66 4 · 2018 TR ANSFORMING CITIES THEMA Gesund und sicher mobil Einleitung und Ausgangssituation Wie verändert die Zukunft der Mobilität den Stadtraum von morgen? In der bisherigen Stadtentwicklung hat das Automobil in Verbindung mit dem Aufkommen der Individualmobilität immer mehr Raum eingefordert. Während zu Beginn dieser neuen Technologie im 19. Jahrhundert noch der „Red Flag Act“ galt und jedem Automobil ein Mensch mit einer roten Flagge voranlaufen sollte, bestimmen heute mehrspurige Stadtautobahnen und teilweise mehrstöckige Tiefgaragen unser Bild von einer urbanen Mobilität. Asphaltierte Flächen für ruhenden und fließenden Verkehr umfassen in Städten teilweise über zehn Prozent des gesamten Stadtgebiets. Der Einzelhandel unserer Innenstädte fordert nach wie vor maximale Erreichbarkeit durch möglichst viele Szenario für einen multifunktionalen Verkehrsraum. © Fraunhofer IAO / L AVA Autonomes Fahren im Kontext der Stadt - AFKOS Warum die Zukunft der Mobilität den Raum für grüne Infrastrukturen ermöglicht Autonomes Fahren, Stadtraum 4.0, symbiotische Mobilität, Flächeneffizienz, urbane Transformation Claudius Schaufler, Steffen Braun Autonomes Fahren wird heute meist unter technischen und regulatorischen Gesichtspunkten diskutiert. Bisher untergeordnet sind die stadträumlichen Potenziale, die sich durch autonome und vernetzte Fahrzeuge im öffentlichen Raum ergeben. Zum Beispiel können zukünftig signifikant Flächen durch weniger Stellplätze eingespart werden, wenn Fahrzeuge nicht mehr im individuellen Besitz sind. Dadurch könnte eine autonome geteilte Mobilität eine der größten Stellschrauben für mehr Nachhaltigkeit und Lebensqualität in Städten sein. Im Beitrag werden beispielhafte Ergebnisse der Studie AFKOS vorgestellt. THEMA THEMA Gesund und sicher mobil 67 4 · 2018 TR ANSFORMING CITIES nahe Stellplätze und die Zunahme des Online-Handels hat das Sendungsvolumen von Paketen und damit auch Liefertransportern auf der letzten Meile mehr als verdoppelt. Doch mittlerweile reift mit der sukzessiven Weiterentwicklung autonom fahrender Fahrzeuge die Idee eines neuen Mobilitätsparadigmas. Autonomes Fahren kann dabei erstmals seit über 125 Jahren wieder einen Wendepunkt in der urbanen Mobilität darstellen. Selbst die großen Automobilhersteller sprechen davon, dass die nächsten fünf Jahre die Branche mehr verändern werden als die letzten hundert Jahre. Doch was sind die konkreten Potenziale auf Ebene einer deutschen Groß- oder Mittelstadt? Wieviel Verkehrsflächen brauchen wir zukünftig noch, um dieselbe Mobilität wie heute zu gewährleisten? Und welche Leitplanken und Zielbilder braucht es für eine Erschließung dieser Potenziale? Dies waren die Leitfragen zur Durchführung der Potenzialstudie AFKOS - autonomes Fahren im Kontext Stadt, die im Rahmen der Fraunhofer- Initiative Morgenstadt entstand. Ziel ist es, heutigen kommunalen Entscheidern sowie wirtschaftlichen Akteuren eine wissenschaftlich validierte Diskussionsgrundlage zu schaffen und damit bereits heute die richtigen Entscheidungen für die andauernde Transformation urbaner Mobilität zu unterstützen. Denn jeder Stadtteil, jedes Quartier oder jede Verkehrsinfrastruktur, die heute geplant wird, kann diesen Wandel entweder antizipieren oder hemmen. Aktueller Stand von Forschung und Technik In der Praxis ist die Erprobung von automatisierten Shuttles in Sharing-Modellen in vollem Gange, mit Pilotprojekten in Weltmetropolen wie Singapur bis hin zu Teststrecken in kleinen Kommunen wie dem bayerischen Bad Birnbach. Gemein haben diese Projekte die von der öffentlichen Straße fernen Testareale innerhalb verkehrsberuhigter Technologieparks, Uni-Campusse oder auf gesonderten Fahrbahnen. Grund ist die Komplexität innerstädtischer Umgebungen mit etlichen Einflüssen wie Fußgängern, Fahrrädern oder anderen motorisierten Fahrzeugen, die die Maximalgeschwindigkeit der Pilotfahrzeuge mit Kapazitäten von vier bis acht Personen auf 12 bis 15 km/ h begrenzen. Parallel dazu werden