Kategorie: Technik für die Umwelt

leichtbauUm den Ausstoß des schädlichen Kohlenstoffdioxids (CO₂) durch Autos zu verringern, haben Mercedes-Benz Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter eine neue Leichtbau-Technologie entwickelt. Das bedeutet, dass das Auto aus besonders leichten Teilen besteht, denn je leichter das Auto ist, desto weniger Kraftstoff verbraucht es. Gleichzeitig macht sich die hybride Leichtbau-Technologie die unterschiedlichen Eigenschaften verschiedener Materialien zunutze: Je nachdem, um welches Teil es sich handelt und wo es sich im Auto befindet, werden verschiedene Materialien oder Werkstoffe verwendet. Man spricht dann von einem hybriden Leichtbau. Hybrid meint dabei also, dass sich das Produkt aus verschiedenen Materialien zusammensetzt.

hybrider leichtbau angepasst 2
Die Abbildung veranschaulicht, welche Materialien in diesem Auto verwendet wurden und an welchen Stellen die jeweiligen Werkstoffe eingesetzt werden.

Bei dem abgebildeten Auto wird beispielsweise für die Karosserie leichtes Alu-Blech verwendet (in der Abbildung grün), die Windschutzscheibe ist dagegen in Stahl eingefasst (in der Abbildung gelb dargestellt). Das harte Material Stahl stützt nämlich die relativ zerbrechliche Windschutzscheibe optimal. Es gilt hier das Motto: „Der richtige Werkstoff am richtigen Ort“.

Welches Material bei welchem Modell?

aluminiumkarosserie
Diese Autokarosserie ist aus Aluminium und war sehr schwer zu produzieren, denn das Material muss von den Maßen her genau passen. Die Abweichungen dürfen nur weniger als 1 mm betragen.

Die wichtigsten Materialien für den Leichtbau sind hochfeste Stahlarten (z.B. für die Ummantelung der Windschutzscheibe), Aluminium (Karosserie), Magnesium (komplexe Innenteile für Türen) und faserverstärkte Kunststoffe (Stoßdämpfer, Heckdeckel). Aber nicht nur die jeweilige Stelle im Auto entscheidet über die Auswahl des passenden Materials, sondern auch das Automodell. Je nachdem, um was für ein Modell es sich handelt, werden nämlich unterschiedliche Werkstoffe verwendet oder in verschiedene Verhältnisse zueinander gesetzt.

Ein Blick in die Entwicklung

Zunächst werden bei Mercedes-Benz die Trends in der Materialentwicklung untersucht. Dann können neue Konzepte für den Rohbau mit bewährten und neuartigen Materialien entwickelt werden. Wichtig dabei ist, dass auf Sicherheit und ein insgesamt geringes Fahrzeuggewicht geachtet wird, denn: 100 Kilogramm weniger Fahrzeuggewicht senken den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid um etwa 7,5 Gramm pro Kilometer.

Hinzu kommen die Faktoren Aerodynamik und Steifigkeit. Auf das Auto bezogen beschreibt die Aerodynamik das Verhalten des Autos bei Luftwiderstand: Wenn das Auto zum Beispiel schneller fährt, ist der Luftwiderstand größer und es wird mehr Kraftstoff verbraucht.

windkanal angepasst
Die Aerodynamik eines Autos wird im sogenannten Windkanal getestet: Dort treffen mehrere gebündelte Luftströme mit hoher Geschwindigkeit auf das Auto. Sie sind als weiße Streifen im Foto erkennbar.

Wie Aerodynamik und Design aufeinander abgestimmt sein müssen, erfahrt ihr im Video. Der zweite Faktor, die Steifigkeit, meint die Belastbarkeit des Materials unter Einwirkung verschiedener Kräfte. Das ist wie bei deinen Fußball- oder Joggingschuhen: beim Laufen biegt sich die Schuhsohle und muss trotzdem dem festen Untergrund auch genügend Widerstand entgegensetzen, damit sie nicht verformt wird.

Ebenso müssen die Autoreifen eine bestimmte Steifigkeit aufweisen, um den Belastungen durch Wetter oder Untergrund standzuhalten. Die Steifigkeit variiert außerdem je nach Funktion. So brauchen die Reifen eines Mountainbikes, die auch unwegsames oder steiniges Gelände meistern müssen, eine größere Steifigkeit als beispielsweise ein Rennrad. Nach demselben Prinzip benötigt ein kleines Stadtauto insgesamt eine geringere Steifigkeit als ein solider Geländewagen.

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Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Juni 2015

Habt ihr euch schon mal gefragt, welche verschiedenen Materialien in einem Auto verbaut sind? Neben Überlegungen zu Design, Aerodynamik und Sicherheit machen sich auch die Entwicklerinnen und Entwickler Gedanken darüber, welche Stoffe sie für den Fahrzeugbau verwenden können. Außer Aussehen und Funktionalität müssen sie auch gesetzliche Vorgaben im Blick behalten. Dazu gehört zum Beispiel eine Liste mit verbotenen Stoffen, außerdem müssen in Europa, Korea und China 85% des Gewichts eines Autos stofflich verwertbar, also recyclingfähig, sein.

Abteilung für umweltgerechte Produktentwicklung

Über den gesetzlichen Auftrag hinaus hat sich Mercedes-Benz vorgenommen, bei der umweltgerechten Produktentwicklung weiterzudenken. Dafür wurde im Forschungs- und Entwicklungsbereich ein eigener Prozess entwickelt: Der „Design for Environment Prozess“ (DfE-Prozess). Damit erreichen die Ingenieurinnen und Ingenieure aus der Abteilung für umweltgerechte Produktentwicklung eine Verbesserung der Umwelteigenschaften ihrer Fahrzeuge und steigern mit jeder Fahrzeuggeneration den Einsatz von recyceltem Kunststoff und nachwachsenden Rohstoffen. Die „grünen“ Werkstoffe müssen dabei dieselben hohen technischen Anforderungen wie die konventionellen erfüllen. Da Naturprodukte im Einkauf oft teurer sind als herkömmliche Stoffe, müssen sie logischerweise bessere Eigenschaften besitzen, um den höheren Preis zu rechtfertigen.

