elektromobilit.t -smlfred.ppt [kompatibilit.tsmodus] · 5000 gewerbe industrie haushalte das...
TRANSCRIPT
10.11.2009
1
Michael Wedler
B.A.U.M. Consult GmbHGotzingerstr. 48/50D-81371 München [email protected], www.baumgroup.de
Elektromobile Zukunft?
Was macht Verkehr nachhaltiger?:„sich effizient, intelligent und gemeinsam organisiert bewegen“
in der Atmosphäre: Klimaentlastung, Emissionsreduktion (Schadstoffe, Lärm)
im Fahrzeug: Effizienz und Sicherheit statt Endgeschwindigkeit und Status
auf der Straße: angemessene V.infrastruktur, die auf die Bevorzugung der zukunftsfähigen Verkehrsträger ausgerichtet ist (Weg von der Autofixierung, hin zu Fahrrad, Bahn, ÖPV, Problem ldl. R.?)
an der Tankstelle: nicht nur der Preis sondern auch die Bereitstellungskette von Treibstoffen (inkl. Biotreibstoffen und Strom) sollte Verbraucherverhalten bestimmen.
2
bestimmen.
in der Organisation: abgestimmte Konzepte zwischen versch. V.trägern, die Kunden (Personen und Fracht) eine streckenweise Einbindung von umweltfreundlichen V.trägern erlauben.
in den Köpfen: nutzen statt besitzen, Umdenken hinsichtlich Status und Individualitätsanspruch bzgl. Mobilität
10.11.2009
2
Was bestimmt unsere Verkehrsansprüche in Zukunft?
„Mobilität wird teuer und dennoch: Noch mehr Menschen werden sich trotz Datenautobahnen öfter und weiter bewegen“
steigende Energiepreise: Verknappung diszipliniert – (allerdings hohe Preiselastizität), und befördert Regionalisierung von Produktions- und Lieferketten
Virtualität: zunehmende Substitutionsmöglichkeiten durch
3
Virtualität: zunehmende Substitutionsmöglichkeiten durch Kommunikationstechnik bei gleichzeitig steigendem Mobilitätsverhalten in einer global vernetzten Welt
Mobilität in der Zukunft?
4
10.11.2009
3
E-mobile Zukunft ?
WARUM spricht jetzt soviel über und für E-Mobilität?
WIE verändert E-Mobilität unsere Zukunft?
5
Die Herausforderung
50 – 70 % losses
6
10.11.2009
4
Fahrzeuge im Zeitalter der Erneuerbaren
7
Darstellung: Tomi Engel, DGS
Die beste Nutzung der Ressourcen
Pflanzenöl Biogas Ethanol / BtL Solarstrom
Ertrag (kWh/ha*a)
E i b d f
8
Anzahl Fahrzeuge (bei 15.000 km/a)
Energiebedarf(kWh / 100 km)
Berechnung und Darstellung: Tomi Engel, DGS
10.11.2009
5
Dei richtige Technologie am richtigen Ort
Pflanzenöl Biogas Ethanol / BtL Solarstrom
99
Landwirtschaft Industrie Stadt
Darstellung: Tomi Engel, DGS
Die richtige Technologie für die nötige Entfernung
10
10.11.2009
6
CO2 Emissionen der Fahrzeug-Technologien
200
g CO2 / km
020406080
100120140160180
00saldo well-to-wheelwell-to-wheelwell-to-tanktank-to-wheel
11
Diesel
Benzin
effizi
enter
dies
el
natur
al ga
s
Biodies
el
Bioetha
nol (E
-85)
Biogas
Mild H
ybrid
Diesel
Plugin
Hybrid
(BY)
Benzin
Plug
in Hyb
rid (B
Y)
Elektro
auto
/Koh
lestro
m
Elektro
auto
/ D-M
ix
Elektro
auto
/ Bay
ern-M
ix
Elektro
auto
/ erne
uerba
r
Quellen: UBA, KBA, COCAWE, HELMHOLTZ
Umweltaspekte:
12
10.11.2009
7
Elektromobilität und CO2-Effizienz
13
14
10.11.2009
8
Mobilität neu denken
15
Elektrisch oder biogen?
