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Inseln ohne Abgase – Autokonzerne testen E-Mobilität unter realen Bedingungen

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Lena Rickenberg

Inseln ohne Abgase – Autokonzerne testen E-Mobilität unter realen Bedingungen

Zwei große Autohersteller erforschen auf Inseln im Mittelmeer und im Atlantik den flächendeckenden Einsatz von Elektro-Fahrzeugen und die dafür erforderlichen Infrastrukturen. Im Verlauf der Projekte wollen die Inselverwaltungen ihre Energieerzeugung komplett auf erneuerbare Energien umstellen. Damit steht in diesen „Reallaboren“ auch die Klimabilanz der E-Mobilität auf dem Prüfstand.

Abgeschlossene Ökosysteme, eingehegte Verkehrsinfrastruktur

Wie würde der Alltag aussehen, wenn sich die Elektromobilität bereits flächendeckend durchgesetzt hätte? Welche Auswirkungen hätte dies auf den Straßenverkehr, auf das Mobilitätsverhalten der Menschen und auf deren Klimabilanz?

Diesen Fragen widmen sich groß angelegte Tests, die auf überschaubarem Terrain stattfinden: auf kleinen Inseln. Sie eignen sich zum Testen flächendeckender Elektromobilität besonders gut, weil sie in mehrfacher Hinsicht geschlossene Systeme sind. Hier lässt sich eine nicht zu große Zahl an Bürger*innen mit einem ausreichenden Angebot an Elektro-Autos ausstatten, das Nutzungsverhalten beobachten und die Auswirkungen auf Verkehr und Umwelt messen. Zudem kann in der eingehegten Infrastruktur kein zusätzliches (motorisiertes) Verkehrsgeschehen die Tests beeinflussen, wie es auf dem Festland in Städten oder Dörfern der Fall ist, wenn dort der werktägliche Berufs- und Pendlerverkehr hinein- und herausfährt.

Im Folgenden stellen wir zwei Feldversuche auf Inseln vor, in denen es sowohl um weitgreifende Erprobungen von Elektromobilität als auch um emissionsfreie, nachhaltige Energieerzeugung geht.

Beispiel 1: Die griechische Mittelmeerinsel Astypalea

Blick auf die griechische Mittelmeerinsel Astypalea. Foto: IMFJ via Dutch Wikipedia, CC BY-SA 3.0

Die griechische Insel Astypalea liegt in der südlichen Ägäis, hat eine Fläche von etwa 100 Quadratkilometern und ist damit in etwa so groß wie Sylt. Sie zählt rund 1.300 Einwohner*innen und etwa 72.000 Tourist*innen besuchen das Eiland jedes Jahr.

Anfang November 2020 kündigten Vertreter*innen von Volkswagen und der griechischen Regierung an, Astypalea zu einem Modell für klimaneutrale Mobilität zu machen. Zusätzlich soll die Energieversorgung der Insel komplett auf regenerative Quellen wie Sonne und Windkraft umgestellt und der Strom lokal erzeugt werden.

Astypalea: Klein, aber bevölkerungsreich genug, um Infrastruktur zu testen und Mobilitätsverhalten zu erforschen

Astypalea ist für die griechische Regierung der Startschuss für das Projekt Smart and Sustainable Islands („Intelligente und nachhaltige Inseln“). Dafür kämen jedoch, nach Aussage der Regierung, größere Inseln, wie Rhodos oder Kreta, aufgrund der höheren Kosten nicht infrage. Astypalea sei hingegen einerseits „klein genug“, um die benötigte Infrastruktur für Elektro-Autos und Mobilitätsdienste testen zu können, und andererseits mit 1.300 Bewohner*innen „groß genug“, um einigermaßen repräsentative Ergebnisse über das Verhalten der Nutzer*innen zu erhalten.

Auch Volkswagen bewertet die Testvoraussetzungen als ideal: Erstens fange die Insel bezüglich Elektromobilität praktisch bei null an und könne damit einen kompletten Mobilitätswandel vollziehen. Zweitens biete sie ein klar definiertes und geschlossenes Gebiet, die Anzahl der Fahrzeuge bleibt stabil, die Fahrten und Bewegungen sind überschaubar. Drittens habe die Insel die richtige Größe, um Verkehrssysteme effizient zu testen, heißt es seitens der Verantwortlichen bei Volkswagen.

Individualverkehr verringern, CO2-Emissionen senken

Die rund 1.500 Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, die bislang auf der Insel fahren, will Volkswagen durch rund 1.000 Elektro-Autos ersetzen – und so den gesamten Verkehr der Insel auf Elektromobilität umstellen. Dazu gehören der öffentliche Nahverkehr, Fahrzeuge der Kommunen, etwa der Polizei und Krankenwagen, und von Unternehmen sowie die Privatfahrzeuge der Einwohner*innen. Gleichzeitig baut die VW-Tochter Elli ein flächendeckendes Netz an privaten und öffentlichen Ladestationen auf.

