Beiträge

© tonefotografia-stock.adobe.com

Nachhaltigkeit 4.0 – Smart City im Fokus

/in /von

Unter dem Begriff Smart City werden Ideen zur zukünftigen Organisation von Städten diskutiert. Es geht dabei um städtebauliche Konzepte, die mittels technischer, wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Neuerungen die Lebensqualität steigern sollen und dabei besonders auf Verkehr und Ökologie abzielen sowie neue Formen des sozialen Miteinanders fördern. Als Mittel zur Erreichung dieser Zwecke dienen Innovationen aus den Bereichen E-Government, Internet-of-Things, autonomes Fahren und Industrie 4.0. Durch Cloud-Technologie sowie den neuen Mobilfunkstandard 5G sollen diese intelligent verknüpft werden, um die angesprochenen Ziele zu erreichen.

 

Warum Smart City?

Die Verstädterung und Urbanisierung nimmt weltweit zu. Immer mehr Menschen ziehen vom Land in städtische Gebiete. Als Folge hiervon wachsen die Städte in puncto Fläche, Einwohnerzahl und -dichte. Durch Ressourcenknappheit sowie neue Anforderungen im Bereich Umweltschutz ist in ‘der Stadt der Zukunft’ die Nachhaltigkeit als ein wichtiges Schlüsselelement zu betrachten. Die Weltbevölkerung wächst global betrachtet immer noch rasant. Laut des Zählers der Deutschen Stiftung für Weltbevölkerung leben zur Zeit über 7,7 Milliarden Menschen auf der Erde. Erst vor 20 Jahren wurde die 6-Milliarden-Marke überschritten. Prognosen derselben Stiftung gehen davon aus, dass ungefähr ab dem Jahr 2050 über 10 Milliarden Menschen auf der Erde leben werden. Das entspräche etwa einer Verzehnfachung der Weltbevölkerung in den letzten 200 Jahren. Tritt die von der UNO angenommene durch Wohlstandseffekte induzierte Abflachung der Steigerungskurve nicht ein, dann führt das ungebremste derzeitige Bevölkerungswachstum dazu, dass um die nächste Jahrhundertwende nahezu 20 Milliarden Menschen die Erde bevölkern. Dadurch ergeben sich zunehmend komplexere Anforderungen an die Gestaltung von Städten, die nur durch integrierte technologische und digitale Innovationen zu meistern sind.

 

Nachhaltigkeit gewinnt an Relevanz

Das Bevölkerungswachstum der Menschheit führt unweigerlich zu einem globalen Anstieg des Ressourcenverbrauchs. Ebenso kann angenommen werden, dass in der Folge auch produktions- und verkehrsbedingte Emissionen ansteigen werden. Neue stadtplanerische Ansätze könnten für mehr Effizienz und damit für eine Reduktion der Emissionen sorgen. Geht man weiterhin von einem die Atmosphäre erwärmenden Klimawandel aus, kann aktuell aber nur spekuliert werden, ob die Ergebnisse dieser neuen Ansätze zu einer ausreichenden Emissionsverminderung führen. Im Jahr 1979 verbrauchte weltweit jeder Mensch durchschnittlich ca. 7,2 Tonnen gesammelte Ressourcen, heute sind es 11,8 Tonnen pro Jahr und Kopf. Gleichzeitig hat sich seit dem die Weltbevölkerung mehr als verdoppelt. Da aktuell bereits über die Hälfte der Menschheit in Städten wohnt und es bis 2030 bereits zwei Drittel sein sollen, ist Nachhaltigkeit in urbanen Gebieten ein wichtiges Element der Zukunftsgestaltung. Beide Phänomene, Bevölkerungswachstum und fortschreitender Klimawandel, führen zu neuen Verantwortlichkeiten für die stadtplanende Politik. Daraus ergeben sich zahlreiche neue Ansätze für innovative Unternehmen und Start-Ups.

 

Wie kann Nachhaltigkeit geschaffen werden?