Fahrzeuge?Ladestrukturen?Netzintegration?Nutzungskonzepte?Effekte?
Fahrzeuge?
Quelle: EWE AG (E3) und „electric avenue
16
Einsatzmöglichkeiten? Tankstellen?Treibstofferzeugung?Effekte?
10.11.2009
9
Vorteile
Es handelt sich um eine der wenigen Alternativen für den Verkehrssektor gegenüber ErdölVerkehrssektor gegenüber Erdöl
Strom kann klimaneutral aus Erneuerbaren Energien erzeugt werden
Elektrofahrzeuge stoßen lokal keine Schadstoffe aus.
Batterie- und (Plug-In) Hybridfahrzeuge können als
17
Pufferelemente in das Stromnetz integriert werden.
Hürden
Die Reichweite von Elektrofahrzeugen ist gering. (Engpass Batterie)Batterie)
Die Fahrzeuge sind teuer.
Es gibt derzeit kaum marktfähige Fahrzeuge zu kaufen
Andere Alternativen stehen im Wettbewerb (z.B. Biokraftstoff, Wasserstoff, GTL, CTL)
18
Der Verkehr konkurriert mit dem stationären Stromverbrauch
Der heutige Strommix hat zu hohe CO2-Emissionen
10.11.2009
10
Fragen
Wann werden konkurrenzfähige Elektrofahrzeuge zu kaufen sein?sein?
Wann werden Elektrofahrzeuge einen nennenswerten Marktanteil haben?
Sind Elektrofahrzeuge Klimaschützer?
Woher kommt der Strom für die Fahrzeuge?
19
Mobilität neu denken
20
10.11.2009
11
Lebensgefühl Elektromobilität
21
Merkmale von E-Mobilitätssystemen
flexible Nutzung der Fahrzeuge mit Mobilitätsgarantie (Ladestationen, Schnelladung, Batteriewechsel, Fahrzeugwechsel, E-Park-and-Ride)
optimierte Nutzung der Batterien inkl. Integration in das Stromversorgungssystem (SmartVehicle on SmartGrid)
Abrechnung auf Basis von km-Leistung bzw. zeit- und lastabhängigen Tarifen (inkl. Plug-Roaming)
Onboard Car-Boxen und Mobilitätszentralen
22
10.11.2009
12
Fragen eines Elektro-Mobilisten
Wie weit kann ich fahren bei gegebener Ladung, dem Geländeprofil, der Witterung, den verfügbaren Ladestellen etc.?
Wie lange wird das Laden dauern?
Wo kann ich mein Sharing-Auto abgeben? Wie komme ich von dort nach Hause?
23
Stromtanken (2)
24
Nachrüstung mit
• Drehstrom
• hoher Anschlussleistung
• Lademanagement
Ausrüstung mit
• öffentlichen Tankstellen
• Lademanagament
• Abrechnungsmöglichkeit
10.11.2009
13
Herausforderungen des Stromtankens
Wie groß ist die Reichweite der Batterie?
Wann und wo und wie schnell wird geladen?
Was passiert, wenn wenig Zeit zum Laden ist?
50 – 150 km; Range Extender
Ladestationen; Vorplanung mittels E-Leitwarte; Roaming
25
Wem gehört die Batterie?
