Alumni-Magazin der

Technischen Universität Berlin11. Jahrgang · Nr. 15 · Dezember 2010 Tpar

Exklusiv gezeichnet von der Comic-Preistragerin Katharina Greve

STRICHWEISE UNI,,

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Fotos: TU-Pressestelle/Dahl (3), Lutz Ceasar parTU · Das Alumni-Magazin · Nr. 15 · 2010

Inhalt

■ Neues aus der TU Berlin

2 Universität und Gesellschaft

Präsident und Vizepräsidenten gewählt · Vier neue externe Mitglieder im Kuratorium · Bewerbung für Exzellenzinitiative · TU Berlin richtet deutschen Campus in Ägypten ein

3 Wissenschaft und Forschung

Vier „ERC Starting Grants“gehen an die TU Berlin · Schulportal und MINT-Förderung · Herausragende Drittmittelbilanz · Erfolgreich auf EU-Ebene

4 Forschung und Universitätsleben

Neuer Sonderforschungsbereich in der Physik · Zentrum für Entrepreneurship gegründet · Spitzenplatz für die Mathematik · Das TU-Logo auf Kissen und Kapuzen-Shirt

5 55 Gründe, Ingenieur zu werden

Von Dr.-Ing. Ekkehard D. Schulz, Vorstandsvorsitzender der ThyssenKrupp AG und Ehrendoktor der TU Berlin

■ Schwerpunktthema: E-Mobilität

7 Hightech-Spielzeug oder alltagstauglich?

Welche Erwartungen die Menschen an die Mobilität der Zukunft haben

8 Alles öko am Formel-Flitzer

Studierende entwickelten einen Rennwagen mit Elektroantrieb

9 500 E-Säulen für Berlin

Die Einrichtung von Ladestationen hat ihre Tücken: hoher Parkdruck und fehlende Markierung

11 „Deutschland braucht Modellregionen“

Dietmar Göhlich über noch zu teure E-Autos, die Chance des Verbrennungsmotors und die Zukunft der Elektromobilität

12 Langer Atem unter der Motorhaube

Wie Effizienz und Leistung elektrischer Antriebe gesteigert werden können

13 Damit es nicht zum Kollaps kommt

Forscher arbeiten an einem intelligenten Steuerungssystem, um die Stromnetze im Zeitalter von E-Mobilität stabil zu halten

■ Entrepreneur

14 Ein nützliches Tandem

Gewinner I: Die Firma YOUSE begutachtet schon während der Entwicklung Produkte, ob sie gebrauchstauglich sind. Dieser Service kann Unternehmen viel Geld sparen

15 „Spectaculaire“ Aussichten für Flugschüler

Gewinner II: TU-Start-up entwirft virtuelle Akademie für Privat- und Sportpiloten

16 Hightech auf den Hütten

Das Unternehmen „MicroEnergy International“ berät Banken und Regierungen, um Technologien für erneuerbare Energien in Entwicklungsländer zu bringen

18 Immer einen Schritt voraus

Stephan Balzer und seine Agentur „red onion“ wissen, welches Image zu wem passt

19 Fokus, Fokus, Fokus!

Matthias Spieß gründete Spreadshirt – als Unternehmer muss er ein innovationsfreudiges Umfeld schaffen

■ Alumni heute

20 Kopfüber in die Freiheit

Als Architektin hätte Katharina Greve sich an Naturgesetze halten müssen. Als Comic-Zeichnerin kann sie diese ignorieren

21 Mein Studium: Architektur Alltag und anderes

Ein Comic von TU-Alumna Katharina Greve

SCHWERPUNKTTHEMA: E-MOBILITÄT

Wie mobil? – E-mobil!

Seiten 6–13

ENTREPRENEUR

Ein nützliches Tandem

Seite 14

ENTREPRENEUR

Hightech auf den Hütten

Seite 16

ENTREPRENEUR

Fokus, Fokus, Fokus!

Seite 19

parTU · Das Alumni-Magazin · Nr. 15 · 2010 1Fotos: TU-Pressestelle/Dahl, ZDF/Kerstin Bänsch, Zeichnung: Katharina Greve

Editorial

22 Der Vordenker

Tom Reinhold leitet bei der DB die Abteilung Konzernstrategie/Verkehrsmarkt. Es ist die Denkfabrik des Unternehmens

23 Den Kindern zugewandt

Wie Angelika Lohe-Takoh eine Schule in Kamerun gründete und sie zu einem Markenzeichen für Kreativität machte

24 Die große Leidenschaft aus den Wetterhütten-Zeiten

Gunther Tiersch präsentiert seit 25 Jahren den Wetterbericht im ZDF. Studiert hat er in bewegten Jahren in Berlin

24 Die Schlange mit dem Igel paaren

Die Architektin Julia Kierspel entwirft Ladenbaukonzepte für die Modewelt – immer auf der Suche nach dem noch nie Dagewesenen

