Mobilität ist eines jener Zukunftsthemen, das uns vor enorme Herausforderungen stellt und gleichzeitig große Chancen bietet. In einer hochkarätigen Expertenrunde, abgehalten an der TU Graz, diskutierten Innovations- und Mobilitätsexperten neue Technologien und Trends, welche die Mobilität der Zukunft prägen – allen voran die E-Mobilität und moderne Antriebssysteme. Ihr Fazit: Die Mobilität der Zukunft braucht Innovationen – und hier sind traditionelle Fahrzeughersteller, Zulieferer, aber auch Unternehmen aus weiteren Branchen besonders gefordert.
Teilnehmer der Expertenrunde:
- Prof. Dr. Mario Hirz: Stellvertretender Leiter des Instituts für Fahrzeugtechnik an der TU Graz
- DI (FH) Friedrich Nachtmann: Geschäftsführer der AKKA Austria GmbH
- DI Michael Sinnl: Direktor Sales & Strategie der AKKA Austria GmbH
- DI Oliver Hrazdera: Standortleiter der AKKA Austria GmbH Linz/Leonding
- DI Franz Lückler: Managing Director bei AREVIA, ehem. Vorstandsvorsitzender bei ASFINAG, Efkon AG und Autocluster ACstyria
Nachtmann: AKKA arbeitet im Auftrag von Kunden an Themen der Fahrzeug- und Geräteentwicklung. Die Zukunft abzuschätzen und unsere Leistungen danach auszurichten, ist eine Herausforderung, der wir uns gemeinsam mit unseren Kunden gerne stellen. Prof. Hirz, Ihr Institut für Fahrzeugtechnik an der TU Graz beschäftigt sich sozusagen mit der Zukunft aus Sicht der Wissenschaft. Welche Entwicklungen in der Fahrzeugtechnologie zeichnen sich ab?
Hirz: Was wir derzeit erleben, ist ein Paradigmenwechsel. Der Wandel in der Automobilindustrie ist von zwei wesentlichen Faktoren getrieben. Zum einen führen die Reduktionsziele von CO2-Emissionen zu einer erhöhten Elektrifizierung der Antriebsstränge bis hin zum rein elektrischen Fahrzeug, zum anderen die Automatisierung und Digitalisierung der Funktionen im Fahrzeug bis hin zum autonomen Fahren. Diese beiden Entwicklungstrends werden oft undifferenziert betrachtet – sie sind jedoch grundsätzlich unterschiedlich. Beispielsweise kann auch ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor autonom fahren.
In Europa haben wir im Bereich der E-Mobilität stark aufgeholt. Das liegt hauptsächlich daran, dass wir zurzeit in Bezug auf CO2-Emissionen die strengsten gesetzlichen Richtlinien weltweit haben. Ziel der EU ist es, den CO2-Ausstoß der Flotte neu zugelassener Fahrzeuge von aktuell 95g/km auf unter 60g/km bis 2030 zu reduzieren. Das würde einem Kraftstoffverbrauch von rund 2,5l/100km entsprechen. Hier stoßen Verbrennungsmotoren an ihre physikalischen Grenzen. Deshalb wird von Seiten der EU ein Wandel in den Antriebstechnologien – hin zur Elektrifizierung bzw. E-Mobilität – forciert. Das erfordert massive technologische Veränderungen – und da sind die traditionellen Fahrzeughersteller stark gefordert. Immer mehr Nationen weltweit diskutieren Verbrenner-Verbote. Solchen Verboten stehe ich kritisch gegenüber, da wir bezüglich der neuen Technologien noch zu wenig wissen. E-Fahrzeuge haben aktuell einen Verkaufsanteil von 5-10 Prozent – dieser wird zunehmen, aber bis tatsächlich höhere Anteile, zum Beispiel 50 Prozent der bestehenden Flotte elektrisch angetrieben werden, wird es noch dauern. Demnach ist es wichtig, auch weitere Lösungen, wie zum Beispiel Wasserstoff als Energieträger oder synthetische Kraftstoffe zu forcieren. Die E-Mobilität wird sich so oder so durchsetzen, wenn sie überzeugend ist, auch ohne Verbote.
