Das Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit den Mobilitätsbedürfnissen in ländlichen Gebieten von Sub-Sahara-Afrika in den Jahren 2020 bis 2030. Das übergeordnete Ziel ist es, ein schlüssiges Fahrzeugkonzept zu entwickeln und damit auf die Probleme der ländlichen Bevölkerung hinsichtlich der Mobilität von Personen und Waren einzugehen. Das Fahrzeug wird mit modular integrierbarer, digitaler Technik einen besseren Zugang zur Gesundheitsversorgung, zu Bildung und Informationen in den abgelegenen Gebieten ermöglichen.

Konzept 

Afrika ist ein wirtschaftlich sehr schnell wachsender Kontinent. Aufgrund von strukturellen Problemen und Konjunkturschwankungen kämpfen die Menschen jedoch nach wie vor gegen den Hunger. Vor allem in den ländlichen Regionen besteht keine Notwendigkeit für Luxus, sondern ein grundlegender Bedarf an Mobilität und Anbindung. Ziel des Projektes ist es, der ländlichen Bevölkerung ein attraktives Mobilitäts­konzept anzubieten, das dazu beiträgt die Landflucht in die Stadt zu vermeiden und ländliche Regionen selbstbestimmt zu stärken. Ein erfolgsversprechendes Konzept muss dabei die speziellen Marktanforderungen und die lokal verfügbaren Ressourcen berücksichtigen um als „First Miles Vehicle“ Probleme im Kern anzugehen.

Mobilitätserfassung 

Durch die Verwendung von am Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik entwickelten, autarken GPS-Trackern können Mobilitätsdaten und Nutzungsabläufe durch Untersuchungen vor Ort umfangreich erfasst und analysiert werden. Mit Hilfe der erfassten Daten wird das Fahrzeugkonzept weiterentwickelt und im Einzelnen ausgelegt.

Fahrzeugentwicklung 

Im Rahmen des Projekts entstehen zwei Fahrzeuge: P1 und P2. P1 wurde im Mai 2016 fertiggestellt und wurde zur Erprobung in Deutschland und Ghana genutzt. Der Aufbau von P2 hat im Sommer 2017 begonnen. Die wichtigsten Eigenschaften des Fahrzeugkonzepts sind: Elektrifizierter Antriebsstrang Eignung für Personen- und Gütertransport Geländegängigkeit Einfacher und robuster Aufbau Durch erweiternde Module kann eine zusätzliche Funktionalität erreicht werden: Medizinische Versorgung Trinkwasserversorgung Zugang zu Bildung Energieversorgung Open Source

Modularität 

Das Fahrzeuggrundgerüst kann durch einzelne Module je nach Anwendungsbereich ausgestattet werden. Vorhandene Technologien und deren Kombination miteinander ermöglicht so eine Multifunktionalität des Fahrzeugs. Dadurch kann sowohl der Forschungsaufwand, als auch der Investitionsrahmen gering gehalten werden und gleichzeitig der Nutzen für Endverbraucher maximiert werden. Das Grundgerüst des Fahrzeugs kann zu einem niedrigen Preis angeboten werden, die Module ergänzen dieses dann je nach Einsatzzweck. Verschiedene Businessmodelle zur Finanzierung der Module sollen untersucht werden, dabei wird über den Kauf, die Miete und den Tausch bzw. Verleih jede Möglichkeit betrachtet. Dadurch führt die Modularität zur Effizienzsteigerung bei gleichzeitiger Kostensenkung für den Verbraucher.

Materialauswahl

Ein Fahrzeug für und mit hoher lokaler Wertschöpfung in Afrika sollte höchste Anforderungen an eine nachhaltige Produktentwicklung hinsichtlich Umweltwirkungen, Rohstoffauswahl und -aufbereitung, Stoffkreislaufschließung sowie soziale Standards stellen. Auf Basis des technischen Fahrzeugkonzepts gilt es, nachhaltige Produkt-, Fertigungs- und Verwertungseigenschaften für das Lastenheft abzuleiten und umzusetzen. Die verwendeten Werkstoffe sollen dabei sowohl sowohl aus nachwachsenden Roh- und Verbundstoffen bestehen, als auch lokal hergestellt und beschafft werden. Ziel dieses Rohstoffmanagements ist es, ein Konzept mit einem hohen lokalen, nachhaltigen Wertschöpfungsanteil zu realisieren und dabei besonders die Umweltwirkungen und sozialen Kriterien ganzheitlich zu bewerten und zu optimieren.

