Umweltwirtschaft NRW
Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen
Hohe Umsätze, Innovationen & Außenhandel

Umweltfreundliche Mobilität

Die umweltfreundliche Transformation globaler Mobilitäts- und Logistikstrukturen zählt zu den grundlegenden strategischen Herausforderungen einer nachhaltigen Entwicklung. Weltweit nimmt das Mobilitätsaufkommen zu. Bereits heute gehen rund 20 % der globalen anthropogenen CO2-Emissionen auf den Verkehr zurück. Verkehrsbedingte Schadstoff- und Lärmbelastungen stellen viele Städte vor Herausforderungen. Hier kann die Umweltwirtschaft Verbesserungen herbeiführen, insbesondere durch technische Lösungen wie alternative Antriebe und Kraftstoffe oder emissionsmindernde Technologien.

Außerdem können kreative Mobilitätsdienstleistungen, u. a. Car-Sharing oder attraktive öffentliche Verkehrsangebote, dazu beitragen, vorhandene Ressourcen nachhaltig zu nutzen und der zunehmenden Flächenkonkurrenz zu begegnen.

Der Teilmarkt untergliedert sich in drei Segmente. Das erste Marktsegment, Umweltfreundliche Mobilitäts- und Antriebstechnologien, vereint ein breites Spektrum verschiedener Enabler-Technologien. Es reicht von Technologien zur Verbesserung konventioneller Antriebsformen (z. B. Hybridmotoren) über alternative Kraftstoffe (Biokraftstoffe, Wasserstoff) bis hin zu alternativen Antrieben (E-Fahrzeuge, Brennstoffzellen). Darüber hinaus zählen hierzu auch Technologien, die verkehrsspezifische Emissionen wie CO2 und Lärm mindern, und Fahrzeugsysteme, die umweltfreundlichere Alternativen zum motorisierten Individualverkehr ermöglichen, wie Busse, Schienenfahrzeuge und Fahrräder.

Erwerbstätige und Umsätze der Umweltfreundlichen Mobilität in NRW

Das Marktsegment Umweltfreundliche Logistik- und Mobilitätsdienstleistungen umfasst verschiedene Dienstleistungen des Personen- und Güterverkehrs, die ressourcen- bzw. klimaschonende Alternativen zum motorisierten Individualverkehr bzw. Straßengüterverkehr darstellen. Dazu zählen insbesondere der ÖPNV und der öffentliche Personenfernverkehr durch Züge und Fernbusse sowie der Transport von Gütern auf Schienen und Wasserstraßen. Mit dem Car-Sharing wird das Marktsegment ergänzt durch eine Dienstleistungsinnovation der letzten Jahre, die bei konsequenter Verbreitung eine beachtliche Effizienzsteigerung in der Nutzung von Ressourcen und Verkehrsflächen herbeiführen kann.

Zum Marktsegment Intelligente Verkehrsmanagementsysteme und Infrastruktur zählen Produkte und Aktivitäten zur Optimierung von Verkehrsströmen wie z. B. Navigationssysteme oder Verkehrsanalysen und das hierfür nötige Equipment. Umweltfreundliche Mobilität muss zudem über Verkehrsinfrastrukturen ermöglicht werden. Hierzu zählen neben dem Schienen- und Trassenbau auch die Bereitstellung von Bahnhöfen und Häfen sowie lärmmindernde Infrastruktur wie Schallschutzwände oder Flüsterasphalt, außerdem weitere Infrastruktur für eine Umweltfreundliche Mobilität wie z. B. die Ladeinfrastruktur für E-Fahrzeuge.

