Autobahn
Schneller, besser, funktionaler: Von der Straße der Zukunft wird einiges erwartet. Bildrechte: IMAGO

Schadstoffe reinigen, Strom produzieren, Verkehr lenken Die Straße der Zukunft repariert sich selbst

Was kann gleichzeitig die Luft von Feinstaub reinigen, Strom produzieren, bei Gefahr warnen und sich sozusagen ganz nebenbei auch noch selbst reparieren? Sollte die Straße der Zukunft all diese Anforderungen wirklich erfüllen können, ist sie wohl die sprichwörtliche eierlegende Wollmilchsau. Doch was beinahe unmöglich klingt, ist gar nicht so unwahrscheinlich. Denn die Wissenschaft forscht intensiv an der Superstraße - auch in Mitteldeutschland.

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Schneller, besser, funktionaler: Von der Straße der Zukunft wird einiges erwartet. Bildrechte: IMAGO

In einem sind sich von Straßenbauern über Stadtplaner bis hin zu Wissenschaftlern alle einig: Die Straße der Zukunft muss mehr sein, als eine dunkelgraue Piste, über die von Verbrennungsmotoren betriebene Autos rollen. Denn, wenn es um den Straßenverkehr geht, dann gibt es beinahe unzählige Herausforderungen, die in Zukunft gemeistert werden müssen - und das auf der ganzen Welt.

Der Asphalt der Autobahn A93 an der Anschlussstelle Abensberg (Bayern) ist am 19.06.2013 durch die Hitze der letzten Tage aufgebrochen.
Hitze hat den Asphalt aufbrechen lassen Bildrechte: dpa

Das immer größere Verkehrsaufkommen verstopft die Straßen, gleichzeitig sorgt der Klimawandel dafür, dass sie hierzulande immer häufiger kaputt gehen, weil der Asphalt ständig hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Es ist ein Teufelskreis: Die immer mehr werdenden Autos auf immer mehr Straßen sorgen für immer mehr Schadstoffe und Feinstaub in unserer Luft. Und die wiederum beschleunigen den Klimawandel.

Als ob das nicht schon genug Herausforderungen wären, bringt auch der Wandel unserer Mobilität noch einige mehr: Elektromotoren sollen Verbrennungsmotoren ablösen und den Strom, um sie zu betreiben, soll am besten gleich die Straße selbst produzieren. Ganz nebenbei kommuniziert sie auch noch mit unseren zukünftigen Autos, denn die sollen autonom fahren - mit Hilfe der Straße. Die leitet dann den Verkehr oder warnt, wenn es zu einer brenzligen Situation kommt. Aber bei all dem darf die Superstraße der Zukunft bitte keine Ressourcen verschwenden: Ob Beleuchtung oder Navigation - all das bitte im Energiesparmodus. All diese Wünsche zu erfüllen, geht nicht? Geht doch, sagt die Wissenschaft.

Der Straßenbelag

An der TU Dresden tüftelt man an der kurzfristigen Lösung für ein Problem, das akut ist: Der Güterverkehr in Deutschland hat sich in den vergangenen 30 Jahren verfünffacht - Tendenz steigend. Rund 44 Millionen Fahrzeuge rollen täglich über deutsche Straßen. 2050 könnten es dann sogar 130 Millionen sein, so die Prognosen. Schon heute ächzen die Straßen unter der enormen Belastung. Die Folge: sie verformen sich und bekommen Risse. Im Hochsommer sorgt die Hitze zusätzlich für solche Schäden, denn auch der Klimawandel macht den Straßen mehr und mehr zu schaffen. Deshalb tüfteln Frohmut Wellner und sein Team im Straßenbaulabor der TU Dresden an verbesserten Straßenbelegen. Besonders der Asphalt ist hier im Fokus: Der hat Potential und kann recycelt werden. Die Forscher haben ihn mit Fasern vermischt.

Die Glasfasern bewirken einen Bewehrungseffekt und das bedeutet, dass wir auf der einen Seite eine Verbesserung der Verformungsresistenz bekommen und auf der anderen Seite gleichlaufend damit eine Verbesserung der Rissresistenz.

Prof. Frohmut Wellner, TU Dresden

Doch moderne Asphalte können heutzutage schon einiges mehr: unter anderem Lärm schlucken, dank hellerer Farben für bessere Sicht sorgen und Abgase aus der Luft filtern - so wie die schadstoffreinigende Oberflächen-Veredelung "Photoment" zum Beispiel.

Wenn es nach der Wissenschaft geht, soll der Straßenbelag der Zukunft aber noch viel mehr könnnen. Forscher der TU München wollen nämlich erreichen, dass er sich selbst heilen kann. "Die Forschung ist im Moment so weit, dass wir kleinste Hohlräume wieder füllen können", sagte Stephan Freudenstein vom Lehrstuhl für Verkehrswegebau dem Bayrischen Rundfunk. Demnach könnten zukünftig winzige Kapseln in die Fahrbahndecke eingebaut werden, die eine Art "Reserve-Bitumen" enthalten. Wenn dann schwere Fahrzeuge wie Lkw darüber fahren, brechen die Kapseln nach und nach auf, das Bitumen läuft heraus und die Straße wird wieder elastisch.

