Wer vorausschauend agiert, kann von diesem Wandel profitieren

Im Gespräch

Der Umstieg auf erneuerbare Energien und der Wandel hin zu einer nachhaltigen Mobilität sind gesamtgesellschaftliche Aufgaben. Doch wie bewegt man die Menschen dazu, sich an der Wende zu beteiligen? Im Interview sprechen die Fraunhofer-IAO-Experten Tobias Höpfer und Sebastian Stegmüller über die Frage, wie man die richtigen Anreize setzt.

Zwei Männer stehen nebeneinander in einem modernen Büro. Der linke Mann trägt einen grauen Pullover und Jeans, der rechte Mann ist in einem blazer und weißem Hemd gekleidet. Beide blicken freundlich in die Kamera, während im Hintergrund eine helle, minimalistische Architektur sichtbar ist.
© Aristidis Schnelzer
Gemeinsam neue Wege erkunden: Sebastian Stegmüller (l.) berät und begleitet Unternehmen aus dem Mobilitätssektor bei der Entwicklung neuer Technologien und Geschäftsmodelle. Tobias Höpfer beschäftigt sich mit Innovationen im Bereich der erneuerbaren Energien. Oft hängt das eine eng mit dem anderen zusammen.

Herr Höpfer, Deutschland hat sich das Ziel gesetzt, bis 2045 »klimaneutral« zu sein, also keine Treibhausgase mehr zu emittieren oder Emissionen vollständig auszugleichen. Können wir dieses Ziel erreichen?

Tobias Höpfer: Insgesamt sind wir auf einem ordentlichen Weg. Im Vergleich zu 1990 haben wir unsere CO2-Emissionen um knapp 50 Prozent reduziert. Das ist in erster Linie auf die Umstellung von fossilen auf erneuerbare Energien zurückzuführen, die in hohem Tempo voranschreitet. Im vergangenen Jahr etwa stammten rund 57 Prozent der ins Netz eingespeisten Strommenge aus erneuerbaren Energien. Im Wärmesektor hingegen stehen wir vor ungleich größeren Herausforderungen. Neben Wärmepumpen braucht es hier vor allem den Ausbau regionaler und kommunaler Wärmenetze. Auch im Verkehrssektor sind umfangreiche Maßnahmen notwendig, die schnellstmöglich angegangen werden müssen. Um den Energieverbrauch nachhaltig zu senken, ist zudem die Verbesserung der Energieeffizienz, etwa in Gebäuden und der Industrie, von großer Bedeutung. Das Ziel, bis 2045 klimaneutral zu werden, ist also ambitioniert, aber prinzipiell erreichbar – vorausgesetzt, alle relevanten politischen, technologischen und gesellschaftlichen Maßnahmen werden konsequent und rechtzeitig umgesetzt. Ein langfristiger, ganzheitlicher Ansatz ist hierfür erforderlich, der neben technologischen Innovationen auch strukturelle Veränderungen in der Wirtschaft und soziale Anpassungsmaßnahmen fördert.

Bleiben wir zunächst bei der Dekarbonisierung der Stromproduktion: Wie lässt sich unsere Energieversorgung angesichts der wetterbedingten Volatilität der Erneuerbaren sicher gestalten?

Tobias Höpfer: Das gehört zu den zentralen Herausforderungen der Energiewende, ist jedoch lösbar. Es ist entscheidend, das Energiesystem als integriertes Ganzes zu betrachten und auf verschiedene, sich ergänzende Komponenten zu setzen. Ein wesentlicher Punkt ist der Ausbau von Speicherkapazitäten, denn kurzfristig können Batterien oder Pumpspeicherkraftwerke die Stabilisierung des Netzes übernehmen. Im Bereich der Batteriespeicher erleben wir aktuell ein rasantes Wachstum, und derzeitige Prognosen sagen einen Anstieg der Batteriespeicherkapazitäten in Deutschland um mehr als Faktor 10 voraus. Hierbei können in Zukunft auch Elektroautos eine wesentliche Rolle spielen. Bereits in ein paar Jahren könnten die Batterien in E-Autos in Summe die Kapazität der Pumpspeicherkraftwerke und der stationären Batteriespeicher übersteigen – eine interessante Wechselwirkung zwischen Energie- und Mobilitätswende. Leider sind diese Kurzzeitspeicher allein allerdings nicht die Lösung.

