Ride-Pooling als städtisches Zukunftskonzept

Gesamtwirtschaftliche Verluste durch städtische Verkehrsprobleme

Die Automobilnation Deutschland befindet sich in einem Wandel. Dieselfahrverbote werden durchgesetzt, neue Mobilitätsdienstleister treten in den Markt ein, die Hersteller starten eine Elektrooffensive - viel Bewegung in einem Markt, der nicht nur mit seinen rund 800 Tsd. Arbeitsplätzen in Deutschland eine besondere Stellung einnimmt (Quelle: VDA). Gleichzeitig hat sich das Thema Verkehr zu einem der drängendsten Themen im städtischen Kontext entwickelt. Der Zuzug in Städte hält unvermittelt an - zwischen 2010 und 2016 nahm die Einwohnerzahl in den 66 kreisfreien Großstädten in Deutschland um 5,9% oder ca. 1,35 Millionen Einwohner zu (Quelle: Welt.de). Die Kommunen schaffen es selten, ihre Infrastruktur in einem ähnlichen Maße anzupassen und verschärfen so die bereits heute häufig angespannte Verkehrssituation – so steht bspw. in Berlin jeder Autofahrer pro Jahr 6,4 Tage im Stau. Alleine in Deutschland wird der gesamtwirtschaftliche Verlust durch Stau auf € 5,1 Mrd. geschätzt (Quelle: INRIX Global Traffic Scorecard, Februar 2019). Städtische Vertreter sind daher auf der Suche nach intelligenten Verkehrskonzepten, die es den Einwohnern nicht nur ermöglichen möglichst schnell von A nach B zu kommen, sondern gleichzeitig auch einen positiven Effekt auf den CO2-Ausstoß haben. 

Der Mobilitätsmarkt heute

Fahrverbote stellen meist den härtesten Einschnitt dar, um Veränderungen zu erzwingen und sind entsprechend unbeliebt - sowohl auf Seiten der Politik als auch auf Seiten der Wirtschaft. Während der Ausbau der Infrastruktur meist hohe Investitionen bedingt, suchen Städte immer häufiger Möglichkeiten, um ihre bestehende Infrastruktur effizienter auszulasten. In den Fokus rücken daher insbesondere neue Mobilitätskonzepte, bei denen die durchschnittliche Anzahl der Passagiere je Fahrzeug erhöht wird. Meist spricht man in diesem Kontext von sogenannten Ride-Sharing Diensten - eine differenziertere Betrachtung des Mobilitätsmarktes zeigt jedoch, dass diese Terminologie nicht immer korrekt verwendet wird.

Grundsätzlich lassen sich Mobilitätslösungen in sogenannte Ride-Sharing und Ride-Selling Angebote unterteilen. Der wesentliche Unterscheidungsfaktor liegt hierbei in der Frage, ob eine Fahrt auch ohne entsprechende Nachfrage stattfindet und eine Gewinnerzielungsabsicht vorliegt. Die Digitalisierung dient als wesentlicher Treiber moderner Mobilitätskonzepte. Erst durch die ständige Verfügbarkeit von Smartphones sind Konsumenten in der Lage, zu jeder Zeit, an jedem Ort Mobilitätslösungen zu nutzen bzw. anzufordern. Apps dienen dabei als Entry-Point einer automatisierten Vermittlung von Fahrten. Dem erfolgreichen Modell aus der Software-Welt folgend, spricht man hierbei von "Mobility-as-a-Service".

Zu den Ride-Sharing Angeboten gehören die klassischen Mitfahrgelegenheiten, die insbesondere hierzulande von Anbietern wie blablacar dominiert werden. Die heute häufig diskutierten Lösungen von Uber & Co gehören streng genommen in die Kategorie der Ride-Selling Angebote. Diese lassen sich wiederum, wie hier dargestellt, in sehr unterschiedliche Cluster einteilen. 

Ride-Pooling als Teil des Lösungsraums für Städte 

Mobility-as-a-Service Angebote sollen Konsumenten dazu bewegen, mittel- bis langfristig auf ihre eigenen Autos zu verzichten. Eine Besonderheit sind die Pooling Dienste, bei denen ähnliche Routen der Fahrgäste - mit kleinen Umwegen - zusammengelegt werden, um so einen günstigeren Fahrpreis zu ermöglichen. Dies bietet Städten das Potenzial, die zurückgelegten Passagier-Kilometer auf den Straßen deutlich auszubauen, während sich die Anzahl der hierzu notwendigen Autos reduziert - letztlich wird die bestehende Infrastruktur also effizienter genutzt. Die Auswirkungen der Pooling-Dienste auf die Mobiltitätsnutzung ihrer Anwohner testet die Stadt Hamburg seit Mitte April 2019 in Zusammenarbeit mit MOIA, dem neuen Ride-Pooling Service der VW Gruppe (Quelle: Hamburg.de). Zudem können Pooling-Angebote als Zubringer für den öffentlichen Nahverkehr genutzt werden. Im Fokus stehen Gebiete, die eine unzureichende Anbindung an U- und S-Bahnen haben. Das Konzept - schon länger bekannt als Sammeltaxis im dünner besiedelten ländlichen Raum - wird derzeit von der Deutschen Bahn mit seiner Tochter IOKI in Hamburg getestet. Setzen die Anbieter dann noch eine elektrische Fahrzeugflotte ein, ergibt sich auch aus Klimaperspektive ein positiver Effekt für Städte.