Eine Stadt ist ein vielschichtiges komplexes Gebilde. Um einen höheren Grad von Nachhaltigkeit zu erreichen, können mehrere Bereiche beeinflusst und optimiert werden. Viel Potenzial liegt im Verkehrswesen: Intelligente Verkehrsleitsysteme können im besonderen den PKW-Verkehr effizienter und damit umweltschonender organisieren. Noch mehr Potential liegt im Ausbau des öffentlichen Nahverkehrs, der die Nutzung des PKW in der Stadt obsolet machen kann. Werden Busse, Züge, U- und Straßenbahnen einer Stadt zusätzlich elektrisch mit Strom aus regenerativen Quellen betrieben, trägt dies erheblich zur Reduzierung des Schadstoffausstoßes bei. Zudem werden die positiven Auswirkungen eines gut ausgebauten Fahrrad-Straßennetzes, bei dem sich z.B. PKW und Fahrräder die Fahrbahn nicht mehr teilen müssen, noch weithin unterschätzt. Laut Umweltbundesamt könnte Fahrradfahren ohne Probleme über 30% des städtischen Verkehrs ersetzen. Dabei würde sehr viel Ausstoß von Abgasen wie CO2 eingespart. Gleichzeitig benötigen Fahrräder viel weniger Fläche als PKWs, verursachen fast keinen Lärm, sind kostengünstiger im Betrieb, bringen ihre Nutzer oftmals sogar schneller ans Ziel und können sogar dem weithin vorherrschenden Bewegungsmangel vorbeugen und damit einen gesundheitlichen Zusatznutzen erbringen. Es gibt Beispiele, die den Erfolg einer fahrradfreundlichen Verkehrsinfrastruktur belegen. So ist in Amsterdam in den letzten 20 Jahren der Autoverkehr um 20% zurückgegangen während der Anteil von Fahrrädern an den genutzten Verkehrsmitteln um 40% gestiegen ist.

 

Neue Wege und Smart Mobility für mehr Lebensqualität

Neben der Optimierung des Verkehrsnetzes kann auch autonomes Fahren einen Teil zur Entlastung der Straßen beitragen. So verfolgt beispielsweise der E-Auto Hersteller Tesla Pläne, seine Fahrzeugflotte mit einer Software auszurüsten, welche es ermöglichen soll, die Fahrzeuge als Robotertaxis zu nutzen. Würde dieser Ridesharing-Dienst tatsächlich nachgefragt, könnte es zu einer Verringerung von Fahrzeugen insgesamt und dadurch zu einem geringeren Flächenverbrauch für den Verkehr kommen. Ein Konzept mit zumindest theoretischem Potenzial, insbesondere dann, wenn weitere Autohersteller nachziehen. Wann die hierzu notwendige Technik sowie die städtischen Infrastrukturen einen entsprechenden Reifegrad erreicht haben, welche die Behörden in die Lage versetzen, solche an das Autonome Fahren geknüpfte Mobilitätskonzepte zuzulassen, ist derzeit noch nicht absehbar. Schon umsetzbare innovative Mobilitätskonzepte, wie beispielsweise Carsharing, tragen heute bereits dazu bei, unseren Verkehr klimaneutraler zu gestalten. 

 

Saubere Luft wird zum kritischen Faktor

Alleine in China sterben rund eine Million Menschen pro Jahr an zu hoher Feinstaubbelastung. In Indien sind 600 Millionen Einwohner jünger als 25 Jahre, ein deutlicher Hinweis auf noch bevorstehendes Bevölkerungs- und Städtewachstum. Für den Kontinent Afrika wird eine Verdoppelung der heutigen Bevölkerung bis zum Jahr 2050 angenommen. Dies sind nur einige besonders markante Beispiele für die Herausforderung, weltweit mit intelligenten Konzepten die aktuelle und kommende Stadtentwicklung zu steuern und dadurch die Verbesserung des Weltklimas insgesamt zu fördern. Dort wo die Einwohnerzahlen die stärksten Zuwächse aufweisen, ist es umso wichtiger, nachhaltige Konzepte von Anfang an in den Städtebau zu integrieren. Ein ‘grüner’ Technologietransfer vom Westen kann dabei helfen, allerdings auch ein solcher in umgekehrter Richtung. Ein Beleg hierfür ist die Kooperation der Stadt Duisburg mit dem chinesischen Technologiekonzern Huawei, mit dem Ziel, die Stadt als Smart City mit Referenz-Charakter in Westeuropa auszubauen.

 

Auch die Automobilindustrie fokussiert die Nachhaltigkeit

Diese urbanen Umwälzungen haben auch Auswirkungen auf die Automobilindustrie. Viele Lösungsvorschläge zur Zukunft der Stadt beurteilen die innerstädtische Nutzung insbesondere von PKWs mit Verbrennungsmotoren kritisch. Der Daimler Konzern legt bei seinem Nachwuchswettbewerb Startup-Autobahn inzwischen großen Wert auf ‘Sustainability’. Junge Unternehmen aus den Bereichen ‘Climate Protection’ & ‘Air Quality’, ‘Resource Preservation’, ‘Livable Cities’ und ‘Human Rights’ werden in gemeinsamen Projekten gezielt gefördert. Mit ihren Ideen und Konzepten sollen die Start-Ups einerseits zum Erhalt einer lebenswerten Umwelt für nachfolgende Generationen und andererseits zu einer zukunftsfähigen Ausrichtung der Automobilbranche beitragen. 

 

Wie sehen Sie die Zukunft des städtischen Lebens, insbesondere in den wachsenden Metropolen weltweit? An welchen Entwicklungen wollen Sie unternehmerisch partizipieren? Nehmen Sie gerne Kontakt mit unseren magility Beratern auf.