Nachtmann: Als globale Unternehmensgruppe beschäftigt sich AKKA Technologies neben der Elektronik auch mit Verbrennungsmotoren, denn nicht alle Märkte pochen so vehement auf den Klimaschutz. Was meinen Sie, welche Motoren werden wir noch bauen können?
Hirz: Kurzfristig gesehen setzt man auf kleinere Verbrennungsmotoren – es werden verstärkt große Motoren, wie zum Beispiel 6-Zylinder, durch 4- oder 3-Zylindermotoren ersetzt, und das oft in Kombination mit der Elektrifizierung. Ein Fahrzeughersteller wird es sich aufgrund des hohen Kraftstoffverbrauchs bzw. CO2-Ausstoßes nicht mehr leisten können, Fahrzeuge mit großen 8- und 6-Zylinder-Motoren in höherer Stückzahl zu produzieren.
Hrazdera: Somit wird der starke Verbrenner ein Nischensegment für Liebhaber werden. Stark motorisierte Hybridfahrzeuge auf österreichischen Straßen dürften eine Antwort darauf sein, bis die Batterien genug Leistung und Reichweite bieten. Wie sehen Sie den Übergang zu einer neuen Technologie?
Hirz: Ich verorte hybride Antriebe als eine Brückentechnologie auf dem Weg vom Verbrennungsmotor hin zur reinen E-Mobilität. Die Hybridantriebe sind natürlich sehr nützlich, da der Gesamtwirkungsgrad verbessert, und somit der CO2-Ausstoß reduziert werden kann. Mit manchen Hybridkonzepten kann man Kurzstrecken mit dem Elektromotor fahren, auf langer Distanz übernimmt der Verbrennungsmotor. Eine Sonderform stellen Plug-in-Hybride dar; hier kann man heute rein elektrisch Reichweiten von bis zu ca. 50km erreichen. Bei Plug-In-Hybriden wird der Kraftstoffverbrauch im Testzyklus kombiniert – unter Berücksichtigung der elektrischen Reichweite – ermittelt, was gerade für die Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben von Vorteil ist.
Sinnl: Die Antriebstechnologien werden sichtlich komplexer und die Auswahl wird größer – derzeit reicht sie vom reinen Verbrenner bis hin zum E-Fahrzeug. Ein Auto ist für manche ein Statussymbol, ein Ausdruck der Lebensweise oder einfach nur ein Beförderungsmittel. Kann man heute schon abschätzen, wie sich die Autofahrer entscheiden werden?
Hirz: Ich bin überzeugt davon, dass das E-Auto in den kommenden Jahren an Attraktivität gewinnen wird, weil es sich um eine Technologie handelt, die für viele Einsatzzwecke potenziell besser und vielleicht sogar kostengünstiger ist als die bisherige. Vor diesem Hintergrund wird sich der Markt vermutlich von selbst wandeln. Zudem sind Nachhaltigkeit und Umweltschutz über alle Gesellschafts- und Altersschichten hinweg so tief verankert, dass die Wahrscheinlichkeit sehr groß ist, sich bei einem Neukauf für ein umweltschonendes Fahrzeug zu entscheiden.
Im Rahmen des Green New Deal wurden vonseiten der EU-Kommission drei Technologien für unterschiedliche Mobilitätsbereiche vorgeschlagen: Die Elektrifizierung (primär für PKWs, LKWs), Wasserstoff (LKWs, Schiffsfahrt) und synthetische Kraftstoffe (LKWs, Schiffs- und Luftfahrt). Alle drei Technologien sollen in Zukunft mit grünen Strom betrieben werden, gehen allerdings mit einem unterschiedlichen Gesamt-Energieaufwand einher – die synthetischen Kraftstoffe weisen den höchsten, Wasserstoff den zweithöchsten und die Elektrifizierung den geringsten Energieaufwand auf. Zudem sieht man mittlerweile Probleme, die zurecht eine Grundlage für kritische Diskussionen bilden, zum Beispiel Batterieherstellung und -recycling, E-Mobilitätsinfrastruktur, der hohe Kosten- und Energieaufwand von Komponenten, sowie die Produktion und Bereitstellung von Wasserstoff.