ebenfalls Privatfahrzeuge mit Sensorik zur Umgebungserkennung ausgerüstet. Gängige Serienmodelle verschiedenster Hersteller werden dabei mit laserbasierter Lidar- Technologie, Ultraschall oder mit Videokameras ausgerüstet, um einen möglichst genauen Eindruck des Umfelds eines Fahrzeugs zu erhalten. Ergänzt um hochauflösende Karten, GPS-Daten und Verkehrsinformationen ergibt sich ein umfassendes Bild der zu erwartenden externen Einflüsse, das eine autonome Steuerung der Fahrzeuge ermöglicht. US-amerikanische Konzerne dominieren derzeit die Rangliste der mit automatisierten Fahrzeugen zurückgelegten Strecke, angeführt von Alphabet ’s Tochter Waymo und - Stand Juli 2018 - über 8 Mio. gefahrenen Meilen. Nun ist die Betrachtung der gefahrenen Strecke sowie die darin gelegte Hoffnung, die Anzahl von Unfällen zu senken, nur ein Teil der Herausforderungen, blickt man in urbane Siedlungsstrukturen und die dort vorzufindenden Probleme. Staus, Luftverschmutzung und von Verkehrsinfrastrukturen durchzogene Innenstädte sind vielmehr Folgen einer autogerechten Verkehrspolitik des 20. Jahrhunderts. Inwieweit das automatisierte Fahrzeug hierzu einen Beitrag leisten könnte, erfährt man anhand von drei markanten Zahlen, die aus aktuellen Studien ersichtlich werden: Zum einen könnte die Anzahl der sich jetzt auf der Straße europäischer Städte befindenden Automobile um bis zu 92 Prozent reduziert werden, je nach aktueller Verfügbarkeit öffentlicher Verkehrsmittel und bestehender Autoabhängigkeit. Die zum Zwischenparken dieser Fahrzeuge benötigte Fläche könnte auf etwa sieben Prozent der heutigen Parkierungsflächen reduziert werden, während die verkehrsbezogenen CO 2 -Emissionen auf etwa ein Drittel der derzeit ausgestoßenen Menge fallen würde. Dies sind vielversprechende Zahlen, die jedoch eine Prämisse teilen: Die optimale Integration der automatisierten Fahrzeuge als Letzte-Meile-Lösung des lokal verfügbaren öffentlichen Nahverkehrs. Sollte sich die Technologie ohne Verhaltensänderung und Einsteuern in Richtung intermodaler Verkettung verschiedenster Transportmodi etablieren, sind Effekte wie ein gesteigerter Energieverbrauch sowie höheres Verkehrsaufkommen zu erwarten. Methodik und Forschungsansatz Im Verlauf der Potenzialstudie wurden zu Beginn 25 Studien analysiert, nach Szenarien ausgewertet und zu signifikanten Extremszenarien zusammengefasst, die erstmals einen umfassenden Einblick auf die möglichen Effekte von verschiedenen Anwendungsfällen im städtischen Raum geben. Von der Etablierung automatisierter Fahrzeuge in Privatbesitz bis zu einer vollständigen Integration in das öffentliche Verkehrsnetz sowie als Angebot als Mobility-as-a-Service (MaaS) bilden diese Szenarien die komplette Bandbreite der Möglichkeiten ab, die sich im Laufe des kommenden Jahrzehnts abzeichnen könnten. 68 4 · 2018 TR ANSFORMING CITIES THEMA Gesund und sicher mobil Inwieweit eines der Extremszenarien für eine politische als auch stadtplanerische Orientierung dienen kann, wurde folglich im Rahmen eines Workshops mit ausgewählten Fraunhofer-Experten der Stadt, aus der Mobilitäts- und Fahrzeugforschung diskutiert sowie in einer umfangreichen Meta-Analyse erhoben. Eine maximale Integration des automatisierten Fahrzeugs in den öffentlichen Verkehr stellte sich dabei als die Alternative mit dem höchsten Potenzial zur Steigerung der Lebensqualität heraus, weshalb diese als Leitbild für markante Thesen über das künftige Stadtbild diente. In einer darauffolgenden Interviewrunde mit führenden Experten der Automobilbranche, aus Stadtverwaltungen sowie der Forschung wurden diese validiert und schließlich zu zehn Einblicken zusammengefasst, die einen Überblick der zu erwartenden Effekte auf die städtischen Strukturen des Jahres 2035 geben. Blick in die Zukunft - Potenziale für den Stadtraum von morgen Der flächendeckende Einsatz automatisierter Shuttles als ergänzender Bestandteil des liniengebundenen Nahverkehrs bewirkt strukturelle Effekte, die weit über die