Derzeit besteht das Verkehrsangebot auf Astypalea aus zwei Bussen, die nur einen kleinen Teil der Insel bedienen und nicht ganztägig und nicht ganzjährig fahren. Mitfahrdienste und Carsharing sollen das bislang kaum entwickelte öffentliche Nahverkehrssystem ergänzen und attraktiver machen. Neben dem Elektro-Auto-Sharing sollen auch E-Roller und E-Bikes verfügbar sein. Ziel ist, den Individualverkehr insgesamt zu verringern, sodass die genannten 1.000 Fahrzeuge für alle Mobilitätsbedarfe ausreichen.

Straße auf Astypalea. Foto: "Astypalea Island, Greece" von RX Coolpix via Flickr, CC BY-SA 2.0
Diesel durch regenerative Energiequellen ersetzen

Die griechische Regierung sieht das Astypalea-Projekt als Teil ihrer Strategie, die CO2-Emmissionen des Landes zu senken. Zum Projektstart decken den Energiebedarf der Insel ausschließlich Dieselgeneratoren, die beim Verbrennen des fossilen Energieträgers Benzin hohe CO2-Mengen ausstoßen. Geplant ist, die Stromerzeugung gänzlich auf regenerative Energiequellen umzustellen.

Mithilfe des Carsharing-Angebots soll der Bedarf an eigenen Pkws auf der Insel sinken. Wenn sich die Bewohner*innen dennoch ein eigenes Auto anschaffen wollen, subventioniert die griechische Regierung den Kauf. Der stellvertretende Außenminister Konstantinos Fragogiannis bezifferte die Kosten des Projekts für den griechischen Haushalt auf acht bis zehn Millionen Euro. Volkswagen würde für das Projekt, so Konzernchef Herbert Diess, auf eine Gewinnmarge verzichten und die Elektro-Autos zum Selbstkostenpreis verkaufen. Zudem investiere der Autobauer in 230 private Ladepunkte und öffentliche Ladestationen sowie in den Aufbau der Mobilitätsdienste.

Carsharing und Ridesharing mit elektrischen, später sogar mit autonomen Fahrzeugen

Das Projekt soll insgesamt sechs Jahre laufen. Die ersten E-Fahrzeuge kommen voraussichtlich in der ersten Hälfte des Jahres 2021 auf Astypalea zum Einsatz. Zunächst sollen es Regierungsfahrzeuge sein, gefolgt von ersten, an Kunden ausgelieferten Privatfahrzeugen. Im gleichen Zeitraum sollen Carsharing- und Ridesharing-Dienste ihren Betrieb aufnehmen. Die Energiewende zu klimaneutraler Stromerzeugung wollen die Beteiligten in zwei bis drei Jahren abgeschlossen haben.

Der Bürgermeister der Insel, Nikólaos Kominéas, spricht sogar schon vom nächsten, optional eingeplanten Schritt: In sechs Jahren sollen auf der Insel autonome Fahrzeuge fahren. Bewohner*innen und Besucher*innen wäre es dann möglich, sie per Smartphone-App zu rufen, und sich von ihnen an das gewünschte Ziel fahren zu lassen.

Den Alltag der Inselbewohner*innen verbessern und die Klimakrise bekämpfen

Konstantinos Fragogiannis ist überzeugt davon, dass elektrische Mobilität und ein nachhaltiger Maßnahmen-Plan den Alltag der Inselbewohner*innen deutlich verbessern werden. Von dem Experiment verspreche er sich aber auch konkrete Erkenntnisse für Mobilitätslösungen der Zukunft:

„Eine Besonderheit auf Astypalea ist das Zusammenspiel von sehr unterschiedlichen Kundengruppen. Auf der einen Seite die Einheimischen, auf der anderen Seite Tausende von Touristen, die sich nur kurz auf der Insel aufhalten. Wir sind neugierig auf die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen den beiden Gruppen. Mit den Erkenntnissen werden wir die Mobilitätsdienste weiter verbessern – auf Astypalea, aber auch für andere Regionen.“

Für die griechische Regierung ist Astypalea ein Prestigeprojekt, mit dem sie sich als Vorreiterin bei der Bekämpfung der Klimakrise behaupten will. Gelingt das Experiment, könnten die hier gewonnenen Erkenntnisse im Rahmen des Projeks Smart and Sustainable Islands auf weitere griechische Inseln übertragen werden. „Wir zeigen der Welt, wie es gehen kann“, sagte Fragogiannis bei der Unterzeichnung der Absichtserklärung.