Wertschöpfungssystem
Wertschöpfungssystem des Teilmarkts Umweltfreundliche Mobilität
Innovationen
Eine Wortwolke mit aktuellen Begriffen aus der Umweltfreundlichen Mobilität, im Mittelpunkt stehen Mobilitätsmanagement, Elektro-Carsharing, Elektro-Antrieb und weitere

Nicht nur die Welt der Automobilhersteller und der Zuliefererindustrie steht vor einem Paradigmenwechsel: Mit der Elektrifizierung, Vernetzung und Automatisierung von Fahrzeugen werden sich auch Logistik, ÖPNV sowie Verkehrslenkung und Parkraumbewirtschaftung in Städten und Kommunen grundlegend verändern. Zudem stellen der Klima- und Umweltschutz eigene Anforderungen an eine zukunftsfähige Mobilität. Kurzum: Die bestehenden Mobilitätssysteme stehen vor einem tiefgreifenden Wandel. Vor diesem Hintergrund ergeben sich unter dem Schlagwort Smart Mobility eine Vielzahl neuer Steuerungsmöglichkeiten und Geschäftsmodelle. Und auch der öffentliche Verkehr muss sich als attraktiver Bestandteil einer zukunftsfähigen intermodalen Mobilität neu ausrichten. Nordrhein-westfälische Unternehmen begegnen dieser Herausforderung mit innovativen und kreativen Ansätzen.

Die Wordcloud zeigt, dass wegweisend für den Teilmarkt der Umweltfreundlichen Mobilität das Thema Elektrifizierung ist. Bedeutende Innovationsthemen finden sich rund um die Entwicklung von Antriebstechniken, insbesondere im Elektro-Antrieb und bei den hierfür benötigten Fahrzeugkomponenten wie der Batterie-, Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnik. Auch die Brückentechnologie Erdgasfahrzeuge beschäftigt die F & E-Abteilungen. Die Entwicklung und der Ausbau einschlägiger (Lade-)Infrastrukturen und deren Elemente sind eine Grundvoraussetzung für eine Abkehr von fossilen Energieträgern in der Mobilität und, wie die Big-Data-Analyse zeigt, ein Thema, bei dem sich Nordrhein-Westfalen stark profiliert. Auf dem Weg zu einer umweltfreundlichen Mobilität kommt nicht zuletzt auch innovativen Dienstleistungen eine besondere Bedeutung zu. Die thematische Bandbreite reicht dabei von neuartigen Mobilitätsmanagementangeboten wie integriertem Ticketing bis hin zur integrierten Logistik oder zum Elektro-Carsharing. Gerade im dicht besiedelten Bundesland Nordrhein-Westfalen beschäftigt sich eine Vielzahl von Start-ups (häufig an der Schnittstelle zur IT) und klassischen Unternehmen aus dem Maschinenbau und dem Automotive-Bereich mit Technologien für den Mobilitätsmarkt der Zukunft.

Die Grafik zeigt Innovationsschwerpunkte der Umweltfreundlichen Mobilität
Die Legende zur Grafik Innnovationsschwerpunkte

Umweltfreundliche Mobilitäts- und Antriebstechnologien

Nordrhein-Westfalen profiliert sich als neuer Standort des Elektrofahrzeuges verschiedenster Varianten. 2017 wurdendie Weichen gestellt, das Bundesland zum größten Produktionsstandort von mittelschweren Elektro-Lieferfahrzeugen in Europa zu machen. Umweltfreundliche Mobilitäts- und Antriebstechnologien nehmen entsprechend einen signifikanten Teil des Innovationsgeschehens ein. Hierzu gehören insbesondere elektrische Antriebstechnologien. In diesem Zusammenhang leistet das Kompetenzzentrum ElektroMobilität NRW mit seinen Fachbereichen Batterie, Fahrzeugtechnik sowie Infrastruktur & Netze einen Beitrag zur Verbreitung der Elektromobilität.

Als Musterbeispiel für die nordrhein-westfälische Entwicklung von E-Fahrzeugen gilt der StreetScooter. Aufgrund der großen Nachfrage sind bis 2017 drei Varianten des elektrischen Lieferwagens auf dem Markt gebracht worden. Daneben ist der e.GO Life aktuell das zweite Elektroauto, das auf dem RWTH Aachen Campus entwickelt wurde. Ab Mitte 2018 soll schließlich auch der e.GO Mover verfügbar sein, ein universell ausbau- und einsetzbarer Kleinbus, der im öffentlichen Personenverkehr und für private oder betriebliche Transportaufgaben eingesetzt werden kann.