Open Source

Open Source als Kooperationsmodell

/in /von

Open Source ist ein Entwicklungsansatz mit Ursprung im Softwarebereich. Eine Software gilt als Open Source, wenn jeder den Quellcode einsehen, verändern, nutzen und für eigene Zwecke nach eigenen Vorstellungen erweitern darf. Der Quellcode beschreibt den Aufbau der Software und wie sie arbeitet und kann folglich als DNA einer Software bezeichnet werden. Quellcode erfordert meist sehr zeitintensive Entwicklungsarbeit. Um die eigene Leistung zu schützen, halten viele Unternehmen den Quellcode ihrer Software unter Verschluss, abgesichert durch Lizenzen. Durch Open Source hingegen entstand im Jahr 1998 eine Bewegung, die Transparenz als Vorteil erkannt hat und heute maßgeblich die Softwareentwicklung beeinflusst. Die meisten Computernutzer profitieren heutzutage von Open Source-entwickelter Software.

Die Geschichte von Open Source

Als Beginn der Open Source Kultur gilt das Jahr 1998. Damals beschloss das Unternehmen Netscape den Quellcode seines Browsers ‘Netscape Navigator’ frei zu veröffentlichen, um im Konkurrenzkampf mit dem beliebten Microsoft Internet Explorer eine neue Strategie zu erproben. Tausende Entwickler außerhalb der Netscape Organisation wurden angesprochen und eingeladen, an der Entwicklung eines neuen Browsers mitzuarbeiten. Aus diesem Projekt entstand später die Mozilla Foundation mit Sitz im kalifornischen Mountain View, eine offiziell gemeinnützige Organisation, welche heute überwiegend durch den Betrieb des Browsers Mozilla Firefox bekannt ist. Der Open Source Ansatz verbreitete sich schnell im Silicon Valley und ist heute ein maßgeblicher Teil der Programmier-Kultur in der Software-Szene.

Was bedeutet Open Source genau?

Damit eine Software als Open Source bezeichnet werden darf, müssen mehrere Kriterien erfüllt sein. Die 1998 zum Schutz und Verbreitung der Open Source Idee gegründete Open Source Initiative definiert hierzu zehn Punkte. Die maßgeblichen drei sind:  

  1. Die Software mit ihrem Quellcode muss in lesbarer Form für jeden einsehbar vorliegen, etwa als Text oder in einer bekannten Programmiersprache. 
  2. Die Software darf nach Belieben kostenfrei genutzt, kopiert oder verbreitet werden. 
  3. Veränderungen und Erweiterung an der Software sind ohne Einschränkungen möglich und dürfen nicht durch Lizenzen verboten sein.

Bekannte Beispiele für Open Source Software sind der Browser Mozilla Firefox, die Betriebssysteme Linux und Symbian, die Blogging Plattform WordPress, die E-Commerce Plattform Magento oder die Online-Enzyklopädie Wikipedia. 

Das Gegenteil von Open Source Software ist die proprietäre Software (englisch: ‘closed source’), deren Quellcode nur für die Entwickler einsehbar ist. Beispiele für proprietäre Software sind etwa Microsoft Office oder Adobe Photoshop. In fast jeder Software Kategorie gibt es eine kostenfreie Alternative zu einer käuflichen proprietären Software. Deckt eine Software Aufgabenspektren bei Banken oder im medizinischen Bereich ab, handelt es sich aufgrund von besonders strengen Sicherheitsanforderungen aber meistens um proprietäre Software. 

Was sind die Vorteile von Open Source?

Der Open Source Gedanke wurde zu einer echten Bewegung, das Prinzip des ‘Codens mit offenen Büchern’ hat sich zu einer Ehrensache unter Programmierern entwickelt.

Jeder mit dem notwendigen Verständnis der Materie darf eine Open Source Software nutzen, modifizieren, weiterverbreiten und vor allem an ihr wachsen. Wenn ein Quellcode freigegeben ist, können andere Programmierer vom Aufbau der Software lernen und dadurch ihre eigenen Fähigkeiten erweitern. Hat ein Programmierer eine Schwachstelle in der Software entdeckt, kann er diese beseitigen oder der Community melden. So können Fehler und Sicherheitslecks unter Umständen schneller beseitigt werden als durch den Kundenservice der Herausgeber einer proprietären Software. Wenn ein Programmierer ein neues Feature für eine Open Source Software entwickelt hat, kann er dieses problemlos hinzufügen und zur weiteren Bearbeitung und Nutzung freigeben. Dadurch erhält er Anerkennung in den entsprechenden Fachkreisen und kann seine Fähigkeiten unter Beweis stellen. Die Open Source Community wird dabei um einen weiteren Codeschnipsel bereichert, welcher wiederum weiterentwickelt und verbreitet werden darf. Einheitliche Programmiersprachen, globale Vernetzung in Echtzeit durch das Internet und die hohe Anzahl von Programmierern auf der ganzen Welt, sorgen für große Entwicklungsschübe bei Open Source Software. Ein Global Tribe, bestehend aus unterschiedlichsten Spezialisten, vereinigt im Ziel, durch Software die Welt zu verbessern, kann einen Output von ganz anderer Größe generieren als ein Team oder eine Abteilung eines Unternehmens. Und die Open Source Gemeinde wächst. Längst haben auch Software-Riesen wie Google die Innovationskraft des Systems Open Source erkannt und sind mit verschiedenen Initiativen, kommuniziert über die Plattform ‘Google Open Source’, Teil der Szene, um von den Ideen der Crowd zu profitieren. Denn in der Szene in Verruf zu geraten, will sich kaum einer noch leisten. So hat auch SAP jüngst der Community ein Software-Framework zur Entwicklung von Web-Apps zur Verfügung gestellt und Microsoft erwarb dieses Jahr die größte Open Source Plattform Github, denn das Internet gilt als das Betriebssystem der Zukunft.