Schnellladung; Batteriewechsel (z. B. Better Place)
Mobilitäts-Provider (z. B. MoveAbout)
Von der Stromtankstelle zur Stromstelle
durchdachte Netzintegration
3-phasige Anschlüsse
Bidirektionalität
26
10.11.2009
14
Integration von E-Fahrzeugen in das Stromnetz
Laden außerhalb der Lastspitzenzeiten
Laden, wenn “grüner Strom” zur Verfügung steht
Speichern von “überschüssigem Strom”
Vision: Einspeisung von der Batterie in das Netz
neue Abrechnungsmodelle
27
neue Abrechnungsmodelle
Honorierung des “rechtzeitigen” Stromtankens
Zurechnung zum Auto, nicht zur Tankstelle (plug roaming)
Die Erneuerbaren sind im Kommen
28
10.11.2009
15
Das virtuelle Stromsystem mit Elektrofahrzeugen
29
Verschiebungen in der Lastkurve
25000 Lastspitze
10000
15000
20000
Last
[kW
]
Lastspitze
verschiebbare Lasten
G b
30
0
5000
Gewerbe
Industrie
Haushalte
10.11.2009
16
Verschiebungen in der Lastkurve
25000 Lastspitze
10000
15000
20000
ReduzierungLastspitze
verschiebbare Lasten
G b
31
0
5000
Gewerbe
Industrie
Haushalte
Neue Verbraucher zur rechten Zeit: Autobatterien
25000 Lastspitze
10000
15000
20000
LastspitzeReduzierung
verschiebbare Lasten
G b
Elektromobile
32
0
5000
Gewerbe
Industrie
Haushalte
10.11.2009
17
Speichern von Erzeugungsspitzen
25000
10000
15000
20000
Last
[kW
]
verschiebbare Lasten
G b
Elektromobile
33
0
5000
Gewerbe
Industrie
Haushalte
Das Elektroauto als Stromspeicher
Bereitstellung von Regelenergie
3 Mio. Elektro-Autos hätten den EU-weiten “Blackout” vom 4.11.2006 verhindern können!
Abnahme von überschüssiger Energie aus Anlagen mit volatilen erneuerbaren Energien
2,5 Mio. E-Autos können 2020 die gesamte Erzeugung der PV-Anlagen in Deutschland speichern.
34
g p
Speicherung der Energie aus eigenen Erzeugungsanlagen
Eine Batterieladung reicht für die Stromversorgung eines 4 Personenhaushalts für einen Tag.
10.11.2009
18
Stromverbrauch der Elektromobile in Deutschland
StromverbrauchStromverbrauch
2030: 12,5 mio. Fahrzeuge + 4 %
2030: Vollausbau (alle neuen Fahrzeuge elektrisch) + 28 %
35
(alle neuen Fahrzeuge elektrisch)
2020 Ziel: + 20 % Erneuerbare+ 20 % Effizienz
Elektromobilität ist ein Ziel in Deutschland
Rahmen für künftige Technologie-entwicklungen und für die Markt-einführung von Plugin-Hybrid- und
www.bmvbs.de/Anlage/original_1091800/Nationaler-Entwicklungsplan-Elektromobilitaet.pdf
einführung von Plugin Hybrid und Elektrofahrzeugen
Elektromobilität als Beitrag zur Umsetzung der energie- und klimapolitischen Ziele
Konjunkturpaket II: 500 Mio. Euro für die anwendungsorientierte Forschung i B i h El kt bilität
36
im Bereich Elektromobilität
Ziel 2020: 1 Mio. E-Fahrzeuge
Koalitionsvertrag: “Wir entwickeln eine breit angelegte und technologieoffene Mobilitäts-und Kraftstoffstrategie, die alle alternativen Technologien und Energieträger berück-sichtigt. Zudem soll sich Deutschland zum „Leitmarkt“ der Elektromobilität entwickeln.
10.11.2009
19
Förderschwerpunkte Elektromobilität(BMWi, BMVBS, BMU, BMBF, BMELV)
37Quelle: http://www.bmvbs.de/Anlage/original_1068856/Massnahmen-Elektromobilitaet-im-Konjunkturpaket-II.pdf
Bundesförderung für Elektromobilitätsforschung
BMVBS: 8 Modellregionen (115 Mio. €)
BMBF: Kompetenznetzwerk Systemforschung Elektromobilität,K t bü d El kt h i P d kti t h l iKompetenzverbünde Elektrochemie, Produktionstechnologien Li-Ionen Zellen/Batteriesysteme, Batterie-Recycling, Batterietest-zentrum (ca. 125 Mio. €)
BMWi: Stromwirtschaftliche Schlüsselelemente, Bremsenergie-Rückgewinnung, Optimierung Antriebsstrang, On-Board-Strom-erzeugung etc. (72 Mio. €)
BMU: Feldversuche PKW-Verkehr, Flottenversuch Wirtschafts-
38
verkehr, Hybridbusse (ca. 115 Mio. €)
BMLF: Pilot-Synthese-Anlage zur Herstellung hochwertiger synthetischer Kraftstoffe (12 Mio. €)
BMWI & BMU: “IKT für Elektromobilität” / “Intelligente Netze, erneuerbare Energien und Elektromobilität” (47 & 10 Mio. €)
10.11.2009
20
Onboard-Geräte und MobilitätszentralenRoutenmanagement und NutzerunterstützungBatteriemanagement
FlottenmanagementC Sh i
7 Förderprojekte mit einem Volumen 120 Mi EUR
39
Car-SharingGeschäftsmodelle
NetzintegrationLadeplanungTarife und Abrechnung
von ca. 120 Mio. EUR
Begleitforschung: Konsortium unter der Leitung von B.A.U.M.
