Elektromobilität

Warum die Straßen der Zukunft so smart und vernetzt werden

von
Peter Michaely

Einfach nur eine simple Fahrbahn reicht nicht mehr: Die Straßen der Zukunft werden auch zu Strom- und Datenquellen. aio sagt, was da alles passiert.

Mehrere Straßenampeln spiegeln sich in der Glasfassade eines Bürogebäudes.
Modernes urbanes Leben bedeutet: Alles ist vernetzt. Foto: Shutterstock / IR Stone

Das erfahren Sie gleich:

  • Wie Elektroautos und das autonome Fahren unsere Straßen verändern
  • Wie Straßen und Fahrzeuge zukünftig interagieren werden
  • Welche vernetzten Lösungen es bereits gibt

Noch Zukunftsmusik: smarte Straßen

Auf dem Papier lesen sich die Zahlen gut: Rund 40 Prozent weniger Staus durch die Beseitigung von Engpässen auf insgesamt 1700 Kilometer Autobahn. Das sieht der Verkehrswegeplan 2030 des Bundes vor, der ein Gesamtinvestitionsvolumen von 296,6 Milliarden Euro hat. Mehr Effizienz, mehr Sicherheit, niedrige Emissionen und weniger Staus sind das Ziel.

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Dabei spielt auch moderne Kommunikationstechnik eine Schlüsselrolle, Stichwort: autonomes Fahren, Vernetzung, Elektromobilität. Doch über diese Punkte sagt der Verkehrswegeplan praktisch nichts.

Es ist noch viel Forschungsarbeit nötig, bis die Abläufe funktionieren.

Professor Dr. Michael Schreckenberg, Universität Duisburg-Essen

Vernetzte Straßen können künftig den Verkehr regeln

Das autonome Fahren und die Vernetzung von Fahrzeugen untereinander erfordern enorme Datenmengen. Außerdem wird es über einen längeren Zeitraum sogenannte Mischverkehre geben, bei denen Wechselwirkungen zwischen autonom fahrenden und konventionellen Autos auftreten.

„Es ist noch viel Forschungsarbeit nötig, bis diese Abläufe einigermaßen reibungslos funktionieren“, sagt Professor Dr. Michael Schreckenberg von der Universität Duisburg-Essen im Interview mit aio. Außerdem müssten die übermittelten Informationen immer zu 100 Prozent korrekt und so verschlüsselt sein, dass sie nicht hackbar sind.

In Innenstädten laufen bereits erste Forschungsprojekte, um den Verkehr an Kreuzungen zu optimieren. Dabei kommunizieren Fahrzeuge über Funk mit Ampeln. Ein entsprechendes Szenario wird derzeit in Niedersachsen in Kooperation zwischen Partnern wie dem ADAC, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie der Industrie durchgespielt. Ähnliche Projekte testen die USA u.a. gerade in Washington D.C..

Eine rot anzeigende Ampel vor einem mehrstöckigen Gebäude.
Im Test: Fahrzeuge kommunizieren mit Ampeln. Foto: Shutterstock / Beer5020

Eines der Ziele ist es dabei auch, Daten über den Zustand der Straße zu sammeln. Denn angesichts einer Gesamtfahrleistung von 625,5 Milliarden Kilometern – bezogen auf alle in Deutschland zugelassenen Pkw im Jahr 2016 (laut Kraftfahrt-Bundesamt, KBA) – ächzen die Straßen unter enormen Belastungen. Lkw bis 3,5 Tonnen zulässiger Gesamtmasse legten laut KBA 2016 insgesamt 44,7 Milliarden Kilometer zurück – ein Plus von 5 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Die Gesamtfahrleistung größerer Lastwagen stieg ebenfalls, ebenso die von Omnibussen.

Neuartige Baustoffe und Sensoren in der Erprobungsphase

Witterungseinflüsse verschärfen den Verschleiß zusätzlich. Forscher des Straßenbaulabors der Technischen Universität Dresden forschen deshalb unter anderem an neuartigen Baustoffen und modifizierten Betonmischungen, die den hohen Belastungen besser standhalten und später optimal recycelbar sind.

Gleichzeitig laufen auf Testabschnitten wie der A9 zwischen München und Nürnberg erste Tests mit Radarsensoren, die im Hinblick auf das autonome und vernetzte Fahren die Bewegungsdaten der Fahrzeuge erfassen.

Straßen mit Induktionsschleifen und Solarzellen

Auch in Sachen Elektromobilität tut sich Einiges. In Tel Aviv erprobt ein Start-up auf einem Straßenabschnitt, wie Elektrobusse über Induktionsschleifen im Asphalt beim Fahren aufgeladen werden können. Das Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) geht noch einen Schritt weiter und möchte Elektroautos als Puffer verwenden, um überschüssige Energie wieder ins Stromnetz einzuspeisen und somit das gesamte Netz zu stabilisieren. Das Fraunhofer ISE will das bald auch bidirektional erproben.

Die erste Solarstraße hat Frankreich 2016 in einem kleinen Dorf in der Normandie eingeweiht. Sie soll Straßenlaternen mit Strom versorgen. Bereits zuvor wurde in den Niederlanden der erste Radweg der Welt mit Solarzellen eröffnet.

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China hat die Idee bereits weiterentwickelt: In Jinan wurde jetzt eine Straße gebaut, die neben Solarzellen auch Sensoren für die Erfassung von Verkehrsdaten enthält. Die große Frage: Wie groß ist die Lebensdauer solcher Verkehrswege? Die Straße in China jedenfalls soll 15 Jahre halten.

Aber nicht nur Straßen werden immer smarter: Auch die Städte sind immer häufiger mit intelligenter Technologie ausgestattet, die sich aus Daten speist.

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