Verbesserter Innovationsprozess durch Open Source

Für die Innovationsprozesse und das Geschäftsmodell eines Unternehmens bietet der Open Source Ansatz viel Potenzial. Denn wenn bestimmte Ressourcen zur Erreichung eines Zieles in der eigenen Organisation nicht vorhanden sind, kann es sinnvoll sein, sich diese von externen Spezialisten einzuholen. Das spart eigene Kapazitäten und Ausgaben. Das Unternehmen erhält sein gewünschtes Produkt, die Open Source Community ein neues, frei verfügbares Element. Alternativ können mehrere Unternehmen, die an ähnlichen Funktionalitäten interessiert sind, sich die Entwicklung des Codes einfach und unbürokratisch aufteilen, indem jedes Unternehmen ein Feature oder eine Funktionalität beisteuert. In Summe erhalten so alle Unternehmen sämtliche Funktionen mit deutlich geringerem Kostenaufwand. Dadurch weist Open Source Ähnlichkeiten mit dem ‘Open Innovation Ansatz’ auf, bei dem eine Organisation ihre Kunden oder sogar die öffentliche Meinung zur Ideenfindung in ihren Innovationsprozess einbezieht. Open Source geht sogar noch weiter, da die Ergebnisse frei geteilt werden. Bezieht ein Unternehmen viele externe Entwickler im Rahmen eines Open Source Projektes mit ein, kann deutlich schneller entwickelt und Fehler zuverlässiger erkannt und korrigiert werden. 

Open Source – ein Prinzip, viele Branchen

Gibt ein Unternehmen sein Wissen oder seine Software frei, geschieht dies nur selten aus altruistischen Motiven. Eigene Innovationen nicht zu patentieren, kann dazu beitragen Marktanteile zu gewinnen. Eine freigegebene Software kann unterstützen, einen Branchenstandard zu schaffen, durch dessen Verbreitung sich weitere lukrative Geschäftsmodelle ergeben. Beispiele dafür sind kostenpflichtige Zusatzprogramme oder Serviceleistungen zur Integration der Software in einen Betrieb. So kann zum Beispiel jeder mit Internetzugang die Google Suchmaschine kostenlos nutzen. Geld verdient Google dann über den Traffic der Nutzer mit Werbeanzeigen. Das Geschäftsmodell ging auf und Google wurde Weltmarktführer. Ein anderes Beispiel ist der Autohersteller Tesla. Als ‘First Mover’ in der Elektromobilität hat Tesla die meisten seiner Patente der Öffentlichkeit und damit auch der Konkurrenz zur Verfügung gestellt. Offizielle Beweggründe von Tesla dafür sind, anderen Fahrzeugherstellern zu ermöglichen, ebenfalls erfolgreiche Elektroautos zu bauen, da Tesla es nicht alleine schaffen kann, den u.a. verkehrsbedingten Klimawandel zu stoppen. Im Grunde geht es aber auch darum, dass die gesamte Ladeinfrastruktur für batteriebetriebene Autos nicht von einem Hersteller alleine aufgebaut werden kann. Würden neben Tesla andere Hersteller ebenfalls in Ladestationen investieren, wäre es auch für Tesla deutlich einfacher seine Elektrofahrzeuge auf dem Markt zu etablieren und Marktanteile zu sichern. Diese Zusammenarbeit zum beiderseitigen Vorteil wird auch die Pflege des Open Source Ökosystems genannt.

Gibt es auch Nachteile? – Chancen und Risiken von Open Source

Es gibt Fälle, in denen eine vom Unternehmen bereitgestellte Open Source Software, von Wettbewerbern so genutzt wurde, dass den Initiatoren daraus ein Schaden entstand und diese die Open Source Software Lizenz im Nachhinein eingeschränkt haben. So z.B. haben die Unternehmen Radis Labs und MongoDB in der Vergangenheit Lizenzen für ihre Software korrigiert. In beiden Fällen gab es viele Kopien ihrer Entwicklungen, ohne dass die beiden genannte Unternehmen von der Freigabe ihrer Software genügend profitierten. Ob der Open Source Ansatz für das eigene Unternehmen die richtige Wahl ist, hängt folglich stark von der Qualität des Codes sowie den Regeln des Ökosystems ab, in dem das Unternehmen agiert. 