Fachleute für die Entwicklung von Anwendungsmöglichkeiten für „grüne“ Werkstoffe

Aus diesem Grund beschäftigt Mercedes-Benz Ingenieurinnen und Ingenieure, die sich tagtäglich damit auseinandersetzen, welche natürlichen Rohstoffe im Fahrzeugbau eingesetzt werden können. Sie testen die Eigenschaften von Hölzern, Ledern und Gräsern und überprüfen, ob sie einen konventionellen Werkstoff sinnvoll ersetzen können. Dabei müssen sie außer den weltweit nationalen Sicherheitsanforderungen auch interne Qualitätsstandards erfüllen. „Wir achten darauf, dass keine gefährlichen oder giftigen Materialien verwendet werden und die eingesetzten Stoffe möglichst rein sind“, erklärt Thomas Weiß, der bei Mercedes-Benz in der Forschung und Entwicklung für Recycling und Altfahrzeuggesetzgebung und für die Entwicklung von Anwendungsmöglichkeiten „grüner“ Werkstoffe zuständig ist.

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Naturfasern und Pflanzenöl

Doch an welchen Stellen im Auto werden nachwachsende Materialien eigentlich verarbeitet? Sitzbezüge aus Leder kennt jeder. Mercedes-Benz hat die Eigenschaften von Naturfasern getestet und herausgefunden, dass Naturfasern zur Verstärkung von Kunststoffteilen genutzt werden und die herkömmliche Glasfaser ersetzen können. Auf diese Weise schaffen es Naturfasern zum Beispiel in die Verkleidung von Autotüren. Die Natur bietet aber noch weitere wertvolle Rohstoffquellen: Pflanzenöle können beispielsweise zur Kunststoffherstellung genutzt werden. Mercedes-Benz verwendet solche sogenannten Biopolymere wegen ihrer hervorragenden Wärmestabilität zum Beispiel zur Herstellung von Motorabdeckungen.

Das „Life Cycle“ Umwelt-Zertifikat

Um die Fortschritte der umweltgerechten Produktentwicklung über alle Fahrzeugbaureihen hinweg zu dokumentieren und die Öffentlichkeit darüber zu informieren, entwickelte Mercedes-Benz das „Life Cycle“-Umweltzertifikat. Darin wird die Umweltbilanz von Fahrzeugen aus jeder Baureihe über die gesamte Lebensdauer detailliert aufgeschlüsselt. Der Bericht informiert über die Ergebnisse des DfE-Prozesses und behandelt Themen wie zum Beispiel: Wie sieht die Ökobilanz eines Fahrzeugs aus? Welche Werkstoffe wurden verbaut? Wie können Stoffe recycelt werden? In welchen Teilen des Autos wurden nachwachsende Rohstoffe verarbeitet? Mercedes-Benz lässt seinen DfE-Prozess und seine Berichte darüber durch den TÜV-Süd überwachen und erhielt als erster Automobilkonzern der Welt bereits 2005 für die damalige S-Klasse ein Umweltzertifikat nach den Kriterien des TÜV-Süd und verdeutlicht so seine Vorreiterrolle im Umweltengagement.

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Stand: September 2014

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Die Herausforderungen

Viele Menschen benötigen viel Platz und Rohstoffe. Dazu verbrauchen sie viel Energie, Wasser und Strom. Doch nicht nur das: Menschen produzieren auch Müll oder sogar Lärm. Und davon gibt es in den Innenstädten heutzutage viel zu viel. Das hat zur Folge, dass sich die Städte noch weiter ausdehnen, weil eigentlich niemand gerne in den Zentren wohnen will. Doch dann sind die Wohnungen weiter weg von vielen Arbeitsplätzen und die Menschen fahren mit ihren Autos in die Zentren. Könnt ihr euch vorstellen, wie man all diese großen Herausforderungen der Urbanisierung, also der Verstädterung, lösen könnte?

Enger zusammen

Noch bis vor wenigen Jahrzehnten wollten Stadtplaner trennen: Die Menschen sollten außerhalb wohnen, aber in den Innenstädten arbeiten, einkaufen und Kultur erleben. Forscher bezeichnen das heute als Fehlentwicklung. Sie verweisen auf Städte, in denen breite Zufahrtsstraßen Barrieren zwischen einzelnen Vierteln bilden – und die noch mehr Platz auf dem Land genommen haben, wo nach und nach Vorstädte entstanden sind.

Heute schon gibt es die Tendenz, dass die Innenstädte wieder mit Menschen belebt und die Wege für alle kürzer werden sollen. Ein Fachbegriff lautet Nachverdichtung: Wo alte Häuser abgerissen werden, sollen moderne, neue entstehen – bevor am Stadtrand noch mehr gebaut werden soll. Kurze Wege bedeuten übrigens auch ein Umdenken bei der Straßengestaltung, denn es werden so mehr Fußgänger und Radfahrer unterwegs sein, und denen muss man schließlich eine sichere Fortbewegung ermöglichen.

Neue Lösungen für den Verkehr – große…

Elektroautos alleine, von denen es heute schon dutzende Modelle gibt, werden in Zukunft nicht ausreichen, sagen Forscher. Denn diese modernen Autos verbrauchen dennoch Platz auf den Straßen. Und mehr benötigter (Park-)Platz für den Verkehr bedeutet auch weniger Grünflächen oder Spielmöglichkeiten. Besser wäre es doch, wenn Menschen so oft wie möglich Autos gemeinsam nutzen oder auf öffentliche Verkehrsmittel wie Busse mit Brennstoffzellenantrieb, unterirdische oder Hoch-Bahnen umsteigen, oder?