Für Städte und die Ride-Pooling Anbieter hängt der Erfolg jedoch von der Auslastung der Fahrzeuge ab. Können Fahrten nicht zusammengeführt werden, reduziert dies nicht den städtischen Verkehr und erschwert zugleich die Deckung der operativen Kosten. Die richtigen Fahrgäste müssen also für eine gemeinsame Fahrt identifiziert und aus Kundensicht ohne Komforteinbußen - hier gemessen in der Zeit, die für eine Route benötigt wird - befördert werden. Die Entscheidung übernimmt ein Algorithmus, der eine Vielzahl von Faktoren berücksichtigt. Abhängig von den Start- und Zielpunkten, der Verkehrslage, aber auch vom Wetter, werden Fahrten schließlich bestmöglich gepoolt. Zudem ist das Angebot an Fahrten mit der Nachfrage optimal auszubalancieren. Denn jedes Pooling-Auto, das zu viel auf den Straßen unterwegs ist, reduziert wiederum die Gesamtauslastung. Im Trend liegen hierbei selbst entwickelte, komplexe Prognosemodelle. Die verfügbaren Rechenkapazitäten ermöglichen es heute, selbstlernende Prognosemodelle auf Basis von Machine Learning Ansätzen - meist cloud-basiert - zu realisieren.

Die Zukunft von Ride-Pooling

Aus ökonomischer Sicht spielen Mobility-as-a-Service Lösungen eine zunehmend größere Rolle. Das Buchungsvolumen von Ride-Hailing und Ride-Pooling Angeboten wird bis 2023 allein in Deutschland auf € 722 Millionen pro Jahr geschätzt.

Auch wenn für die Ride-Pooling Anbieter bisher keine vergleichbaren Zahlen verfügbar sind, ergeben unsere Analysen, dass ab einer durchschnittlichen Fahrgastanzahl von 3-4 Personen je Tour Pooling Lösungen einen positiven Deckungsbeitrag erzielen können (abhängig von der eingesetzten Fahrzeugart). Diese recht hohe Auslastung kann sich jedoch erst einstellen, wenn der Dienst im städtischen Kontext ausreichend gut angenommen und das Fahrzeugangebot prognosebasiert geplant wurde. IOKI berichtet von einer durchschnittlichen Auslastung seiner Fahrzeuge im Hamburger Testgebiet von 1,74 Passagieren je Fahrt (Quelle: electrive.net)

Richtet man den Blick nach vorne, zeigt sich das wahre Potenzial der Mobilitäts-Lösungen. Schaffen es die Anbieter die Fahrervergütung bzw. Personalkosten zu reduzieren, steigt die Attraktivität des Geschäftsmodells. Autonome Fahrzeuge sind also der Schlüssel zum langfristigen Erfolg. Der Weg bis dahin ist jedoch noch ein langer. Aktuell werden Fahrzeuge mit Assistenzsystemen für Level 3 Automation auf den Markt gebracht. Nicht nur, dass Level 5 Automation von den Automobilherstellern auf absehbare Zeit noch nicht realisiert wird, es fehlt zudem an der hierfür notwendigen flächendeckenden Infrastruktur. Die Einführung autonom agierender Fahrzeuge hängt in Teilen von zwei Kommunikationsarten ab: Neben der Notwendigkeit, Kommunikation über ein Mobilfunknetz zu ermöglichen (bspw. Anbindung an zentrale Cloud-Dienste), müssen autonome Fahrzeuge selbst mit der Straßeninfrastruktur kommunizieren können. 

Potenziale und Verpflichtungen bei Einführung neuer Mobilitätslösungen in Städten

Durch die (permanente) Anbindung an das Mobilfunknetz (LTE oder 5G) eröffnen sich neue Möglichkeiten, um Fahrzeuge für die Level 5 Automation vorzubereiten. Zwar sind die Fahrzeuge mit eigenen Kameras und Sensoren bereits in der Lage, autonom zu fahren. Durch die Anbindung an ein Netzwerk ergibt sich jedoch die Möglichkeit, komplexe Situationen im Straßenverkehr aus der Cloud heraus zu steuern sowie den Fahrkomfort deutlich zu erhöhen (siehe hierzu auch „Ein neuer Infrastrukturmarkt durch autonomes Fahren?“). Aus städtischer Sicht leitet sich hieraus die Notwendigkeit ab, eine bestmögliche Mobilfunkabdeckung entlang der Verkehrswege zu ermöglichen. Dies beinhaltet insbesondere vereinfachte Genehmigungsverfahren für zusätzliche Antennenstandorte und den Ausbau von Glasfaserleitungen. Dresden macht vor, wie im Rahmen einer Kooperation die Deutsche Funkturm erleichterten Zugang zu städtischen Gebäuden erhalten soll, um neue Antennenstandorte zu errichten, die wiederum von allen Marktteilnehmern genutzt werden können (Quelle: Golem).

