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- Herausgeber: GRIN Verlag
- Sprache: Deutsch
Masterarbeit aus dem Jahr 2014 im Fachbereich BWL - Beschaffung, Produktion, Logistik, Note: 1,7, Helmut-Schmidt-Universität - Universität der Bundeswehr Hamburg, Sprache: Deutsch, Abstract: Die Menschheitsgeschichte ist eine Geschichte des Wandels und der Veränderung. Diese Geschichte zeigt sich in besonders ausgeprägter Form mit der Beginnenden immer stärker werdenden Verflechtung der internationalen Handelsbeziehungen nach 1950. Aus dem Wachstum der Handelsbeziehungen erwuchs eine stärker werdende Weltwirtschaft. Eine Entwicklung, die mit einigen Ausnahmen weiter signifikant anhält. Die Globalisierung der Wirtschaft führte aber auch dazu, dass der statistisch erfasste Warentransport zwischen den Jahren 1960 und 2012 um knapp das 16-fache und die Warenproduktion um mehr als das 4,5-fache anstieg. Neben dem Fortschritt der Weltwirtschaft hat sich in den letzten 62 Jahren auch die Technologiebranche maßgeblich gewandelt. Der Einzug des Computers in den Alltag und die zunehmende Vernetzung durch das Internet waren nur die Grundlage einer Vielzahl neuartiger Technologien. Doch während der Technologiefortschritt in nahezu allen Lebensbereichen des Menschen Einzug erhielt und bestehende Systeme durch neuartige, leistungsfähigere ersetzte, wurden bestehende statische Infrastrukturen wie Straßen und Schienen zu großen Teilen ausgebaut und erweitert, aber nicht ersetzt. Der resultierende Konflikt zwischen wachsendem Warentransport und limitierter Ausbaufähigkeit scheint bis heute ungeklärt. Mit dem Bewusstsein um diesen Konflikt wurden weltweit viele großartige Projekte gestartet. Im deutschsprachigen Raum haben sich mit CargoCab, Swissmetro und Transrapid drei beispielhafte Systeme für die Modernisierung der Infrastruktur durch den Einsatz von Hochtechnologien entwickelt. Ein weiteres solches Konzeptsystem, ist das Hypercargo-System. Basierend auf dem bahnbrechendem Personenbeförderungskonzept Hyperloop welches von Elon Musk, SpaceX und Tesla Motors erdacht wurde, ist das Hypercargo-System die gedankliche Weiterentwicklung für den Güterverkehr. Im Zuge dieser explorativen Fallstudie soll erstmals über eine Realisierung des Technologiekonzepts auf deutschem Boden gesprochen werden. Die Studie versteht sich dabei weit weniger als inhaltlich vollständiges Regelwerk zur Konfliktlösung, sondern als Anregung zur Diskussion.
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Veröffentlichungsjahr: 2015
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Inhalt
1. Einleitung
2 Konzeption
2.1 Der Hyperloop
2.2 Das Hypercargo-System
3 Marktanalyse
3.1 Ist-Analyse: Deutscher Straßengüterverkehrsmarkt
3.1.1 Generelle Marktbetrachtung
3.1.2 Marktbereichsabgrenzung – Güterarten
3.1.3 Marktbereichsabgrenzung – Streckenlänge
3.2 Prognose: Deutscher Straßengüterverkehrsmarkt
4 Fallstudie
4.1 Streckenplanung
4.1.1 Detailbetrachtung
4.1.2 Wirtschaftlichkeit
4.2 Operative Umsetzung
4.2.1 Betriebskonzeption
4.2.2 Preis und Abrechnung
4.3 Finanzielles Potential
5 Konzeptabgrenzung
5.1 Notwendigkeit der Konzeptabgrenzung
5.2 Transrapid
5.3 Swissmetro
5.4 Cargolifter
5.5 Cargocap
6 Fazit
Verzeichnis der Internetquellen
Literaturverzeichnis
1. Einleitung
„Wer nicht vorwärts gehen kann, schreitet zurück.“[1]
Die Menschheitsgeschichte ist eine Geschichte des Wandels und der Veränderung. Diese Geschichte zeigt sich in besonders ausgeprägter Form mit der Beginnenden immer stärker werdenden Verflechtung der internationalen Handelsbeziehungen nach 1950. Aus dem Wachstum der Handelsbeziehungen erwuchs eine stärker werdende Weltwirtschaft. Das Wachsen der Wirtschaft bedeutete in vielen Ländern gleichbedeutendes Wachstum des Wohlstandes. Eine Entwicklung, die mit einigen Ausnahmen weiter signifikant anhält. Die Globalisierung der Wirtschaft führte aber auch dazu, dass der statistisch erfasste Warentransport zwischen den Jahren 1960 und 2012 um knapp das 16-fache und die Warenproduktion um mehr als das 4,5-fache anstieg.[2]