Minderung der Anzahl von Fahrzeugen oder die Effizienz des Verkehrsflusses hinausreichen. Die Anzahl der Verkehrsunfälle kann gesenkt, die mit dem Straßenverkehr verbundenen Emissionen reduziert werden, ebenso die Lebenszykluskosten für Verbraucher als auch für Anbieter. Dabei ließe sich die Anbindung der mit dem öffentlichen Nahverkehr bisher schlecht erreichbaren Stadtviertel verbessern und der Verkehrsraum für alternative Nutzungen öffnen. Letzteres ist von besonderer Bedeutung, denn Verkehrsschneisen beanspruchen oft wertvolle Stadtfläche und schaffen funktionale Leerräume zwischen Gebäuden sowie sozialen Bereichen. Die folgenden Beispiele zeigen eine Auswahl der Möglichkeiten, die sich im Laufe der kommenden Jahre und im Zuge einer alternativen Verkehrs- und Stadtplanung eröffnen können. Von monozu multifunktionalen Stadtflächen Zuvor als reine Verkehrsfläche genutzte Infrastruktur wandelt sich künftig zu adaptivem Raum, der außer zur Versorgung mit Mikromobilitätslösungen sowie zur Nutzung als Transit- und Umschlagsflächen für automatisierte Fahrzeuge für jegliche Formen des sozialen Austauschs genutzt werden kann. Während der ökonomische Druck auf großräumigen Parkierungsflächen vornehmlich für bauliche Nachverdichtungen sorgen wird, werden kleinere, entlang von Straßen gelegene Parkplätze für eine Vielzahl möglicher Nutzungen eingebunden. Anliegende Gastronomie sowie der Einzelhandel rücken in den öffentlichen Raum und beleben die Straße als sozialen Ort, während entlang stärker befahrenen Straßenkorridoren mehr Platz für Bäume und Grünstreifen den Brückenschlag zu größeren Grünanlagen der Stadt schafft. Tageszeitabhängige Anpassung städtischer Funktionen Multifunktionale Stadtflächen sind nicht nur vielfältiger, sondern ermöglichen ebenso eine flexible Anpassung an die lokal anfallenden Bedarfe. In Peak- Zeiten der morgendlichen Rushhour als Haltestelle für automatisierte Shuttles, werden Elastic Spaces über die Mittagsstunde beispielsweise als Fläche für die Gastronomie genutzt. Vor dem abendlichen Peak des Feierabendverkehrs wandelt sich die Fläche mithilfe smarten Stadtmobiliars erneut zur Haltestelle und steht anschließend als sozialer Raum entlang verkehrsberuhigter Straßen in der Innenstadt bereit. In den Abendstunden und an den Wochenenden könnten geeignete Straßen temporär komplett geschlossen, die Fahrpläne der verbleibenden automatisierten Shuttles angepasst werden. Straßenfeste, Flohmärkte, Essensmärkte oder Pop-Up-Verkaufsstände sind nur einige Beispiele für vielfältigste Umnutzungen. Das Leben spielt sich mehr entlang zentraler Mobilitätsachsen ab Die sich eröffnenden Räume für alternative Nutzungen bedürfen einer separierten Betrachtung entlang verschiedener Bevölkerungsdichten: von verkehrsberuhigten Bereichen in sehr urbanen Umgebungen bis zu Zufahrts- und Ringstraßen, die diese Stadtquartiere anbinden. Freiwerdende Flächen entlang innerstädtischen, schmaleren Verkehrswegen eignen sich wie beschrieben für soziale Räume und Freizeitaktivitäten. Dagegen werden Ring- und Zufahrtstraßen zwar flexibler, mit der steigenden Bevölkerung und als Schnittstelle zwischen Land- und Stadtverkehr jedoch weiterhin stärker ausgelastet. Die geringere Aufenthaltsqualität einerseits, jedoch die gute Anbindung andererseits prädestiniert derartige Flächen als Arbeits- und Produktionsräume sowie zur Platzierung dafür benötigter Infrastrukturstationen, an die modulare Produktions- und Pop-Up-Werkstätten angeschlossen werden könnten. Man stelle sich den 3D-Drucker sowie Prototyping-Garagen vor, in der Start-Ups fernab großer Fabriken Design-Entwürfe testen und weiterentwickeln können. THEMA Gesund und sicher mobil 69 4 · 2018 TR ANSFORMING CITIES Freiwerdende Flächen als Wettbewerbsvorteil für Städte Inwieweit die Attraktivität einer Stadt durch Neuinterpretationen von vorhandenen Flächen gesteigert wird, hängt stark von der Fähigkeit der Stadtverwaltung ab, derartige Flächen zugänglich zu machen. Im