Was braucht es darüber hinaus?

Tobias Höpfer: Wir benötigen auch Langzeitspeicher und neue Technologien, um Energie über längere Zeiträume zu speichern und saisonale sowie längerfristige Schwankungen zu überbrücken, zum Beispiel während sogenannter Dunkelflauten, wenn der Ertrag aus Windkraft und Photovoltaik nur gering ist. Perspektivisch werden wir Strom deshalb auch in Form von Wasserstoff speichern müssen. Insgesamt stehen wir vor einer Jahrhundertaufgabe: Die Umstellung auf erneuerbare Energien einerseits – und die Dekarbonisierung von Wirtschaft, Industrie, Verkehr, Gebäuden, Landwirtschaft und Gesellschaft andererseits. Während wir den Einsatz konventioneller Energieträger wie Kohle, Gas und Öl reduzieren, werden wir perspektivisch deutlich mehr Strom benötigen – wir gehen hier mindestens von einer Verdopplung von aktuell rund 510 auf mehr als 1000 Terawattstunden im Jahr 2045 aus. Erschwerend kommt hinzu, dass die Umstellung auf erneuerbare Energien das System der Stromversorgung fundamental verändert. Früher hatten wir mehrere Hundert große Gas-, Kohle- und Atomkraftwerke, die unsere ­Höchstspannungsnetze versorgt haben. Jetzt erleben wir, dass es perspektivisch Hunderttausende kleine, dezentrale Anlagen gibt, welche in die Nieder- und Mittelspannungsnetze einspeisen. Es erfolgt eine Dezentralisierung, die orchestriert werden muss. Das heißt: Wir müssen zum einen in den Ausbau der Netze investieren und zum anderen die Digitalisierung des Energiesystems vorantreiben, um Erzeugung und Verbrauch anzugleichen.

 

 

Es ist wichtig, Mobilitätssysteme ganzheitlich zu betrachten.«

Tobias Höpfer Teamleiter »Smart Energy Systems« am Fraunhofer IAO

Herr Stegmüller, wir haben es gehört: Die CO2-Reduktion im Verkehrssektor geht schleppend voran. Wo sehen Sie Stellschrauben, um den Prozess zu beschleunigen?

Sebastian Stegmüller: Zentral ist hier sicher die Antriebswende, also der Umstieg vom Verbrenner aufs Elektroauto. Gerade die deutschen Automobilunternehmen bieten mittlerweile ein sehr breites Sortiment an Elektroautos an. So werden in den kommenden Jahren auch vermehrt solche Modelle auf den Markt kommen, die sich viele Menschen leisten können. Ich glaube, wir werden bald deutlich mehr E-Autos auf deutschen Straßen sehen. Hinzu kommt die wachsende Ladeinfrastruktur, die bereits eine recht gute Abdeckung gewährleistet. Das ist ein großer Schritt nach vorne.

Nun meint Mobilitätswende aber nicht nur »Antriebswende«. Ein erklärtes Ziel der Politik ist es auch, den Umstieg auf Alternativen zum Auto zu fördern. Wie kann das gelingen?