Weitere positive Entscheidungen für den E-Mobilitätsstandort sind bereits getroffen worden: StreetScooter wird ein zweites Werk in Nordrhein-Westfalen errichten, und auch der E-Sprinter soll künftig am Standort Düsseldorf produziert werden.

Schließlich ist die Marktentwicklung für E-Bikes erwähnenswert, die von einem dynamisch wachsenden Verkaufsangebot und Spezialisierung in Beratungs- und Reparaturdienstleistungen geprägt wird. Insbesondere die hohe Siedlungsdichte an Rhein und Ruhr befördert die dynamische Entwicklung des (elektrogetriebenen) Fahrradverkehrs am Standort.

Bei der Elektrifizierung des Verkehrssektors spielen Hybridmotoren zumindest in einer Übergangsphase eine ergänzende und gleichwohl wichtige Rolle.

Nordrhein-Westfalen setzt auch in dem Innovationsbereichder Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien einen Innovationsschwerpunkt. Sowohl in der Forschung als auch im Ausbau der Produktion von grünem Wasserstoff sind Forschungsinstitute und Unternehmen in Nordrhein-Westfalen tätig. Beispielsweise sollen wirksame Zuluft-Filter für Brennstoffzellen entwickelt werden. Beim Ausbau der Wasserstoff-Infrastruktur begleiten spezialisierte Unternehmen sowohl in der technischen Umsetzung als auch in beratender Form öffentliche und betriebliche Einrichtungen.

Neben der Entwicklung von Antrieben werden Fahrzeugkomponenten wie Energiespeicher-Systemlösungen entwickelt. Spezialisierte Lithium-Akkus finden Anwendung in verschiedensten Fahrzeugen, den E-Scootern oder auch vermehrt in Fahrrädern. Das MEET in Münster ist als Batterieforschungszentrum der Universität Münster einer der bedeutendsten deutschen Standorte in der Forschung und Entwicklung innovativer elektrochemischer Energiespeicher mit höherer Energiedichte, längerer Haltbarkeit und maximaler Sicherheit. Erforscht werden beispielsweise verschiedene Materialkombinationen und innovative Herstellungsverfahren zur Produktion von sicheren und wirtschaftlichen Lithiumionen-Batterien für den stationären und mobilen Einsatz.

Auch die Fahrzeugvernetzung ist ein Innovationschwerpunkt Nordrhein-Westfalens. Das heißt: der automatisierte Datenaustausch zwischen Fahrzeugen, Verkehrs- und Ladeinfrastruktur sowie dessen Nutzung beispielsweise durch Fahrerassistenzsystemen. Einer der größten deutschen Automobilzulieferer, mit Standort in Düsseldorf, wie auch die vielen westfälischen Zulieferer entwickeln unter dem Stichwort intelligente Mobilität innovative technische Komponenten, um Daten im Fahrzeug darzustellen, Daten am Fahrzeug automatisiert zu erfassen und einzelne Fahrzeuge zu vernetzen.

Smart Mobility und Infrastruktur

Für eine gelungene Transformation der zukünftigen, nachhaltigen Stadt muss Mobilität als Teil eines integrierten und transdisziplinären Gesamtsystems gesehen werden – der Smart City. Verkehrsmanagementsysteme sind ein Grundbaustein der digitalisierten Mobilität. Dabei ist Mobilitätsmanagement sowohl im Sinne der langfristigen verkehrspolitischen Strategie als auch im kurzfristigen Kontext der Nachfrage zu betrachten. Dahinter stehen strukturelle Maßnahmen wie die Elektrifizierung des straßengebundenen ÖPNV, aber auch die intelligente und optimale Verkettung der Verkehrsmittel unter dem Stichwort Smart Mobility. Diese Verkettung baut auf präzisen Informations- und Kommunikationssystemen auf, um eine effiziente Nutzung zu gewährleisten. Testgebiete in Aldenhoven (automotiveGATE) und Wegberg-Wildenrath (railGATE) machen Nordrhein-Westfalen zum europäisch einzigartigen Sitz für exakte Positions- und Zeitinformationssysteme, die wiederum vom ÖPNV oder privaten Mobilitätsanbietern in Form von dynamischen Fahrgastinformationsdiensten genutzt werden. Solche Informationssysteme, wie auch das mit nordrhein-westfälischer Beteiligung arbeitende Netzwerk eTicket Deutschland, ermitteln überregionale und intermodale Reiserouten einschließlich vergleichbarer Preisangebote. So können Kunden die optimale Kombination verschiedenster Verkehrsmittel eruieren und über ein einziges Online-Ticket buchen.