■ Neues aus den Fakultäten

26 Fakultät I Geisteswissenschaften

27 Fakultät II Mathematik und Naturwissenschaften

28 Fakultät III Prozesswissenschaften

29 Fakultät IV Elektrotechnik und Informatik

30 Fakultät V Verkehrs- und Maschinensysteme

31 Fakultät VI Planen Bauen Umwelt

32 Fakultät VII Wirtschaft und Management

■ Meldungen

34–35 TU intern, TU extern, Impressum

■ Profil

36 Privates Glück und beruflicher Erfolg

Holger Kreetz, Bereichsleiter Unternehmens- und Projektentwicklung bei E.ON

Strichweise Uni-Erinnerungen

Auf welche Art erinnern Sie sich an Ihre Studienzeit? U-Bahn Ernst-Reu-ter-Platz, Mathegebäude, Mensaessen … Augen zu und Film ab? Oder

bei einem Glas Wein mit einem ehemaligen Kommilitonen und lustigen An-ekdoten: „Weißt du noch, die Klausur damals …“? Oder sind es doch die Fotos aus der alten Kreuzberger WG, von der Abschlussfeier im Physikge-bäude oder der Italien-Exkursion? Katharina Greve geht einen besonderen Weg. Ihr helfen Stift und Farbe. Strichweise nehmen ihre Erinnerungsfetzen Gestalt an. Die TU-Alumna der Architektur und mittlerweile preisgekrön-te Zeichnerin präsentiert uns einen Comic über ihre Studienzeit. Ihn hat sie exklusiv für dieses Magazin und seine Leserinnen und Leser gezeichnet. Diesen Genuss sollten Sie sich nicht entgehen lassen! Katharina Greves Ge-schichte auf den Seiten 20 und 21 ist aber nur eine von vielen, die wir Ihnen in der aktuellen parTU-Ausgabe aufzeigen. In jedem Bericht, in jedem In-terview stecken Erinnerungen, Ideen und Zukunftspläne von Ihnen, den Ab-solventinnen und Absolventen unserer Universität. Wir berichten aber auch aus dem aktuellen Geschehen an der TU Berlin und ihren Fakultäten. Lässt man das Jahr Revue passieren, so sind die Wahlen für ein neues Präsidium das wichtigste Ereignis. Prof. Dr.-Ing. Jörg Steinbach folgte im Präsiden-tenamt auf Prof. Dr. Dr. h. c. Kurt Kutzler. Eine neue Leitungsmannschaft mit neuen Herausforderungen wird in den nächsten Jahren die Universität prägen. Dabei spielen die Exzellenzinitiative, die strategische Ausrichtung

der Forschungsfelder, Geldknappheit sowie das neue, gestufte Studiensys-tem mit Bachelor- und Masterabschlüssen eine wichtige Rolle, aber auch die Politik im Großen wie im Kleinen. Hochschulverträge, Preismodelle, doppelte Abiturjahrgänge oder die Absetzung der Wehrpflicht sind nur ei-nige aktuelle Beispiele, die das Agieren der TU Berlin beeinflussen. Bei all diesen Prozessen brauchen wir Sie. Die Absolventinnen und Absolventen sind für uns als Botschafterinnen, als kritische Begleiter, als Ideengeberin-nen und auch als Förderer eine unverzichtbare Zielgruppe. Wir bieten Ihnen das Alumniprogramm, in dem sich mehr als 20 000 ehemalige Studierende und TU-Mitglieder vernetzen. Hinzu kommen 3700 weitere Absolventinnen und Absolventen, die sich online auf der globalen Business-Plattform Xing austauschen. Jährlich wächst das Alumniprogramm um rund 1500 Perso-nen. Engagieren Sie sich auch weiterhin, erinnern Sie sich und werben Sie für uns! WIR halten Sie auf dem Laufenden, bleiben SIE uns verbunden!

Stefanie Terp Leiterin des nationalen Alumniprogramms der TU Berlinsowie des Referats für Presse und Information

www.alumni.tu-berlin.de, https://www.xing.com/net/tuberlin

ALUMNI HEUTE

Mein Studium: Architektur

Alltag und anderes

Seiten 20–21

ALUMNI HEUTE

Die große Leidenschaft aus

den Wetterhütten-Zeiten

Seite 24

Editorial

6 parTU · Das Alumni-Magazin · Nr. 15 · 2010 Grafik: TU Berlin/IVP Darstellung eines Szenarios,

SCHWERPUNKTTHEMA: E-MOBILITÄT

Wie mobil? – E-mobil!Um der Elektromobilität zum Durchbruch zu verhelfen, forschen TU-Wissenschaftlerinnen und TU-Wissenschaftler an der Leistungssteigerung der elektrischen Antriebe ebenso wie an Mobilitätsszenarien und Nutzerverhalten, intelligenten Steuerungssystemen für die Stromnetze oder zur Infrastruktur von Ladestationen. Ein Forschungseinblick

parTU · Das Alumni-Magazin · Nr. 15 · 2010 7 in dem der Wirtschaftsverkehr die Elektromobilität in Berlin vorantreibt

SCHWERPUNKTTHEMA: E-MOBILITÄT

Bleibt Elektromobilität ein Hightech-Accessoire für Besser-verdienende, die sich ein ökologisch gutes Gewissen leis-

ten – oder schafft sie den Sprung in den Alltag, wird unverzicht-barer Bestandteil der allgemeinen Mobilität? Welche Ansprüche stellen die Menschen in einer Großstadt zukünftig an Mobilität? Die Spekulationen darüber driften weit auseinander.

Professorin Christine Ahrend und ihr Team aus dem Fach-gebiet Integrierte Verkehrsplanung an der TU Berlin spekulie-ren sozusagen berufsmäßig. Mit Hilfe der Szenario-Forschung beschreiben sie Visionen zur Elektromobilität im Jahr 2025 im Ballungsraum Berlin.

„E-mobility“ heißt das gemeinsame Projekt, das Christine Ahrend zusammen mit dem Fachgebiet Straßenplanung und -betrieb bearbeitet. Es ist ein Teilprojekt der großen Initiative der Bundesregierung zur Integration von Elektromobilität in die Energienetze und wird vom Bundeswirtschaftsministerium mit einer Million Euro finanziert. Professorin Ahrend und ihr Team konzentrieren sich dabei auf die Analyse des Nutzerverhaltens.