Diese Mehrmenge an Güterverkehr führt zu einer steigenden Auslastung der bestehenden Infrastrukturen. Eine problematische Entwicklung, da die meisten Infrastrukturplaner vor 1950 nicht mit einem planerischem Anstieg der Verkehrsauslastung um mehr als das 15-fache gerechnet hatten. Seehäfen, Flughäfen, Straßen und Schienen bedingen somit einer Anpassung an das steigende Gütertransportvolumen. Die Staaten als Träger der jeweiligen volkswirtschaftlichen Infrastruktur sind somit gezwungen, Investitionen zu tätigen um das Wachstum der volkseigenen Wirtschaft zu erhalten. Diese Beziehung zwischen Investitionen in die Infrastruktur und dem Erhalt des Wirtschaftswachstums gilt insbesondere für die Länder, welche besonders von einem starken Handel profitieren. Deutschland als drittgrößte Exportnation der Welt ist somit in einem besonderen Maße abhängig von einer gut ausgebauten Infrastruktur.[3]
Neben dem Fortschritt der Weltwirtschaft hat sich in den letzten 62 Jahren auch die Technologiebranche maßgeblich gewandelt. Der Einzug des Computers in den Alltag und die zunehmende Vernetzung durch das Internet waren nur die Grundlage einer Vielzahl neuartiger Technologien. Doch während der Technologiefortschritt in nahezu allen Lebensbereichen des Menschen Einzug erhielt und bestehende Systeme durch neuartige, leistungsfähigere ersetzte, wurden bestehende statische Infrastrukturen wie Straßen und Schienen zu großen Teilen ausgebaut und erweitert, aber nicht ersetzt.
Diese Problematik wurde weltweit erkannt und führte zu der Entwicklung verschiedenster innovativer Infrastrukturkonzepte. Im deutschsprachigen Raum haben sich mit CargoCab, Swissmetro und Transrapid drei beispielhafte Systeme für die Modernisierung der Infrastruktur durch den Einsatz von Hochtechnologien entwickelt. Ein weiteres solches Konzeptsystem, welches auch das Thema dieser Arbeit sein wird, ist das Hypercargo-System.
Im Rahmen dieser Arbeit soll das Konzept des Hypercargo-Systems einer explorativen Betrachtung unterzogen werden. Das Ziel der Arbeit ist dabei die Spezifizierung von Chancen der Konzeptdarstellung unter der Annahme einer Projektrealisierung im deutschen Raum.
Der Ablauf der Arbeit gliedert sich dabei in vier Hauptabschnitte. Die Konzeptbetrachtung, die Marktbetrachtung, die Fallstudie und die abschließende Abgrenzung zu bestehenden Systemen.
In den beiden ersten Abschnitten soll primär die IST-Situation erfasst und die zu erwartende Marktentwicklung erarbeitet werden, um das Marktpotential des Hypercargo-Systems quantitativ eingrenzen zu können. Die Arbeitsabschnitte haben dabei einen empirischen Untersuchungscharakter.
Die daraus resultierenden Daten dienen als Grundlage für den nachfolgenden dritten Arbeitsabschnitt. Im Rahmen dieser Fallstudie sollen die leistungsspezifischen Chancen und operationelle Schritte einer Systemumsetzung herausgearbeitet werden.
Der abschließende Abschnitt dient der Überprüfung der erarbeiteten Daten anhand projektähnlicher- oder projektähnlich-erscheinender-Systeme. Dabei werden primär die kritischen Umsetzungsfaktoren und Leistungsindikatoren mit denen der bestehenden Konzepte/Systeme verglichen. Ziel des Projektabschnitts ist es, die annahmebedingte Realitätsferne der Fallstudien zu verbessern.
Mit Abschluss der Arbeit soll der Leser einen Überblick über die Chancen und etwaige Risiken der Hypercargo-Konzeption haben. Dabei ist es gleichbedeutend wichtig mit Abschluss der Arbeit eine Grundlage für anschließende, aufbauende Untersuchungen zu bereiten die den explorativen Charakter dieser Untersuchung verbessern.