städteübergreifenden Vergleich ist somit die heutige Verfügbarkeit umwandelbarer Verkehrsinfrastruktur entscheidend, jedoch ebenso die Zuordnung dieser in einem Gleichgewicht zwischen Flächen für den Neubau von Gebäuden, sozialen Räumen, Grünflächen, Transitflächen, sowie Flächen für Gastronomie oder Einzelhandel etc. Folge der verbesserten Aufenthaltsqualität könnten durchaus erhöhte Immobiliensowie Mietpreise sein, die gleichermaßen in urbanen als auch suburbanen Gebieten zu erwarten sind. Dennoch gibt es auch positive Flächenpotenziale, die bei der zunehmenden Bedeutung politischer Umweltregularien enormes politisches Gewicht erhalten könnten. Integration grüner Infrastrukturen und klimaaktiver Oberflächen In Kombination mit naturbasierten Lösungen, wie zum Beispiel Grünflächen auf freiwerdenden Parkplätzen und Fassadenbegrünungen, heben vormals für Mobilitätsangebote genutzte Infrastrukturen das Potenzial zur Verbesserung der Luftqualität sowie des Mikroklimas einer Stadt. Zusätzliche Kosten, die durch beispielsweise umweltbezogene Einflüsse wie starke Regenfälle, Überschwemmungen und Hitzewellen auftreten, können ebenfalls durch derartige Interventionen gemindert werden. Im Großen und Ganzen könnten Flächeneinsparpotenziale der entscheidende Hebel zur Transformation städtischer Nachteile in einen nachhaltigen und die Lebensqualität steigernden Strukturwandel darstellen. Ausblick und kritische Reflexion Die Studie AFKOS ist der Auftakt zu einem neuen interdisziplinären Forschungsfeld. Sie zeigt aufgrund der kombinierten Auswertung bestehender Studien, Experten-Interviews und räumlicher Fallstudien belastbare Leitlinien für den sinnvollen und vor allem komplementären Einsatz autonomer geteilter Fahrzeugflotten im Stadtgebiet auf. Sie gibt noch keine Aussagen über die Wirtschaftlichkeit oder die regulatorischen Maßnahmen, die auf dem Weg hin zu einer Umsetzung erforderlich sind. Aber die Hinweise auf eine neue räumliche Dimension der Mobilität verdichten sich: 66 % der befragten Experten gehen von einem stärkeren Rückgang des Flächenverbrauchs für den fließenden Verkehr aus, 86 % von einer stärkeren Reduzierung von Stellflächen im ruhenden Verkehr. Und 82 % sehen einen generellen Rückgang von Fahrzeugbesitz in größeren Städten voraus. Was aber schwierig vorherzusehen ist, sind mögliche Rebound-Effekte durch veränderte Nutzungspräferenzen der Stadtgesellschaft von morgen. Wie wird die nächste Generation Mobilität nutzen und welchen Status gibt sie noch einem Automobil in seiner heutigen Form? Je nach Richtung erhält man hierzu die naheliegenden Antworten. Was sich als Ausblick aber deutlich herausstellen lässt, ist das mögliche funktionale Potenzial einer neuen Mobilität und damit auch neuer Nutzungsszenarien für anders nutzbare Flächen in der Stadt von morgen. Wenn bis Mitte des 21. Jahrhundert nur noch 50 % der heutigen Verkehrsflächen benötigt werden, wie wollen wir mit den anderen 50 % angesichts von Klimawandel, Wohnungsnot und Digitalisierung umgehen? Urbane Mikrowohnungen? Grüne Infrastrukturen? Klimaaktive Parks? Aufenthaltsflächen für die digitale Gesellschaft? „Ground Zeros“ der autogerechten Stadt? Diese Fragen lassen sich nicht abschließend durch wissenschaftliche Studien beantworten, sondern nur durch eine neue Form der kooperativen Planung und Entscheidungsfindung von Verwaltung, Wirtschaft und Zivilgesellschaft vor Ort diskutieren und aushandeln. Am Fraunhofer IAO wird hierzu mit innovativen Partnern aus Verwaltung, Politik und Wirtschaft an zukunftsweisenden Lösungen für die nachhaltige und sozio-technische Transformation unserer Städte geforscht. Dipl.-Ing. Steffen Braun Direktor Forschungsbereich „Urbane Systeme“ Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, Stuttgart Kontakt: steffen.braun@iao.fraunhofer.de M.Sc. Claudius Schaufler Projektleiter Team „Smart Urban Environments“ Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, Stuttgart Kontakt: claudius.schaufler@iao.fraunhofer.de AUTOREN