Neben der Anbindung an ein Mobilfunknetz ist auch die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Infrastruktur (Vehicle-to-Infrastructure) von Bedeutung. Hierzu müssen die Städte ein digitales Ökosystem bieten, in denen Fahrzeuge mit städtischen Verkehrsleitsystemen kommunizieren können. Sind bspw. Ampeln in der Lage mitzuteilen, wann sie auf grün springen, können Fahrzeuge - abhängig von der Verkehrslage - ihre Geschwindigkeit automatisch anpassen. Dies erhöht den Verkehrsfluss und wirkt sich letztlich auch positiv auf die städtische CO2-Bilanz aus. Wichtig für die V2I-Kommunikation in Städten ist dabei auch, was vor der eigentlichen Kommunikation erfolgt: die Verarbeitung von Informationen in komplexen Situationen. Hierzu gehören insbesondere Kreuzungen und Situationen, an denen eine Vielzahl von anderen Verkehrsteilnehmern (auch Fahrradfahrer und Fußgänger) beteiligt ist. Denn die Verarbeitung der Informationen zum situativen Umfeld erfolgt auf einem Application Layer, der die eigentliche Intelligenz in der V2I-Kommunikation darstellt. Um die Entwicklung solcher Applikationen zu fördern, sehen wir drei zentrale Ansatzpunkte:

• Städte sollten eigene Testgebiete schaffen: Das Zusammenspiel zwischen Automobilherstellern, Applikationsentwicklern und Integratoren kann am besten in einem kontrollierten, aber realen Umfeld getestet werden. 
• Städte sollten in die Modernisierung ihrer Verkehrssysteme investieren: Modernste Infrastrukturanwendungen sind nur so gut, wie sie sich in das (bestehende) Verkehrsleitsystem integrieren lassen.
• Eine schnelle Einigung zum V2I-Kommunikationsstandard zwischen allen Beteiligten wäre zu begrüßen: Auf übergeordneter – europäischer – Ebene gibt es aktuell noch deutliche Unsicherheit in der Frage, nach welchem technischen Standard die V2I-Kommunikation erfolgen soll. Neben WLAN (802.11p) kann auch C-V2X (LTE oder 5G NR basiert) eingesetzt werden. Selbst die deutschen Automobilhersteller sind in dieser Frage uneins, wie die derzeitige - auch in der Presse geführte - Diskussion zeigt. Ein eindeutiger Gewinner des zukünftigen Standards ist bisher nicht absehbar, auch wenn nach den aktuellen Entwürfen einer EU Richtlinie WLAN Vorsprung gegenüber C-V2X genießt. Solche Ungewissheiten verlangsamen letztlich den Ausbau von V2I-Kommunikation. Andere Länder, allen voran China und die USA, agieren hierbei entschlossener.

Wann beginnt die Zukunft?

Die Vision ist klar: Selbstfahrende Fahrzeuge besitzen das Potenzial, langfristig den Individualverkehr zu einem Großteil zu ersetzen. Ride-Pooling kann hierbei eine wichtige Rolle in der Mobilität der Zukunft einnehmen. Denn um den Verkehr von Morgen in Städten zu revolutionieren, bedarf es einer möglichst effizienten Nutzung der Verkehrsinfrastruktur. Bisher fehlen jedoch die grundlegenden Voraussetzungen, um dieses Zielbild Wirklichkeit werden zu lassen. Investoren gehen daher aktuell eine Wette ein: Welcher Anbieter schafft es mit seinem Engagement im Bereich Mobility-as-a-Service ausreichend Erfahrung zu sammeln und eine große Marktrelevanz zu etablieren, um dann bei Einführung von Level 5 Automation einen Wettbewerbsvorsprung zu besitzen? Auch wenn es aktuell ein Wettlauf mit unklarem Ausgang ist, ist es zu begrüßen, dass Städte in dieser Hinsicht sehr aktiv sind und verschiedene Konzepte testen. Klar ist auch, dass nicht ein Mobilitätsdienst alle städtischen Verkehrsprobleme lösen kann. Vielmehr geht es darum, die richtigen Lösungsbausteine zu identifizieren und frühzeitig das notwendige Ökosystem zu entwickeln und den Infrastrukturausbau zu fördern. Einzelne Städte zeigen, dass die Zukunft für sie bereits heute begonnen hat - obwohl es vermutlich noch mindestens eine Dekade dauert, bis wir die ersten autonomen Fahrzeuge mit Level 5 Automation auf den Straßen im Regelbetrieb sehen werden. 

Sollten auch Sie Interesse haben mehr über die Möglichkeiten und Marktpotenziale neuer Technologien im Kontext moderner Mobilitätslösungen zu erfahren, sprechen Sie uns gerne an.