Luc ist keine Vision, sondern ein straßentaugliches Fahrzeug, das alle Aspekte einer Nachhaltigen Bauweise und Nutzung berücksichtigt.

Luc ist keine Vision, sondern ein straßentaugliches Fahrzeug, das alle Aspekte einer nachhaltigen Bauweise und Nutzung berücksichtigt. (Bildquelle: Keyshot by Luxion)

Gegründet wurde das Entwicklerteam TU/ecomotive an der Technischen Universität Eindhoven im Jahr 2012, um am Shell Eco-Marathon teilzunehmen. Ziel dieses außergewöhnlichen Fahrzeugrennens ist allerdings nicht, mit einer besonders hohen Geschwindigkeit zu fahren, sondern mit möglichst effizientem Energieverbrauch an das Ziel zu kommen. Innerhalb weniger Monate bauten acht Studenten der Automobiltechnik ein Elektroauto, das mit einem Liter Benzin über stolze 534 km weit fährt. Dieses Fahrzeug war ein so großer Erfolg, dass darauf aufbauend das Entwicklerteam professioneller und größer wurde. Die Weiterentwicklung des nachfolgenden Fahrzeugs wurde unter der Modellbezeichnung Isa der Öffentlichkeit präsentiert. Zu dieser Zeit war es das effizienteste straßenzugelassene Auto Europas: Es konnte 400 km mit einem Liter Benzin fahren! Weil das Fahrzeug alle Anforderungen der RDW (Niederländische Fahrzeugzulassung) erfüllte, fuhr es mit niederländischem Nummernschild im Straßenverkehr. Nach diesem praxisnahen Erfolg lag der Fokus der TU/ecomotive nicht nur auf Effizienz, sondern auch auf Funktionalität und Komfort.

Nachhaltig in der Nutzung

Zu diesem Zeitpunkt war das Team in der Lage, höchst effiziente Autos zu bauen und steckte nun das Ziel noch weiter: Autos sollten noch nachhaltiger werden. Daher nahm das Entwicklerteam nicht nur die Effizienz, sondern auch die weiteren Aspekte des Lebenszyklus eines Fahrzeugs unter die Lupe. Das Ergebnis war das erste modulare Auto der Welt. Das Fahrzeug war variabel und individuell anpassbar, nur das Fahrgestell konnte nicht verändert werden. Ein modulares Fahrzeug kann einen längeren Lebenszyklus durchlaufen als ein gewöhnliches Auto, da es sich den Bedürfnissen des Fahrers anpassen lässt. Infolgedessen würden weniger Fahrzeuge gebaut werden müssen, woraus sich weniger Emissionen bei den Produktionsprozessen resultieren.

Nachhaltigkeit in der Produktion

Lina, das Auto mit einer Karosserie aus Flachs, hergestellt vom Studententeam TU/Lokomotive der TU Eindhoven und Teilnehmer des Shell Ecomarathons. (Bildquelle: Bart van Overbeeke Fotografie9

Lina, das Auto mit einer Karosserie aus Flachs, hergestellt vom Studententeam TU/Lokomotive der TU Eindhoven und Teilnehmer des Shell Ecomarathons. (Bildquelle: Bart van Overbeeke Fotografie)

Die Produktion trägt massiv zu den Gesamtemissionen eines Autos bei. Der nächste Entwicklungsschritt zielte darauf ab, diesen Aspekt zu analysieren mit dem Schwerpunkt auf die eingesetzten Werkstoffe. Zusammen mit verschiedenen Unternehmen wurde ein biobasierter Verbundwerkstoff aus Flachs und einem Kunststoff, in diesem Fall Polypropylen, entwickelt. Der Verbundwerkstoff wurde nicht nur zur Dekoration verwendet, sondern das gesamte Fahrgestell wurde daraus gefertigt. Das Ergebnis war das erste strukturell biobasierte Auto der Welt: Lina. Nachfolgend wurde der Verbundwerkstoff aus Flachs in Kombination mit PLA hergestellt, wobei das PLA auf Zuckerbasis produziert wurde.