„Forschung im Bereich Elektromobilität ist nach wie vor auf die Technologie fokussiert, und das wird auch noch eine Weile so bleiben“, da sind sich Ahrend und ihr Stellvertreter Dr. Oli-ver Schwedes einig. Aber wenn viel Geld in die technologische Forschung fließt, dann muss auch nach dem „return on invest-ment“ auf der Seite des Nutzers gefragt werden. Was hat der individuelle Verbraucher von der Technologie? Welche Erwar-tungen an die Mobilität der Zukunft stellt er? „Diese Aspek-te mehr in den Fokus der Öffentlichkeit zu rücken ist das Ziel unserer Forschung. Die Weiterentwicklung der Elektromobilität darf nicht ausschließlich von dem technisch Machbaren abhän-gen. Sie muss auch an der Nachfrage orientiert sein“, ist Chris-tine Ahrend überzeugt.

Erstes greifbares Ergebnis ihrer Forschung ist die Entwick-lung von drei unterschiedlichen Szenarien zu der Zukunft von Elektromobilität.

In dem ersten Szenario bleibt die Elektromobilität in der Premium-Nische – die Batterietechnologie verbesserte sich nur marginal, der normale Verbrennungsmotor hat nach wie vor entscheidende Kostenvorteile. Für den urbanen Verkehr spielt Elektromobilität keine entscheidende Rolle, sie bleibt ein Status-symbol für Technikpioniere mit höherem Einkommen.

Hightech-Spielzeug oder alltagstauglich?

Welche Erwartungen die Menschen an die

Mobilität der Zukunft haben

u Fortsetzung S. 8

8 parTU · Das Alumni-Magazin · Nr. 15 · 2010

SCHWERPUNKTTHEMA: E-MOBILITÄT

In dem E-Mikromobilitäts-Szenario setzt sich Elektromobi-lität durch, aber nicht einfach, weil E-Fahrzeuge die Verbren-nungsmotoren ersetzt hätten, sondern weil sich das Mobilitäts-verhalten insgesamt verändert hat. In der Stadt spielen bei die-sem zweiten Szenario elektrische Klein- und Kleinstfahrzeuge eine herausragende Rolle (Grafik S. 9). Der Trend geht weg vom eigenen Wagen hin zur Nutzung von Mobilitätsdienstleistern, die durch eine intelligente, IT-gesteuerte Vernetzung zu jeder Zeit am richtigen Ort das richtige E-Fahrzeug anbieten kön-nen. Wichtigste Prämisse für dieses Szenario, neben der syste-mischen Förderung der E-Mobilität durch den Staat: Die Batte-rietechnologie hat sich deutlich verbessert.

In dem dritten beschriebenen Szenario ist der Wirtschaftsver-kehr in der Stadt der Katalysator der Elektromobilität (Grafik S. 6). Gefördert durch eine gezielte Angebots- und Nachfragepolitik seitens der öffentlichen Hand verdrängen zahllose batteriegetrie-bene Kleinstlaster und Pick-ups den Schwerlastverkehr aus der Innenstadt. Nach und nach fasst die Elektromobilität auch im privaten Individualverkehr Fuß. Auch hier ist die Verbesserung der Batterietechnologie eine entscheidende Prämisse.

„Bei den Szenarien handelt es sich nicht um schöne elektro-mobile Fantasien“, betont Christine Ahrend, „sie sind vielmehr das Ergebnis einer wissenschaftlichen Analyse.“ Ihr Team hat Schlüsselfaktoren für die Entwicklung der Elektromobilität, wie zum Beispiel politische Einflüsse, Batterieentwicklung, Mobi-litätspräferenzen und Ähnliches zusammengetragen. Daraus wurde eine Matrix erstellt, bei der jeder einzelne Schlüsselfak-tor in allen seinen möglichen Ausprägungen mit jedem anderen Schlüsselfaktor in allen denkbaren Ausprägungen in Beziehung gesetzt wurde. Heraus kamen diese drei potenziellen Szenarien, die keine Aussage über ihre jeweilige Wahrscheinlichkeit zulas-sen. „Die Ergebnisse ermöglichen nun eine öffentliche Diskus-sion“, so Ahrend. „Wenn zum Beispiel ein bestimmtes Szenario politisch gewollt ist, können wir jetzt sehen, an welchen Stell-schrauben gedreht werden muss, um es herbeizuführen.“

Vor allem werden die Szenarien jedoch für die Nutzeranaly-se gebraucht. Rund 100 Nutzerinnen und Nutzer eines E-Smart werden zu ihrem Fahrverhalten, ihren Erwartungen, Erfahrun-

gen und persönlichen Mobilitätsanforderungen interviewt. „Da-raus erstellen wir detaillierte Profile der heutigen Nutzerpräfe-renzen“, sagt Ahrend. Anschließend werden die Nutzer ganz konkret mit einem der Szenarien konfrontiert und erneut befragt. „Menschen urteilen immer im Hier und Jetzt, daher ist es extrem schwierig, valide Aussagen zu einem Verhalten in der Zukunft zu bekommen“, beschreibt Ahrend das Paradoxon der Zukunfts-forschung. Hier ist auch Methodenentwicklung gefragt. Welches Szenario ausgewählt wird und wie gut es gelingt, die Probanden in ein zukünftiges Szenario zu versetzen, daran arbeitet das Team noch. „Unser Ziel ist es, aus dem Blickwinkel der Nutzerinnen und Nutzer von E-Autos Anforderungen an die Elektromobilität der Zukunft zu beschreiben“, erläutert Ahrend. Abgerundet wird das Projekt mit einer Ist-Analyse der politischen Rahmenbedin-gungen. „In Berlin haben Bezirke wie Charlottenburg-Wilmers-dorf und Mitte eine Vorreiterrolle übernommen und zum Beispiel bereits öffentliche Ladestandorte für E-Autos ausgewiesen“, so Oliver Schwedes, der diesen Forschungsteil leitet.