Lokale Produktion

Die Produktion der Komponenten soll bereits in der Zielregion vonstatten gehen. Bereits in der Konzeptdefinition soll daher geprüft werden, welche fertigungstechnischen Ansprüche gegeben sind, um diese zu berücksichtigen. Lokal vorhandene Materialien sollen bei der Produktion verwendet werden, so dass im Falle einer Massenproduktion ein großer Teil der Wertschöpfung in der Zielregion verbleibt. Durch die vergleichsweise niedrigen Löhne vor Ort, können die Herstellkosten und somit auch die Gesamtkosten des Fahrzeugs gesenkt werden. Dadurch werden auch neue Arbeitsplätze in der Zielregion geschaffen und somit die Volkswirtschaft im Gesamten angekurbelt. Außerdem kann das Know-how der Produktion etabliert werden, welches zu einem späteren Zeitpunkt auch für die Wartung der Komponenten benötigt wird. Zu diesem Zweck erfolgt eine Sondierung des afrikanischen Marktes. Die Materialien sollen vor Ort verfügbar und möglichst kostengünstig in der Anschaffung sein sowie ein geringes Eigengewicht aufweisen.

Bedarfsgerechte Gestaltung 

Ziel der Untersuchungen ist es mit Hilfe partizipativer Methoden Bedürfnisse zu identifizieren und diese in Fahrzeugeigenschaften zu übersetzen. Für die Ausgestaltung von Interieur und Exterieur müssen Faktoren wie kostengünstige Robust- und Einfachheit mit einer modernen Gestaltung vereinbart werden.

FAQ

Wie wurde die Idee für das Projekt geboren?

Vor über vier Jahren wurde das große Potential der Entwicklungsländer in Sachen Mobilität am Institut erkannt. Martin Soltes fing zu dieser Zeit am Lehrstuhl an und reiste mit einer Gruppe Studenten nach Ghana und Kenia um sich ein Bild des Mobilitätsbedarfs vor Ort zu machen. Zusammen mit Sascha Koberstaedt wurde dann das Forschungsprojekt dazu aufgezogen und umgesetzt. Die Grundintention war altruistisch, wir wollten den Menschen vor Ort helfen, indem wir ihnen ein für sie passendes Mobilitätskonzept anbieten. Der Zugang zu Transportmitteln ist in vielen Ländern nicht selbstverständlich. Die Menschen brauchen aber Mobilität, um ihren Lebensunterhalt zu verdienen. Sie müssen zum Beispiel ihre Güter zum Markt transportieren, um sie dort zu verkaufen oder einen weiten Weg zur Arbeit zurücklegen. Des Weiteren sind wir davon überzeugt, dass der Kontinent Afrika einer der großen Wachstumsmärkte der Zukunft sein wird. Momentan leben in Afrika über 1 Milliarde Menschen und die afrikanischen Länder haben ein enormes Wirtschaftswachstum. Trotzdem gibt es auf dem Kontinent keinen nennenswerten Markt für Automobilhersteller. Wir haben uns gefragt, weshalb dies so ist. Wir sind zum Schluss gekommen, dass momentane Fahrzeugkonzepte nicht optimal auf die lokalen Gegebenheiten angepasst sind. Dort werden völlig andere Anforderungen an Mobilität gestellt als etwa in Europa.

Wie viele Personen arbeiten an dem Projekt?

Seit Projektstart haben 20 Doktoranden und über 100 Studenten mit großer Begeisterung an dem Projekt gearbeitet. Außerdem hatten wir eine große Unterstützung durch unsere zahlreichen Industriepartner und Unterstützer.

Wie sind Sie vorgegangen, um beispielsweise die realen Mobilitätsbedürfnisse der zukünftigen potentiellen Nutzer herauszufinden?

Aus zahlreichen Ideen ist unser jetziges Konzept entstanden. Das Gespräch mit der lokalen Bevölkerung hat dabei eine wesentliche Rolle gespielt, da die Anforderungen an Fahrzeuge im Vergleich zu Europa völlig unterschiedlich sind. Beispielsweise haben wir erfahren, dass die optimale Länge der Ladefläche Platz für zwei Reissäcke bietet. Reissäcke sind die „Europaletten“ Afrikas, in der jegliche Art von Gütern transportiert werden. Neben den Nutzeranforderungen, welche wir aus persönlichen Gesprächen abgeleitet haben, konnten wir auch eine Vielzahl an technischen Daten generieren. So haben wir beispielsweise mit GPS Trackern, die wir in lokalen Fahrzeugen vor Ort verbaut haben, die tatsächliche Mobilitätsanforderung quantifiziert. Eines der Resultate hieraus war, dass man Entfernungen nicht in Kilometern, sondern in Zeit angibt. Aufgrund den meist sehr schlechten Straßenverhältnissen ist man zwar lange unterwegs, fährt aber nicht viele Kilometer. Die Reichweite von unserem Fahrzeug von 80 km ist daher völlig ausreichend, wovon wir uns auf unserer zweiwöchigen Erprobung in Ghana selbst überzeugen konnten.

Warum wurde ein Elektroantrieb gewählt?

