Fahrerlose Autos: Können sie den Verkehr wirklich ausschalten?

Eines der großen Unbekannten über fahrerlose Autos ist, ob ihre Bequemlichkeit die Verkehrsstaus und die damit verbundenen Übel verschlimmern wird. Ein optimistisches Szenario wäre, dass fahrerlose Autos die Effizienz städtischer Verkehrssysteme verbessern und damit den privaten Fahrzeugbesitz verringern, wodurch die Verkehrsüberlastung und damit die Größe des CO2-Fußabdrucks einer Stadt im Zusammenhang mit dem Verkehr verringert werden. Ein anderes, weniger umweltfreundliches Szenario ist, dass fahrerlose Autos, da die Menschen die Bequemlichkeit reibungsloser Mobilität schätzen, im Durchschnitt mehr Fahrzeugmeilen pro Jahr zurücklegen und einen größeren CO2-Fußabdruck hinterlassen.

Bequemlichkeit kann ein zweischneidiges Schwert sein. Menschen fühlen sich von Annehmlichkeiten angezogen wie Eisen von einem Magneten. Manchmal hat Convenience jedoch auch einen Preis: Unerwartete und negative Konsequenzen. Die von fahrerlosen Autos gebotene reibungslose persönliche Mobilität könnte die schlimmsten Exzesse beseitigen, die uns die Kraftfahrzeugtechnik bereits zugefügt hat. Oder die versteckten Kosten einer bequemen persönlichen Mobilität könnten darin liegen, dass eine ständig wachsende Anzahl von Menschen ihre gefahrene Kilometerzahl zufällig erhöht.

Die Wirtschaftswissenschaftler bezeichnen die unvorhergesehene Reduzierung der erwarteten Gewinne durch neue Technologien aufgrund der verstärkten Nutzung als Rebound-Effekt. Es ist nicht klar, ob sich fahrerlose Autos auf den Verkehr auswirken und die Anzahl der jährlich zurückgelegten Kilometer sowie die Anzahl der Autos auf den Straßen erhöhen. Einige Untersuchungen zeichnen ein optimistisches Bild, in dem die Straßen der Stadt in einigen Jahrzehnten fahrzeugleer werden.

In einem Interview mit The Economist sagte Luis Martinez vom International Transport Forum, einer Denkfabrik für Verkehrspolitik, voraus, dass Flotten selbstfahrender Fahrzeuge alle Taxi- und Busfahrten mit öffentlichen Verkehrsmitteln in einer Stadt ersetzen könnten, ohne dabei die Mobilität zu beeinträchtigen mit weit weniger Fahrzeugen.

Um diese Theorie zu testen, erstellte Martinez ein agentenbasiertes Modell, um die täglichen Reisemuster in einer mittelgroßen europäischen Stadt zu simulieren. Aus mehreren Jahren tatsächlicher Daten aus früheren Verkehrserhebungen errechnete er, dass die Anzahl der Fahrzeuge auf den Straßen der Stadt um 90 Prozent reduziert werden könnte, wenn die Stadtbewohner Flotten von gemeinsam genutzten autonomen Taxis anstelle von Autos in Privatbesitz und öffentlichen Verkehrsmitteln verwenden würden.

Während Flotten autonomer Taxis die Anzahl der Autos auf den Straßen drastisch reduzieren würden, würde die Gesamtzahl der pro Auto gefahrenen Fahrzeugmeilen laut Simulation leicht zunehmen, da die selbstfahrenden Taxis häufiger hin und her pendeln und abholen würden Passagiere.

Ein Bericht des Transportation Research Institute der Universität von Michigan stützt diese Ergebnisse. Der Bericht kommt zu dem Schluss, dass durch die Einführung autonomer Fahrzeuge die Anzahl der Autos im Besitz eines durchschnittlichen US-Haushalts von etwas mehr als zwei auf ein Fahrzeug pro Haushalt sinken würde. Dem Bericht zufolge werden Ein-Fahrzeug-Haushalte ermöglicht, da selbstfahrende Fahrzeuge einen "Heimkehr" -Modus verwenden, nachdem sie ein Haushaltsmitglied bei der Arbeit abgesetzt haben, damit andere Haushaltsmitglieder das selbstfahrende Familienauto nutzen können zu Besorgungen und Aktivitäten gefahren werden.