In zahllosen Interviews mit allen Beteiligten auf der Anbie-terseite – dazu gehören Verwaltung, Politik, Stromversorgungs-unternehmen und Autohersteller – versucht Schwedes, die kon-kreten Probleme und Erfahrungen, aber auch die Kommunika-tionsschwierigkeiten der Beteiligten zusammenzutragen. „Wir analysieren und systematisieren die Erfahrungen auf den ver-schiedenen Ebenen. Daraus leiten wir Empfehlungen ab, die ein zukünftiges standardisiertes Genehmigungsverfahren erleich-tern und verbessern können“, erklärt Schwedes. In den bisheri-gen Genehmigungsprozessen treffen immer wieder Partner mit ganz unterschiedlichen Standpunkten und unterschiedlichen Erwartungshaltungen aufeinander, da sind Kommunikations-schwierigkeiten programmiert. „Ein runder Tisch, an dem alle Beteiligten gleichberechtigt zusammensitzen und wir eine Art Moderatorenrolle einnehmen, ist jetzt unser Etappenziel“, so Oliver Schwedes. KATHARINA JUNG

Weitere Informationen finden Sie im Internet

www.tu-berlin.de/?id=70610

In nur zehn Monaten hatten TU-Studierende aus vier verschiedenen Fachgebieten einen Rennwagen mit einem Elektroantrieb sowohl ent-

worfen als auch gebaut und ihn bei dem ersten Formula-Student-Wett-bewerb für Elektrofahrzeuge im August 2010 am Hockenheimring prä-sentiert. „zedX Vision“ nannte das 18-köpfige Team seinen Flitzer. Die Buchstaben stehen für„Zero Emission Drive“ – Null-Emissions-Antrieb. Entstanden ist der Wagen innerhalb des deutschlandweiten Konstrukti-onswettbewerbs, bei dem es für die Studierenden darum geht, in Eigenre-gie einen Rennwagen zu planen, zu bauen und auch das notwendige Geld über Sponsoren aufzutreiben. So belegte das Team in der Kategorie Busi-ness-Plan-Präsentation unter den 15 studentischen Teams, die aus ganz Europa angetreten waren, den vierten Platz und im Engineering Design, in welchem die Konstruktion des Wagens und des Antriebsstrangs ver-teidigt werden muss, den fünften. Das notwendige Wissen, um bei einem

Alles öko am Formel-Flitzer

Studierende entwickelten einen Rennwagen mit Elektroantrieb

parTU · Das Alumni-Magazin · Nr. 15 · 2010 9Foto: TU-Pressestelle/Dahl, Grafik: TU Berlin/IVP

500 E-Säulen für Berlin

Die Einrichtung von Ladestationen

hat ihre Tücken: hoher Parkdruck

und fehlende Markierung

SCHWERPUNKTTHEMA: E-MOBILITÄT

Der auch in ökologischen Maßstäben denkende Berliner liebt nicht nur das kulturelle Angebot der Großstadt, son-

dern auch Ausflüge an den Stadtrand. Ein Benzinmotor, der auf dem Weg ins Grüne lautstark CO2 und Feinstaub in die Luft schleuderte, trübte dabei sein Umweltbewusstsein. Diesmal ist er mit dem Elektroauto unterwegs. Kein Motorenlärm, keine Ab-gase. Er genießt diesen Einklang, bis er feststellt, dass die Bat-terie fast vollständig verbraucht ist. Und keine Ladestation ist in Sicht. Denn das Netz von öffentlich zugänglichen Akkula-destellen ist sehr dünn, und nicht nur Ausflüge, sondern auch

alltägliche Wege mit dem Elektroauto erfordern eine sorgfältige Weg- und Zeitplanung. In Berlin fehlt ein flächendeckendes La-destationennetz.

An dieser Stelle setzt das Teilprojekt „Analyse Nutzerverhal-ten und Raumplanung regionale Infrastruktur“ am Fachgebiet Straßenplanung und Straßenbetrieb der TU Berlin unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Thomas Richter an. Es wird im Rah-men des Wettbewerbs „e-mobility – IKT-basierte Integration der Elektromobilität in die Netzsysteme der Zukunft“ seit Som-mer 2009 durchgeführt. „Auf Basis eines komplexen geografi-schen Informationssystems (GIS), in welchem maßstabgerechte Luftaufnahmen, sogenannte Orthophotos, digitale Karten und umfangreiche digitale Strukturdaten des Landes Berlin enthal-ten sind, werden die Standorte für potenzielle Ladestationen er-mittelt. Bestandteil sind beispielsweise Daten zur Wohnbevöl-kerung, über PKW-Zulassungen, zu Nahversorgungszentren, Einkaufszentren und zum Parkraumbestand“, erklärt die wis-senschaftliche Mitarbeiterin im Forschungsprojekt „e-mobili-ty“ Annika Schreiber. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaft-ler der TU Berlin und der TU Dortmund erarbeiten zusammen

solchen Wettbewerb überhaupt teilnehmen und sich behaupten zu kön-nen, erlernen die Studierenden auch in der Lehrveranstaltung „Technik und Management im Motorsport“, die seit 2006 am Fachgebiet Kraft-fahrzeuge angeboten wird.