Lückler: Man darf wohl nicht vergessen, dass es sich bei allen Energiequellen immer auch um wertvolle Rohstoffe für die Zukunft handelt – sei es bei der Energiegewinnung oder der Batterieherstellung. Wird es für die neuen Antriebsformen eigentlich genug Rohstoffe geben?
Hirz: Dazu sind im wissenschaftlichen Diskurs ganz unterschiedliche Ansichten vorhanden. Das Element Lithium ist beispielsweise in großen Mengen in der Erdkruste enthalten, allerdings wird der Abbau von Lithium teilweise unter sehr kritischen Umweltbedingungen in weiten Teilen Südamerikas durchgeführt, weil es dort billig ist. Die Gewinnung von Kobalt gilt als sehr kritisch, allerdings gehen die Batteriehersteller in Richtung kobaltarme bzw. kobaltfreie Batterien. Hier gibt es einige Entwicklungen in Richtung neuer Material-Kombinationen, welche deutlich unkritischer sind, wie beispielsweise Eisen-Phosphat-Batterien.
Was ich als problembehaftet ansehe, ist das Recycling der Batterien. Eine Schwierigkeit besteht darin, dass die Fahrzeughersteller unterschiedliche Batterien verwenden. Zudem müssen defekte Batterieblöcke heute noch in Handarbeit zerlegt werden. In der Praxis ist das zwar technisch möglich, aber mit sehr viel Aufwand verbunden. Für große Recycling-Volumen fehlen heute die entsprechenden Mengen an Batterien, eine Vereinheitlichung (was die Wiederverwendung der Zellen erleichtern würde) sowie die Geschäftsmodelle bzw. wirtschaftlichen Rahmenbedingungen.
Nach heutigem Stand der Technik entspricht die Lebensdauer einer Automotive-Batteriezelle rund 10 Jahre; also 70-80 Prozent der Energiedichte fallen nach 10 Jahren noch unter die Garantie des Herstellers. Folglich nimmt die Reichweite des Fahrzeugs in 10 Jahren um ca. 20-30 Prozent ab. Nach dem Recyceln kann eine Second-Life-Batteriezelle dann noch ca. 15-20 Jahre für stationäre Anwendungen, wie zum Beispiel als Pufferspeicher in Kombination mit Photovoltaik-Anlagen weiterverwertet werden. Second-Life-Geschäftsmodelle sind ganz sicher im Kommen, allerdings muss sich erst zeigen, ob die Wiederaufbereitung der gebrauchten Zellen wirtschaftlich sinnvoll ist.
Lückler: Sicher ist dieser Trend auch nicht spurlos an der AKKA vorbei gegangen. Wie sehr werden Entwicklungsdienstleistungen aus dem Bereich der E-Mobilität aktuell in Österreich und international nachgefragt?
Hrazdera: 90 Prozent unserer aktuellen Hardware- oder Software Entwicklungen – sei es im Fahrzeug- und Landmaschinenbau oder im Gerätebau – haben einen Bezug zur E-Mobilität. Sogar bei Wasserfahrzeugen setzt sich dieser Trend fort. Man sieht auch neue, innovative Ansätze bei vielen KMU, welche die E-Mobilität als Chance für neue Produkte und Geschäftsfelder erkennen. Hier liegt auch ein Schwerpunkt der AKKA: Besonders kleine- und mittelständische Unternehmen nehmen sehr oft unsere Beratungsleistungen in Anspruch oder vertrauen uns eine Serien-Produktentwicklung an, da wir schnell und bedarfsgerecht unterstützen können.