2 Konzeption
2.1 Der Hyperloop
Das am 12. Juli 2012 erstmals angekündigte Personenbeförderungskonzept mit Namen Hyperloop wurde durch den amerikanischen Unternehmer Elon Musk entworfen, dem Gründer der Unternehmen Paypal, SolarCity, SpaceX und Tesla, und bezeichnet ein fünftes Personenbeförderungskonzept neben dem Fliegen mit Flugzeugen, dem Fahren auf Straße und Schiene sowie der Nutzung von Schiffen.[4]
Ein Jahr nach der Ankündigung verbreitet Elon Musk über Twitter die Veröffentlichung eines Konzeptpapiers für den 12. August 2013.[5]Das Konzeptpapier wird über die Homepages der Unternehmen Tesla Motors und SpaceX veröffentlicht. Die Entwickler beschreiben den Hyperloop darin als Idealsubstitut für den Hochgeschwindigkeitsschienenpersonenverkehr und liefern technische sowie wirtschaftliche Grundlagenforschung zur Umsetzung einer Hyperloop-Infrastruktur zwischen Los Angeles und San Francisco.[6]In dem Konzeptpapier wird grundsätzlich zwischen einer großen und einer kleinen Hyperloop-Version unterschieden: Während der kleine Hyperloop nur für die Personenbeförderung geeignet ist, können in der großen Version auch Pkw befördert werden.[7]
Technische Grundlage des Hyperloop ist eine nahezu evakuierte Stahlröhre, die von Pylonen getragen wird und je nach Art des Hyperloop 1,6 oder 3,3 Meter im Durchmesser misst.[8]In der Röhre bewegt sich eine Kapsel durch elektromagnetische Beschleunigungsstreifen nach dem Wirkprinzip eines Linearmotors. Durch die nahezu-vollständige Evakuierung der Röhre ist der Luftwiderstand minimal, der Energieverbrauch der Vakuumpumpen indes vergleichsweise gering.[9]Diese Technik ermöglicht die Fahrt mit nur wenigen Beschleunigungsstreifen an strategischen Streckenabschnitten und reduziert die Kosten für die Infrastruktur erheblich. Die verbliebene Luft in der Röhre wird über einen Kompressor in der Front der Kapsel verdichtet, gekühlt und unterhalb wieder ausgestoßen. Durch das Ausstoßen der Luft unterhalb der Kapsel wird das Fortbewegen der Kapsel auf einer Art Luftkissen ermöglicht, wobei nicht der Luftstrom, sondern der Luftdruck das Gewicht der Kapsel trägt.[10]Das Gesamtkonzept des Hyperloop ermöglicht die Fahrt einer 26 Tonnen Kapsel mit 1200 Kilometer pro Stunde bei 21 Megawatt Gesamtenergiebedarf.[11]
Vor der Veröffentlichung des Konzeptpapiers betont Elon Musk, dass er keine Zeit zur Verfügung hat um das Hyperloop-Projekt umzusetzen.[12]Das Konzeptpapier ist daher als „Open Source Transportation Concept“ zu verstehen. Es steht demnach jedem, der fähig ist, frei sich an der Entwicklung zu beteiligen und die Ergebnisse des Konzeptpapieres zu nutzen.[13]Bedingt durch die mediale Wirksamkeit der Veröffentlichung und das gesellschaftliche Interesse an dem Unternehmer Elon Musk erhält der Hyperloop weltweit erhöhte Aufmerksamkeit in den Medien.[14]Vor allem in den USA wird das Konzeptpapier breit diskutiert. Trotz der futuristisch erscheinenden Idee, sorgen vor allem die vergangenen unternehmerischen Aktivitäten Musks für das breite Interesse in der Gesellschaft. Auch namenhafte Universitäten und Personen des öffentlichen Lebens nehmen an der, zum Teil sehr kritischen, Diskussion teil.[15]So bestätigt unter anderem das Unternehmen Ansys Incorporated, ein Unternehmen mit Spezialisierung auf technische Simulationssoftware, die technische Realisierung des Hyperloop auf Grundlage von durchgeführten Simulationsrechnungen.[16]
Seit September 2013 wird die Entwicklung des Hyperloop von dem Unternehmen Hyperloop Transportation Technologies Incorporated vorangetrieben. Einer der Gründer ist der CEO der Amerikanischen Crowdfunding-Plattform JumpStartFund, Dirk Ahlborn. Über die Plattform arbeiten mehr als 2.000 Interessierte an öffentlich ausgeschriebenen Projekten.[17]Intern arbeiten verschiedene Gruppen von Wissenschaftlern an der Überarbeitung des Konzeptpiers. Die Veröffentlichung dieses überarbeiten Konzeptpapiers ist für den Oktober 2014 geplant.
