Die Fahrt auf einem Elektrofahrrad fühlt sich erstaunlich gut an – ohne großen Kraftaufwand lässt sich das Gefährt geschwind beschleunigen, als hätte man starken Rückenwind. Dabei schiebt ein Elektromotor: entweder dauernd oder, bei den Pedelecs (von Pedal Electric Cycle), sobald der Fahrer in die Pedale tritt. "Es ist ein wenig, als ob man auf einem dieser Laufbänder am Flughafen geht. Man läuft zwar ganz normal, kommt aber schneller voran", veranschaulicht Pius Warken, Hersteller von E-Bikes, das Prinzip, das in den letzten Jahren in rasantem Tempo neue Freunde findet.

Begonnen hatte die Erfolgsgeschichte von Warken 2011, als der Physiker gemeinsam mit einem Freund die Firma coboc gründete. Damit waren sie unter den Ersten, die sowohl elektrische Antriebstechnologie als auch mechanische Konstruktion von Pedelecs mit vollständig integriertem Antriebssystem unter einem Dach entwickelten. Pedelecs gibt es mittlerweile in allen möglichen Ausführungen und von zahlreichen Herstellern. In der Regel werden der Sammelbegriff E-Bike und die Bezeichnung Pedelec synonym verwendet, obwohl einige Elektrofahrräder auch ohne Zutun von Muskelkraft fahren. Die große Mehrheit der verkauften Pedelecs erreicht allein durch die Unterstützung des Motors nicht mehr als 25 Stundenkilometer. Diese Versionen benötigen keine Zulassung, und eine Helmpflicht besteht nicht. Nicht so bei schnelleren Ausführungen, die bis zu 45 Stundenkilometer schaffen: Sie sind zulassungspflichtig, und das Tragen eines Helms ist gesetzlich vorgeschrieben. Ferner dürfen sie nicht auf dem Radweg, sondern nur auf der Straße fahren.

E-Bike-Boom

Der Zweiradindustrieverband (ZIV) gab im März 2017 auf seiner jährlichen Pressekonferenz bekannt, dass man 2016 erneut ein zweistelliges Wachstum von 13 Prozent notieren konnte. Insgesamt setzten die Händler rund 605 000 E-Bikes ab. Gemäß den Angaben des ZIV stieg damit der Anteil der verkauften E-Bikes am Gesamtfahrradmarkt von 12,5 Prozent im Jahr 2015 auf 15 Prozent. In absoluten Zahlen bedeutet das, dass im Frühling 2017 bereits rund drei Millionen E-Bikes über Deutschlands Straßen und Fahrradwege rollen.

Aber nicht nur dort: Immer mehr Kunden finden Gefallen an Mountainbikes mit elektrischer Unterstützung und fahren damit auch abseits befestigter Wege. Solche Offroadzweiräder mit Elektroantrieb kommen 2016 bereits auf einen Anteil von 15 Prozent am Gesamtmarkt aller E-Bikes. Das Elektrofahrrad ist also längst nicht mehr nur eine "Option für Senioren". Im Gegenteil: Für ganz unterschiedliche Fahrertypen, ob sicherheits- oder stilbewusst, körperlich beeinträchtigt oder sportiv, haben die Händler ein passendes Modell. Während in die Kategorie E-City eher die klassischen, zum Teil etwas klobigen Räder mit Schutzblech, Lichtern und Gepäckträger fallen, sind die so genannten E-Urban-Bikes für eine jüngere, trendbewusste Personengruppe konzipiert und sehr minimalistisch gehalten. Gemeinsam stellen die beiden Kategorien einen Anteil von 45 Prozent und somit die größte Gruppe der verkauften E-Bikes. Weitere 35 Prozent entfallen auf E-Trekkingräder, die insbesondere für Tourenfahrer gedacht sind.

Gütertransport auf dem Rad

Bislang noch ein Nischenprodukt ist dagegen das Lastenrad mit Elektroantrieb: Solche Modelle machen derzeit einen Anteil von 2,5 Prozent aus. Verschiedene Zusteller haben sie aber bereits im Einsatz. In Berlin etwa das Unternehmen Urban Cargo, das Pakete unter anderem von Amazon ausliefert. UPS testet in einem Hamburger Modellprojekt ein E-Cargo-Bike. Vergleichbare Beispiele finden sich in weiteren Städten. Laut Experten könnten elektrische Lastenfahrräder künftig deutlich größere Teile des urbanen Güterverkehrs übernehmen. So kommt der Logistikwissenschaftler Ralf Bogdanski von der Technischen Hochschule Nürnberg in einer Nachhaltigkeitsstudie für den Bundesverband Internationale Express- und Kurierdienstleister (BIEK) zu dem Schluss, dass sich ungefähr ein Drittel der innerstädtischen Transporte mit elektrisch unterstützten Lastenfahrrädern erledigen ließe.

Aber auch in anderen Branchen, etwa für Handwerker oder soziale Dienstleister, könnten sich Lastenfahrräder lohnen – quasi immer dann, wenn man relativ leichte Dinge über relativ kurze Distanzen transportieren muss. Die Vorteile liegen auf der Hand: Ein Lastenfahrrad bleibt kaum im Stau stecken, die Parkplatzsuche erübrigt sich, man vermeidet CO₂-Ausstoß und verringert Feinstaubkonzentrationen sowie Lärmbelastungen. Daneben brauchen E-Lastenfahrräder auf Grund ihres geringeren Eigengewichts weniger Energie als strombetriebene Autotransporter. Und sie sind unabhängig von fossilen Brennstoffen – in Zukunft wohl ein Wettbewerbsvorteil gegenüber dem herkömmlichen Automobil.

Teil künftiger Mobilitätskonzepte

Doch nicht nur im kommerziellen Bereich zählen solche Argumente. Für Verkehrsexperten ist das E-Bike generell ein wichtiger Bestandteil der Mobilität der Zukunft. Insbesondere in der Stadt: Ob auf dem Weg zur Arbeit, zum Einkaufen oder zu einer Behörde, in der urbanen Umgebung ließen sich viele Strecken gut mit einem nicht zusätzlich motorisierten Rad bewältigen. Laut Zahlen des Statistischen Bundesamts haben etwa vier von fünf der knapp 30 Millionen Pendler in Deutschland einen einfachen Arbeitsweg von unter 25 Kilometern und rund die Hälfte von weniger als zehn Kilometern. Doch manchen fehlt die körperliche Fitness, andere wollen nicht verschwitzt zur Arbeit kommen, und wieder andere haben schlicht keine Lust, einen Berg hochzustrampeln. Gerade hier könnte das E-Bike einspringen und dadurch Nachhaltigkeitsziele unterstützen.

Und so haben einige deutsche Städte schon damit begonnen, Ladestationen für die Elektroräder zu errichten und Fahrradwege auszubauen – darunter auch Schnellfahrtrassen, wie man sie etwa von Dänemark kennt. Aus einem globalen Blickwinkel spannend wird allerdings vor allem die Entwicklung in asiatischen Städten sein, wo die Infrastruktur dem hohen Autoverkehrsaufkommen bereits oftmals nicht gewachsen ist. Schon heute sind dort viele Bewohner auf zweirädrigen Mopeds unterwegs – selten auch schon auf solchen mit Elektromotor. Diese strombetriebenen Zweiräder hätten ein enormes Potenzial, Abgase und Lärm zu reduzieren – und im Idealfall für Platz auf den Straßen zu sorgen.

Viel Technik im Rad

Bei solchen theoretischen Zukunftsaussichten und den praktisch steigenden Absatzzahlen verwundert es kaum, dass findige Entwickler ständig mit allerlei neuen Konzepten aufwarten. Noch haben klassische E-Bike-Modelle einen nicht zu übersehenden Motor, meist am Tretlager, und auch der Akku wird in der Regel sichtbar am Rahmen angebracht. Der Grund ist Sparsamkeit: Die Fahrradhersteller greifen auf universale Antriebslösungen von großen Technologiekonzernen zurück, die sich an beliebige Fahrräder anbringen lassen. Für Pius Warken und auch andere Akteure der E-Bike-Szene liegt die Zukunft aber eher in den integrativen Lösungen. Bei diesen ist die elektrische Unterstützung derart verbaut, dass man das "E" am E-Bike auf den ersten Blick gar nicht mehr erkennt. Bei den Modellen der Firma coboc etwa verstecken sich der Antrieb in der Hinterachse und der Akku im Rahmen. So wiegen die Räder teilweise weniger als 14 Kilogramm und werden damit deutlich leichter als viele gängige Elektrofahrräder.