Aber der Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit hat sich das Team nicht nur hinsichtlich der Entwicklung eines alternativen Antriebs verschrieben. „Wir wollten Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit an jeder Stelle des Projektes umsetzen“, sagt Team-Mitglied Philipp Kahle, Student der Kraftfahrzeugtechnik. So kommt nicht nur die Energie für den Rennwagen selbst aus Ökostrom. „Grün“ ist auch die Energie für die Fertigung sowie für den Betrieb von Einrichtungen wie zum Beispiel das Büro. Darüber hinaus bestehen alle Karosserieteile aus einem Na-turfaserverbundwerkstoff, fixiert durch einen ökologisch verträglichen Harz. Dies ist ein einzigartiges Konzept und damit das umweltfreund-lichste Rennfahrzeug des gesamten Wettbewerbs. Unterstützt wurden die Studierenden bei ihrem Projekt von der Gesellschaft von Freunden der TU Berlin und anderen Sponsoren. Das Team setzt nun alles daran, dass der Flitzer im Jahr 2011 bei den studentischen Rennen auf dem Ho-ckenheimring dabei sein kann. Beim ersten Rennen fehlte es an Fortune: Technische Probleme verhinderten einen Start. SYBILLE NITSCHE

Weitere Informationen finden Sie im Internet

www.zedx.de

u Fortsetzung S. 10

10 parTU · Das Alumni-Magazin · Nr. 15 · 2010 Karte: FG SPB der TU Berlin/SenStadt 2008, Foto: TU-Pressestelle/Dahl

SCHWERPUNKTTHEMA: E-MOBILITÄT

Standorte werden Erkenntnisse über die Nutzeranforderungen in die Planung einfließen.“ Die Nutzeranforderungen werden der-zeit vom Fachgebiet Integrierte Verkehrsplanung gewonnen. Ein weiterer Aspekt des Projektes ist die Einspeisung der vorgeschla-genen Standorte in Energie- und Kommunikationsnetze.

Die Integration eines solchen Ladestationennetzes birgt verschiedene Hürden: „Eine Herausforderung ist der in vielen Stadtteilen Berlins ohnehin hohe Parkdruck, denn die Anzahl der frei zugänglichen Parkplätze reduziert sich durch die Einrichtung von Ladestationen“, erläutert Annika Schreiber. Ladestationen sind nämlich keine Parkplätze. Nach Beenden des Ladevorgangs soll der Stellplatz wieder geräumt werden. „Kritisch ist momen-tan außerdem, dass es keinerlei rechtliche und planerische Vorga-ben zur Beschilderung oder Markierung der Ladestandorte gibt. Somit besteht keine Möglichkeit, einzugreifen, wenn ein Lade- standort zum Parken genutzt wird“, führt sie fort. Schließlich gibt sie die Vereinbarkeit mit dem Denkmalschutz zu bedenken. „Insbesondere in Denkmalbereichen, die größere Flächen umfas-sen, ist es schwierig, eine Ladestation zu platzieren.“

Zurzeit sind es rund 80 öffentliche Ladestationen in Ber-lin, 50 von der Firma RWE und 30 von Vattenfall. Dazu kom-men Lademöglichkeiten in privaten Garagen oder Stellplätzen. Die weitere Einrichtung von Ladestationen im öffentlichen und halb öffentlichen Raum, auf Supermarktparkplätzen, Tankstel-len oder am Einkaufscenter, kann nach und nach anhand des In-frastrukturplanes erfolgen. Liegen bleiben oder den Ausflug ins Grüne ausgeklügelt planen wie eine Reise durch den Dschungel sollen in Zukunft nicht mehr die einzigen Möglichkeiten sein, vor denen die Nutzer von Elektroautos stehen. JANA BIALLUCH

Auszug aus dem Ladeinfrastruktur-plan mit Daten zur Bestandsaufnahme unter anderem von Versorgungszent-ren (gelbes Icon), Freizeiteinrichtun-gen wie Kinos (grün), vorhandenen RWE-Ladestationen (blaue Punkte) sowie erste Standortvorschläge für neue Ladestatio-nen in den Bezirken Steglitz-Zehlendorf und Pankow (Drei-ecke).

Am Ernst-Reuter-Platz: eine von derzeit 80 Ladestationen in der Hauptstadt

mit Partnern aus der Industrie, unter anderem der RWE Ener-gy AG, bis Ende 2011 einen umfassenden Infrastrukturplan zur Einrichtung eines großräumigen und möglichst flächendecken-den Netzes mit 500 Ladestationen im Stadtgebiet von Berlin.

„Wir überprüfen potenzielle Standorte nach Richtlinien zu Si-cherheitsabständen und lichten Räumen. Außerdem untersuchen wir, welche Orte von sehr vielen Personen besonders regelmä-ßig aufgesucht werden und an welchen Orten die Menschen lan-ge verweilen“, so die Diplomingenieurin. „Nach Ermittlung der

parTU · Das Alumni-Magazin · Nr. 15 · 2010 11Foto: TU-Pressestelle/Dahl

SCHWERPUNKTTHEMA: E-MOBILITÄT

Eine Million elektrisch angetriebene Autos will die Bundesregie-rung bis 2020 auf den Straßen haben. Wie muss ein solches Elekt-roauto technisch ausgerüstet sein, damit es diese Akzeptanz findet?