Ein PKW fährt bei Nürnberg (Bayern) über eine mit Sensoren bestückte Dehnfuge auf der ersten
Eine Dehnfuge auf der A9 bei Nürnberg - voll mit Sensoren, deren Daten den Verkehrsfluss steuern können. Bildrechte: dpa

Außerdem könnten im Beton Bakterien enthalten sein: Dringt Wasser durch Risse in die Straße ein, werden sie aktiv. "Man muss sich das ganz einfach so vorstellen: Das sind Bakterien, die sich ernähren müssen, die dabei wieder was ausscheiden. Und das, was sie an Materialien umsetzen, hilft dem Beton, sich selbst zu heilen und kleine Risse wieder zu verkleben", so Stephan Freudenstein von der TU München.

Das Innenleben

Seit Sommer 2016 erprobt das Bundesverkehrsministerium mit Partnern aus der Industrie das automatisierte und vernetze Fahren. Für das Testfeld wird die A9 zwischen München und Nürnberg durchgehend mit Radarsensoren ausgestattet. Die messen Verkehrsdichte, Tempo, Abstand und andere Bewegungsdaten der Fahrzeuge anonym und in Echtzeit - Grundvoraussetzung dafür, dass Fahrzeuge in Zukunft autonom fahren können. Bis es soweit ist, können die Daten genauer als bisher vor Staus und Behinderungen warnen, oder eingesetzt werden, um intelligente Tempolimits einzusetzen.

Auch in Niedersachsen läuft seit einigen Wochen ein ähnlicher Pilotversuch. Partner ist hier neben Industrie und ADAC auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Das DLR testet auch in Innenstädten die Kommunikation zwischen Infrastruktur (Straßen und Ampeln) und Fahrzeugen. Diese Kommunikation ist aber nicht einseitig. Denn unsere Hightech-Autos können auch auf den Zustand der Straße achten.

Wir haben mit den Autos, die sich auf der Straße bewegen, mit der gesamten Sensorik, die in den Fahrzeugen verbaut ist, auch heute schon eine Schwarmintelligenz, mit deren Hilfe wir viele Aussagen über die Zustände der Straße machen können.

Horst Wieker, Professor für Kommunikationstechnik, HTW Saarland BR online
Modell einer Spule unter einer Straße, die aus kupferfarbenen Rohren besteht.
Unter der Straße befinden sich Energieleitungen, die den Strom per Induktion an die Autos schicken können. Bildrechte: Fraunhofer IWES

Die Straße der Zukunft ist aber auch gleichzeitig ein Energielieferant. In Tel Aviv/Israel läuft seit Januar das erste Projekt, bei dem in der Straße verbaute Spulen den Elektro-Fahrzeugen per Induktion während der Fahrt Strom liefern. Gedacht ist das im Augenblick vor allem für den öffentlichen Nahverkehr, um Busse schadstofffrei durch die Stadt zu bringen. An dem Prinzip arbeiten auch deutsche Forscher des Fraunhofer Institues für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES). Sie planen, die Induktionsschleifen auf Straßen und Parkplätzen einzusetzen, und wollen sie ganz nebenbei als intelligente Speicher für die Energieunternehmen nutzen. Damit könnten zum Beipsiel in Spitzenzeiten, wenn viel Ökostrom produziert wird, große Energiemengen in den Autos "zwischengelagert" werden.

Solarstraße in Frankreich
In der Normandie entstand 2016 die erste "Solarstraße" der Welt. Bildrechte: dpa

Noch besser wäre es natürlich, wenn die Straße ihre Energie gleich selbst produziert. Die Niederlande haben das 2014 mit einem Radweg gezeigt. In ihm sind Solarzellen verbaut. Den ersten Prototypen für eine Solarstraße gibt es in Tourouvre, in der Normandie. 2.800 Quadratmeter Solarzellen wurden verbaut und liefern Strom für die Straßenbeleuchtung der 5.000 Einwohner großen Gemeinde. Der Test wird zeigen, ob die Solarzellen den Straßenverkehr und das Wetter überstehen.

Die Umgebung

Lärmschutzwände sind nicht schön, wenn auch nützlich für die Anwohner. Aber sie könnten noch mehr leisten, glauben Forscher der TU München. Sie könnten Schadstoffe neutralisieren, zum Beipsiel mit Titanoxid.

Titandioxid ist eine Art Mehl mit photokatalytischer Wirkung. Wenn man Sonnenlicht und Titandioxid zueinander in Verbindung bringt, werden Stickoxide zersetzt.

Prof. Stephan Freudenstein, Lehrstuhl Verkehrswegebau, TU München BR online

Nach den Berechnungen von Prof. Freudenstein würden 100 Kilometer mit Titanoxid behandelter Lärmschutzwand genügen, um den Ausstoß der Stickoxide sämtlicher Diesel-PKW Deutschkands zu neutralisieren.

Nicht Strom produzieren oder liefern, sondern sparen, das geht an den Straßen mit "Smart Lighting", einem Projekt der Hochschule Anhalt in Köthen. Smart Lighting ist eine intelligente Straßenbeleuchtung. Die Idee: Warum sollen Straßenlaternen die ganze Nacht leuchten? Es reicht doch, dass sie an sind, wenn sich jemand bewegt. Dafür müssen die Lampen miteinander kommunizieren. Die Wissenchaftler hoffen, dass sie 2018 einen Prototyp haben, der sich im Alltag bewährt. Sie glauben, dass sie 80 bis 90 Prozent der Energie einsparen können.

Über dieses Thema berichtet der MDR auch im Fernsehen: LexiTV | 04.05.2017 | 15:00 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 04. Mai 2017, 10:25 Uhr