daimler ist mit seinem Mercedes-Benz-Model „Future Truck 2025“ dicht auf den Fersen. Im neuartigen Sattelschlepper wird der Fahrer zwar nicht ganz ersetzt, die autonome Fahrtechnik nimmt ihm aber einen Grossteil der Arbeit im Führerstand ab.

Der Bedarf an Innovationen im Mobilitätssektor ist gross und bietet enorme Chancen. Technologische Entwicklungen müssen sich allerdings an einem „grünen“ Bekenntnis orientieren, damit der Schutz der Umwelt gewährleistet ist und die Mobilität nicht auf Kosten unserer Rohstoffe geht und den Ausstoss von Treibhausgasen verstärkt. Dann, so Radermacher, kann Innovation beiden Ansprüchen gerecht werden: dem Bedürfnis der Menschen nach mehr Mobilität und ihrem Wunsch nach mehr Nachhaltigkeit.

Von Gwen Moran


¹United Nations, “The World at Six Billion,” 1999. p.5.http://www.un.org/esa/population/publications/sixbillion/sixbilpart1.pdf

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