Sebastian Stegmüller: Ich finde, die Debatte ums Auto wird oft zu moralisierend und zu wenig lösungsorientiert geführt. Es reicht nicht, nur »gegen das Auto« zu sein – wenn die Alternativen fehlen. Wer an wirklichen Lösungen interessiert ist, muss zunächst mal verstehen, dass Mobilität Lebensgrundlage für Individuen und Gesellschaft ist. Wenn man sich die Gesellschaft wie einen Organismus vorstellt, dann stellen Straßen, Schienen und Wege ihre Adern dar, durch die das Blut zirkuliert, damit Sauerstoff und Nährstoffe verteilt werden können. Für die reale Welt heißt das: Menschen und Waren müssen sich ungehindert bewegen können, damit Leben, wie wir es kennen und schätzen, möglich ist. Und das Auto ist eben so beliebt, weil es bequem, sicher und flexibel ist. Wer mit dem Auto fährt, muss nicht alles durchplanen, sondern kann auch spontan jemanden mitnehmen oder auf dem Heimweg etwas einkaufen. Und in der Regel ist man auch schnell, zumindest außerhalb von Städten. Für Innenstädte würde ich das nicht unbedingt unterschreiben: Wer in die City will, ist schon jetzt oftmals gut beraten, auf das Auto zu verzichten. Aber wie bewegt man sich stattdessen fort? Hier braucht es innovative Lösungen.

Wie könnten die aussehen?

Sebastian Stegmüller: Das können zum Beispiel Apps sein, die einem zeigen, wie man mit unterschiedlichen Verkehrsmitteln wie Bus und Bahn, Carsharing-Angeboten oder Leihfahrrädern am schnellsten von A nach B kommt. Solche Hilfen machen den Umstieg auf Alternativen zum Auto viel leichter. Der Fachbegriff für diese Art der Fortbewegung lautet »multimodale Mobilität«. Das geht aber nicht von heute auf morgen. Dafür braucht es einen Mindset-Shift, ein neues Bewusstsein für die Vorteile der Mobilität ohne Auto. Städte wiederum können den Wandel befördern, indem sie Mobilitäts-Hubs planen und realisieren, also Drehkreuze für multimodale Mobilität, an denen mehrere Verkehrsträger zusammengeführt werden. In Heilbronn untersuchen wir gerade in einem Projekt, wie man solche Knotenpunkte am besten findet und gestaltet.

Tobias Höpfer: Auch unsere Lösungen wie zum Beispiel der »Fleet Optilyzer« haben das Ziel, multimodale Mobilität zu fördern und die Effizienz von Fuhrparks zu erhöhen. Hier geht es darum, den wahren Bedarf an Fahrzeugen im Fuhrpark einer Firma zu ermitteln, damit schlichtweg keine Autos ungenutzt bleiben und lediglich in der Umgebung stehen. Dazu werden z. B. Fahrtenbücher analysiert, um zu verstehen, wie viele Autos wirklich benötigt werden. Zudem kann mit unseren Lösungen ermittelt werden, wie hoch der Prozentsatz an E-Fahrzeugen in einer Flotte sein sollte oder welche Fahrten auf andere Art und Weise – etwa mit einem Jobrad oder mit öffentlichen Verkehrsmitteln – zurückgelegt werden können. Mit solchen Ansätzen helfen unsere Lösungen, einen Fuhrpark effizienter und somit kostengünstiger zu gestalten. Eine zentrale Botschaft unserer Projekte lautet: Energie- und Mobilitätswende sind nicht nur klimapolitisch wünschenswert. Wer vorausschauend agiert, kann auch finanziell von diesem Wandel profitieren.

Zwei Personen sitzen an einem Tisch in einem modernen Besprechungsraum. Tobias Höpfer auf der linken Seite trägt eine Brille und einen dunklen Blazer, während Sebastian Stegmüller auf der rechten Seite einen grauen Pullover trägt. Auf dem Tisch steht ein Glas Wasser. Im Vordergrund ist der Rücken einer dritten Person zu sehen, die dem Gespräch gegenübersitzt.
© Aristidis Schnelzer

Woher wissen Sie eigentlich, welche Maßnahmen wirklich etwas verändern können?