Konkrete Erkenntnisse zu Nutzung und Klimabilanz der unterschiedlichen Verkehrsträger

Damit VW die Transformation hin zur E-Mobilität schaffen kann, benötigt das Unternehmen Erkenntnisse und konkrete Daten über die Nutzung der E-Fahrzeuge, der Ladeinfrastruktur und der Sharing-Angebote sowie über die Klimabilanz der E-Mobilitäts-Flotte im Einsatz unter realen Bedingungen. Daher verknüpft das Unternehmen den Großversuch unter anderem mit diesen Forschungsfragen: Wie viele Bewohner*innen nutzen die Sharing-Angebote, welche Verkehrsträger werden am liebsten, wie häufig und wie lang genutzt? Wie viele Ladepunkte braucht es, um die Flotte der Elektro-Autos, E-Roller und E-Scooter bedienen zu können? Entstehen dabei gegebenenfalls Wartezeiten für die Nutzer*innen? Wie entwickelt sich die Klimabilanz der Elektro-Autos mit steigendem Anteil an erneuerbaren Energien im genutzten Strom?

Wie Volkswagenchef Herbert Diess betont, wolle das Unternehmen mit dem Projekt zeigen, dass klimaneutrale Mobilität für alle möglich sei. Es sei spannend, eine ganze Insel in kurzer Zeit komplett auf klimaneutrale Mobilität umzustellen: „In ganz Europa oder weltweit wird so etwas mindestens noch 20 Jahre dauern. Das werden wir auf der Insel in drei, vier oder fünf Jahren schaffen. Das wird uns neue Erkenntnisse bringen.“ VW erklärte zudem, bis 2050 klimaneutral zu sein.

Beispiel 2: Die portugiesische Atlantikinsel Porto Santo

Blick auf die portugiesische Atlantikinsel Porto Santo. Foto: "Vila Baleira - Ilha de Porto Santo - Portugal" von Portuguese_eyes, via Flickr, CC BY-SA 2.0

Die portugiesische Atlantikinsel Porto Santo ist 42 Quadratkilometer groß, hat 5.500 Einwohner*innen und beherbergt zur Reisesaison rund 20.000 Tourist*innen. Damit ist die Insel weniger als halb so groß wie Astypalea, hat aber viermal so viele Bewohner*innen.

Porto Santo gehört zur Inselgruppe von Madeira, von dort aus wird sie auch verwaltet. 2018 starteten die Regionalregierung von Madeira und der lokale Energieversorger Empresa de Electricidade da Madeira (EEM) gemeinsam mit dem Autohersteller Renault das Programm Smart Fossil Free Island („Intelligente, auf fossile Energieträger verzichtende Insel“). Im Zuge dieses Projekts soll Porto Santo in der Energieerzeugung unabhängig werden, die Schadstoffemissionen verringern und die Energieversorgung nach Möglichkeit komplett auf erneuerbare Energien umstellen.

Solarpark und Windräder liefern mitunter zu wenig, mitunter zu viel Strom

Zum Projektbeginn 2018 war Porto Santo noch vollständig auf Energieimporte angewiesen und wurde nahezu ausschließlich durch fossile Energieträger, etwa Erdöl, versorgt. Erneuerbare Energien deckten 15 Prozent des Strombedarfs von Porto Santo – davon entfielen elf Prozent auf Solarenergie und vier Prozent auf Windkraft. „2018 haben wir zur Stromproduktion 500.000 Liter Diesel und zwei Millionen Kilo Schweröl verbrannt”, sagt Agostinho Figueira vom Energieversorger EEM. Doch in dreieinhalb Jahren, so das nach eigenen Aussagen „ambitionierte Ziel“, soll der letzte dieser Generatoren dauerhaft stillstehen. Nur einen Generator will man als Notstromaggregat erhalten.

Zwar gibt es auf Porto Santo seit 2010 einen Solarpark, doch die Leistung der Solarzellen schwankt mit der Wetterlage: An bewölkten Tagen müssen die Dieselgeneratoren einspringen und das Stromnetz der Insel stabilisieren, während an sonnigen Tagen eine Überproduktion stattfindet. Bislang wird der an diesen Tagen erzeugte Strom nicht gespeichert. Das gleiche Dilemma gilt für die Windkraftanlagen der Insel an windigen beziehungsweise windstillen Tagen.

Elektro-Autos als Stromlieferanten für das „Smart Grid“

Für dieses typische Problem erneuerbarer Energien wollen die Projektpartner auf Porto Santo eine integrierte Lösung testen: Die Elektrofahrzeuge sollen den Strom aus erneuerbaren Energien sowohl zur Fortbewegung nutzen als auch speichern und bei Bedarf das Stromnetz der Insel stützen.