Wir von der magility haben mit der pragmatic industries GmbH einen Kooperationspartner an der Seite, der bei seinen Lösungen und Produkten stark auf Open Source Komponenten setzt und auch aktiv gemeinsam mit anderen Unternehmen in Projekten mitentwickelt. Eines davon ist z.B. das Projekt Apache PLC4X bei dem quelloffen Schnittstellen zur Kommunikation mit Industriesteuerungen und Maschinen geschaffen werden. Dr. Julian Feinauer, CEO der pragmatic industries GmbH, ist im Projektmanagement Komitee vertreten und mit seinem Team aktiv an der Weiterentwicklung diesen Projektes beteiligt. 

Open Source bietet Unternehmen große Chancen Eigenentwicklungen zu beschleunigen und zu verbreiten. Das Bewusstsein für die möglichen Folgen sollte jedoch immer vor Freigabe des eigenen Codes für die Open Source Community geschärft werden. Die Vor- und Nachteile können dann von Beginn an in den Entscheidungsprozess mit einbezogen und bewertet werden. Sind die Risiken abgeschätzt, kann der Open Source Ansatz zum Treiber für Innovationen und neue Geschäftsmodelle im eigenen Unternehmen werden. 

Wie stehen Sie zu Open Source und welche Erfahrungen haben sie damit gemacht? Wir freuen uns über ein Feedback!

Das Autonome Fahren

Status quo – Autonomes Fahren – Ist 2019 das Jahr?

/in /von

Das autonome Fahren gilt als ein maßgeblicher Zukunftstrend der Automobilindustrie. Fahrzeuge werden stetig intelligenter, reagieren auf ihre Umwelt und sind zunehmend vernetzt mit Servern, die das Auto über die Verkehrssituation und den Streckenverlauf informieren. Assistenzsysteme, die das autonome Fahren bereits teilweise ermöglichen, werden in nahezu jeder neuen Generation eines Fahrzeugmodells verbaut.

Welche Arten des Autonomen Fahrens gibt es?

Zur genaueren Betrachtung wird das autonome Fahren in mehreren Stufen klassifiziert. Autonomie-Stufe 0 bezeichnet den klassischen Selbstfahrer. Autonomie-Stufe 1 beschreibt das assistierte Fahren wobei ein Abstandsregeltempomat den Fahrer im Verkehr unterstützt. Diese Funktion gehört bei nahezu allen aktuellen Fahrzeugen zum Standard. Bei Autonomie-Stufe 2 geht es bereits um eine Teilautomatisierung. Das Fahrzeug kann dabei selbst die Spur halten, Abbremsen, Beschleunigen und automatisch Einparken, wobei der Fahrer selbst aber immer noch vollständig in der Verantwortung bleibt. In höherpreisigen Modellen ist diese Autonomie-Stufe bereits weit verbreitet. Autonomie-Stufe 3 ermöglicht hochautomatisiertes Fahren. Dabei ist das Auto fähig, bestimmte Aufgaben, wie etwa eine Autobahnfahrt selbstständig zu bewerkstelligen. Der Fahrzeuginsasse kann währenddessen anderen Tätigkeiten nachgehen, wie etwa Zeitung lesen oder am Laptop arbeiten. Allerdings muss er immer noch bereit sein, das Steuer im Ernstfall zu übernehmen. Autonomie-Stufe 4 beschreibt das Vollautomatisierte Fahren. Ein aktiver Fahrer wird nicht mehr benötigt, alle Fahrzeuginsassen werden Passagiere. Die verbauten intelligenten Systeme des Autos übernehmen alle Fahraufgaben. Der Passagier befindet sich außerhalb der Verantwortung und dürfte sogar schlafen. Stufe 5 beschreibt die höchste Stufe, das Vollautonome Fahren. Das Fahrzeug bewerkstelligt jegliche Verkehrssituation und Strecke dabei vollkommen selbstständig und auch Leerfahrten ohne Insassen wären möglich.

Autonomes Fahren – was sind die Vorteile?

Hier ist zuerst die Vision vom unfallfreien Fahren zu beschreiben. Noch immer gibt es in Deutschland über 3.000 Verkehrstote im Jahr. In ganz Europa sind es rund 25.000. Weltweit sollen es laut der WHO sogar deutlich über eine Million Verkehrstote pro Jahr sein. Das Autonome Fahren könnte drastisch dazu beitragen, diese Zahlen zu senken. Ein weiterer Vorteil ist die gewonnene Zeit des Fahrzeuginsassen. Hierzu ein Beispiel: Eine Person, die pro Arbeitstag 2 Stunden Wegzeit im Auto zubringt, hätte bei durchschnittlich 220 Arbeitstagen pro Jahr eine Zeitersparnis von 440 Stunden durch ein autonom fahrendes Fahrzeug. Dies summiert sich auf, immerhin 36 Zwölf-Stunden-Tage, die für andere Tätigkeiten wie z.B. Zeitunglesen oder mobilem Arbeiten genutzt werden können.