2.2 Das Hypercargo-System
Auf Grundlage des im vorangegangenem Kapitel beschrieben Konzept des Hyperloops bezeichnet das Hypercargo-System eine Nutzung der zugrundeliegenden Technologie als Güterverkehrssubstitut. Dabei ergeben sich wirtschaftliche wie technische Abgrenzungen zum originären Konzept, die im Folgenden knapp dargestellt werden.
Das Hypercargo-System ist in seiner Konzeption dazu gedacht, stark belastete Autobahnabschnitte zwischen Städten zu entlasten.[18]Die Leistungsfähigkeit des Hypercargo-Systems entspricht dabei 12 Tonnen Zuladung pro Kapselfahrt mit Geschwindigkeiten von bis zu 1.200 Kilometer pro Stunde. Durch die hohe Startfrequenz von zwei Kapselstarts pro Minute können in einem Jahr über 25 Millionen Tonnen Güter auf einer zweispurigen, 350 Kilometer langen Strecke transportiert werden.[19]Die Nutzung folgt dem gängigen Arbeitsprinzip vieler Logistikdienstleister, die eine Hauptumschlagsbasis betreiben. Dabei liefern Kunden, externe Anbieter oder eigenen Transportfahrzeuge Waren an der Hub an, die dann auf Langstreckenlastkraftwagen verladen werden, um so über die Autobahn zur Ziel-Hub zu kommen. Von der Ziel-Hub aus werden die Waren erneut umgeschlagen und auf entsprechende Auslieferungsfahrzeuge verteilt.[20]Das Hypercargo-System substituiert dabei in seiner Gesamtheit Hauptumschlagsbasis, Lkw und die notwendige Infrastruktur.
Das logistische Grundlagenkonzept des Hypercargo-Systems orientiert sich eng am Aufbau des Deutschen Paketnetzes des Unternehmens „Deutsche Post-DHL“. Ähnlich wie dort sind Hauptumschlagsbasen an geographisch bzw. logistisch kritischen Orten vorgesehen, die durch die entsprechende Röhreninfrastruktur miteinander vernetzt werden. Das Hypercargo-System kann somit als Kombination von zwei logistischen Grundsystemen verstanden werden: Zum einen aus einem Hubsystem für die logistischen Knotenpunkte wie z.B. Großstädte oder Ballungsräume, zum anderen als Rasternetz für die Verbindung der einzelnen Hubs untereinander.[21]Zentraler Unterschied zwischen dem Paketnetz der Deutschen Post und dem Verteilungsnetz des Hypercargo-Systems ist die übergeordnete Verwendung in der Supply-Chain und die notwendige Röhreninfrastruktur. Denn während die Deutsche Post die Endkundenzulieferung bedient, ist das Hypercargo-System für einen vorgeschalteten Abschnitt in der Supply-Chain vorgesehen.[22]
Um von der Konzeption und Entwicklung des Hyperloop zu profitieren, nutzt das Hypercargo-System sämtliche technischen Maße und Wirkungsprinzipien der großen Hyperloop-Infrastruktur.[23]Technisch unterscheidet sich das Hypercargo-System vor allem in der Ausgestaltung der Kapsel, die für den Gütertransport variabel und containertauglich[24]sein muss und dem Verlade-Hub. Mit der Nutzung als Güterverkehrssubstitut kann das Hypercargo-System vollautomatisch betrieben werden, da der Güterumschlag maschinell über ein Förderbandsystem bedient wird. Kritische Größe ist dabei der Verlade-Hub, da dieser die potentiell sehr hohe Frequenz des Kapselumschlags verarbeiten muss. Durch die abgeschlossene Konstruktion der Röhre und die vollautomatische Steuerung der Warenströme ist es mit dem Hypercargo-System möglich, ein vollautomatisches Güternetzwerk ähnlich einer Pipeline aufzubauen.[25]Gerade und besonders diese automatisierte Netzwerkfähigkeit macht das Hypercargo-System einzigartig auf dem Güterverkehrsmarkt.[26]