In einem „intelligenten Stromnetz“ (Smart Grid) wollen die Projektpartner drei Technologien testen: Erstens das intelligente Laden („Smart Charging“), bei dem die Elektro-Autos entsprechend der im Netz verfügbaren Kapazität geladen werden. Zweitens das reversible Laden, bei dem die Elektro-Autos einen Teil der in ihren Batterien gespeicherten Energie in das Stromnetz einspeisen („vehicle-to-grid“), um es in Spitzenlastzeiten zu entlasten. Und drittens die stationäre Energiespeicherung, bei der ausgediente Batterien von Elektrofahrzeugen ein zweites Leben bekommen („second Life“). Sie sollen den von den Solar- und Windkraftanlagen der Insel erzeugten Strom zwischenspeichern.

Foto: "Bus to the Town Center in Porto Santo island" von Luke H. Gordon, via Flickr, CC BY 2.0
Schrittweise soll der Bestand auf 500 Elektro-Autos wachsen

In der ersten Projektphase erhielten mehrere Dutzend freiwillige Projektteilnehmer*innen insgesamt 20 Elektro-Autos von Renault, sowohl Pkws als auch Kleintransporter. Sie sind als Taxis und im Hotel-Shuttledienst unterwegs, dienen der Polizei für Streifenfahrten oder dem regionalen Energieversorger für Servicefahrten. Zudem baute das beteiligte Unternehmen The Mobility House eine Infrastruktur aus privaten und öffentlichen Ladesäulen auf.

Seit März 2019 sind auf Porto Santo erstmals Elektro-Autos mit bidirektionaler Ladetechnik („vehicle-to-grid“) als Prototypen im Einsatz. Laut Projektkonsortium sollen bis 2020 etwa 100 Elektro-Autos in den Verkehr gebracht werden, was rund zehn Prozent der Fahrzeuge auf der Insel ausmacht. Ab 2020 soll der Bestand schrittweise auf 500 elektrisch betriebene Autos wachsen. Allerdings sollen nicht alle Verbrennerfahrzeuge durch E-Fahrzeuge ersetzt werden.

Erkenntnisse zum Nutzungsverhalten und den neuen Batterietechnologien

Die Projektpartner können in diesem „Reallabor“ zahlreiche Erkenntnisse über das Nutzungsverhalten der Inselbewohner*innen und Tourist*innen gewinnen, beispielsweise wie und wann diese die Sharing-Angebote nutzen und dafür das eigene Auto stehen lassen. Weitere Erkenntnisse sind, wie sich die getesteten Speichertechnologien auf die Batterien auswirken und ob sich die Vehicle-to-Grid-Methode bewährt.

Das Wichtige sei, den Ausgleich im Stromnetz zu schaffen, so José Cotrim, Vertriebsdirektor beim Energieversorger Empresa de Electricidade da Madeira, mit anderen Worten: die Energieversorgung über die verschiedenen Quellen von Diesel, Solar- und Windenergie zu glätten. Ein kompliziertes, aus mehreren Quellen bestehendes Netz zuverlässig zu verwalten, sagt Cotrim, sei keine Kleinigkeit. Hier erhoffe man sich wertvolle Erkenntnisse. Unter anderem stelle sich die Frage, welchen Einfluss der steigende Anteil der erneuerbaren Energien auf das Stromnetz ausüben könnte.

Mit dem Projekt könnte Autobauer Renault zeigen, dass seine Elektro-Autos und Batterietechnologien einen positiven Beitrag zum Ausbau und Einsatz erneuerbarer Energien und somit zum Klimaschutz leisten. Die durch mehr Elektro-Autos steigende Nachfrage nach Strom wird teilweise als belastend für Stromnetze wahrgenommen, insbesondere dann, wenn diese begrenzte Kapazitäten haben und starken Schwankungen ausgesetzt sind. Dies könnte sich ändern, wenn Elektro-Autos die Stromnetze bei Bedarf sogar stützen könnten. Mit dem groß angelegten Versuch auf Porto Santo will Renault ein Modell entwickeln, das sich auf weiteren Inseln sowie in geeigneten Städten und Gemeinden einsetzen ließe.

Fazit

Dass sich zwei multinational agierende Autohersteller in ebenso ambitionierten wie aufwändigen Projekten engagieren, bei denen ganze Inseln als Testfeld für elektrifizierte Mobilität und nachhaltige Energieerzeugung dienen, ist durchaus bemerkenswert. Interessant ist dabei auch, wie sich die Umstellung auf Elektromobilität und Sharingdienste auf die Stromerzeugung und somit auf die Klimabilanzen der Inseln auswirken wird. Da in beiden Fällen Verwaltung und Staat einbezogen sind, ist zu hoffen, dass möglichst viel Ergebnisse und Daten veröffentlicht beziehungsweise für die Allgemeinheit nutzbar gemacht werden.

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