Für einen Elektroantrieb haben wir uns entschieden, da wir davon überzeugt sind, dass dies die technisch beste und ökologisch nachhaltigste Lösung ist. Durch die langfristig sinkenden Batteriepreise ist es auf lange Sicht günstiger als ein Verbrennungsmotor und auch der tägliche Betrieb ist günstiger als mit Benzin. Auch technisch ist ein Elektroantrieb leichter vor Ort umsetzbar als ein Verbrenner. Mit dem hohen Drehmoment direkt beim Anfahren, verbunden mit einer kurzzeitigen Peakleistung der E-Maschine haben sie optimale Voraussetzung für eine gute Geländegängigkeit.

Die Stromversorgung in Afrika ist nicht besonders gut, wie soll ein dortiger Farmer sein Fahrzeug laden?

In Afrika geht der Trend klar in Richtung erneuerbarer Energien. Die Länder bauen ihr Stromnetz auf einem dezentralisierten Weg aus. Viele Firmen bauen bereits dezentrale Solar- oder Windenergiestationen, welche in Kombination optimal mit dem Elektrofahrzeug zusammenwirken. So können Leistungspeaks von Solarenergie am Tage oder Wasserkraft in der Nacht durch den internen Energiespeicher gepuffert werden.

Welche Erfahrungen haben Sie bei der Erprobung unter Realbedingungen in Ghana sammeln können?

Die Resonanz vor Ort war überwältigend und durchweg positiv. Der König der Region Ashanti wollte selbst eine Testfahrt mit unserem Prototyp 1 unternehmen – was eine absolute Sensation war, da der König sonst niemals selbst fährt, sondern immer nur gefahren wird. Wir waren selbst in der 2502 km entfernten Hauptstadt Accra bestens bekannt. Kurz vor dem Rücktransport des Containers bildete sich am Hafen eine Menschentraube, da jeder unser Auto betrachten wollte. Unsere Erwartungen wurden daher definitiv erfüllt, bzw. weit übertroffen. Das gilt auch für die technischen Tests. Wir konnten sehr viele Testkilometer unter lokalen Bedingungen fahren und unzählige Daten sammeln. Während der zwei Wochen der Erprobung hatten wir keinerlei technische Einschränkung und das Fahrzeug ist absolut zuverlässig gefahren. Dies ist für einen ersten Prototyp unter erschwerten Bedingungen alles andere als selbstverständlich. Eine große Erkenntnis war, dass die 80 km Reichweite definitiv ausreichend waren. Da die Straßenverhältnisse meist sehr schlecht sind, benötigt man eine lange Zeit, um wenige Kilometer zurückzulegen.

Worin unterscheidet sich der zweite Prototyp von seinem Vorgänger?

Das Fahrzeug zeichnet sich durch ein schnörkelloses, klares und modernes Design aus. Beim ersten Prototyp stand vor allem die funktionelle Erprobung im Vordergrund, weshalb das Design nur eine sekundäre Rolle gespielt hat. Das Fahrzeug wurde auch technisch erheblich weiterentwickelt. Wir haben zahlreiche Punkte verbessert, welche wir während unserer Erprobung in Deutschland und Ghana erkannt haben. Dies sind unter anderem Themen wie Gewichtsoptimierung, Elektrik und Software, Akustik und die Sitz- und Sichtergonomie. Eine neue Baustufe der Motoren ermöglicht einen noch robusteren und effizienteren Betrieb bei gleicher Größe und Gewicht. Das Solarpanel des zweiten Prototyps wurde speziell für die Fahrzeugspezifikationen ausgelegt und ermöglicht eine größere Reichweitenerhöhung. Für den Betrieb im unwegsamen Gelände ist optional eine Seilwinde erhältlich und die Bodenfreiheit wurde durch ein schlanker bauendes Getriebe vergrößert. Das Fahrwerk wurde auf seine Eignung überprüft und vom ersten zum zweiten Prototypen optimiert. So wurde beispielsweise die kinematische Anordnung des Fahrwerks sowie das Lenkkonzept überarbeitet und die Dämpfer speziell auf ihre Anforderungen ausgelegt.

Wo soll das Fahrzeug produziert werden?

Die erste Produktionsstätte soll in Deutschland aufgebaut werden, um die anlaufende Produktion technisch zu optimieren. Außerdem sollen in dieser Musterfabrik die Mitarbeiter geschult werden, welche dann die lokale Produktion in Afrika aufbauen und das Wissen transferieren. Durch die lokale Produktion in Afrika können die Kosten gesenkt werden und zusätzlich Arbeitsplätze geschaffen werden. Es fallen somit keine Importzölle oder größere Transportkosten an. Die erste Kleinserie soll ab Mitte 2019 erhältlich sein.

Wie soll es mit dem Projekt weitergehen?

Das Forschungsprojekt wird durch die Firma Evum Motors GmbH industrialisiert, sodass es nicht nur bei einer Idee bleibt, sondern tatsächlich in Serie umgesetzt wird. Die von uns gegründete Firma ist momentan noch auf der Suche nach Investoren und Unterstützern. 

 

Projektförderung

Das Projekt "Ländliche Mobilität in Entwicklungsländern" wurde gefördert von der bayrischen Forschungsstiftung (bis 2017); seit 2020 wird es gefördert von Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit.