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Smart Mobility zielt darauf ab, Technologien zu nutzen, um unsere persönlichen und sozialen Mobilitätssysteme zu verbessern. Dabei soll der Verkehr nicht nur billiger, schneller und sicherer werden, sondern angesichts des Klimawandels und der Ressourcenknappheit auch das Kriterium der Nachhaltigkeit erfüllen. 

Drei Betrachtungswinkel: technologisch, sozial und politisch

Im Fokus einer Mobilitätswende stehen vor allem technologische Entwicklungen, zum Beispiel bei Kraftfahrzeugen oder der Mobilitätsinfrastruktur. Technologie funktioniert jedoch nicht in einem Vakuum; es gilt auch, die sozialen und politischen Auswirkungen zu berücksichtigen. Insgesamt wird Mobilität oft als technologisches Problem dargestellt, jedoch ist die primäre Herausforderung möglicherweise eine soziale.1

Smart Mobility basiert auf drei Grundsätzen, die untrennbar miteinander verbunden sind. Dabei geht es um

  • den Wechsel auf neue Mobilitätstechnologien und -konzepte, die ökologische Nachhaltigkeit mit wirtschaftlicher Tragfähigkeit verbinden,
  • die Optimierung der Nutzung von Mobilitätsinfrastrukturen und  ressourcen, etwa durch multimodale Ansätze, gemeinsame Nutzung oder den leichteren Zugang zum Verkehr, und
  • die Priorisierung der Verkehrsnutzung, unter anderem durch Preisgestaltung, Besteuerung und andere Möglichkeiten der Nachfragesteuerung.

Drei Herausforderungen: wechseln, optimieren, priorisieren

Mobilität und Verkehrssysteme sind von großer wirtschaftlicher Bedeutung. In den USA2 und der EU3 macht der Sektor jeweils mehr als 5 Prozent des entsprechenden Bruttoinlandsprodukts aus. Dabei beschränkt sich der Beitrag des Sektors zur Wirtschaft nicht nur auf seine direkten Auswirkungen, sondern er erstreckt sich auch auf indirekte Auswirkungen, die noch weitaus größer sind, etwa seine Rolle bei der Anbindung von Waren und Dienstleistungen an die Märkte, den Zugang zu Arbeitsplätzen, Bildung und Gesundheitsversorgung sowie die Förderung des Wirtschaftswachstums.4

Auf der anderen Seite sind nach dem kurzfristigen Rückgang während der COVID-19-Pandemie die Fragen zur Nachhaltigkeit im Verkehrssektor durch die gestiegene Nachfrage nach Mobilität wieder dringlicher geworden. Im Jahr 2021 trug der Verkehrssektor schätzungsweise 37 Prozent zu den globalen CO₂-Emissionen nach Endverbrauchssektoren bei5, mit dem Straßenverkehr als größter Verschmutzer. Dabei spielt die anhaltende Urbanisierung der Weltbevölkerung eine wichtige Rolle. Prognosen zufolge wird die Stadtbevölkerung bis 2050 um 2,5 Milliarden Menschen zunehmen.6 Im Zuge des steigenden Mobilitätsbedarfs durch die Ausdehnung der Ballungsräume zur Unterbringung der wachsenden Bevölkerung wird zur Bereitstellung von Mobilitätssystemen zudem immer mehr Boden mit zum Beispiel Asphalt oder Beton versiegelt. Diese zusätzlichen Probleme erfordern nachhaltige und effiziente Lösungen, um die negativen Auswirkungen der Mobilität auf die Ökosysteme, das Wassermanagement und die Biodiversität zu verringern.7

„Die drei Herausforderungen der Smart-Mobility-Wende: wechseln, optimieren, priorisieren.“

Smart-Mobility-Herausforderung #1: Wechsel

Die Frage der Dekarbonisierung steht zu Recht im Fokus der Überlegungen hinsichtlich der Umstellung auf neue Technologien im Verkehrssektor. Denn noch immer machen fossile Brennstoffe 91 Prozent des Endenergieverbrauchs im Verkehr aus. Dies entspricht einem Rückgang von nur drei Prozentpunkten gegenüber den frühen 1970er-Jahren.

In diesem Zusammenhang hat sich die Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen als die vielversprechendste Option zur Verringerung der Treibhausgasemissionen erwiesen. Auch weil die Fortschritte, etwa beim Wasserstoffantrieb, bislang nur schleppend verlaufen und nach wie vor grundsätzliche Fragen bezüglich der Umsetzbarkeit und der Umweltauswirkungen dieser Technologie bestehen. Durch die Nutzung von E-Fahrzeugen dagegen können weltweit bereits heute rund 0,7 Millionen Barrel Erdöl pro Tag eingespart werden.8 Vor allem in China und Europa steigen die Absatzzahlen elektrisch angetriebener Fahrzeuge weiter an, während sich die Vormachtstellung der Verbrennungsmotoren abschwächt – ein Trend, der zunehmend auch auf Nutzfahrzeuge (zum Beispiel Busse und Lkw) übergreifen dürfte.

Veränderungen der Verkaufszahlen nach Motorentyp

Veränderungen der Verkaufszahlen nach Motorentyp

Quelle: Bloomberg, Deutsche Bank AG. Stand: August 20239

Die bisherige Wertentwicklung lässt keine Rückschlüsse auf die künftige Wertentwicklung zu. Die Wertentwicklung bezieht sich auf einen Nominalwert, der auf Kursgewinnen/-verlusten beruht und die Inflation nicht berücksichtigt. Die Inflation wirkt sich negativ auf die Kaufkraft dieses nominalen Geldwerts aus. Je nach aktuellem Inflationsniveau kann dies zu einem realen Wertverlust führen, selbst wenn die nominale Wertentwicklung der Anlage positiv ist.

Warum Busse und Züge relevant bleibenAllerdings sind auch Elektrofahrzeuge bei der Verringerung der Verkehrsemissionen kein Allheilmittel. Ebenso wichtig ist die Weiterentwicklung von hybriden, fortschrittlichen Kraftstoffen und einer effizienteren Verbrennung.10 Zumal die zunehmende Nutzung batteriebetriebener Elektrofahrzeuge (BEV) eine deutlich verbesserte Ladeinfrastruktur sowie eine neue Stromerzeugungs- und  verteilungsinfrastruktur erfordert. Auch wenn die verstärkte Nutzung von Elektrofahrzeugen die direkten CO₂-Emissionen und die meisten mit der Fahrzeugnutzung verbundenen Umweltverschmutzungen verringern dürfte, verursacht der Herstellungsprozess von Elektrofahrzeugen selbst CO₂-Emissionen und verbraucht eine Reihe endlicher Rohstoffe. Für ein Standard-Elektrofahrzeug werden beispielsweise sechsmal so viele Mineralien benötigt wie für sein konventionelles Pendant.11 Daher gilt es, den Fokus auch auf die beiden anderen Herausforderungen von Smart Mobility zu legen: Optimierung und Priorisierung.

Smart-Mobility-Herausforderung #2: Optimierung

Optimierung bedeutet, Mobilitätsressourcen so effizient wie möglich zu nutzen, etwa durch verbesserte Konnektivität, Digitalisierung und andere technologische Fortschritte. Zu den aktuellen Schlagwörtern in diesem Zusammenhang gehören Shared Mobility, autonome Fahrzeuge und Mikromobilität.

  • Das Konzept der Shared Mobility (deutsch: geteilte Mobilität, also die gemeinsame Nutzung einer Verkehrsressource) besteht aus zwei Komponenten. Zum einen die gleichzeitige, gemeinsame Nutzung konventioneller Verkehrsmittel wie Bus, Zug, Schiff und Flugzeug durch mehrere Personen. Zum anderen die sogenannten Shared Rides (deutsch: geteilte Fahrten), also traditionelle und neuartige Verkehrsdienste, welche die gemeinsame Nutzung von bisher für Einzelpersonen vorgesehenen Verkehrsmitteln ermöglichen – zum Beispiel Taxis, Mietwagen, Ride-Hailing und Carsharing. Insgesamt hat Shared Mobility das Potenzial, die Nutzungsraten von Fahrzeugen erheblich zu steigern, die Transportkosten zu senken und die Verkehrsüberlastung in den Städten wirksam zu verringern. Das derzeitige System erscheint dagegen ineffizient, zumindest in Bezug auf die Nutzung. Studien haben gezeigt, dass private Pkw in der Regel eine begrenzte Anzahl von Personen befördern und etwa 95 Prozent ihrer Lebensdauer stehen, was bedeutet, dass nur 2 Prozent der theoretischen Ladekapazität von Pkw genutzt werden.12
  • Autonome Fahrzeuge haben das Potenzial, Shared Mobility erheblich zu beeinflussen, wenn sie zu autonom fahrenden Fahrzeugflotten („Robo-Taxis“ oder „Robo-Shuttles“) führen. Geringere Kosten (zum Beispiel für Arbeitskräfte oder Versicherungen) und Zeitgewinne (höhere Produktivität) versprechen dann, die Fahrtkosten insgesamt zu senken. Einer Prognose zufolge werden etwa die Endkundenkosten pro Kilometer für „Robo-Taxis“ im Jahr 2030 nur 20 Prozent höher sein als die für private Pkw.13 Es ist zwar unwahrscheinlich, dass autonome Fahrzeuge allein einen signifikanten direkten Einfluss auf den Energieverbrauch und die CO₂-Emissionen haben werden. Es besteht jedoch das Potenzial für erhebliche indirekte Auswirkungen, sofern andere Technologien und Verkehrsträger integriert werden.14, 15 So könnten Änderungen des Fahrstils, der Geschwindigkeit sowie der Fähigkeit, Kreuzungen zu passieren, zu einer Verringerung des Energieverbrauchs und der CO₂-Emissionen von insgesamt etwa 9 Prozent führen.16
  • Die Optimierung der Infrastruktur konzentriert sich aber nicht nur auf das Auto. Auch neue Formen des Transports sind möglich. Mikromobilität zum Beispiel bezieht sich auf die gemeinschaftliche Nutzung von leichten Transportmitteln wie Elektrofahrrädern, Elektrorollern, Elektromopeds und in Zukunft weiteren Alternativen. Denn der private Autoverkehr ist zwar bequem, in Hinblick auf die bestehende Infrastruktur und den Emissionsausstoß jedoch ineffizient. Der Ausbau des Bus- und Bahnverkehrs ist daher ebenfalls von entscheidender Bedeutung.

Warum Busse und Züge relevant bleiben

Warum Busse und Züge relevant bleiben

Quelle: IEA, Deutsche Bank AG. Stand: August 202317, 18

Die bisherige Wertentwicklung lässt keine Rückschlüsse auf die künftige Wertentwicklung zu. Die Wertentwicklung bezieht sich auf einen Nominalwert, der auf Kursgewinnen/-verlusten beruht und die Inflation nicht berücksichtigt. Die Inflation wirkt sich negativ auf die Kaufkraft dieses nominalen Geldwerts aus. Je nach aktuellem Inflationsniveau kann dies zu einem realen Wertverlust führen, selbst wenn die nominale Wertentwicklung der Anlage positiv ist.

Smart-Mobility-Herausforderung #3: Priorisierung

Die Umsetzung von Smart Mobility bedarf letztlich auch der Priorisierung von Zielen und Bedürfnissen sowie der Steuerung der Mobilitätsnachfrage, um die Nachhaltigkeitsziele zu erreichen. Dabei kann der Versuch, Prioritäten für Verkehrslösungen zu setzen, durchaus umstritten sein, wie die Erhebung von Straßenmaut, Straßensteuern oder Flughafenabfluggebühren zeigt. Aufgrund von Nachhaltigkeitsaspekten dürfte sich die Priorität dahin verlagern, die Nutzung bestimmter Verkehrsmittel (zum Beispiel älterer Autos) entweder durch ausdrückliche Verbote oder durch Preiserhöhungen einzuschränken.

Dieser vermehrte Eingriff in die Nachfragesteuerung birgt einen Konflikt: Einerseits können Eingriffe helfen, die Ziele zum Schutze der Umwelt und zur effizienteren Nutzung der Infrastruktur zu erreichen. Andererseits stellen sie einen starken Eingriff in eine freiheitliche Gesellschaft dar und wirken zudem wie eine regressive Besteuerung, bei welcher wirtschaftlich schwächere Haushalte überproportional belastet werden. Ein Verkehrsmanagement, das sich darauf beschränkt, die Preise für bestimmte Verkehrsträger zu erhöhen, und nicht in andere Verkehrsträger investiert, ist deshalb zum Scheitern verurteilt.

Allerdings gibt es Anzeichen für Fortschritte bei den Verkehrsinvestitionen: 25 Prozent der in Betrieb befindlichen U-Bahn-Linien und 10 Prozent der in Betrieb befindlichen Stadtbahnen wurden allein in den Jahren 2017 bis 2021 gebaut, hauptsächlich in China.19 Außerdem wissen wir bereits, dass Preise das Verbraucherverhalten stark beeinflussen können. Die Erfahrung vieler Städte, die Staugebühren eingeführt haben, zeigt, dass die Nachfrage nach öffentlichen Verkehrsmitteln steigt: In London stieg die Busnutzung innerhalb eines Jahres um 37 Prozent.20 Die Subventionierung öffentlicher Verkehrsmittel hat einen ähnlichen Effekt. In Deutschland gewährte das vorübergehend erhältliche, vom Staat subventionierte „9-Euro-Ticket“ Zugang zu allen öffentlichen Verkehrsmitteln (mit Ausnahme des Fernverkehrs): 17 Prozent aller Käufer hatten zuvor keine öffentlichen Verkehrsmittel benutzt.21

Die Bemühungen der Regierungen könnten auch dahin gehen, dass sie die Stadtplanung völlig neu überdenken, um nachhaltige und lebenswerte Städte für künftige Generationen zu fördern. Gemischt genutzte Stadtviertel, die einen einfachen Zugang zu wichtigen Dienstleistungen bieten, könnten die Bewohner dazu ermutigen, alternative Verkehrsmittel zu nutzen. Ein beispielhaftes Konzept, das die urbane Mobilität verändern und die Lebensqualität in der Stadt erhöhen soll, ist die 15-Minuten-Stadt, innerhalb der soziale Funktionen wie Wohnen, Arbeiten, Handel, Gesundheit, Bildung und Unterhaltung innerhalb von 15 Minuten zu Fuß oder mit dem Fahrrad zu erreichen sind.22 Die Umsetzung solcher Konzepte würde zu erheblichen Verkehrsverlagerungen führen und könnte sogar notwendig werden.

Quellen

1 World Bank (2023). Abgerufen unter: https://www.worldbank.org/en/topic/transport/overview.
2 Bureau of Transportation Statistics (2022). Abgerufen unter: https://www.bts.gov/newsroom/transportation-services-contributed-56-us-gdp-2021-increase-54-2020-below-58-2019.
3 European Commission (2021). Abgerufen unter: https://transport.ec.europa.eu/system/files/2021-04/2021-mobility-strategy-and-action-plan.pdf.
4 World Bank (2023). Abgerufen unter: https://www.worldbank.org/en/topic/transport/overview.
5 IEA (2023). Abgerufen unter: https://www.iea.org/topics/transport.
6 UN Population Division (2018). Abgerufen unter: https://population.un.org/wup/.
7 Xiao et al. (2013). Abgerufen unter: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S0341816213001045.
8 IEA (2022). Abgerufen unter: https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2023.
9 Bloomberg Intelligence (2023).
10 Co-Optima (2022). Abgerufen unter: https://www.energy.gov/sites/default/files/2022-06/beto-co-optima-fy15-fy21-impact.pdf.
11 IEA (2021). Abgerufen unter: https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions.
12 Eurostat Passenger Mobility Statistics (2022).
13 McKinsey (2022). Abgerufen unter: https://www.mckinsey.de/~/media/mckinsey/industries/automotive Prozent20and Prozent20assembly/our Prozent20insights/the Prozent20road Prozent20to Prozent20affordable Prozent20autonomous Prozent20mobility/the-road-to-affordable-autonomous-mobility.pdf.
14 Wadud, Z. et al. (2016). „Help or hindrance? The travel, energy and carbon impacts of highly automated vehicles“. Transportation Research Part A 86: 1–18.
15 Keoleian, G., et al. (2016). Road Map of Autonomous Vehicle Service Deployment Priorities in Ann Arbor. CSS 16–21.
16 Gawron, J., et al. (2018). „Life Cycle Assessment of Connected and Automated Vehicles: Sensing and Computing Subsystem and Vehicle Level Effects“. Environmental Science & Technology 52 (5): 3249–3256. 
17 TUMI (2018). Abgerufen unter: https://www.transformative-mobility.org/wp-content/uploads/2023/03/Passenger-Capacity-of-different-Transport-Modes_2021-09-08-071924_mmuh-AQ55yh.pdf.
18 IEA (2023). Abgerufen unter: https://www.iea.org/energy-system/transport/rail.
19 IEA (2022). Abgerufen unter: https://www.iea.org/energy-system/transport/rail.
20 Center for Public Impact (2016). Abgerufen unter: https://www.centreforpublicimpact.org/case-study/demand-management-for-roads-in-london.
21 VDV (2022). Abgerufen unter: https://www.vdv.de/bilanz-9-euro-ticket.aspx.
22 Moreno et al. (2021). Abgerufen unter: https://www.mdpi.com/2624-6511/4/1/6.

Glossar

  • Automobile und Komponenten: Unternehmen, die Automobile und Automobilkomponenten herstellen.
  • Autonome Fahrzeuge (AV) / Autonomes Fahren (AD): AVs sind in der Lage, ohne menschliches Zutun zu fahren. AVs sind für AD verantwortlich, zu dem die Wahrnehmung der Umgebung, die Überwachung kritischer Systeme und die Steuerung, einschließlich Navigation, gehören.
  • Biodiversität: Biodiversität bezieht sich auf die Variabilität unter lebenden Organismen jeglicher Herkunft, einschließlich u. a. terrestrischer, mariner und anderer aquatischer Ökosysteme und der ökologischen Komplexe, zu denen sie gehören; sie umfasst die Vielfalt innerhalb der Arten, zwischen den Arten und die Vielfalt der Ökosysteme.
  • Biokraftstoffe: eine Art Kraftstoff, der aus Biomasse gewonnen wird, also aus organischen Stoffen wie Pflanzen, landwirtschaftlichen Abfällen oder forstwirtschaftlichen Rückständen.
  • BIP (Bruttoinlandsprodukt): Das Bruttoinlandsprodukt ist ein Maß für die wirtschaftliche Leistung einer Volkswirtschaft in einem bestimmten Zeitraum. Es misst den Wert der im Inland produzierten Waren und Dienstleistungen (Wertschöpfung), soweit diese nicht als Vorleistungen für die Produktion anderer Waren und Dienstleistungen verwendet werden.
  • CO₂ (Kohlendioxid): CO₂ ist ein Treibhausgas, das zur globalen Erwärmung und zum Klimawandel beiträgt.
  • DSRC (Dedicated Short-Range Communication): DSRC ist eine Technologie für den direkten drahtlosen Austausch von Vehicle-to-Everything- und anderen intelligenten Verkehrssystemdaten zwischen Fahrzeugen, anderen Verkehrsteilnehmern und der straßenseitigen Infrastruktur.
  • Endverbrauchssektoren: Die Endverbrauchssektoren – Verkehr, Industrie, Wohnen und Gewerbe – sind die vier Sektoren, die Primärenergie und Strom verbrauchen.
  • EV (Elektrofahrzeuge): Elektrofahrzeuge sind Fahrzeuge, die Elektromotoren zum Antrieb verwenden, die von einem Kollektorsystem mit Strom aus externen Quellen versorgt werden oder autonom von einer Batterie angetrieben werden können.
  • FCV (Fuel Cell Vehicles): FCVs sind Fahrzeuge, die Brennstoffzellen zur Stromerzeugung nutzen, normalerweise unter Verwendung von Sauerstoff aus der Luft und komprimiertem Wasserstoff.
  • GPS (Global Positioning System): GPS ist ein satellitengestütztes Funknavigationssystem. Es gehört der Regierung der Vereinigten Staaten und wird von der United States Space Force betrieben. Es ist eines der globalen Navigationssatellitensysteme (GNSS) und liefert Geolokalisierungs- und Zeitinformationen an einen GPS-Empfänger überall auf oder in der Nähe der Erde, wo eine freie Sichtlinie zu vier oder mehr GPS-Satelliten besteht.
  • GWh: Gigawattstunde.
  • ICE (Internal Combustion Engine): ICE ist eine Wärmekraftmaschine, bei der Kraftstoff mit einem Oxidationsmittel in einer Brennkammer verbrannt wird, wodurch Hochtemperatur- und Hochdruckgase in kinetische Energie umgewandelt werden, die die Motorkomponente antreibt und so Bewegung oder Leistung ermöglicht.
  • INS (Inertial Navigation System): Ein INS ist ein Navigationsgerät, das Bewegungssensoren, Rotationssensoren und einen Computer verwendet, um kontinuierlich die Position, Ausrichtung und Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts durch Koppelnavigation zu berechnen, ohne dass externe Referenzen erforderlich sind.
  • Investitionsgüterunternehmen: Unternehmen, die Chemikalien, Baumaterialien, Forstprodukte, Glas, Papier und verwandte Verpackungsprodukte herstellen, sowie Metall-, Mineralien- und Bergbauunternehmen, einschließlich Hersteller von Stahl.
  • Kathode und Anode: In der Chemie ist eine Anode eine Elektrode, an der Oxidation stattfindet, und eine Kathode ist eine Elektrode, an der Reduktion stattfindet. Die Anode ist die Elektrode, an der Elektronen die Zelle verlassen, während die Kathode die Elektrode ist, an der Elektronen in die Zelle gelangen.
  • Kritische Metalle: Metalle, die für den Übergang zu sauberen Energietechnologien von entscheidender Bedeutung sind, wie Kupfer, Lithium, Nickel, Mangan, Kobalt, Grafit, Zink, Seltenerdelemente und andere.
  • kWh: Kilowattstunde.
  • Lidar (Light Detection and Ranging): Lidar ist eine Methode zur Entfernungsmessung, bei der ein Laser auf ein Objekt oder eine Oberfläche gerichtet und die Zeit gemessen wird, die das reflektierte Licht benötigt, um zum Empfänger zurückzukehren.
  • Lithium-Ionen-Batterien: Eine Lithium-Ionen-Batterie ist eine Art wiederaufladbare Batterie, die Lithiumionen als Hauptbestandteil ihres Elektrolyten verwendet. Die negative Elektrode einer herkömmlichen Lithium-Ionen-Zelle besteht typischerweise aus Grafit, einer Form von Kohlenstoff, während die positive Elektrode typischerweise ein Metalloxid ist.
  • Lithiumeisenphosphat (LFP): Eine Lithiumeisenphosphatbatterie ist eine Art wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterie, die Lithiumeisenphosphat (LiFePO4) als Kathodenmaterial verwendet.
  • MaaS (Mobility as a Service): Mobility as a Service ist ein Konzept, das auf eine integrierte und nachhaltige Bereitstellung abzielt.
  • Ökosysteme: ein Komplex lebender Organismen, ihrer physischen Umgebung und aller ihrer Wechselbeziehungen in einer bestimmten Raumeinheit. Sie bieten eine breite Palette von Dienstleistungen an, darunter Lebensmittel, Wasser, Luftreinigung und Erholung.
  • Treibhausgasemissionen: Gase, die Wärme in der Atmosphäre speichern und zu dem Phänomen beitragen, das als Treibhauseffekt bekannt ist, wie CO₂, CH₄, H₂0, N₂O, O₃ und andere. Wasserstoff: wird als Brennstoff mit reinem Sauerstoff verbrannt. Es kann ein kohlenstofffreier Kraftstoff sein, wenn er durch einen Prozess hergestellt wird, bei dem kein Kohlenstoff entsteht.

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Redaktionsschluss: 22. Januar 2024, 15 Uhr