Das Kreislauf-Auto

Daraus entstand das erste Kreislauf-Auto der Welt: Noah. Noah war das Ergebnis des fünften TU/ecomotive-Teams . Das Fahrzeug war nicht nur recyclebar, sondern auch biologisch abbaubar. Im Februar 2019 startete das sechste Team. Wie auch in den vorherigen Jahren war es erneut das Ziel, ein einzigartiges, nachhaltiges Auto zu bauen. Das Team beschäftigte sich mit der globalen Abfall-Problematik und Marine Littering und wollte einen Beitrag zur Problemlösung leisten.

Das Modell Lina ist das erste strukturell biobasierte Auto der Welt.
(Bildquelle: : Keyshot by Luxion)

Das Modell Lina ist das erste strukturell biobasierte Auto der Welt.
(Bildquelle: Keyshot by Luxion)

Gegenwärtig umfasst die Weltbevölkerung 7,75 Mrd. Menschen, und Prognosen sagen voraus, dass diese Bevölkerung bis 2050 auf 10 Milliarden anwachsen wird. Nicht nur die Zahl der Menschen sondern auch die erhöhte Lebenserwartung und der wachsende wirtschaftliche Konsum lassen die Nachfrage nach fossilen Ressourcen steigen – bis zu einem Punkt, an dem die Erde die Nachfrage nicht mehr decken kann: Die Menschheit verbraucht derzeit mehr Ressourcen, als die Erde innerhalb eines Jahres wieder bereitstellen kann. Darauf weist der jährlich Earth Overshoot Day hin: An diesem Tag haben wir so viele Ressourcen verbraucht, wie die Erde innerhalb eines Jahres produzieren kann. Im Jahr 1980 lag dieser Tag noch im Dezember. Im vergangenen Jahr 2019 allerdings war es bereits der 29. Juli, der früheste Zeitpunkt bis dahin.

Abfälle sind nicht nutzlos

Die Platten werden mit einem Wabenkern aus recyceltem PET und einer Klebefilmschicht verbunden. (Bildquelle: TU/ecomotive)

Die Platten werden mit einem Wabenkern aus recyceltem PET und einer Klebefilmschicht verbunden. (Bildquelle: TU/ecomotive)

Die Ressourcen, die wir einsetzen, werden jedoch nur kurzzeitig genutzt. Infolgedessen erzeugt die Menschheit jedes Jahr 2.100.000.000 Tonnen Abfall. Von diesem Abfall werden weniger als 20 Prozent entweder recycelt oder kompostiert. Ein kleiner Teil landet in Ozeanen und Flüssen. Dieser kleine Teil reicht bereits aus, um Prognosen zufolge bis 2050 mehr Plastik als Fisch nach Gewicht im Ozean zu finden. Der weitaus größte Teil des Abfalls (70 Prozent) landet auf Deponien, und auch wenn er weit von den Niederlanden oder Europa im Allgemeinen entfernt zu sein scheint, werden auch hier die Folgen zu spüren sein. Diese Deponien tragen in ihrer Gesamtheit erheblich zur globalen Erwärmung bei: Ein Fünftel aller Methanemissionen stammt von diesen Orten. TU/ecomotive ist jedoch der Ansicht, dass Abfall nach wie vor ein wertvolles Material ist, das in vielen, komplexen Anwendungen eingesetzt werden kann.

Die Basis eines jeden Autos ist natürlich das Fahrgestell: Dies ist der Teil des Autos, der die strukturelle Festigkeit gewährleisten muss. Für diesen wesentlichen Teil des Autos hat die Forschergruppe den oben genannten Verbundstoff weiterentwickelt. Dieses Gestell besteht nun aus Flachs, recyceltem PET und recyceltem Kunststoff, der direkt aus dem Meer kommt! Die Außenverkleidung dieses Verbundwerkstoffs besteht aus mehreren Schichten von Flachsfasern. Der Kunststoff wird vollständig recycelt und kommt direkt aus dem Ozean. Nach der Imprägnierung werden die Schichten in der richtigen Ausrichtung gestapelt und anschließend mit einem Pressensystem verfestigt: Wird der Stapel in die Maschine eingeführt, erhitzt sich das Material, bis das Polymer schmilzt, und durch die Anwendung von Druck werden Flachs-Verbundplatten hergestellt.

