Die Antriebe und Transportmittel von morgen - Innovationen und Sackgassen

18.05.15 - Die Mobilität der Zukunft stellt die Entwickler und Tüftler bereits jetzt vor große Herausforderungen. Ob erneuerbare Energien, nachhaltige Systeme oder bessere Verwertung der Energielieferanten – die Ressourcen werden immer knapper oder es wird immer schwieriger, sie günstig und kostendeckend zu verarbeiten. Die Preise für Öl sind starken Schwankungen unterlegen, durch die vielen Herstellungsschritte und einen unsteten Börsenhandel.

Viele Erfindungen haben sich auf dem Markt durchgesetzt, wie der Otto-Motor mit dem 4-Takt-Prinzip, welches bis heute in den vielen Motoren eingesetzt wird. In Elektroautos sind verschiedene Motoren von Asynchronmotoren bis Gleichstrommotoren eingebaut. Raketen arbeiten mit Flüssigbrennstoffantrieben Kerosin, Hydrazin und Wasserstoff, welche durch Verbrennen zu heißen Gasen werden, so dass ein Rückstoß die Beförderung ermöglicht.
Mit welchen Geräten die Menschheit sich in Zukunft fortbewegen wird, hängt von der weiteren Entwicklung, der Förderung und den vorhandenen Ressourcen ab.

Quelle: http://www.fr-online.de/; Bildquellen: Pixabay.com © Nemo, OpenClips ...

Quelle: http://www.infra-schweiz.ch/

In Honkong gibt es verschiedene Verkehrskonzepte; Pixabay.com © opelcorsa (CC0 ...

i) Mobilität als Wirtschaftsfaktor – Geschwindigkeit und Effektivität unter Druck

a. Die Bedeutung des Verkehrs für die globale und lokale Wirtschaft

Ohne die global umspannenden Verkehrsnetze wären die heutige Globalisierung und die vernetzten Handelsbeziehungen kaum möglich. Für einige Länder ist die Verkehrssituation aufgrund der geographischen Lage oder der Bevölkerungs- und Industriedichte besonders anspruchsvoll und muss entsprechend koordiniert und gestaltet werden. Die Schweiz liegt inmitten von Europa und ist umgeben von zahlreichen Ländern. Das Land ist eines der Transitländer für Ein- und Ausfuhr und für den privaten Reiseverkehr. Der Verkehr verursacht jährlich 95 Milliarden Franken Kosten, wobei der Straßenverkehr allein 78,0 Milliarden Franken ausmacht. Beim Güterverkehr kommen 9,5 Milliarden für leichte und 8,8 Milliarden Franken für schwere Fahrzeuge zusammen. Doch es gibt einen großen Kostenpluspunkt für die Schweizer Wirtschaft: 2013 waren 27,4 Milliarden Tonnenkilometer Güterverkehr im Einsatz und 38,2 Millionen Nettotonnen Güter wurden durch die Schweizer Alpen transportiert.

Die Schweiz gilt dabei als Innovationsstandort für Technik: so sollen ab 2020 Lärmgrenzwerte für die Güterwagen eingehalten werden, um Bürger und Umwelt zu schonen und gleichzeitig die hohe Durchfahrtsquote beizubehalten.
Honkong steht vor anderen Herausforderungen, denn in der Sieben-Millionen-Metropole muss der öffentliche Verkehr Millionen Touristen, Einwohner und Güter auf einer Fläche von 1100 Quadratkilometer sicher ans Ziel bringen. Der Nahverkehr gilt als der effizienteste öffentliche Verkehr der weltweiten Metropolen. Mit der Octopus-Card können die Besitzer einkaufen, Tickets lösen, Parkplätze bezahlen und aus zahlreichen Verkehrsmitteln wählen, wie dem U-Bahn-System Mass Transit Railway (MTR), Bussen, Minibussen, Straßenbahnen, Fähren, dem Airport Express und unterschiedlichen Taxen. Tipps für das Nutzen der U-Bahn gibt discoverhonkong.com.
Mithilfe von Laserkameras entdeckt die Verwaltung Emissionen der Fahrzeuge und will aufgrund der schädlichen Abgasdichte ältere Autos aus dem Verkehr ziehen lassen und den Erwerb emissionsarmer Fahrzeuge bezuschussen. In diesem Video ist das Verkehrsaufkommen im Zeitraffer zu erkennen:

https://www.youtube.com/watch?v=3fIxusLB2gg

b. Deutschlands einziger Tiefsee-Containerhafen – JadeWeserPort – Coup oder Blamage?