Und noch besser ist es, wenn sie ihr Elektroauto – oder, als kleinere Fortbewegungsmittel, E-Bikes oder Elektroscooter – bei sich zu Hause aufladen können und sich nicht um die heute noch wenigen Stromladestellen drängeln müssen.

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…und kleine…

Viele Menschen, die mit E-Bikes oder vielleicht ganz neuen Fortbewegungsmitteln unterwegs sind – bis es soweit ist, dauert es noch einige Jahre. Aber schon jetzt gibt es Lösungen, die den Verkehrsteilnehmern ihre Fahrten leichter machen. Sicher habt ihr schon die Anzeigetafeln gesehen, auf denen steht „Bei Tempo 50 grüne Welle“. Wer sich an diese Geschwindigkeit hält, wird quasi belohnt, mit grünen Ampeln. Und muss deshalb weniger abbremsen und anfahren. Das spart nicht nur Sprit, sondern schont auch die Nerven. Denn Forscher wissen, dass es in solchen Situationen leicht zu Staus kommen kann.

Ähnlich ist es mit den Fußgängerampeln. Diese erkennen, ob jemand über die Straße gehen will. Wenn nicht sorgen sie für einen flüssigen Verkehrsfluss und zwingen nicht etwa Autofahrer zu stoppen, obwohl es keinen Sinn ergibt. Und Vorrangampeln für Linienbusse helfen dabei, dass Fahrgäste schneller zum Ziel kommen – und auch die Autofahrer müssen nicht länger als nötig warten, denn so klappt das Einfädeln des Busses viel leichter.

Was bringt die Zukunft noch?

Einige der hier vorgestellten Lösungen sind bereits im Einsatz, so wie die E-Autos, Carsharing-Angebote oder die intelligenten Ampeln. Andere werden gerade von Forschern getestet – und alle immer noch besser gemacht. Welche Erfindung, die man in einer immer größer werdenden Stadt einsetzen kann, gefällt euch am besten? Und welche müsste man unbedingt noch machen? Hättet ihr gerne Laufbänder statt Bürgersteige oder Autos, die von alleine zum Ziel fahren? Wie auch immer Städte in einigen Jahrzehnten aussehen – vielleicht seid ihr ja mit euren Ideen beteiligt?!

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Februar 2014

Als er ankommt im sonnigen Kalifornien, fühlt sich Konrad Fels erst einmal verloren. Fünf Monate lang wird er in den USA studieren. Doch als er aus dem Flugzeug steigt, muss er sich erst einmal orientieren. „So groß und weitläufig ist hier alles“, schreibt er in einem Blogeintrag. „Jetzt sehnt man sich ein bisschen danach, einfach in die Tasche zu greifen, das Telefon rauszuholen und mal eben schnell zu mooveln.“ In den USA klappt das aber noch nicht. Die App „moovel“ funktioniert zurzeit nur in Deutschland.

Digitaler Wegweiser

Die Anwendung ist ein digitaler Wegweiser im Großstadtdschungel. Ob nun in Stuttgart, Düsseldorf oder Berlin: In jeder Stadt gibt es unzählige Möglichkeiten von A nach B zu kommen. Nur: Welcher ist der beste Weg? Ist es sinnvoller, die Strecke mit dem Auto zu fahren, ein Taxi zu nehmen oder in Busse und Bahnen zu steigen? Oder vielleicht doch lieber das Fahrrad nehmen? Die Smartphone-App „moovel“ von Mercedes-Benz kennt auf diese Fragen die passenden Antworten. „moovel“ ist der digitale Begleiter für alle Stadtbewohnerinnen und Stadtbewohner, die mit einem Blick auf das Smartphone wissen wollen, wie sie am besten ankommen. Für iOS- und Android-Geräte gibt es eine App, für Tablets und Smartphones mit anderen Betriebssystemen haben die Entwicklerinnen und Entwickler eine mobile Website ins Internet gestellt.

Wie funktioniert die App?

Die Bedienung ist schlicht gehalten, die Nutzerinnen und Nutzer müssen bei „moovel“ lediglich eingeben, wann und wo sie starten wollen und wohin die Fahrt gehen soll. Die Anwendung pickt sich dann die besten Verbindungen mit allen möglichen Verkehrsmitteln heraus. Ein paar Haltestellen mit der Bahn fahren, dann in den Bus umsteigen und das letzte Stück mit einem car2go-Smart zurücklegen: Die App verknüpft die Vorzüge aller Verkehrsmittel miteinander und lässt den Nutzerinnen und Nutzer entscheiden, welcher Weg für ihn der beste ist.

Mercedes-Benz hat dafür einige Partnerschaften geschlossen. Beispielsweise mit Verkehrsmittel-Betrieben wie dem Tarif- und Verkehrsverbund Stuttgart, dem Verkehrsverbund Rhein-Ruhr und dem Verkehrsverbund Berlin-Brandenburg. Die „moovel“-App greift auf alle Fahrpläne der Busse und Bahnen in diesen Städten zurück.

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„mooveln“ mit Bus, Bahn und car2go

Auch das Carsharing-Angebot car2go von Mercedes-Benz ist mit der Anwendung verknüpft. „moovel“ weiß also immer genau, wo der nächste Smart gerade parkt. Außerdem können die Nutzerinnen und Nutzer direkt aus der App heraus ein Taxi rufen und prüfen, ob sich auf dem Weg eine Mitfahrgelegenheit anbietet. Damit es nicht zu teuer wird, hat die Anwenderin und der Anwender die Kosten im Blick: Der Gesamtpreis wird angezeigt, genau wie die Dauer der Route. Jeder kann selbst entscheiden, ob er lieber den schnellen Weg wählt oder vielleicht ein paar Euro sparen will und dafür etwas länger zum Ziel braucht.