Lückler: Das ist ein interessanter Hinweis, da auch KMU sichtlich vor neuen Herausforderungen stehen, welche sich aufgrund der technologischen Veränderungen aufdrängen. Spüren Sie dies auch in Ihrem Umfeld?
Hirz: Es findet aufgrund des anhaltenden Trends zur Elektrifizierung aktuell ein Transformationsprozess statt – traditionelle Produktionsunternehmen im Maschinenbaubereich wandeln sich zu Unternehmen, die auch Elektronik-/Mechatronik-Lösungen anbieten. In vielen traditionellen Branchen wird es in den nächsten fünf Jahren zu einem Wachstumsstopp kommen. Um weiterhin wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen sich Unternehmen überlegen, wie sie ihre Technologie auf anderen Produkte und Bereiche anwenden können. Sie müssen ihr Produktportfolio erweitern und sich in den Bereichen Elektronik und Mechatronik breiter aufstellen. Fakt ist: Sie müssen handeln und innovativ werden. Hier sind zwei Aspekte entscheidend: Zum einen die strategische Entscheidung, in welche neuen Technologien und Produktgruppen investiert werden soll, zum anderen die operative Umsetzung – von Mitarbeiterumschulungen bis hin zur Einrichtung neuer Bereiche und Abteilungen. Österreichische Unternehmen müssen die Auswirkungen dieses Wandels, der zurzeit unbestritten stattfindet, erkennen und darauf rasch reagieren, um auch in Zukunft wettbewerbsfähig sein zu können.
Lückler: Somit ist die Veränderung der Antriebsquelle eines Fahrzeuges wesentlich bedeutungsvoller, als nur eine E-Tankstelle einzurichten. Welche Auswirkungen hat die E-Mobilität auf die Wirtschaft und vor allem den Arbeitsmarkt?
Hirz: Durch die E-Mobilität werden neue Arbeitsplätze entstehen, aber diese fallen uns nicht einfach so in den Schoß. Wenn wir es nicht schaffen, unsere Mitarbeiter entsprechend auszubilden und unsere Unternehmensstrategien anzupassen, dann zieht diese Chance an uns vorbei. Genau das machen viele Unternehmen in Vorreiter-Nationen, wie zum Beispiel in Deutschland, bereits. Dennoch sind traditionelle Motorenwerke von einem Abbau von Arbeitsplätzen betroffen, da bei der Produktion eines Elektroautos um rund 20-35 Prozent weniger manuelle Arbeitsschritte anfallen als bei einem Auto mit Verbrennungsmotor. Durch den Anstieg der Verkaufsvolumina von Elektroautos werden zudem die Aufträge in den Kfz-Werkstätten zurückgehen. Denn bei einem Elektroauto gibt es weniger mechanische Komponenten im Antriebsstrang und diese benötigen deutlich weniger Wartung und Ersatzteile, die getauscht werden müssten.
Über AKKA Technologies & AKKA Austria
Mit rund 21.000 qualifizierten Mitarbeitern und einer soliden Präsenz in Europa, Asien und Amerika zählt die AKKA Group zu den führenden internationalen Entwicklungspartnern. Als Engineering-Dienstleister und Technologieberater mit Standorten in Graz und Linz bietet AKKA Austria erstklassige Ingenieur- und Beratungsdienstleistungen und unterstützt Unternehmen aus der Automobil-, Konsumgüter- und Transportbranche auf den Gebieten Innovation, Produktentwicklung und Betriebsunterstützung. Angetrieben durch Innovationsfreude und Leidenschaft für Technologien, kombiniert die AKKA Group Unternehmergeist mit visionärer Stärke.
Weitere Informationen unter: www.akka-technologies.com
Dieser Beitrag entstand in Kooperation mit AKKA Austria. Die redaktionelle Verantwortung liegt bei Wirtschaftsinsider.
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