2012 eröffnete Deutschlands einziger Tiefwasserhafen in Wilhelmshaven – der JadeWeserPort. Über 20 Jahre dauerte die Entwicklung und Fertigstellung, rund eine Milliarde Euro betragen die Kosten. Auf 300 Hektar Fläche soll der Hafen eine Ergänzung zum Containerverkehr der anderen deutschen Häfen darstellen und die größten Containerschiffe an Land ziehen. Doch im ersten Jahr machen nur wenige Schiffe halt und es kommen fehlerhafte Verarbeitungen an der Spundwand zutage. Daneben gibt es Probleme, Reedereien an sich zu binden und feste Netzwerke zu generieren. Seit Ende 2014 geht es jedoch aufwärts, denn mehrere Reedereien wie Maersk oder MSC setzen regelmäßig Kurs auf Wilhelmshaven, wie der NDR berichtet. 2014 lag das Betriebsergebnis bei 76,5 Millionen Euro, mit geringeren Verlusten als im Vorjahr. Trotzdem bleibt der Hafen bislang weit hinter den Erwartungen der Investoren.

c. Neue LKW-Designs – Herausforderung für Logistiker

Die Europäische Union streitet seit einigen Jahren über die Größe, Maße und Gewichte des Güterverkehrs innerhalb Europas. 2013 brachte sie einen Vorschriftenvorschlag heraus, um Fahrerkabinen aerodynamischer zu gestalten und mehr Sicherheit über größere Fensterflächen zu generieren. Dazu können größere Gewichte und längere LKW eingesetzt werden, wenn der Motor schwerer und umweltfreundlicher wird. Die Höchstlänge beträgt 25 Meter und in den Niederlanden, Schweden und Finnland fahren diese LKW bereits seit Jahren, mit 60 Tonnen Gesamtgewicht. So soll mehr Ware auf einmal transportiert werden, das Gewicht verteilt sich und die Straßen sind angeblich weniger belastet. Dieses Video beleuchtet Ablauf und Kritikpunkte der Gigaliner auf deutschen Straßen:

https://www.youtube.com/watch?v=lxOwf3zD9xI

d. Nachhaltige und erneuerbare Konzepte im Transport

i. Biokraftstoffe für die Schifffahrt

Ablauf des Imports von LNG; Quelle: http://www.bmvi.de/; Bildquelle: Pixabay.com ...

Exxon Valdez, Prestige, Deepwater Horizon - ob Ölplattform, Tanker oder Schiffsunglücke, die Meere der Welt werden in regelmäßigen Abständen von großen Unglücken heimgesucht, die Folgen für Umwelt und Wirtschaft der jeweiligen Regionen besitzen, wie Greenpeace berichtet. Die Containerschiffe benötigen eine große Menge an Benzin, zum Teil fassen sie 100.000 Liter. Volltanken kann da bereits einige Millionen Euro kosten, ein Großteil der Betriebskosten der Reedereien. Da der Ölpreis stark schwankt, sind andere Kraftstoffe im Auge der Betreiber, wie beispielsweise LNG (Liquefied Natural Gas), Flüssigerdgas.

So ist die Reduktion der Abgase durch den Einsatz des LNG umfassend möglich und die Reichweite der Schiffe kann über die Speicherung des Gases erhöht werden, da eine höhere Energiedichte vorliegt. Die Preise durch den Nutzen des Erdgases für die Antriebe ließe sich durch den Erdgasmarkt in Zentraleuropa deutlich senken.

ii. Brennstoffzellen für LKW

Der Schwerlasttransport verursacht hohe CO2-Emissionen; Pixabay.com © Sauerlaender ...

Die meisten Trucks brauchen im Fahrbetrieb und während der Pausen eine ständige Stromzufuhr für die Kühlung, die Übersicht und das Management des Fahrzeugs. Die Idee für die Brennstoffzelle bringt ein motorunabhängiges System der Lastwagen einen großen Schritt näher.

Die Brennstoffzellen im LKW sollen energiesparend und fast emissionsfrei aus Diesel im Tank elektrischen Strom herstellen. Dies ist besonders im Güterverkehr von Vorteil, um die Effizienz vorantreiben zu können. Bisher waren in vielen Motoren die Verbraucher wie Kühlwasser- und Hydraulikpumpen oder das Druckluftsystem über den Antriebsmotor angesteuert und mit der Brennstoffzelle lässt sich der allgemeine Kraftstoffverbrauch reduzieren. Siemens testet weitere Elektrifizierungssysteme der LKW, beispielsweise über Oberleitungen auf den Straßen, was dieses Video erläutert:

https://www.youtube.com/watch?v=2zolsiDH_NI

ii) Personenverkehr – Optimierung von Verkehrsfluss und Bedienbarkeit
a. Innovationen der Hersteller und ihre Erfolgsrezepte

i. Mercedes-Benz - Smart

Nicht nur im öffentlichen und Güterverkehr sind neue Ideen und Innovationen notwendig, um die Mobilität der Zukunft aufrechterhalten zu können. Besonders der Personenverkehr ist Auslöser für schädliche Emissionen und sorgt in zahlreichen Gegenden für Staus, Smog und hohe Feinstaubbelastung. Viele Autohersteller setzen deshalb auf neue Systeme, alternative Antriebe und innovative Autoformen. Mit dem Smart setzte Mercedes-Benz bereits seit den 80ern auf Innovation im Bereich Funktionalität und Komfort. Die Mercedes-Benz Studie NAFA (Nahverkehrsfahrzeug) brachte das Konzept des Zweisitzers hervor, der als Stadtwagen optimal zum Einsatz kommt und einen niedrigen Verbrauch aufweist. Parken, Tanken und auch Langstrecken sind mit dem kleinen Kompaktwagen kein Problem und viele Städte haben den Smart als Carsharingauto für sich entdeckt. Damit das Fahren noch dynamischer und komfortabler wird, gibt es Smarts mit der twinamic Automatik, einem 6-Gang-Doppelkupplungsgetriebe. Durch die Teilgetriebe dauert hierbei ein Gangwechsel nur wenige hundertstel Sekunden. Die niedrigen Drehzahlen des Schaltprogramms „Comfort“ ermöglichen es, kraftstoffsparend durch die Städte zu fahren, während das Schaltprogramm „Dynamic“ eine schnellere Beschleunigung vorsieht. Viele Automatikmodelle sind mittlerweile im Umlauf, ob Smart FortTwo Cabrio, Softtouch Passion oder das Passion Coupé. Unter diesem Eintrag sind zahlreiche Variationen aufgelistet, mit einer Beschreibung der besonderen Smart Automatik und dem Antrieb, da über die Vollautomatikgetriebe beispielsweise nur die Brabus- und Passions-Baureihen verfügen.

ii. Porsche - Panamera S E-Hybrid

Porsche setzt auf Effizienz, Geschwindigkeit und Umweltbewusstsein mit dem neuen Plug-In-Hybrid für den Panamera. Mit 416 PS, einer Höchstgeschwindigkeit von 270 Stundenkilometern und einem Sechszylinder mit drei Liter Hubraum, inklusive Elektromotor ist das Fahrzeug auf dem neuesten Stand der Technik angelangt. Der Hybridwagen überzeugt viele durch seinen geringen Verbrauch von 16,2 kWh/100 km und sein lautloses Fahren im Elektrozustand. Allerdings lässt sich der Wagen im Elektromodus nur auf 130 Stundenkilometer beschleunigen und die maximale Reichweite im reinen Elektrobetrieb liegt bei nur knapp 30 Kilometern, während das Aufladen 2,5 bis zu vier Stunden dauern kann. Wer so viele Kilometer wie möglich mit dem Fahrzeug im elektrischen Modus zurücklegt, kann dabei einige Kosten sparen, denn bei idealen Bedingungen und sparsamer Fahrweise verbraucht er laut Herstellerangaben nur 3,1 Liter auf 100 Kilometer. Einige Tests ergaben mögliche fünf bis zu zwölf Liter. Dieses Video erläutert die Funktionsweise des Hybriden:

https://www.youtube.com/watch?v=6VGvcQ5k2Ws

iii. VW – VW Passat

Der VW Passat gilt seit Jahren als das Mittelklassenauto schlechthin, das sich in Deutschland und weltweit sehr gut verkauft. Rund 22 Millionen Fahrzeuge sind rund um den Globus im Einsatz. Wie viele Hersteller setzt Volkswagen dabei auf die Hybridinnovationen und Gewichtsreduktion. Die achte Generation ist 85 Kilogramm leichter, denn der neue Motor hat 40 Kilogramm verloren. Verschiedene Modelle sind dabei im Angebot, vom 2,0-Liter-Diesel mit 240 PS und einer Plug-in-Hybridtechnik, die im Passat GTE mit einem 1,4-Liter-Vierzylinder und dem E-Motor gekoppelt ist. Dabei soll der Benziner 156 PS und der E-Motor 114 PS leisten können und eine E-Reichweite von 50 Kilometern erreichen, bei einem Verbrauch mit 1,6 Litern auf 100 Kilometer.

b. Biosprit und Elektroautos – Umstritten in Deutschland

E10 kam in Deutschland nicht besonders gut an; Pixabay.com © PublicDomainPictures ...

Mit E10 verbinden die meisten deutschen Autofahrer eher ein Zähneknirschen als eine erfreuliche Kostenersparnis. Der Biokraftstoff besitzt einen erhöhten Anteil von bis zu zehn Prozent an Ethanol aus nachwachsenden Rohstoffen und soll so den klimafreundlichen Verkehr vorantreiben. Doch die Vielfalt der Automodelle in Deutschland verhinderte zunächst eine flächendeckende Einführung, denn der Biosprit verträgt sich nicht mit jedem Fahrzeug und viele Nutzer sind bis heute von dem tatsächlichen Umweltschutz durch den Sprit nicht überzeugt. Der erhöhte Kraftstoffverbrauch bedeutet rund 15 Cent pro 100 Kilometer mehr Kosten, die sich amortisieren können, doch auch die Kritik an der Konkurrenz des Biosprits auf dem Nahrungsmittelmarkt und die wenig klaren Ansagen von Herstellern und Politik verunsichern die Fahrer zunehmend. Bis heute hat sich E10 in Deutschland nicht durchgesetzt.
Die Anzahl der Elektroautos in Deutschland steigt jedoch an, vor allem im Hybridbereich. Dies liegt zum einen an den erhöhten Preisen für die Modelle und zum anderen an den bislang wenigen Möglichkeiten, das Auto aufzuladen, um längere Strecken zurücklegen zu können. Trotz der emissionsarmen Fahrweise ist ein E-Auto kein reines Umweltpaket, denn die Akkus sind sehr schwer und teuer und müssen als Sondermüll entsorgt werden. Eine umweltfreundliche Gesamtstruktur ergibt sich erst, wenn der Strom ebenfalls aus erneuerbaren Energien stammt.

Quelle: http://www.kba.de/

Der größte Nachteil bleibt die vergleichsweise geringe Reichweite von bis zu 250 Kilometern pro Akkuladung und die längere Ladezeit, die mit einer schnellen Tankfüllung noch nicht mithalten kann. Darüber hinaus hat Deutschland im Vergleich mit 2100 E-Ladestationen gegenüber 14.000 Tankstellen wenige Lademöglichkeiten angeschafft, so dass die Anreize weiterhin gering bleiben.

c. Automatisierte Systeme für mehr Sicherheit

Das menschliche Fehlverhalten ließe sich durch mehr Automation verringern; Pixabay.com ...

Viele Hersteller arbeiten an automatischen Abläufen im Auto, die das menschliche Versagen und Fehlverhalten korrigieren sollen. Einparkhilfen, selbstständige Steuerung, Abbremsen im Notfall oder Sensoren und Kameras für eine Rundumübersicht sind bereits jetzt in vielen Modellen erhältlich. In zukünftigen Fahrzeugen kann der Fahrer die automatischen Vorgänge, beispielsweise ein Überholmanöver gesteuert durch den Bordcomputer, bewerten und einen Lerneffekt eintreten lassen. Besonders das Überholen kann auf Autobahnen zu brenzligen Situationen führen, die der Computer hingegen ohne Stress oder mit zu großem Risiko bewältigt. Grundlage ist bei vielen Fahrzeugen das globale Navigationssatellitensystem, das auf Zentimeter genau die Position des Autos und der anderen Fahrzeuge ermittelt. Allerdings gibt es noch Verbesserungsoptionen in Bezug auf die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine, wann ein manuelles Steuern optimal übernommen wird und einigen Gefahrensituationen kann der Computer noch nicht zufriedenstellend begegnen. Doch Assistenten wie Abstandsregler, Einparkhilfen oder Warnsignale bei übermüdeten Fahrern können die Sicherheit des Verkehrs bereits jetzt erhöhen.

d. Stauforschung – Verlagerung, Zuflussregelungen und Schmetterlingseffekt

Quelle: rettungsgasse-rettet-leben.de

Staus gehören zu den nervigsten Angelegenheiten auf deutschen Autobahnen. Regelmäßig zur Urlaubszeit und den Hauptverkehrszeiten stehen die Fahrer für einige Minuten bis mehrere Stunden im Stau. Einerseits liegt das an Baustellen, Unfällen und den unbeliebten „Elefantenrennen“, in denen ein Lkw einen anderen sehr langsam überholt. Doch Forscher sprechen andererseits von einer Sättigung der Straßen, da diese zum großen Teil von der Menge der Fahrzeuge überlastet sind und selbst bei einer konstanten Geschwindigkeit kommt es zu stockendem Verkehr.
Dazu gibt es die Theorie des Schmetterlingseffektes, denn kein Mensch arbeitet so effektiv wie ein Computer und so sind langsame Fahrer auf der linken Spur ebenso stauauslösend, wie zu schnelle Fahrer, die andere wiederum ausbremsen. Durch das ständige Stop and Go entsteht eine Kettenreaktion, die sich nach und nach ausbreitet.

Ein Ausbau der Straßen kann dabei ebenso Abhilfe schaffen, wie eine Zuflussregelung des Verkehrs über intelligente Ampeln. In Linz gibt es beispielsweise ein Pilotprojekt, in welchem bei einem Stau auf der A7 die Ampelschaltungen der Zuflussstraßen die Rot- und Grünphasen anpassen. Besonders zu Stoßzeiten kann die Schaltung einen besseren Fluss des Verkehrs ermöglichen.

iii) Antriebsarten der Zukunft – Stand der Forschung

a. Brennstoffzellen – Wasserstoffantrieb mit der Reduktion von CO2-Emmissionen

In der Brennzelle werden Wasserstoff und Sauerstoff hinzugefügt und der Wasserstoff an der Anode in seine Bestandteile aufgeteilt. Das abgegebene Elektron wandert zur Kathode und erzeugt dadurch den elektrischen Strom, welchen das Gerät nutzen kann. Die positiven Wasserstoffionen gehen von der Anode zurück zur Kathode, an der Sauerstoff hinzukommt. Diese Moleküle teilen sich ebenfalls und nehmen Elektronen auf, so dass sie wieder zu Wasser werden. Allerdings ist die Herstellung von Wasserstoff immer noch sehr umweltbelastend, da im Wasserdampf-Reformationsverfahren Erdgas zum Einsatz kommt, während die Elektrolyse noch keine kostengünstige Ergebnisse liefern kann. In vielen Großstädten wie Hamburg oder Berlin fahren bereits Stadtbusse mit Wasserstoffantrieb und die neue Technik bringt mittlerweile eine Reichweite von 600 Kilometern. Es fehlt also noch an günstigen Herstellungsmethoden und an Tankstellen für die Wasserstoffbrennzellen.

b. Erdgas – Nachhaltig oder CO2-Sünder?

Quelle: http://www.e-ms.de/CO2-Vergleich.17.0.html

Erdgas gilt als einziger fossiler Energieträger, der als Brückentechnologie zu den erneuerbaren Energien in den kommenden Jahren vermehrt Einsatz finden wird. Obwohl bei der Herstellung ebenfalls CO2 freigesetzt wird, ist die Menge laut Umweltschutzorganisationen nur halb so groß wie bei Kohlekraftwerken und durch eine Kraft-Wärme-Kopplung sei eine erhöhte Effizienz gegeben.

Für die nächsten 50 bis 60 Jahre ist das Erdgasvorkommen weltweit noch ausreichend, anschließend könnte höchstens die aufwändige und von Umweltschützern kritisch betrachtete Erschließung der nicht konventionellen Gase im Gestein für weitere Erdgasförderung sorgen.

c. Elektrofahrzeuge – Warum ihre Implementierung so schwierig ist

In Deutschland kommen alternative Antriebe nur langsam in die Gänge. Weltweit sind ungefähr 700.000 Elektroautos auf den Straßen, allen voran in Japan, China und der USA. Dort sorgen Marktanreizprogramme für einen Boom der Fahrzeuge, denn Steuervergünstigungen oder Befreiungen helfen bei der Neuanschaffung der Fahrzeuge. In Japan zahlt die Regierung die Hälfte der Zusatzkosten bei Anschaffung eines Elektroautos für bestimmte Marken, inklusive Steuernachlass. In den USA können maximal 7500 Dollar Steuern eingespart werden und die privaten Ladestationen können US-Bürger ebenfalls absetzen. In Deutschland gibt es dafür noch zu wenige Anreize. Die Nationale Plattform Elektromobilität stellt in diesem Bericht heraus, dass eine Ladeinfrastruktur entstehen muss, die sowohl im öffentlich zugänglichen Bereich als auch im halböffentlichen Raum ausreichende Versorgung herstellt.

Für die Hersteller muss es ebenfalls mehr Reize geben, die Umstellung auf E-Autos vorzunehmen, da ein Einsetzen des Elektronikmobil-Bereiches hohe Kosten in Ausstattung, Fachpersonal und Fabrikation verursacht und viele Kunden sich die hohen Preise der E-Autos nicht leisten können oder leisten wollen.

d. Solarfahrzeuge – Problematik und Zukunftsvisionen

Noch sind die wenigsten Solarautos straßentauglich; Wikimedia.commons.org © ...

Die Kraft der Sonne für den Antrieb zu nutzen ist komplex, denn obwohl es bereits Fahrzeuge, Solaranlagen und Speichermedien gibt, ist eine straßentaugliche Lösung noch nicht in Sicht. Die Sonneneinstrahlung schwankt in vielen Ländern gravierend und die Speicherkapazität der Batterien reicht für zufriedenstellende Ergebnisse noch nicht aus. In Australien testen Hersteller und Tüftler bei der World Solar Challenge ihre Erneuerungen auf einer 3000 Kilometer langen Fahrstrecke. Einige Fahrzeuge haben die 100 Stundenkilometer bereits überschritten.

https://www.youtube.com/watch?v=c2UvYZSJ5eg

Die meisten Solarfahrzeuge werden von Elektromotoren angetrieben, die ihren Strom von den Solarmodulen erhalten. Allerdings ist die Umwandlung von Lichtenergie in Strahlung noch sehr gering und die Energiespeicherung entweder mit schweren Bauteilen oder zu geringer Speicherkapazität ausgerüstet. Wenn es in Zukunft jedoch effizientere Halbleitermodule gibt, könnten sich diese Fahrzeuge als Alternative herausstellen.

e. Superbatterien aus Sand und alternativen Materialien?

Lithium-Ionen-Batterien sind seit Jahren die vorherrschenden Akkus für sämtliche batteriebetriebene Geräte. Forscher versuchen die Speicherkapazität zu erhöhen und haben dafür Sand mit Salz und Magnesium vermischt oder Karbon anstelle von Silizium verwendet. Dadurch erhoffen sie sich eine erhöhte Wirkungsdauer der Batterien, die in ersten Tests bereits dreimal so hoch wie herkömmliche Batterien war. Entwickler aus Singapur haben laut ingenieur.de eine Batterie entwickelt, die über Titandioxid-Gel funktioniert und innerhalb von zwei Minuten 70 Prozent Akkuleistung auflädt. Werden die Akkus tatsächlich immer leistungsfähiger, steigen auch die Absätze der alternativen Antriebe und eine Reduktion des CO2 wäre die Folge.

iv) Forschung und Entwicklung in der Raumfahrt

a. Elektro- und Solarantrieb von Satelliten

Seit 2015 werden vollelektronische Satelliten ins All geschossen. Dadurch verringert sich die Menge des Raketentreibstoffs Hydrazin, das die Satelliten für ihre langjährige Arbeit und den Antrieb benötigen und sie brauchen weniger Gas, um zu beschleunigen. Die Satelliten nutzen dabei das Xenongas. Größtes Problem bleibt die Korrektur der Umlaufbahn, die in länger angelegten Tests mehrfach versagte. Darüber hinaus brauchen die Satelliten nicht Tage, sondern Monate, um zu ihrem Ziel zu gelangen und die äußere Strahlung kann bei längerer Verweildauer die Bordelektronik beschädigen. Allerdings sind die Kosten für Herstellung und Betrieb deutlich geringer.
Japan schickte bereits 2010 die Sonde Ikaros ins All, die sich mit Hilfe eines Sonnensegels fortbewegte. In den Versuchen zeigte sich, dass das Polyamid-Segel mit dünnen Solarzellen eine Antriebskraft von 1,12 Millinewton erzeugen konnte. So lassen sich in Zukunft vielleicht längere Entfernungen im All mit deutlich weniger Treibstoff zurücklegen.

b. Zukünftige Antriebe der Raumfahrt (Plasma, Ionen, Hyperschall)

Bisher erfolgte der Raketenantrieb chemisch, doch alternative Entwicklungen stehen kurz vor dem Durchbruch. Beim Plasmaantrieb wird Argongas eingefügt, das im Antrieb durch mehrere Vorgänge ein Magnetfeld erzeugt. Die Wechselwirkung mit externen Magnetfeldern lässt eine Beschleunigung der Plasmateilchen zu. Eine genaue Erklärung zeigt die NASA. 

Viele Entwicklungen laufen momentan parallel außerhalb des Blickwinkels der Bevölkerungen und jedes Jahr kommen neue Automodelle auf den Markt, die sich an technischen Innovationen geradezu überbieten. Für die meisten Autofahrer ist dabei immer noch das Preisleistungsverhältnis ausschlaggebend und eine Investition in die Zukunft tätigt nur der, der davon finanziell etwas hat. Qualität, Zuverlässigkeit, Sicherheit und Kaufpreis sind die Faktoren, die viele Käufer von ihrem Modell überzeugen. Die Zukunft der Fortbewegung hängt weiterhin von der Entwicklungskraft der führenden Hersteller ab und von der Menge und Qualität der Ressourcen, die dabei verbraucht werden. Wenn alternative Antriebe und Herstellungsarten noch kostengünstiger und umweltfreundlicher werden, ist die Zukunft für neue Fahrzeuge und Fahrgefühle vollkommen offen.

Quellen:
Auf vielen deutschen Autobahnen fahren täglich über 100.000 Fahrzeuge; Pixabay.com © jonbonsilver (CC0 1.0)
Faktoren d. Benzinpreises http://www.fr-online.de/; Bildquellen: Pixabay.com © Nemo, OpenClips (CC0 1.0)
Wertschöpfung durch die Transportunternehmen in der Schweiz: http://www.infra-schweiz.ch/
In Honkong gibt es verschiedene Verkehrskonzepte; Pixabay.com © opelcorsa (CC0 1.0)
Ablauf des Imports von LNG; Quelle: http://www.bmvi.de/; Bildquelle: Pixabay.com © FraukeFeind (CC0 1.0)
Der Schwerlasttransport verursacht hohe CO2-Emissionen; Pixabay.com © Sauerlaender (CC0 1.0)
E10 kam in Deutschland nicht besonders gut an; Pixabay.com © PublicDomainPictures (CC0 1.0)
Bestand der Personenkraftwagen in Deutschland:  http://www.kba.de/
Das menschliche Fehlverhalten ließe sich durch mehr Automation verringern;
Pixabay.com © meineresterampe (CC0 1.0)
Menschliches Fehlverhalten als Stauauslöser: rettungsgasse-rettet-leben.de
CO2-Emisionen fossiler Energieträger http://www.e-ms.de/CO2-Vergleich.17.0.html 
Noch sind die wenigsten Solarautos straßentauglich; Wikimedia.commons.org © Hideki Kimura, Kouhei Sagawa (CC BY-SA 3.0) +++