Konrad Fels muss in Kalifornien zunächst einmal alleine herausfinden, wie er am besten durch das Land reist. Doch spätestens, wenn er in ein paar Monaten zurückkehrt, findet auch er wieder mit „moovel“ ganz schnell den besten Weg von A nach B.

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Stand: Juni 2013

Beim neuen Mercedes-Benz SL 350 hatten sie ein besonders ehrgeiziges Ziel: Er sollte 5 Prozent weniger wiegen als sein Vorgänger, dabei sollte aber keines der anderen Fahrzeugkomponenten vernachlässigt werden.

Was meinst du? Ob sie das wohl geschafft haben?

Leichtbau unter der Lupe

Selbstverständlich! Aber wie? Um das Gewicht eines Fahrzeugs so zu verringern, benötigt es Einsparungen an allen Enden:
Das meiste Gewicht wird mit dem Rohbau eingespart. Dieser besteht beim Mercedes SL vollständig aus Aluminium, und das ist ein sehr viel leichteres Metall im Vergleich zu beispielsweise Eisen oder Stahl.

Dadurch ist das Gewicht des SL um 24 Prozent geringer als das einer leistungsgleichen Stahlkarosserie – das sind 110 kg Ersparnis.
Aus Aluminium besteht ebenfalls die Vorderachse, wodurch 11 kg eingespart werden.
Auch neu sind die Windschutzscheiben, die nur 0,5 mm dick sind, und eine 0,7 mm dünne Heckscheibe, die zusammen für eine Ersparnis von 2 kg sorgen.
Die serienmäßigen neuen Leichtbauräder sind circa 15 Prozent leichter als Gussräder und sparen damit 4 kg ein.
Das Vario-Dach in Magnesium-Kunststoff-Bauweise sorgt für 15 kg Gewichtsersparnis.
Die Liste ist aber noch länger. Weitere zahlreiche Optimierungen im gesamten Fahrzeug sparen weitere Kilos ein.

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Ziel übertroffen

Rechnet man alles zusammen, kommt man auf eine Ersparnis von bis zu 140 kg. Damit haben die Ingenieure von Mercedes-Benz ihr Ziel sogar noch übertroffen, denn das sind sogar 7,7 Prozent weniger Gewicht als beim Vorgänger-Modell.

Die „Diät“ hatte allerdings keine Auswirkungen auf die Crashsicherheit des Roadsters. Getreu seinem Namen „Sportlich“ und „Leicht“ ist er durch die neue Bauweise sogar noch fahrdynamischer und stabiler geworden – und durch das geringere Gewicht auch im Verbrauch sparsamer.

Neben der modernen Leichtbauweise bietet der SL sogar noch mehr High-Tech. Beispielsweise das Magic-Sky-Control-Glasdach, das auf Knopfdruck seine Lichtdurchlässigkeit ändert. Oder die neue Wischtechnik (Magic Vision Control), bei der Wasser nicht wie üblich vorher auf die Scheibe gespritzt wird, sondern über Löscher gezielt vor die Wischblätter gebracht werden. So können bis zu 50 Prozent weniger Wischwasser verbraucht werden.

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: April 2012

Diese Probleme gibt es bei U-Bahnen oder Straßenbahnen meistens nicht, weil diese auf eigenen Schienen verkehren. Aber Mobilität ist heute wichtiger als je zuvor. Jeder will schnell, einfach und pünktlich an sein Ziel gelangen. Aber nicht nur die Bevölkerung muss zufrieden gestellt werden. Auch die lokalen Politikerinnen und Politiker, Stadtplaner/innen und natürlich die Betreiber/innen selbst haben verschiedene Ansprüche.

Ebenfalls spielt das Thema Nachhaltigkeit eine große Rolle. Mobilität ist wichtig, aber bitte umweltschonend. Deshalb unterstützt Mercedes-Benz bei der Entwicklung von BRT-Systemen weltweit. Damit soll weniger Stau und Stress für die Passagiere, mehr Zuverlässigkeit und Sicherheit sowie saubere Luft erreicht werden.

Motor für die Umwelt

BRT-Systeme zeichnen sich durch verschiedene Komponenten aus. Hauptmerkmal ist, dass die Busse auf extra eingerichteten Busspuren getrennt vom normalen Straßenverkehrs fahren. Aber anders als bei Straßenbahnen oder U-Bahnen kann das BRT-System überall dort eingesetzt werden, wo Straßen zur Verfügung stehen. Somit kann es schnell und günstig in das bestehende Verkehrsnetz integriert werden.

Durch die eigenen abgetrennten Fahrspuren und speziellen Ampelschaltungen können die Busse ohne stop-and-go fahren. Das reduziert umweltschädigende Emissionen und ist daher optimal für verkehrsreiche Ballungsräume. Hinzu kommt, dass die Fahrzeuge mit modernen, kraftstoffsparenden und emissionsarmen Motoren ausgestattet sind.

Da BRT-Systeme Platz für optimierte Busse hinsichtlich Größe und Design bieten, passen sie genau in das Bild einer modernen Metropole. Städte wie Bogotá (Kolumbien), Istanbul (Türkei), Nantes (Frankreich) oder Mexiko-Stadt (Mexiko) sind bereits überzeugte Anwender von BRT. Hier ist die Zahl der Personen, die öffentliche Verkehrsmittel nutzen, deutlich gestiegen. Da freut sich also nicht nur der Fahrgast, sondern auch die Umwelt.