Es gibt jedoch einen Haken. Obwohl das fahrerlose Auto einer Familie Familienmitglieder effizient hin und her transportieren kann, würde die Tatsache, dass ein Auto mehr Menschen unterstützt, zu einer höheren Kilometerleistung pro Fahrzeug führen. Obwohl der Durchschnittshaushalt der Zukunft möglicherweise weniger Autos besitzt, wird das verbleibende fahrerlose Auto 75 Prozent häufiger genutzt, und es fallen durchschnittlich 20.406 jährliche Meilen pro Fahrzeug und Jahr an. Das Positive an dieser Erkenntnis ist, dass selbst wenn ein einzelnes fahrerloses Fahrzeug durchschnittlich 75 Prozent mehr Kilometer zurücklegen würde, die Laufleistung für den gesamten Haushalt immer noch geringer wäre als bei Verwendung von zwei Personenkraftwagen.

Ein potenzielles Risiko, dass ein einzelnes fahrerloses Auto einen ganzen Haushalt unterstützt, besteht darin, dass die Anzahl der pro Fahrzeug zurückgelegten Kilometer mehr als die vorhergesagten 75 Prozent beträgt. Es besteht kein Zweifel, dass es eine große Bequemlichkeit wäre, ein fahrerloses Auto zu rufen, das Sie abholt und wieder absetzt. Eine unbeabsichtigte negative Konsequenz eines effizienteren Transports könnte jedoch sein, dass ein fahrerloses Fahrzeug deutlich mehr Kilometer zurücklegt als das entsprechende Fahrzeug mit menschlichem Antrieb.

Idealerweise würde ein leeres, selbstgeführtes Auto einen sicheren Platz außerhalb des Verkehrs finden, um dort zu sitzen und auf die nächste Vorladung zu warten. Wenn dieser sichere Ort jedoch mehrere Meilen entfernt wäre, würde das Auto gezwungen sein, eine große Strecke hin und her zu fahren, anstatt nur in der Nähe zu parken. Die Laufleistung würde sich erhöhen, und das verschwenderische Pendeln würde die Verkehrsstaus und die Luftverschmutzung noch verschlimmern.

Wenn die Verfügbarkeit eines zu bequemen Transportmittels den Verkehr belastet und die Anzahl der jährlich zurückgelegten Straßenkilometer drastisch erhöht, können fahrerlose Autos verheerende Auswirkungen auf die Umwelt haben. Bereits heute ist der Verkehrssektor einer der größten Luftverschmutzer. Allein in den USA verursachen Abgase von Pkw und Lkw schätzungsweise 29 Prozent der Treibhausgasemissionen, die durch menschliche Aktivitäten jährlich verursacht werden. Wenn fahrerlose Autos die Zahl der pro Kopf zurückgelegten Fahrzeugmeilen erhöhen würden, wären die dicht besiedelten "Megacities" in Entwicklungsländern besonders stark betroffen.

Google war vielleicht das erste Unternehmen, das der Öffentlichkeit ein fahrerloses Auto gezeigt hat, aber es ist keineswegs das einzige, das daran arbeitet.

Während die USA eine fast 100-jährige Beziehung zum Auto haben, holen andere Nationen begeistert auf. China tritt in die Fußstapfen der USA und gewinnt eine eigene Autokultur. Während eine wachsende und aufstrebende chinesische Mittelschicht die Bequemlichkeit des Autofahrens bevorzugt, leiden Städte wie Peking und Zhengzhou unter spektakulären Staus auf acht Fahrspuren und einem sich verschlechternden Smog.

Heute ist der Anteil der Autos pro Person in China immer noch niedriger als in den USA oder in Europa und beträgt durchschnittlich 85 Fahrzeuge pro 1.000 Personen (im Vergleich zu 797 Fahrzeugen pro 1.000 Personen in den USA). Die Rate, mit der die chinesische Autoindustrie Neuwagen herstellt und verkauft, steigt jedoch weiterhin rasant und seit 2013 jährlich um 7 Prozent.

Vielleicht wird die chinesische Autokultur einige der schlimmsten Exzesse der Autokultur umgehen, indem sie eher früher als später fahrerlose Autos einführt. Um das Verkehrstier zu zähmen, arbeitet Baidu, das chinesische Suchmaschinenunternehmen, das als Google of China bezeichnet wird, mit BMW an der Entwicklung autonomer Fahrzeuge, die mit chinesischen Straßen vertraut sind.

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Staus sind sowohl in Entwicklungs- als auch in Industrienationen eine Hauptquelle für Luftverschmutzung. Alleine in den Vereinigten Staaten verschwenden ihre im Leerlauf fahrenden Autos jedes Jahr 2, 9 Milliarden Gallonen Benzin, um vier Fußballstadien zu füllen. Nur die Zeit wird zeigen, ob fahrerlose Autos weniger Umweltverschmutzung verursachen oder ob ihre Verwendung die Menschen dazu verleiten wird, jedes Jahr eine ständig wachsende Anzahl von Kilometern zu loggen, was die Luftqualität weiter verschlechtert und den städtischen Stau noch verschlimmert.

Eine andere ökologische Seite der Auswirkung von fahrerlosen Autos könnte eine kürzere Fahrzeuglebensdauer sein. Die Lebensdauer eines Autos wird durch den Kilometerzähler angezeigt. Laut der Zeitschrift Consumer Reports beträgt die typische Lebensdauer eines Personenkraftwagens heute etwa 250.000 km, was bedeutet, dass dieses Auto im Durchschnitt über einen Zeitraum von acht Jahren etwa 30.000 km pro Jahr fahren wird. Im Vergleich dazu beträgt die Lebensdauer eines durchschnittlichen New Yorker Taxis nur 3, 3 Jahre, da es ungefähr 70.000 Meilen pro Jahr fährt.

Es bleibt abzuwarten, ob die Einführung fahrerloser Autos die negativen Auswirkungen des modernen Automobils auf uns mildern wird. Wenn die Untersuchungen der University of Michigan richtig sind und ein fahrerloses Auto jedes Jahr 32.000 km zurücklegt, würde das durchschnittliche Familienauto schneller "verbraucht" und seine Lebenserwartung von 250.000 km in etwas mehr als sieben Jahren erreichen.

Uber, der noch keinen ordentlichen Gewinn machen muss, ist auf selbstfahrende Taxis angewiesen, um sein Geschäftsmodell zu rechtfertigen.

Ein Worst-Case-Szenario wäre eine Zukunft, in der verbrauchte fahrerlose Autos die Landschaft verunreinigen und Schrottplätze und Hinterhöfe mit stillgelegten Karosserien und abgenutzten Motoren füllen. Die Geschichte hat uns jedoch gelehrt, dass neue Technologien nicht nur einen früheren Status quo erweitern. Fahrerlose Autos haben verschiedene Eigenschaften, die ihre möglicherweise düstere und umweltschädigende Flugbahn verändern können.

Wenn das Internet der neunziger Jahre plötzlich gezwungen wäre, den heutigen Datenverkehr zu absorbieren, würde es unter der Last knicken. Im Laufe der Jahre hat das moderne Internet durch mehrere Verbesserungen neue Benutzer aufgenommen und eine zunehmende Datenmenge verarbeitet, darunter bessere Komprimierungstechnologien, Glasfaserkabel und intelligentere Router. In ähnlicher Weise könnten technologische Verbesserungen auch den potenziell negativen Rückpralleffekt verringern, der durch fahrerlose Autos verursacht wird. Mehrere Forschungsstudien stützen eine solche optimistische Sichtweise.

Lassen Sie uns zuerst das Problem der Fahrzeuglebensdauer ansprechen. Ein Bericht von McKinsey berechnet, dass fahrerlose Autos langsamer bremsen und beschleunigen können, was zu Kraftstoffeinsparungen von 15 bis 20 Prozent und einer Reduzierung der CO2-Emissionen von 20 bis 100 Millionen Tonnen pro Jahr führt. Wenn McKinseys Forschung richtig ist, würde ein sanfteres Fahren die Langlebigkeit eines fahrerlosen Fahrzeugs erhöhen.

Fahrerlose Autos halten nicht nur länger, sie können auch speziell für eine lange Lebensdauer gebaut werden. Bei einer Lebensdauer von 150.000 Meilen ist nichts heilig. Wenn es einen Markt dafür gäbe, könnten Autofirmen fahrerlose Autos entwerfen, die mehrere hunderttausend Meilen fahren können. Die städtischen Verkehrsbetriebe erwarten eine Nutzungsdauer ihrer Busse von mindestens zwölf Jahren und 250.000 Meilen. Auflieger sind für eine Betriebsdauer von 1.000.000 Meilen ausgelegt und ihre Motoren sind so ausgelegt, dass sie praktisch ohne Unterbrechung laufen. Schienenfahrzeuge halten noch länger: Einige der originalen BART-Fahrzeuge aus dem Jahr 1968 in San Francisco sind noch heute in Betrieb.

Selbst wenn ihre Lebensdauer der von Menschen angetriebenen Autos von heute entsprechen würde, könnten fahrerlose Autos auf vorhandenen Straßen mehr Kapazität abbauen. Um den Windwiderstand zu verringern, fahren die Radfahrer in engen Abständen hintereinander, eine energiesparende Strategie, die als Zeichnen bezeichnet wird. Flotten von fahrerlosen Pkw und Lkw könnten einen ähnlichen Ansatz verfolgen und Energie sparen, indem sie in enger Formation hintereinander fahren. Diese Strategie wird als Platooning bezeichnet.