Neben den Varianten, die von vornherein mit Antrieb ausgestattet sind, finden sich auch einige Nachrüstsätze, die das normale Rad in ein E-Bike verwandeln. Dabei sind die Konzepte sehr unterschiedlich: Es gibt sowohl Hinter- wie Vorderräder mit Motor oder einen Kurbel- sowie Reibrollantrieb. Die Komponenten lassen sich dabei immer in fast jedes handelsübliche Fahrradmodell einbauen. Unabhängig vom Gesamtkonzept der Räder steckt sehr viel Entwicklungsarbeit in der Steuerungselektronik und Sensorik. Sie dient quasi als Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine. Präzise muss sie erkennen, wann und wie viel Unterstützung der Fahrer braucht. "Im Idealfall fühlt sich die Beschleunigung des Rads sehr natürlich an", erklärt Warken die Zielsetzung.

Was nahezu alle E-Bikes von renommierten Herstellern eint, ist ihre Akkutechnik – in fast allen kommen moderne Lithium-Ionen-Akkus zum Einsatz. Wie weit man damit kommt, ist aber mitunter sehr unterschiedlich. Dies hängt nicht nur von der Akkukapazität ab, sondern von vielen anderen Faktoren: Unterstützungsstufe, Fahrverhalten, Luftwiderstand, Fahrergewicht, Bodenbeschaffenheit oder zurückgelegte Höhenmeter. Deshalb sind Distanzen von weniger als 20 bis deutlich mehr als 100 Kilometer möglich. Die Ladezeiten wiederum betragen bei den meisten Modellen zwischen zwei und sieben Stunden.

Auf leistungsfähigere Akkus warten die Hersteller von E-Bikes genauso wie die Produzenten von Elektroautos, Handys, Laptops und anderen elektronischen Geräten. 2016 berichteten Forscher vom Helmholtz-Zentrum für Materialien und Energie in Berlin, dass man gemäß ihren Erkenntnissen die Leistung von Lithium-Ionen-Akkus prinzipiell um das bis zu Sechsfache steigern könne. Würde das tatsächlich gelingen, ließen sich die Akkus deutlich kleiner konstruieren.

Das Gerät beherrschen

Während Händler und Hersteller eher die Leistung und Technik ihrer E-Bikes im Blick haben, sorgen sich Polizei und Unfallforscher um die Sicherheit der Fahrer. Der Anteil an E-Bikes, die in Fahrradunfälle verwickelt sind, steigt kontinuierlich an. Laut Siegfried Brockmann, Leiter der Unfallforschung für Versicherer, sei das Handling der Elektrofahrräder insbesondere für ältere Menschen teilweise schwierig, wie er 2016 der ARD gegenüber in einem Interview erklärte. Und Unfälle mit E-Bikes würden typischerweise dann auftreten, wenn der Fahrer das Gerät nicht vollkommen beherrsche. Die Polizei rät deshalb insbesondere älteren Menschen zu Sicherheitstrainings und zum Tragen eines Helms. So könnten auch jene, denen das normale Fahrradfahren zu anstrengend ist, wieder in die Pedale treten.

Wahrscheinlich würde sich das dann auch positiv auf ihre Gesundheit auswirken. Wie genau, das möchte die Medizinische Hochschule Hannover (MHH) in Zusammenarbeit mit der Leibniz Universität Hannover und der Zweirad-Einkaufs-Genossenschaft (ZEG) herausfinden. An insgesamt 1200 Personen werden Forscher untersuchen, ob sich regelmäßiges E-Bike-Fahren in gesundheitsrelevanten Daten niederschlägt. Ihre Messwerte wollen die Wissenschaftler mit einer Kontrollgruppe vergleichen, die auf normalen Fahrrädern unterwegs ist.

Auch Warken vermutet einen gesundheitlichen Nutzen. Gleichwohl erscheint ihm ein anderer Aspekt viel wichtiger: Für ihn bieten Elektrofahrräder eine vollkommen neue und eigenständige Art der Fortbewegung. Folgerichtig möchte er seine Modelle auch gar nicht mit herkömmlichen Fahrrädern vergleichen. Er glaubt, dass sich in Zukunft viele nicht statt eines normalen Fahrrads ein E-Bike anschaffen, sondern zusätzlich. Für bestimmte Zwecke kommt die Version mit elektronischer Unterstützung zum Einsatz, für andere die ohne. Als Folge, so hofft er, verzichtet die Gesellschaft immer mehr auf das Auto. Ob das so kommt, ist unklar. Sicher aber ist: Die Städte der Zukunft werden mit E-Bikes wohl ganz anders aussehen als ohne.