Flachs-Verbundplatten aus Rezyklaten

Zwei dieser Platten werden dann mit einem Wabenkern aus recyceltem PET und einer Klebefilmschicht verbunden. Auch hier schmilzt die Filmschicht unter Wärmeeinwirkung und bildet eine feste Verbindung zwischen dem Kern und den Platten. Die Verwendung eines dünnen Klebefilms anstelle von Klebstoff spart Gewicht und erleichtert das Recycling. PET und andere Kunststoffe können etwa zehnmal wiederverwertet werden. Das bedeutet, dass durch den Einsatz von recyceltem Kunststoff in einem Auto der Lebenszyklus der Materialien enorm verlängert werden kann: Selbstverständlich halten zehn Autos länger als zehn PET-Flaschen.

Bereits 2015 haben die Vereinten Nationen globale Ziele festgelegt, die als „Vorlage zur Erreichung einer besseren und nachhaltigeren Zukunft für alle“ dienen sollen. Mit der einzigartigen Zusammenstellung wird Luca mehrere dieser Ziele verfolgen:

  • Verantwortungsbewusster Verbrauch und Produktion. Indem wir zeigen, dass Abfall immer noch eine wertvolle Ressource ist, wollen wir das Bewusstsein für die Probleme, die Abfall verursacht, fördern und die Kreislaufwirtschaft stimulieren.
  • Klimaschutz: Wenn mehr Materialien wiederverwendet werden, müssen weniger neue hergestellt werden, was zu einem Rückgang der Emissionen während der Produktionsprozesse führt. Durch die Verringerung der Abfallmenge in Deponien werden auch hier die Emissionen verringert.
  • Leben unter Wasser: Durch die Verwendung von aus dem Ozean stammenden Plastik und seiner Wiederverwertung wollen wir den Kampf für einen sauberen Ozean und ein gesundes Meeresleben verstärken.

Dabei wird nicht nur der Produktionsprozess des Fahrzeugs berücksichtigt, sondern auch der tatsächliche Lebenszyklus. Das Modell Luca wird von zwei Elektromotoren mit einer Gesamtleistung von 15 kW angetrieben. Diese Art von Motoren sind effizienter als herkömmliche, womit ein Batterie-Rad-Wirkungsgrad von bis zu 92 Prozent erreicht werden kann. Bei konventionellen Elektrofahrzeugen liegt dieser Wirkungsgrad in der Regel bei etwa 70 Prozent, und ein Verbrennungsmotor erreicht einen Wirkungsgrad von Tank zu Rad von durchschnittlich etwa 17 Prozent.

Auf das Wesentliche konzentrieren

Als Infotainmentsystem haben die Entwickler keine großen Touchscreens, sondern das Smart-Phone des Fahres eingeplant.

Als Infotainmentsystem haben die Entwickler keine großen Touchscreens, sondern das Smart-Phone des Fahrers eingeplant. (Bildquelle: Keyshot by Luxion)

Die Forscherinitiative TU/ecomotive ist überzeugt, dass bereits heute innovative Materialien in Serienfahrzeugen einsetzbar sind und berücksichtigt auch den Komfort in seiner Entwicklung: So wurden im Modell Luca beispielsweise maßgefertigte Sitze aus Recyclingmaterial eingebaut sowie ein Infotainmentsystem vorgesehen. Auch an dieser Stelle fokussiert das Team auf Ressourcenschonung, denn das Smart-Phone des Fahrers wird zum Infotainmentsystem im Fahrzeug. Große Bildschirme und Touchscreens sind nach Einschätzung der Entwickler eine nicht notwendige Ressourcenverschwendung.

In naher Zukunft wird das Fahrzeug Luca von der RDW (niederländische Fahrzeugzulassung) für Zuverlässigkeit und Sicherheit beurteilt werden. Sobald das Auto die Prüfung besteht, erhält Luca eine Straßenzulassung und erreicht damit den Status eines vollwertigen Fahrzeugs.

 

Anmerkung: Leider hat die Corona-Krise die Fertigstellung des Fahrzeugs verzögert. Luca soll statt im Juni 202 nun Ende des Sommers der Öffentlichkeit präsentiert werden.

Über den Autor

Matthijs van Wijk

ist Public Relations Manager TU/ecomotive.