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Innovatives Bus-System

BRT-Systeme bieten neben Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und vor allem Effizienz auch viele Vorteile für die Fahrgäste:

Die Haltestellen sind – wie schon in vielen U-Bahn-Stationen – überwacht und somit sicher für die Passagiere.
Die Haltestellen sind an die Einstiegshöhe der Busse angepasst, sodass das Ein- und Aussteigen ohne Stufen möglich ist.
Das BRT-Team von Mercedes-Benz Buses besteht aus Spezialistinnen und Spezialisten aus den Bereichen Transport-, Verkehrs- und Städteplanung.

Was meinst du? Würdest du dir auch so ein Bus-System in deiner Stadt wünschen?

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Stand: Februar 2012

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Das Prinzip Carsharing

Carsharing bedeutet so viel wie „Auto teilen“. Die Grundidee ist einfach: Die meiste Zeit stehen Autos ungenutzt herum. Warum dann nicht mit mehreren Leuten ein Auto teilen und es so optimal nutzen? Dieses Prinzip wurde Ende der 1980er Jahren erstmalig in Deutschland erprobt und wird bis heute von verschiedenen Unternehmen angeboten: Man reserviert ein Auto des Carsharing-Unternehmens und kann es dann an einer Station abholen. Nach dem Ende der Fahrt wird es wieder an einer Station des Unternehmens abgestellt. Richtig flexibel ist das aber nicht: Denn der Vorteil am eigenen Auto ist ja grade, dass man es spontan, also auch ohne Reservierung, nutzen kann. Außerdem ist man nicht darauf angewiesen, dass eine „Station“ in der Nähe ist. Deshalb war Carsharing für viele Menschen bisher keine sinnvolle Alternative zum eigenen Auto. Das könnte sich jetzt ändern.

Eine kleine Revolution: car2go

Jetzt gibt es ein ganz neues Konzept: car2go. Es löst die beiden größten Probleme des Carsharings, denn car2go funktioniert ganz spontan und auch ohne Stationen. In Ulm hat Mercedes-Benz ein groß angelegtes Testprojekt durchgeführt. Das neue Konzept war ein großer Erfolg und soll in den kommenden Jahren in weiteren Städten eingeführt werden. Doch wie funktioniert car2go genau?

Im Stadtgebiet von Ulm stehen und fahren heute über 200 Autos des Typs Smart fortwo CDI. Dieser Fahrzeugtyp ist klein und wendig, passt in jede Parklücke und ist außerdem sparsam im Verbrauch – doch dazu später mehr. Einmal bei car2go angemeldet, kann man das System jederzeit spontan nutzen. Egal wann und wo man in der Innenstadt von Ulm ein Auto benötigt; meist ist ein car2go Smart nur ein paar hundert Meter entfernt. Man kann einfach einsteigen und losfahren – und stellt das Fahrzeug auf einem beliebigen Parkplatz im Stadtgebiet wieder ab. Flexibler geht’s nicht.

Wer car2go nutzen möchte, registriert sich auf der Website www.car2go.com. Man bekommt dann einen Aufkleber, den man auf seinen Führerschein klebt. Der Aufkleber hat es in sich, denn darin steckt ein spezieller Chip. Will man car2go nutzen, hält man den Führerschein einfach an das Lesegerät hinter der Windschutzscheine eines car2go Smarts – und schon öffnet sich die Tür. Schnell noch die persönlich Geheimzahl eingeben und schon kann es losgehen. Die Kosten für die Fahrt werden vom Konto abgebucht und man braucht sich um nichts zu kümmern. Die car2go Mitarbeiter/innen sorgen nicht nur für die regelmäßige Wartung der Fahrzeuge, sie werden auch regelmäßig betankt und gereinigt.

Smart Car 2 Go
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Der car2go Smart

Die eingesetzten Smarts fortwo CDI sind besonders umweltfreundlich. Verbrauch und CO2-Ausstoß sind sehr gering – auch dank der Start-Stop-Automatik, die z. B. an einer roten Ampel den Motor ausschaltet und ihn beim Anfahren selbständig wieder anlässt. Alle car2go-Fahrzeuge haben außerdem ein Solardach. Es speist die elektrischen Geräte des Fahrzeugs. Außerdem wird die Batterie geladen – das reduziert den Treibstoffverbrauch um bis zu 10 %. Im Sommer kühlt das Solarsystem die in der Sonne geparkten Fahrzeuge automatisch.

Alle car2go-Smarts sind mit Satellitenortung ausgestattet. Das ist praktisch: Wenn ein Kunde nicht gleich ein freies Fahrzeug findet, kann er per Anruf, SMS oder Internet herausfinden, wo der nächste Smart zu finden ist.

Zukunftsfähige Mobilität

Das Ulmer Testprojekt hat gezeigt, dass car2go die Kunden begeistert und zukunftsfähig ist. Insgesamt hat car2go schon über 35.000 Kundinnen und Kunden, die bisher mehr als eine halbe Million Leihvorgänge durchgeführt haben. Deshalb wird das System jetzt ausgebaut. In Hamburg rollen bereits die ersten Fahrzeuge und auch im Ausland gibt es car2go schon. In Austin, Texas in den USA gibt es sogar ein car2go-Programm, das ausschließlich auf Elektrofahrzeuge setzt.

Flexible Mobilität, die den Verkehr in der Innenstadt entlastet, kommt letztlich jedem Einzelnen zugute. Die Mobilität der Zukunft baucht wegweisende Ideen, die auf die Bedürfnisse der Menschen und den so wichtigen den Schutz der Umwelt gleichermaßen eingeht. Hier leistet car2go einen wichtigen Beitrag.

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: September 2011

Bestimmt hast du schon einmal von Biodiesel gehört. Kraftstoff aus Pflanzen herzustellen, ist ein guter Ansatz: Da die Erdölreserven begrenzt sind, bemüht man sich um nachwachsende Alternativen. Außerdem ist Biodiesel vergleichsweise klimafreundlich, denn beim Verbrennen im Motor wird nur soviel CO₂ freigesetzt wie zuvor beim Wachsen von den Pflanzen aufgenommen wurde.

Kann man mit Biodiesel einen Salat anmachen?

Kann man nicht! Aber genau hier liegt ein großes Problem: Für die Herstellung von Biodiesel kommt meist Raps oder Soja zum Einsatz, also Pflanzen, die auch der Ernährung dienen können. Außerdem könnte auf den Raps- oder Sojafeldern genauso gut Getreide angebaut werden. In ärmeren Ländern sind in der Vergangenheit oft die Lebensmittelpreise stark gestiegen, da viele Bauern statt Nahrungsmittel lieber Biodiesel produziert haben.

Auch bei Mercedes-Benz erforscht man Alternativen zu den fossilen Brennstoffen. Wichtig ist den Forscher/innen, neue klimafreundliche Kraftstoffe zu entwickeln, die nicht zu Lasten von Nahrungsmitteln hergestellt werden. So wurde ein neuer Kraftstoff namens SunDiesel entwickelt, der nur aus Stroh, Holz- und Pflanzenabfällen gewonnen wird. Außerdem wurde ein ganz besonderes Projekt in Indien angekurbelt. Dort wird ein spezieller Biodiesel aus einer speziellen Nuss gewonnen: der Jatropha-Nuss.

Indien – Ein Land der Gegensätze

Kannst du dir vorstellen, dass in Indien ein Sechstel aller Menschen lebt? Indien hat über eine Milliarde Einwohner und ist damit nach China das bevölkerungsreichste Land der Erde. Die Bevölkerung wächst stetig und in hohem Tempo, genauso wie die Wirtschaft des Landes. Doch Indien ist ein Land mit zwei Gesichtern: In den großen Städten gibt es immer mehr Menschen mit einer guten Bildung; einige haben es sogar zu einem bescheidenen Wohlstand gebracht. Wirtschaft und Industrie, aber auch das steigende Mobilitätsbedürfnis in und zwischen den städtischen Gebieten lassen den Bedarf an Erdölprodukten steigen, von denen ein Großteil importiert werden muss.

Auf dem Land hingegen sind die Menschen oft sehr arm. Viele können nicht lesen und schreiben. Ein Großteil der Dörfer hat weder Elektrizität noch Zugang zu Erdöl. Für die meisten Menschen auf dem Land ist der Tag dann zu Ende, wenn die Sonne untergeht, da Straßen und Häuser nicht oder nur kaum beleuchtet werden können. Auch Schulen und gut ausgebildete Lehrer/innen gibt es bei weitem nicht überall. Für eine junge Inderin oder einen jungen Inder, der in einem Dorf auf dem Land aufwächst, stehen die Chancen deshalb nicht besonders gut, eines Tages in der Stadt zu studieren.

Die Menschen leben von der Landwirtschaft. Die Erträge sind jedoch oft nicht sehr hoch. Ein Viertel der Flächen Indiens sind landwirtschaftlich gar nicht nutzbar, da die Böden zu wenige Nährstoffe enthalten. Eine Ursache hierfür ist die so genannte Erosion: Durch falschen oder übertriebenen Ackerbau werden die Nutzflächen ausgelaugt; Nährstoffe werden durch Wasser weggeschwemmt oder bei staubigen Böden vom Wind fortgetragen. Auf erodierten Flächen kann kein normaler Ackerbau mehr betrieben werden.

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Jatropha kann Probleme lösen helfen

Die indische Regierung möchte nicht mehr so viel Erdöl importieren und stattdessen mehr auf den Anbau von Pflanzen setzen, aus denen Biokraftstoff gewonnen werden kann. Durch Förderung der Biokraftstoffe soll auch die Wirtschaft im ländlichen Raum unterstützt werden. Hier kommt Jatropha ins Spiel!

Jatropha Curcas ist ein Strauch aus der Familie der Wolfsmilchgewächse, der ölreiche Samen hervor bringt. Alle Pflanzenteile des Jatropha-Strauchs sind giftig. Die Pflanze ist sehr genügsam und robust. Sie wächst sowohl in sehr trockenem als auch in niederschlagsreichem Klima, verträgt jedoch keinen Frost. Die Ansprüche an die Bodenqualität sind gering. Jatropha-Pflanzen können daher auch auf erodierten Böden angebaut werden, auf denen nichts Essbares wachsen würde. Das ist eine wichtige Voraussetzung für die sinnvolle Nutzung.

Über einige Jahre wurden in Versuchsplantagen in verschiedenen Gebieten Indiens der Anbau der Jatropha-Planze erforscht und optimiert. Unter anderem wurde untersucht:

  • wann der günstigste Pflanzzeitpunkt gegeben ist
  • wie dicht man die Pflanzen setzen kann, um optimale Erträge zu erreichen
  • wie man optimal düngt und bewässert
  • wie man die Erträge z.B. durch Beschnitt und Unkrautbekämpfung verbessern kann

Durch diese Untersuchungen kann man jetzt indischen Bauern eine genaue Anleitung geben, wie sie den Anbau von Jatropha durchführen sollten. Dieses Wissen wurde an die örtlichen Bauern in mehreren Workshops weitergegeben.

Herstellung des Kraftstoffes

Da Pflanzenöl in modernen Dieselmotoren nicht direkt eingesetzt werden kann, wird in einem
chemischen Verfahren aus dem Pflanzenöl Biodiesel hergestellt. Im Jatropha-Projekt wurde eine kleine Biodieselanlage entwickelt, die man auch im ländlichen Raum Indiens einsetzen und mit der man Biodiesel in guter Qualität herstellen kann.

Im Laufe des Projekts wurden in dieser Anlage ca. 80.000 Liter Biodiesel produziert. Dieser Kraftstoff wurde bei Mercedes-Benz India für Fahrzeuguntersuchungen und zum Betrieb einer Testflotte erfolgreich eingesetzt. Sowohl unter den tropisch heißen Bedingungen Südindiens als auch in der Kälte des Himalajas leisteten die Jatropha-Fahrzeuge zuverlässig ihren Dienst.

Eine Nuss, viele Vorteile

Der Anbau von Jatropha ist in vielerlei Hinsicht sinnvoll: Indien ist nicht mehr so stark von Ölimporten abhängig, wenn saubere Kraft- und Heizstoffe im eigenen Land hergestellt werden. Außerdem verbessert sich die Luftqualität in den Ballungszentren, wenn dort moderne Dieselfahrzeuge eingesetzt werden, die Jatropha-Biodiesel tanken.

Für die Landbevölkerung hat es außerdem verschiedene Vorteile: Zum einen werden im Bereich des Anbaus der Jatropha-Pflanzen und der Biodiesel-Herstellung neue Arbeitsplätze geschaffen. Außerdem können die Leute einen Teil des erzeugten Jatropha-Kraftstoffes selbst benutzen. So lässt sich z. B. mit Hilfe eines Generators Strom erzeugen. Das kann in einem Dorf viel verändern: Abends kann bei Licht nun noch Nebenbeschäftigungen nachgegangen werden oder Kinder können im Fernsehen an speziellem Fernunterricht teilnehmen, somit mehr lernen und ihre Zukunftschancen verbessern. Auf den Feldern können mit Jatropha-Biodiesel betriebene, landwirtschaftliche Maschinen eingesetzt und dadurch die Erträge verbessert werden. Mehr noch: Der Anbau von Jatropha hilft, weitere Erosionen zu verhindern. Langfristig erholen sich die Böden wieder, so dass dort auch wieder Nahrungsmittel angebaut werden können. Besonders lokal kann also direkter Nutzen aus der Jatropha-Nuss gezogen werden.

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Juli 2010

Strom- und Wasserstoff aus der Zapfsäule?

Um Fahrzeuge mit Strom oder Wasserstoff auch auf weiten Entfernungen zu betreiben, braucht es ein dichtes Netz von speziellen Tankstellen. Dieses Netz auszubauen kostet jedoch viel Zeit und Geld und wird einige Jahre dauern. Bis dahin werden Verbrennungsmotoren deshalb die wichtigsten automobilen Antriebe bleiben. Bei Mercedes-Benz möchte man aber möglichst bald – am besten sofort – etwas zur Senkung des CO₂-Ausstoßes tun.

Brennstoffzellensystem_2
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Brennstoffzellensystem_3
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BRennstoffzellensystem_4
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Brennstoffzellensystem_5
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BRennstoffzellensystem
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Brennstoffzellensystem_1
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Künstlicher Kraftstoff aus Stroh und Co.

Wie du sicher weißt, sind Erdöl- und Erdgasreserven nicht unendlich verfügbar. Bereits in wenigen Jahrzehnten könnte es zu ersten Versorgungsengpässen kommen. Dieses Problem müssen natürlich auch die Ingenieur/innen im Auge behalten. Bei Mercedes-Benz beteiligt man sich daher intensiv an der Erforschung alternativer Kraftstoffe, die aus Pflanzen hergestellt werden. Solche Kraftstoffe schonen nicht nur die Ölreserven, sondern haben einen weiteren entscheidenden Vorteil: Beim Verbrennen wird nur etwa so viel CO₂ ausgestoßen, wie die Pflanze beim Wachsen aufgenommen hat. In der Vergangenheit wurden zur Kraftstoffproduktion jedoch oft Pflanzen verwendet, die auch als Nahrungsmittel hätten dienen können. Da es in einigen Teilen der Welt deshalb sogar zu Engpässen bei der Nahrungsmittelversorgung kam, wurde dieser Ansatz zu Recht kritisiert. Bei Mercedes-Benz setzt man daher auf SunDiesel: Dieser „künstliche“ Diesel wird aus Stroh, Pflanzen- bzw. Holzabfällen und ähnlichem hergestellt, kann in herkömmlichen Dieselmotoren genutzt werden und Tankstellen für diese Art Kraftstoff gibt es bereits. Die Versuche mit SunDiesel waren bisher sehr vielversprechend, doch noch wird der Kraftstoff nicht in großen Mengen hergestellt.

Blue Efficiency – Ein Strauß innovativer Ideen

Ein verantwortungsvoller Umgang mit Energie ist aber nicht nur eine Frage für die Zukunft, sondern lässt sich bereits heute umsetzen! Bei Mercedes-Benz nennt man das „Blue Efficiency“. Damit wird eine ganze Reihe von Optimierungen an jedem Teil eines Autos bezeichnet: Durch neue Werkstoffe, innovatives Design und elektronische Regelsysteme wird der Kraftstoffverbrauch merklich gesenkt. Der CO₂-Ausstoß verringert sich dabei ganz automatisch. Ob in einem Fahrzeug schon die moderne „Blue Efficiency“-Technologie steckt, erkennst du am silber-blauen Logo in der Nähe der Fahrertür, z. B. bei aktuellen Mercedes-Benz Modellen: Bei diesen Autos wurden das Gewicht von Karosserie und Motor reduziert und die Aerodynamik, also die Windschlüpfrigkeit, verbessert. Neue Reifen verringern den Rollwiderstand und die beim Fahren entstehende Energie – z. B. beim Bremsen – wird zum Laden der Autobatterie genutzt. Die verschiedenen Komponenten werden dabei genau aufeinander abgestimmt und entfalten zusammen ein großes Sparpotential. „Blue Efficiency“ ist somit ein wichtiges Fundament für die CO₂-Reduktion bei Mercedes-Benz-Fahrzeugen, egal ob diese von einem Verbrennungsmotor, einer Brennstoffzelle oder elektrisch angetrieben werden.

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Juli 2010

Biodiesel bekommt man schon lange an vielen Tankstellen; er wird auch herkömmlichem Kraftstoff beigemischt. Der Ansatz ist richtig: Da die Erdölreserven begrenzt sind, bemüht man sich um nachwachsende Alternativen; außerdem ist Biodiesel vergleichsweise klimafreundlich. Doch Biodiesel ist nicht unproblematisch: Die Substanz ist aggressiv und kann in purer Form moderne PKW-Motoren schädigen. Außerdem steht Biodiesel in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion, da er aus Pflanzenölen hergestellt wird, die auch der Ernährung dienen können. Gerade in armen Ländern ist das kritisch. Hinzu kommt, dass nur ein kleiner Teil der Pflanzen zur Biodieselproduktion genutzt werden kann und das meiste Abfall ist!

Pflanzenabfall? Immer her damit!

Genau hier setzt Mercedes-Benz mit seinen Kooperationspartnern an: SunDiesel heißt ein neuer künstlicher Dieselkraftstoff, der u. a. aus Pflanzen- und Holzabfällen hergestellt wird. Sundiesel ist ein so genannter BTL-Kraftstoff. BTL steht für Biomass-to-Liquids und bedeutet so viel wie „Biomasse wird zu Flüssigkeit“. Bei der Herstellung von SunDiesel kann beliebige Biomasse verwendet werden und nicht nur die Früchte oder Samen wie bei herkömmlichen Biokraftstoffen. Jeder Teil einer Pflanze – vom Strohstängel bis zum Fruchtkörper, von der Baumwurzel bis zum Wipfel – eignet sich für die Herstellung. SunDiesel verbrennt sehr schadstoffarm und greift den Motor nicht an. Da es dem neuen Kraftstoff außerdem ziemlich egal ist, aus welchen Pflanzen er hergestellt wird, steht die Produktion von SunDiesel auch nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Wegen der vielen Vorteile gegenüber Biodiesel und Co. wird der SunDiesel auch als „Biokraftstoff der zweiten Generation“ bezeichnet.

SunDiesel ist weitgehend klimaneutral: Bei seiner Verbrennung wird nur so viel vom Treibhausgas CO₂ frei, wie die Pflanze beim Wachsen aufgenommen hat. Das sind im Vergleich zu herkömmlichem Dieselkraftstoff bis zu 95 Prozent weniger. Hierzu muss lediglich das CO₂ hinzugezählt werden, das bei der Produktion von SunDiesel freigesetzt wird. Der neue synthetische Biokraftstoff ist außerdem schwefel- und aromatenfrei und damit der reinste Dieselkraftstoff, den es je gab. Er funktioniert in alten und neuen Fahrzeugen gleichermaßen gut. Daher kann auch das bestehende Tankstellen-Netz ohne aufwändige Erweiterungen weiter genutzt werden.

Biokraftstoff_1
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Biokraftstoff_8
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Kraftstoff mit Zukunft

Weil Mercedes-Benz die Entwicklung von sauberen Kraftstoffen für Verbrennungsmotoren vorantreiben möchte, wurde schon 2002 eine Partnerschaft mit Choren Industries, dem Hersteller von SunDiesel, ins Leben gerufen.

Bisher waren die in Versuchsfahrzeugen gesammelten Erfahrungen mit SunDiesel sehr positiv. Nun muss weiter geforscht werden, damit SunDiesel demnächst in größeren Mengen hergestellt und an Tankstellen verkauft werden kann. Schon bald könnte der neue Kraftstoff den Biodiesel ablösen, denn auf der selben Fläche Land lässt sich ca. drei mal mehr SunDiesel erzeugen als Biodiesel. Die Ingenieur/innen glauben sogar, dass man in Zukunft eine deutlich höhere Ausbeute erzielen könnte, z. B. durch Weiterentwicklung des Herstellungsverfahrens. Forsche/innen haben errechnet, dass man schon im Jahre 2030 mehr als ein Drittel des landesweiten Kraftstoffbedarfs mit in Deutschland produziertem SunDiesel decken könnte. Das macht unabhängig von Importen, schont die Ölvorräte und ist vor allem gut für das Klima! Und vielleicht wirst du schon bald in einem Auto oder in einem Bus mitfahren, der SunDiesel getankt hat.

So wird aus Biomasse SunDiesel

Zuerst wird das pflanzliche Material sorgfältig gereinigt, fein zerkleinert und getrocknet. Anschließend wird ein mehrstufiges Verfahren namens Carbo-V angewendet, das von Choren entwickelt wurde. Zunächst wird die Biomasse auf etwa 500 °C erhitzt. Damit das Material nicht einfach verbrennt, geschieht dieser Vorgang in einem luftdichten Behältnis. Dabei entstehen Biokoks – ein poröses Material, mit einem hohen Anteil an Kohlenstoff – sowie verschiedene Gase, so genannte Kohlenwasserstoffe. In weiteren Schritten wird aus dem feingemahlenen Koks und den Kohlenwasserstoffen ein hochwertiges Synthesegas gewonnen.

Anschließend kommt die so genannte Fischer-Tropsch-Synthese zur Anwendung. Dieses Verfahren wurde bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts in Deutschland entwickelt und im Verlauf der Jahre immer weiter optimiert. Durch Zugabe bestimmter Hilfsstoffe verflüssigt sich dabei das Gas und wird hauptsächlich zu SunDiesel. Außerdem entstehen Naphtha – eine Art Rohbenzin – sowie synthetisches Wachs. Beides sind keineswegs Abfallprodukte, sondern können industriell noch weiterverarbeitet und sinnvoll eingesetzt werden.

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Juli 2010