Umweltverträglich und ohne gravierende Einschränkungen mo-bil sein zu können wird ein ganz wesentliches Motiv für den Umstieg aufs Elektrofahrzeug sein. Das E-Auto der Zukunft muss also die entsprechenden Reichweiten sicherstellen, auch wenn die meisten von uns am Tag weniger als 50 Kilometer fah-ren. Deshalb ist es wichtig, die Leistungsfähigkeit der Batterien erheblich zu verbessern. Außerdem müssen E-Autos preiswer-ter werden. Gegenwärtig ist ein E-Auto noch etwa 10 000 Euro teurer als ein vergleichbares konventionell angetriebenes Fahr-zeug. Neue Technologien und innovative Fahrzeugkonzepte sind erforderlich, um diese Ziele ohne Abstriche beim Fahrkomfort oder bei der Fahrzeugsicherheit zu erreichen.

Welchen Beitrag muss die Wissenschaft leisten, damit in zehn Jahren mehr E-Fahrzeuge unterwegs sind?

Zurzeit ist viel über das ausschließlich Batterie-elektrisch be-triebene Fahrzeug die Rede. Die Wissenschaft aber darf sich diesen Tunnelblick nicht zu eigen machen. Neben den bereits ge-nannten Themen sind auch die sogenannten Range Extender zu betrachten. Das sind zusätzliche Aggregate, die die Reichweite des E-Fahrzeugs erhöhen. Ein solcher „Reichweitenverlängerer“ kann ein besonders effizienter und sauberer Verbrennungsmo-tor sein, der in ein Elektroauto integriert ist. Ein anderes The-ma ist die Brennstoffzelle, mit der aus Wasserstoff emissions-frei Strom für den Antrieb von Kraftfahrzeugen gewonnen wird. Weitere Fragen sind, wie die Ladenetze in das gesamte Energie-versorgungsnetz integriert werden können und wie das Elektro-fahrzeug selbst Teil der Energieversorgung werden kann.

Der Verbrennungsmotor hat also weiterhin eine Chance?

Natürlich hat er das! Sie dürfen ja nicht nur den Personen-, sondern müssen auch den Güterverkehr im Auge haben. Einen 40-Tonner allein Batterie-elektrisch anzutreiben ist derzeit illusorisch. Wenn wir den Verbrennungsmotor intelligent mit einem elektrifizierten Antriebsstrang kombinieren, kann das für das Problem der Bat-teriespeicherung auf längere Sicht eine Lösung sein.

Wie wird sich die Forschung an der TU Berlin auf dem Gebiet der E-Mobilität ausrichten?

Die Stärke der TU Berlin besteht in der Vielfalt. Derzeit enga-gieren sich 20 Institute und Fachgebiete, die das Thema bearbei-ten. Die Forschungen reichen von der Speichertechnologie zum

„Deutschland braucht Modellregionen“

Dietmar Göhlich über noch zu

teure E-Autos, die Chancen des

Verbrennungsmotors und die

Zukunft der Elektromobilität

Prof. Dr. Dietmar Göhlich leitet das Fach-gebiet Methoden der Produktentwick-lung und Mechatronik und koordiniert das Forschungsnetzwerk Elektromobi-lität an der TU Berlin. Dazu gehört auch die Zusammenarbeit mit der Shanghai Jiao Tong University (SJTU) auf diesem Gebiet. Die Kooperation war von TU-Präsident Prof. Dr.-Ing. Jörg Steinbach im September 2010 in China zusammen mit dem SJTU-Vizepräsidenten Prof. Dr. ZHANG WenJUN unterzeichnet worden u Fortsetzung S. 12

12 parTU · Das Alumni-Magazin · Nr. 15 · 2010

SCHWERPUNKTTHEMA: E-MOBILITÄT

Zugegeben, der blaue Golf in der Ecke der Versuchshalle ist nicht gerade eine technische Innovation. Aber das wird sich

ändern. Alsbald soll das „ältere Semester“ anstelle seiner bishe-rigen Blei-Säure-Batterien mit Lithium-Ionen-Akkus angetrie-ben werden. Noch lagern die Bauteile, die wie silbrige quadra-tische Badezimmerkacheln aussehen, zu Hunderten in Pappkar-tons. Am Fachgebiet Elektrische Antriebstechnik der TU Berlin tüfteln Prof. Dr.-Ing. Uwe Schäfer und seine Mitarbeiter daran, wie sie 1000 dieser Zellen unter der Motorhaube des alten Golfs verschalten und positionieren können.

„Lithium-Ionen-Akkus haben eine deutlich höhere Lebens-dauer als herkömmliche“, erläutert Schäfer. Während Blei-Säu-re-Akkus nach nur 50 000 Kilometern der Saft ausgeht, bringen es die Lithium-Ionen-Akkus auf 150 000 Kilometer. Die 1000 Zel-len liefern dabei eine Leistung von 200 Kilowatt und der so an-getriebene Wagen könnte mit einer Ladung bei einer Höchstge-schwindigkeit von 120 Kilometern pro Stunde über 100 Kilome-ter weit fahren. Das Besondere: Die dreifach höhere Lebensdauer der Batterie erreichen die TU-Forscher durch die spezielle „at-mende“ Flachzellenform in Verbindung mit einem speziellen Bat-terie-Management-System. „Das sorgt dafür, dass alle Lithium-Ionen-Zellen elektrisch und thermisch gleichmäßig belastet wer-den“, sagt der Experte. Grundsätzlich befasst sich der Ingenieur mit der Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische. Dabei geht immer auch ein Teil der Energie als Wärme verloren. Um die Effizienz von Elektroantrieben zu verbessern, arbeiten die Wissenschaftler mit neuen Materialien wie Permanent-Ma-gneten. In einem anderen Projekt erreichen die Forscher höhere Drehzahlen in den Motoren und können so bei gleichbleibender Leistung die Bauteile verkleinern. Inzwischen ist man auch dazu übergegangen, komplette Prozesse ganzheitlich zu betrachten. „Die meisten Autoantriebe sind auf eine Leistung von bis zu 200