Verschiedene Ansätze führen zu Autonomem Fahren

Die etablierten Autohersteller knüpfen an ihr Kerngeschäft an, entwickeln ihre Modelle auf Basis bewährter Tradition weiter und statten die Fahrzeuge mit immer fortschrittlicheren Assistenzsystemen aus. Der technologische Fortschritt könnte bereits innerhalb der nächsten oder übernächsten Fahrzeuggeneration zum Vollautomatisierten Fahren führen. Unternehmen wie die Google-Tochter Waymo oder Uber forschen und testen neben den OEMs ebenfalls am autonomen Fahren. Sie nutzen ihre Erfahrung in der Verarbeitung großer Datenmengen und statten zugekaufte Automodelle mit meist sichtbar vielen Sensoren aus. Der Taxi-Dienstleister Lyft betreibt in Kooperation mit dem Autozulieferer Aptiv zur Zeit 30 umgerüstete 5er BMWs in Las Vegas. Die vielen dafür notwendigen Sensoren sind unauffällig in die Autos integriert. Allerdings ist dabei immer ein Sicherheitsfahrer mit an Bord und die Umrüstung kostet noch mehrere hunderttausend Euro pro Fahrzeug. Alleine in Kalifornien haben über 60 Unternehmen eine Lizenz zum Testen autonomer Fahrzeuge. Nimmt man Arizona hinzu, sollen dort insgesamt bereits über 1.200 autonomer Fahrzeuge auf den Straßen unterwegs sein.

Wo geht die Reise noch hin?

Die neuen Innovationsmöglichkeiten durch autonomes Fahren sind äußerst vielfältig. Verschiedenste Akteure aus Wirtschaft und Wissenschaft wollen daran teilhaben. Um die aussichtsreichsten Chancen zu identifizieren wurde etwa jüngst das Mobility, Experience and Technology Lab (MXT) gegründet. Dahinter steckt eine Kooperation des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO mit der Unternehmensberatung McKinsey. An deren Prototypen kann man genauso wie auf den letzten Elektronikmessen erahnen, wie eine solche Zukunft aussehen kann. Audi zum Beispiel stellte ein Konzeptfahrzeug vor, in dessen Fahrgastzelle sogar Pflanzen wachsen. Das Interieur von Autos kann mit abgedunkelten Scheiben und Liegesitzen zum Schlafzimmer werden, die Windschutzscheibe zum riesigen Bildschirm. Die Themen Komfort, Entertainment und Produktivität während der Fahrt rücken immer mehr in den Fokus.

Neue Geschäftsmodelle durch autonomes Fahren

Durch die fortschreitende Vernetzung der Autos und deren wachsender Fähigkeit zum autonomen Fahren ergeben sich auch neue Geschäftsmodelle. Tesla Chef Elon Musk, oft ein Freund großer Worte und Visionen, erklärte laut Medienberichten, dass die gesamte Fahrzeugflotte des Herstellers bald so autonom fahren könne, dass Eigentümer eines Teslas ihr Fahrzeug als Robotertaxi vermieten könnten. So könnte durch das Auto, während der Zeit, in der es eigentlich ungenutzt geparkt wäre, Geld verdient werden und dieses zur Amortisation desselben beitragen. Musk erwartet sobald dieses Szenario eintritt sogar eine Verzehnfachung des Börsenwerts von Tesla, welcher Stand Anfang Mai 2019 über 43 Milliarden US-Dollar beträgt. Ein weiteres Geschäftsmodell welches sich aus dem Autonomen Fahren ergibt ist der Robomart. Das gleichnamige Start-Up aus San Francisco hat einen autonom fahrenden Supermarkt entwickelt. Bestückt werden die Fahrzeuge von der US-Supermarkt Kette Stop & Shop. Die Fahrzeuge können autonom direkt zum Kunden fahren oder an stark frequentierten Orten parken. In der Stadt Boston ist der Robomart bereits in Betrieb.

Was sind die größten Herausforderungen?

Eine große Herausforderung ist immer noch die technologische Umsetzung. Ein autonom fahrendes Auto benötigt eine Menge teurer Sensoren. So sind beispielsweise in den oben genannten Robotertaxis von Aptiv 2 Kameras, 2 Computer, mehrere Antennen, 10 Radarsensoren und 9 LiDAR Sensoren verbaut. Lidar Sensoren haben eine ähnliche Funktion wie Radarsysteme, basieren aber auf der Lasertechnologie. Laut einer Studie von Deloitte sind die Nutzer allerdings kaum bereit, für ein autonom fahrendes Auto mehr zu bezahlen als für herkömmliche Autos. Auch das Vertrauen in die digitalen Autopiloten ist noch nicht besonders ausgeprägt. Die meisten fühlen sich noch sicherer, wenn sie das Steuer selbst in der Hand halten. Der Verkehr ist ein hochkomplexes Geschehen in dem stets etwas unvorhergesehenes passieren kann, was blitzschnelle, kreative und vernünftige Reaktionen erfordert. Trotz immer besser werdender Systeme kommt es bei den aktuellen Assistenzsystemen vor, dass der Fahrer eingreifen muss. Eine weitere Herausforderung des autonomen Fahrens sind die umfangreichen gesetzlichen Rahmenbedingungen sowie die ethische Komponente. Fragen der Haftung müssen ganz neu gestellt werden. Wer trägt beispielsweise die Schuld an von Computern oder Künstlichen Intelligenzen verursachten Unfällen? Trotz rasanter technologischer Entwicklung bleibt also noch einiges zu tun, bis Autos völlig autonom auf unseren Straßen unterwegs sein werden.

Wie bereiten Sie sich auf die autonome Zukunft vor? Kontaktieren Sie uns von magility gerne für einen fachlichen Austausch.

Brennstoffzelle

Die Brennstoffzelle – Welches Potential hat der Wasserstoff?

/in /von

Seit Jahrzehnten wird die Brennstoffzelle immer wieder von den Medien und der Industrie als die umweltfreundliche automobile Antriebstechnik der Zukunft schlechthin gefeiert. Seit der Jahrtausendwende zeigen Automobilhersteller oder Zulieferer regelmäßig auf den großen Automessen der Welt, was mit der Wasserstoff (H2) betriebenen Brennstoffzelle in Zukunft möglich wäre. Audi, Daimler, Chrysler, Fiat, GM, Hyundai, Honda, Peugeot, Toyota, VW, alle haben sich bereits an dieser Technologie versucht. Doch neben dem aktuellen Trend hin zu batteriebetriebenen E-Fahrzeugen führt die Brennstoffzelle momentan eher noch ein Schattendasein.

Wie ist die Brennstoffzelle am PKW-Markt vertreten?

Selten wurden aus den auf den großen Messen vorgestellten Modellen Serienprodukte für den Verkauf weiterentwickelt. Einige Hersteller bieten zwar mit Brennstoffzellen betriebene Fahrzeuge an, meist jedoch noch nicht für den Massenmarkt. Aktuell hat beispielsweise Mercedes-Benz das Modell GLC F-Cell im Portfolio. Dieses Fahrzeug steht jedoch nur in Kombination mit einem Leasing und in geringen Stückzahlen für besondere Kunden zur Verfügung. Toyota hat mit dem Mirai sowie Hyundai mit dem Nexo Brennstoffzellenfahrzeuge auf dem neuesten Stand der Technik im Angebot, allerdings befinden sich diese im Preissegment der Oberklasse und sind daher auch wieder nur einem ausgewählten Kundensegment vorbehalten. Noch nie wurden in Deutschland mehr als 120 Brennstoffzellenfahrzeuge pro Jahr zugelassen, die Zulassungszahlen von Brennstoffzellenfahrzeugen haben demnach noch viel Luft nach oben. Das Tankstellennetz für Wasserstoff wächst dabei kontinuierlich, knapp über Hundert Tankstellen werden hierzulande bereits betrieben und über 50 weitere befinden sich aktuell in der Realisationsphase.

Wie funktioniert die Brennstoffzelle?

Brennstoffzellenfahrzeuge sind sogenannte Wasserstoff-Elektroautos. Mit Hilfe von Wasserstoff wird in einer Brennstoffzelle Energie für den Betrieb eines Elektromotors erzeugt. Übrig bleibt als lokale Emission lediglich Wasserdampf. Wasserstoff kann durch ein Elektrolyseverfahren aus Wasser gewonnen werden. Somit steht der benötigte Rohstoff in nahezu unbegrenztem Umfang zur Verfügung. Für die Wasserstoffgewinnung wird jedoch viel Energie benötigt, daher ist ein Brennstoffzellenfahrzeug nur dann als nachhaltig einzuordnen, wenn der getankte Wasserstoff unter Einsatz von regenerativ gewonnenem Strom erzeugt wurde. Um ähnliche Reichweiten wie ein Verbrennungsmotor zu erzielen, wird ein Wasserstofftank in der Regel mit etwa 700 Bar Druck befüllt. Die Technologie gilt als sicher, dennoch machen einige Parkhausbetreiber vorsichtshalber von ihrem Hausrecht gebrauch und verbieten die Einfahrt von Brennstoffzellenfahrzeugen in Ihre Häuser.

Eine Technologie mit viel Potenzial

Auf dem PKW-Markt hat sich die Wasserstoff-Brennstoffzelle noch nicht im gewünschten Ausmaß durchgesetzt. Immer kürzer werdende Ladezeiten und steigende Reichweiten der batteriebetriebenen Elektroautos reduzieren aktuell die Vorteile der Brennstoffzelle. Doch auch außerhalb des PKW-Marktes gibt es noch weitere Anwendungsmöglichkeiten dieser ‘Technologie in Reserve’. Durch das hohe Gewicht sowie die Größe wird der Einsatz von Elektro-Batterien im Schwerlastverkehr noch als suboptimale Lösung betrachtet, da zu viel der wertvollen Nutzlast und -fläche verbraucht wird. Hier liegt großes Potential für den Einsatz der Wasserstofftechnologie.

Politik und Unternehmen glauben an die Brennstoffzelle

Die Regierungen fünf norddeutscher Bundesländer haben jüngst eine Wasserstoffstrategie vorgestellt. Sie fordern von der Bundesregierung sowie der EU die rechtlichen und steuerlichen Rahmenbedingungen, die für den Ausbau einer Wasserstoffinfrastruktur nötig sind. In Hamburg fahren auf öffentlichen Straßen bereits mit Brennstoffzellen betriebene Busse. Zwischen Cuxhaven und Buxtehude fährt ein entsprechender Zug.

In der Schweiz besteht ein ähnliches Bündnis. Gemeinsam mit der Politik wollen die Supermarktketten Migros, Coop und weitere Unternehmen 1.000 wasserstoffbetriebene LKW bis zum Jahr 2023 auf die Straßen des Alpenstaats bringen. Die LKW werden von Hyundai entwickelt und in einem Pay-per-use-Modell zur Verfügung gestellt. Die örtlichen Tankstellenbetreiber haben zugesichert, parallel ein Tankstellen-Netz für Wasserstoff aufzubauen. Auch Toyota stellte vor kurzem einen, in Kooperation mit dem US-Unternehmen Kenworth entwickelten, Brennstoffzellen-LKW vor. Als Mobilitätspartner der Olympischen Spiele 2020 in Tokyo plant Toyota die Bereitstellung von 100 Bussen und 6.000 Mirai-Limousinen. Die Brennstoffzellenfahrzeuge sollen der Technologie global zu höherem Ansehen in der Öffentlichkeit verhelfen.

Weitere namhafte Branchenführer verstärken ihr Engagement

Audi hat angekündigt sein h-tron genanntes Wasserstoffprogramm massiv auszubauen.  Davon soll markenübergreifend der gesamte VW-Konzern profitieren. Auch Bosch startet in Kooperation mit dem schwedischen Unternehmen Powercell eine große Offensive. Beide glauben an einen langfristigen Erfolg der Wasserstoff-Brennstoffzelle. Durch zukünftige Skaleneffekte und Effizienzsteigerungen erwartet Bosch eine Durchsetzung der Technologie in bestimmten Anwendungsbereichen wie beim Schwerlast- und Busverkehr, Güter- und Personentransport auf Strasse und Schiene und in der öffentlichen Energieversorgung, die ein Investment legitimieren soll. Selbst das sogenannte Batterieland Korea setzt auf Brennstoffzellenfahrzeuge. Dies sollte laut Volker Blandow, dem Global Head of e-mobility vom TÜV Süd, deutschen Autobauern mehr als die Augen öffnen. Er plädiert wie Bosch für die Brennstoffzelle und spricht von einem ‘Tesla-Schock’ dem die deutschen Autohersteller hinterherrennen und dabei den Blick auf alternative Erfolgschancen zu verlieren scheinen.

Auch China verstärkt die Relevanz der Brennstoffzelle

Die chinesische Führung hat in ihrem aktuellen sogenannten Fünfjahresplan vorgegeben in die Brennstoffzellentechnologie zu investieren. Bis 2030 sollen zudem im ganzen Land 3.000 Wasserstofftankstellen eingerichtet werden. Tausende Busse fahren dort bereits mit Wasserstoff. Sollte sich in China die Wasserstoff-Brennstoffzelle auch nur zum Teil etablieren, würden sich durch die Größe des Landes sowie zu erwartende erfolgreiche Anwendungsbeispiele auch für europäische Unternehmen hohe Geschäftschancen ergeben. Die mittelfristige Zukunft wird also zeigen, was aus der durchaus als sinnvoll zu betrachtenden Technologie noch werden wird. Die Potenziale sind da und wichtige Player am Markt involviert. Es bleibt abzuwarten ob die Brennstoffzelle aus ihrem Schattendasein befreit und ins rechte Licht gerückt wird. Wir von magility beobachten gespannt die weitere Entwicklung und berichten über die neuesten Trends. Kommen Sie gerne auf uns zu wenn Sie an Marktstudien, High-Tech Themen und innovativen neuen Geschäftsmodellen interessiert sind. Unsere Experten sind gerne für Sie da.