Für die Umstellung auf eine elektrifizierte Mobilität müssen die Fahrzeuge sowohl untereinander als auch mit den vorhandenen öffentlichen und privaten Energieinfrastrukturen kommunizieren. Über das Vehicle-to-Grid Prinzip sollen elektrifizierte Fahrzeuge über ein dynamisches Last- und Erzeugungsmanagement an das Stromnetz gebunden werden und zu einer intelligenten Steuerung der Energieflüsse beitragen. Voraussetzung hierfür ist eine gut ausgebaute Lade- und Tankstelleninfrastruktur für alternative Antriebe. Stromnetzunabhängige Ladelösungen wie die eBike Ladestation bieten flexible Möglichkeiten, die betriebliche und städtische Infrastruktur noch weiter auszubauen. Auch der gut etablierte Erdgasantrieb spielt als Brückentechnologie eine Rolle im Innovationsgeschehen.

Umweltfreundliche Logistik- und Mobilitätsdienstleistungen

Die Stadt der Zukunft setzt auf ein multimodales Komplettangebot, in dem der Kunde zwischen dem ÖPNV, Mietwagen und Fahrrad problemlos wechseln kann. Die Digitalisierung ermöglicht Mobilitätsdienstleistungsangebote, beispielsweise kostenlose Kundenkarten zur Nutzung verschiedenster kombinierter Verkehrsangebote. Anhand von Chipkarten können Busse, Taxen, Fahrradboxen und Parkplätze bargeldlos bezahlt und Carsharing-Fahrzeuge genutzt werden. Das Angebot zum Elektro-Carsharing ist ebenfalls stark im Kommen und wird sowohl von öffentlichen wie auch von privaten Betrieben angeboten. Sharing-Angebote für elektronische Lastenräder werden im Portfolio einer umwelt- und klimafreundlichen städtischen Mobilität stark an Bedeutung gewinnen.

Die Umstellung auf CO2-arme Lieferketten ist ein aktuelles Beispiel für die Einführung einer Technologie durch die Nachfrageseite. Verschiedene deutsche Logistikunternehmen haben bereits angekündigt, auch als Reaktion auf die Wachstumsraten des Online-Handels und die innerstädtischen Luftbelastungen, mittelfristig ihre Lieferflotten auf Elektro-Nutzfahrzeuge umzustellen. Ein Wachstumssignal auch für Nordrhein-Westfalen: Rund um die Entwicklung und Produktion leistungsfähiger Lieferfahrzeuge entsteht derzeit an den Standorten Aachen, Düsseldorf und Köln ein bundesweiter Innovationsschwerpunkt zum Thema Elektromobilität.

Internationalisierung
Die wichtigsten internationalen Absatzmärkte für Umweltfreundliche Mobilität aus NRW

Das Vereinigte Königreich sticht im Teilmarkt Umweltfreundliche Mobilität als der mit Abstand wichtigste Absatzmarkt für Nordrhein-Westfalen heraus. Die größte globale Importnachfrage (Abbildung oben) generieren mit 12 Mrd. Euro jedoch die USA, gefolgt von Polen (5 Mrd. Euro) und China (4 Mrd. Euro). Polen zeichnet sich zusätzlich – zusammen mit Mexiko (3,5 Mrd. Euro) – sowohl durch das hohe Importvolumen als auch durch eine dynamische Nachfrageentwicklung aus. In den westeuropäischen Märkten besteht insbesondere Importbedarf in Frankreich (4 Mrd. Euro), dem Vereinigten Königreich und Italien (beide mit 3 Mrd. Euro).