Das Platooning spart Kraftstoff, indem der Windwiderstand verringert wird und "Immobilien" auf der Straße effizienter genutzt werden. Autos mit menschlichem Antrieb nutzen den Platz auf der Straße nicht sehr effizient. Menschen müssen aus Sicherheitsgründen mehrere hundert Fuß voneinander entfernt fahren, und wir sind nicht in der Lage, reibungslos die Fahrspuren zu wechseln. Im Gegensatz dazu würden Züge von fahrerlosen Autos den Straßenraum effektiver nutzen, was zu einer geringeren Überlastung an den Stellen führen würde, an denen sich regelmäßig Staus bilden, wie z. B. Autobahnauffahrten und -abfahrten, vor Spurwechseln und an Kreuzungen.

Eine Studie von Forschern der University of Texas geht davon aus, dass 90 Prozent der in den USA auf der Straße fahrenden Autos selbst fahren, was einer Verdoppelung der Straßenkapazität gleichkommt. Forscher aus Texas prognostizieren, dass eng beieinander liegende Züge die Stauverzögerungen auf Autobahnen um 60 Prozent und auf Vorstadtstraßen um 15 Prozent verringern könnten. Lastkraftwagen sind aufgrund des Windwiderstands besonders anfällig für Kraftstoffineffizienz. Platoons autonomer Lastwagen, die beim Fahren weniger als einen Meter voneinander entfernt sind, würden den Kraftstoffverbrauch pro Lastwagen um 15 bis 20 Prozent senken.

Eine der größten Änderungen auf der Straße werden selbstfahrende Lastwagen in sogenannten "Zug" -Formationen sein.

Ein weiterer potenzieller Umweltvorteil liegt im Umdenken beim Autodesign. Wenn fahrerlose Autos wesentlich sicherer werden als vom Menschen gefahrene, könnten Automobilkonstrukteure eine mechanische Karosserie dramatisch verbessern, deren Form und Größe das Ergebnis der jahrhundertelangen inkrementellen Verbesserungen und der steigenden Anforderungen an die Crashsicherheit ist. Da die Unfallraten erheblich sinken, könnten fahrerlose Autos leichter und kleiner und damit sparsamer sein.

Taxis ohne Fahrer wären nicht die einzigen Fahrzeuge, deren Größe sinkt. Die Zustellung von Paketen und Bestellungen von Lebensmitteln könnte durch winzige, leichte autonome Lieferdrohnen auf Rädern erfolgen. Auf dem College-Campus würde Pizza, der ausdauernde US-Favorit, in autonomen "Pizzadrohnen" auf Rädern aus Kunststoff geliefert, die während der zehnminütigen Reise in genau der richtigen Konsistenz gebacken wurden. Vergleichen Sie das mit dem fast eine Tonne schweren Fahrzeug, das heute für die Lieferung einer 1-Pfund-Pizza benötigt wird. Das meiste dieser Tonne Gewicht ist für den menschlichen Fahrer bestimmt, nicht für die Pizza.

Ein Kernmerkmal von Autos, das verbessert werden könnte, ist die Art und Weise, wie sie angetrieben werden. Fahrerlose Autos werden wahrscheinlich Elektromotoren haben. Ein Hindernis für die Einführung von Elektroautos war der Mangel an allgemein verfügbaren Methoden zum Laden der Autobatterie. Tesla hat diese Einschränkung durch den Aufbau einer eigenen Ladeinfrastruktur überwunden. Wenn Autos intelligent genug werden, um ihre Fahrten mit Boxenstopps an Ladestationen zu planen, verringert sich ein Großteil der Unsicherheit, die mit einem Motor verbunden ist, der regelmäßig aufgeladen werden muss.

Durch die Kombination von Energiesparvorteilen wie Platooning, leichtgewichtigen Karosserien, effizientem Fahren und wiederaufladbaren Batterien werden einige der negativen Auswirkungen fahrerloser Autos minimiert. Eine weitere umweltschädigende Aktivität, an der die meisten von uns täglich teilnehmen, ist das Parken. Fahrerlose Autos werden das Leben in der Stadt verbessern, indem sie die Kreuzfahrt reduzieren, das langwierige Kreisen, das Autofahrer auf der Suche nach einem Parkplatz machen, und die Notwendigkeit von Parkplätzen ganz beseitigen.

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