Sebastian Stegmüller: Das ist in der Tat nicht so einfach. Deshalb führen wir, gefördert vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr, große Untersuchungen durch. Da geht es um die Frage, welche Maßnahme am Ende für mehr Nachhaltigkeit und eine Reduktion der CO2-Emissionen sorgt. Wichtig ist es dabei, auch ein Stück weit in die Zukunft zu schauen, also zu berücksichtigen, wie sich Technologien und Märkte entwickeln werden und wie Menschen solche Maßnahmen annehmen. Nur dann kann man systemische Innovationen schaffen, die mit Effizienzgewinnen verbunden sind.

Tobias Höpfer: Zudem ist es wichtig, Mobilitätssysteme ganzheitlich zu betrachten. Entscheidend für den Erfolg der E-Mobilität ist zum Beispiel auch der Ausbau der Ladeinfrastruktur. Sie muss zum einen flächendeckend verfügbar sein. Zum anderen muss das dahinterliegende Ökosystem benutzerfreundlich sein. Nur so können Nutzerinnen und Nutzer problemlos laden, und die Elektromobilität gewinnt weiter an Akzeptanz. Wie intransparent das heutige System in Teilen ist, habe ich selbst neulich auf der Autobahn erlebt. Als ich meinen Wagen aufladen wollte, konnte ich zwischen der App eines Mobilitätsanbieters und der App des Ladestationsbetreibers wählen. Beim Ladestationsbetreiber kostete die Kilowattstunde 59 Cent, beim Mobilitätsanbieter waren es 89 Cent. So etwas verunsichert die Menschen und mindert ihr Vertrauen in das ganze System. Dies war auch ein Grund für die Initiierung des Projektes »Barrierefreie und Nutzerfreundliche Lademöglichkeiten schaffen«, kurz: »BANULA«. Ladestationen, die an das BANULA-Ökosystem angebunden sind, bieten Nutzerinnen und Nutzern die Möglichkeit, den Strom ihres eigenen Lieferanten zu laden, und können damit – vereinfacht gesprochen – den eigenen Stromvertrag mit an die Ladestation nehmen. So behalten Nutzerinnen und Nutzer die Kontrolle über die Herkunft und den Preis des Stroms, den sie laden. Diese Transparenz stärkt Vertrauen. Insgesamt schaffen wir mit »BANULA« durch Transparenz und Wettbewerb einen Anreiz für die Beteiligung an der Energie- und Mobilitätswende.

Wer etwas verändern will, braucht Vorbilder. Welche Projekte laden Ihrer Meinung nach zum Nachmachen ein?

Sebastian Stegmüller: Oft sind das vor allem die Ideen und Lösungen, die Menschen selbst erleben oder erfahren können: Wie in unserem Projekt »ESSEM«, das wir in Osnabrück durchgeführt haben. Hier wurde untersucht, wo Radfahren in der Stadt derzeit mit Stress verbunden ist. Die Ergebnisse bilden eine gute Grundlage für die Optimierung des Radwegenetzes. Und so könnte das Projekt dazu beitragen, den Anteil des Radverkehrs in der Stadt deutlich zu erhöhen. Als Vorbild dient hier Kopenhagen, wo das Fahrrad längst Verkehrsmittel Nummer eins ist, auch weil es eine entsprechende Infrastruktur gibt.

Tobias Höpfer: Im Hinblick auf die Themen Energie und Digitalisierung nenne ich immer gerne das Beispiel Etteln, einen Ortsteil der Gemeinde Borchen bei Paderborn. Etteln produziert mittlerweile das 34-fache des eigenen Stromverbrauchs und hat zudem digitale Technologien in vielerlei Hinsicht ausgebaut – von Carsharing bis zum digitalen Dorfplatz. 2024 wurde Etteln mit dem ersten Preis des globalen »Smart City Wettbewerbs« ausgezeichnet – vor Hongkong. Dieses Beispiel zeigt: Innovation fängt oft im Kleinen an. Es braucht nur den Mut zur Veränderung.

Weitere Informationen

Unser Interview hat Ihnen gefallen? Folgend finden Sie weiterführende Informationen zum Thema Energie und Mobilität.

Sebastian Stegmüller

leitet den Forschungsbereich »Mobilitäts- und Innovationssysteme«. Er studierte Wirtschaftsingenieurwesen am KIT mit den Schwerpunkten Innovationen, Unternehmensstrategie und Fahrzeugtechnik. Seine Diplomarbeit zur Bewertung des disruptiven Charakters der Elektromobilität brachte ihn 2010 an das Fraunhofer IAO. Gemeinsam mit seinen Teams forscht er seitdem im Bereich des Innovations- und Technologiemanagements im Kontext der Mobilitätswende und der damit verbundenen Transformation der Automobilindustrie.

Forschungsbereich

»Mobilitäts- und Innovationssysteme«

Die Teams des Forschungsbereichs arbeiten an Lösungen und Methoden zur Konzeption, Gestaltung und Einführung von Produkt-, Prozess- und Service-Innovationen. Der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten liegt auf der engen Verzahnung der Domänen Mobilität, Energie sowie Informations- und Kommunikationstechnik.

Tobias Höpfer

studierte Wirtschaftsingenieurwesen mit Schwerpunkt im Bereich Energiewirtschaft. Im Anschluss war er in der IT- und Prozessberatung in der Automobilwirtschaft tätig. 2019 begann er seine Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am IAT der Universität Stuttgart und wechselte anschließend zum Fraunhofer IAO. Dort leitet er derzeit das Team »Smart Energy Systems« und entwickelt mit seinem Team Lösungen im Rahmen innovativer Forschungs- und Industrieprojekte im Kontext Energiewirtschaft, Elektromobilität und Systemintegration erneuerbarer Energien in das Energiesystem.

Forschungsbereich

»Smart Energy Systems and Mobility Solutions«

Der Forschungsbereich erarbeitet Lösungen und Methoden zur Generierung, Gestaltung, Einführung und Bewertung neuer Produkt-, Prozess- und Service-Innovationen im Zuge des Mobilitäts- und Energiewandels. Aktuelle Projekte umfassen beispielsweise die Erarbeitung und Umsetzung individueller Mobilitäts- und Energiekonzepte oder die Transformation von Fuhrparks auf Elektrofahrzeuge.

 

Leistungsangebot

Lösungen rund um Energie und Mobilität

Von betrieblicher Mobilität über Lade- und Flottenmanagement bis hin zur Wirkungsmessung von Mobilitätslösungen: die Forschungsteams des Fraunhofer IAO bieten Ihnen die Möglichkeit, Ihr Mobilitätskonzept zu optimieren.

Innovationsnetzwerk

Mitwirken im Innovationsnetzwerk »Klimaneutrale Unternehmen«

Das Innovationsnetzwerk »Klimaneutrale Unternehmen« richtet sich an Industrieunternehmen aller Branchen und Größen, die klimaneutral werden möchten. Am 24. Juli findet das 4. Symposium des Netzwerks statt, bei dem Impulse aus Politik, Wissenschaft und Wirtschaft sowie Praxisbeispiele, interaktive Workshops und Diskussionsrunden zu einer nachhaltigen Transformation im Fokus stehen. 

 

Projekt

BANULA

Ziel von BANULA (»BArrierefreie und NUtzerfreundliche LAdemöglichkeiten schaffen«) ist es, das Laden von Elektrofahrzeugen deutschlandweit komfortabler und nutzerzentrierter zu gestalten. 

 

Projekt

ESSEM

Emotionsmessung für (E-)Fahrradsicherheit und Mobilitätskomfort: Wie sicher fühlen sich Radfahrende im Straßenverkehr tatsächlich? Das Projekt ESSEM nutzt innovative Emotionsmessung, um Stressfaktoren im städtischen Radverkehr zu identifizieren und die Radinfrastruktur von morgen mitzugestalten.

 

Aus dem Magazin »FORWARD

Dieses Interview ist Teil des Magazins 1/25 des Fraunhofer IAO und des IAT der Universität Stuttgart.