Sehr dynamisch entwickelt sich die Nachfrage in den mittelosteuropäischen Staaten. Ungarn weist weltweit die höchsten Wachstumsraten auf, die Tschechische Republik und die Slowakei erweisen sich ebenfalls neben dem bereits genannten Polen als dynamische Wachstumsmärkte.

Nordrhein-Westfalen hat seine Exporte in diesem Teilmarkt stark auf westeuropäische Absatzmärkte ausgerichtet. Auf Rang 1 führt mit großem Abstand das Vereinigte Königreich mit einem nordrhein-westfälischen Exportvolumen von 794 Mio. Euro. Dahinter folgen die Niederlande (251 Mio. Euro), Österreich (145 Mio. Euro) und auf Rang 4 und 6 die bedeutenden Märkte USA und China.

Größe und Entwicklung der Absatzmärkte im Teilmarkt Umweltfreundliche Mobilität
Die Grafik das globale Importvolumen sowie das NRW-Exportvolumen für ausgewählte Märkte der Umweltfreundlichen Mobilität

Potenziale in Polen, den USA und kleineren mittelosteuropäischen Märkten

Zusammenfassend sind als Wachstumsmärkte für Nordrhein-Westfalen die USA und Polen von besonderem Interesse. Der Bedeutung des polnischen Marktes wird die Exportorientierung Nordrhein-Westfalens zurzeit überhaupt nicht gerecht. Ausgesprochene Dynamik lässt sich in kleinen mittelosteuropäischen Märkten (u. a. Ungarn, Tschechien, Slowakei) nachweisen. Diesem Trend folgt die Exportorientierung Nordrhein-Westfalens noch nicht.

Exporterfolge im Segment Umweltfreundliche Mobilitäts- und Antriebstechnologien

Das Marktsegment Umweltfreundliche Mobilitäts- und Antriebstechnologien dominiert die Importnachfrage in
den unten dargestellten (Abbildung unten) fünf Märkten, ebenso wie die Exportleistung Nordrhein-Westfalens. Im globalen Durchschnitt wächst die Import-Nachfrage im Marktsegment um 4 % p. a., während die Nachfrage im Marktsegment Intelligente Verkehrssysteme und Infrastruktur in den letzten Jahren gesunken ist (–2,7 % p. a. zwischen 2010 und 2015). Diesem Trend folgt Nordrhein-Westfalen: Hier wuchs das Exportvolumen im Marktseg-ment Umweltfreundliche Mobilitäts- und Antriebstechnologien im Durchschnitt über alle Länder um 6,9 % p. a., während das Exportvolumen im Durchschnitt im Marktsegment Verkehrsmanagementsysteme und Infrastruktur rückläufig war (–3,8 % p. a. zwischen 2010 und 2016).
Insbesondere die Exporte ins Vereinigte Königreich hat Nordrhein-Westfalen in beiden Marktsegmenten überdurchschnittlich steigern können. Diese Entwicklung ist auf einzelne Großaufträge über die Lieferung von Schienenfahrzeugen4 zurückzuführen. Vor dem Hintergrund der laufenden Brexit-Verhandlungen bestehen jedoch Unsicherheiten über die Stabilität der internationalen Handelsrahmenbedingungen. Die Exporte aus Nordrhein-Westfalen in die USA halten mit der dort steigenden Nachfrage von 9,5 % p. a. und 12,6 % p. a. nicht Schritt, so dass sich hier Anschlusspotenziale anbieten. Auch der Bedeutung des polnischen Marktes im Teilmarkt wird Nordrhein-Westfalen in seiner Exportorientierung nicht gerecht; hier wird großes Marktpotenzial in einem nahen und ausgesprochen dynamischen Markt noch nicht optimal genutzt.