Kilowatt ausgelegt – tatsächlich werden im Mittel zehn Kilowatt benötigt“, so Schäfer. „Leider hat sich bisher kein Elektromoto-ren-Hersteller dafür interessiert, wie es bei zehn Kilowatt mit der Effizienz des Antriebs aussieht oder wo und wie man neue, sinnvolle Effizienz-Regelkreise einbauen kann.“ Diese Ergebnis-se werden dann in den nächsten Golf-Umbau einfließen und dem Fahrzeug zu mehr Dynamik verhelfen.

In einem Labor auf dem TU-Campus ist eine Messstrecke aufgebaut. Ein kleiner Elektromotor liegt in Einzelteile zerlegt auf einer Werkbank. „Hier untersuchen wir eine elektrisch ange-triebene Kühlwasserpumpe“, erläutert Schäfer. Bislang werden Kühlwasserpumpen über einen Keilriemen – also über die Leis-tung des Verbrennungsmotors eines PKW – angetrieben. Ganz egal, ob das Auto bergauf oder bergab fährt, ob überhaupt Küh-lung benötigt wird oder nicht. Abhängig von der Temperatur des Kühlwassers könnte künftig der handtellergroße Elektromotor bedarfsgerecht gesteuert werden – unabhängig von der Leistung des Verbrennungsmotors. Uwe Schäfer engagiert sich aber nicht nur auf wissenschaftlicher Ebene für die E-Mobilität. Als Präsi-dent der Deutschen Gesellschaft für elektrische Straßenfahrzeu-ge setzt er sich auch dafür ein, „die gesellschaftlichen Rahmen-bedingungen dafür zu verbessern“. Die Lithium-Ionen-Akkus in der Versuchshalle des Fachgebietes sind ein Weg, die elektrische Antriebstechnik für PKWs voranzubringen. „Wir arbeiten da-ran, die Akkus modulhaft zu verbauen, sodass sie neben unse-rem Versuchs-Golf auch für andere Fahrzeugtypen nutzbar wer-den“, erläutert Uwe Schäfer und träumt bereits von elektrischen Dienstwagen an der TU Berlin. ANDREA PUPPE

Elektroantrieb, über die Fahrzeugsicherheit bis hin zu der Fra-ge, wie die Zukunft der Stadt im Zeitalter von Elektromobilität aussehen wird. Und gerade weil die TU Berlin in so vielen Be-reichen aktiv ist, können wir dazu beitragen, dass in Berlin ein zukunftsweisendes Schaufenster der E-Mobilität entsteht. Gro-ße Bedeutung haben aber auch internationale Projekte, zum Bei-spiel mit China.

Wie wird die TU Berlin mit China kooperieren?

Sie wird zusammen mit anderen deutschen Hochschulen ein deutsch-chinesisches Forschungsnetzwerk aufbauen. Dieses Netzwerk wird sich mit zukünftigen Batterietechnologien, mit neuen Fahrzeug- und Antriebskonzepten sowie der Einbindung des Fahrzeuges in die Infrastruktur von der Energieversorgung bis zum Internet beschäftigen.

Wissenschaftler kritisieren Doppelforschungen zum Beispiel im Bereich der Ladestruktur. Leuchtturmprojekte werden vermisst. Pflichten Sie dem bei?

Sich mit den gleichen Fragen zu beschäftigen heißt nicht, die gleichen Lösungen zu finden. Eine Technologie als Leuchtturm-projekt voranzustellen setzt voraus, zu wissen, dass diese Tech-nologie sich durchsetzt. Wir wissen aber nicht, welche das Ren-nen machen wird. Es ist sogar anzunehmen, dass wir einen Mix aus verschiedenen Mobilitätskonzepten und Technologien brauchen. Ich halte einen möglichst vielfältigen Wettstreit um den richtigen Weg für erforderlich. Was wir in Deutschland al-lerdings benötigen, sind Regionen, wo wir Komplettlösungen modellhaft demonstrieren, um zu lernen, welche funktionie-ren. Da sehe ich die Notwendigkeit, dass Hochschulen, Politik, Industrie und Kommunen sich zusammenschließen, um Ideen modellhaft umzusetzen. Denn wenn Deutschland internatio-nal Leitanbieter von Elektromobilität sein will, dann müssen wir die fortschrittlichen Konzepte auf dem nationalen Markt darstellen. Berlin, und mittendrin unsere Universität, könnte eine solche Modellregion sein.

DAS INTERVIEW FÜHRTE SYBILLE NITSCHE

Langer Atem unter der Motorhaube

Wie Effizienz und Leistung elektrischer Antriebe gesteigert werden können

Weitere Informationen finden Sie im Internet

www.iee.tu-berlin.de/index.php?id=36

parTU · Das Alumni-Magazin · Nr. 15 · 2010 13Grafik: TU Berlin/IVP

SCHWERPUNKTTHEMA: E-MOBILITÄT

Damit es nicht zum Kollaps kommt

Forscher arbeiten an einem

intelligenten Steuerungssystem,

um die Stromnetze im Zeitalter von

E-Mobilität stabil zu halten

Bis zum Jahr 2020 sollen eine Million Elektroautos auf Deutschlands Straßen fahren, so die Vorstellung der Bun-

desregierung. „Großstädte wie Berlin oder Hamburg bilden da einen Schwerpunkt“, weiß Daniel Freund, wissenschaftlicher Mitarbeiter des DAI-Labors der TU Berlin. Aber: Wenn zum Beispiel in Berlin abends gegen 18 Uhr rund 20 000 E-Autos gleichzeitig wieder aufgeladen werden, dann könnte das Strom-netz so erheblich belastet werden, dass in der Stadt hier und da die Lichter ausgehen. Schon jetzt liegt die Spitzenlast des Netzes in Wohngebieten zwischen 18 und 22 Uhr.

Professor Sahin Albayrak, Daniel Freund und die anderen Mitarbeiter des DAI-Labors (Distributed Artificial Intelligence Laboratory) der TU Berlin stehen also vor einer wahren Sisy-phus-Aufgabe: Sie entwickeln eine dezentrale Steuerungssoft-ware. Diese soll die unterschiedlichen Ansprüche der unter-schiedlichen Beteiligten im Stromnetz der Zukunft aufeinander abstimmen und in Echtzeit regulieren.

Theoretisch ist die Lösung für das Problem klar: „Smart Grids“ – Intelligenz im Stromnetz heißt das Zauberwort. Das Stromnetz wird zur Datenautobahn: Sämtliche Produzenten, von den großen Stromversorgern (EVUs) bis hin zu der Photo-voltaikanlage auf dem Dach eines Einfamilienhauses, sind nicht nur untereinander vernetzt, sondern kommunizieren auch mit den Endverbrauchern und antizipieren deren Stromverbrauch. Ziel ist es, die Stromlast des Netzes möglichst effizient zu ge-stalten.

Elektroautos könnten dabei eine entscheidende Rolle als Zwischenlager spielen. Die Batterien mancher E-Autos kön-nen bis zu 30 Kilowatt pro Stunde und mehr speichern, benö-tigt werden von einem durchschnittlichen Fahrer in städtischer Umgebung aber nur rund neun Kilowatt pro Stunde am Tag. „Ein Teil der Differenz könnte als Energiepuffer verwendet wer-den. Kritische Schwankungen im Stromnetz würden so abgefe-dert. Ein weiterer Vorteil: Der Anteil tatsächlich genutzter Ener-gie aus erneuerbaren Quellen könnte sich erhöhen“, so Daniel Freund. Konkret bedeutet das: In Niedriglast-Zeiten (nachts) könnte das Stromnetz überschüssige Energie an Elektroautos abgeben (grid to vehicle). Zu Spitzenlastzeiten wiederum spei-

sen die Elektroautos den zwischengelagerten Strom wieder ins Netz ein (vehicle to grid).

Was in der Theorie nach einer perfekten Lösung klingt, er-fordert in der Praxis ein hochkomplexes Steuerungssystem: Wer kann und soll wann, wo und zu welchem Preis Strom abgeben oder Strom speichern? „Die Anforderungen der Beteiligten kön-nen dabei sehr widersprüchlich sein“, weiß Daniel Freund. Um nur einige zu nennen: Die großen Stromversorger streben eine effiziente Auslastung der Ressourcen und Kraftwerke an. Die Stromversorgung der Zukunft wird jedoch stark dezentralisiert sein. Der Besitzer einer Photovoltaikanlage auf dem Dach sei-nes Eigenheimes möchte dann Strom einspeisen, wenn die Son-ne scheint, unabhängig davon, ob gerade Bedarf herrscht. Der Autobesitzer möchte uneingeschränkt mobil sein, aber gleich-zeitig möglichst billig Strom tanken. Multipliziert man dieses kleine Szenario mit dem Faktor eine Million, wird die Komple-xität deutlich.

„Wir setzen auf sogenannte skalierbare, verteilte Multi-Agenten-Systeme. Das bedeutet viele kleine Softwareknoten-punkte auf den unterschiedlichen Ebenen des Stromnetzes, die kooperative Steuerungsstrategien verfolgen“, erläutert Freund. „Der Stromkunde soll vorgeben können, ob er sein Auto nur dann laden will, wenn Strom günstig ist, oder ob er seine Batterie dauerhaft als Zwischenspeicher zur Verfügung stellt, ohne dass er dazu in die Komplexität der Steuerung ein-tauchen muss.“

Dazu testet das DAI-Labor zusammen mit verschiedenen Partnern wie Stromversorgern oder Autoherstellern bereits ein-zelne Komponenten einer solchen Steuerungssoftware, zum Bei-spiel wie sich eine Autobatterie in das intelligente Energiema-nagement eines Gebäudes einbinden lässt (vehicle to home), in dem der Haushalt wahlweise über Batterie- oder Netzstrom ge-speist wird. Selbst in dieser kleinen Versuchseinheit muss das Steuerungssystem verschiedene Parameter in Einklang bringen: So müssen die Ladegeschwindigkeit und die Ladehäufigkeit der Autobatterie in Relation zu dem daraus resultierenden Batterie-verschleiß gesetzt werden. Gleichzeitig müssen die individuellen Nutzerpräferenzen und Mobilitätsanforderungen des Autofah-rers von der Software berücksichtigt werden. Viele technische Fragen sind da noch ungelöst.

Volkswirtschaftlich macht ein intelligentes Lademanage-ment allerdings erst dann Sinn, wenn eine kritische Menge an E-Autos, geschätzt werden etwa rund 100 000 Stück deutsch-landweit, überschritten wird.

KATHARINA JUNG

Weitere Informationen finden Sie im Internet

www.dai-labor.de/application_centers/energy/