siehe www.IKTEM.de
Grid Surfer
Harz.Erneuerbare Energien-mobility
e-mobility
Smart Wheels
Green Fleet
40
Green Fleet
MEREGIO mobil
eE-Tour Allgäuwww.e-energy.de
10.11.2009
21
Innovationsregion Allgäu: IKT für Elektromobilität
E TourE-Tour
Quelle: E-Energy
Das E-Tour-Konsortium
42
erweiterter Kreis: RWTH Aachen (Prof. Schnettler), TU Dortmund (Prof. Wedde), TU München (Prof. Witzmann), Baseportal GmbH, FEV, Bosch, Siemens (Energy Sector - Power Distribution Division oder Energy Automation GmbH & Co. KG), Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.V. (DGS), Landeshauptstadt München, diverse Hersteller von SmartMetern
Kooperationsabsicht mit Smart Wheels in Aachen!
10.11.2009
22
Beispiel: Electric Car Sharing
Pools mit intelligentem Buchungs und FahrzeugBuchungs- und Fahrzeug-management:
adäquate Fahrzeuge
optimale Nutzung
minimale Kosten
mehrere Varianten:
43
mehrere Varianten:
“City car public”
“City car corporate”
“Corporate exclusive”
Fazit
Langfristig werden Elektrofahrzeuge eine zentrale Rolle in der Mobilität spielenMobilität spielen.
Kurzfristig ist es sinnvoll, Erfahrungen mit Elektromobilen in diversen Umfeldern zu sammeln (v. a. auf kurzen Strecken).
Es wird neue Mobilitätsprovider geben, die nicht mehr Fahrzeuge sondern Kilometer anbieten.
44
Ihren ökologischen Nutzen entwickeln die E-Fahrzeuge durch Netzintegration: sie leisten als Puffer-Elemente einen wichtigen Beitrag zur Nutzbarmachung erneuerbarer Energien.
10.11.2009
23
Fahrzeuge
Modec LKW
Tesla Roadstar zwischen 100‘000 und 125‘000 €
45
Fahrzeuge
Daimler B-Klasse Mitsubishi MiEV
46
E-Cell: reiner Elektroantrieb 200 km Reichw.F-Cell: Brennstoffzellenfahrzeug 400 km ReichwE-Cell Plus: Elektroantrieb mit Range-Extender 600 km(Verbrennungsmotor für größere Reichweiten) In kleinen Stückzahlen ab 2010
Reichweite 160 kmHöchstgeschwindigkeit 130 km/hAb 2010 in Europa verfügbar
10.11.2009
24
Fahrzeuge
47
E-Ruf aus Mindelheim
Zentralmotor, Leistungspotential von 270 Kilowatt (das sind knapp 370 PS)
Reichweite ca. 200 Kilometern.
Verkaufsstart soll Ende 2009 sein (ca. 155.000€)
Fahrzeuge
pininfarina kann man sich reservieren unter:http://www.bluecar.fr/de/pages-reservation/pre-reservation.aspx
48
Segway i2
• AÜW plant die Anschaffung von 2 Stck.• ca. 8300€
10.11.2009
25
E-Smart
Fahrzeuge
Stromspeicher: Lithium-Ionen-Akku, > 16 kWh
Motorisierung: Elektromotor, 30 kW / (41PS)
Sitzplätze / Reichweite: 2 / 110 km
Ladezeit (100 % bei 230 V): 8 Stunden
Leergewicht: ca. 950 kg
49
Verbrauch: 12 kWh/100 km
Höchstgeschwindigkeit: 120 km/h
Markteinführung: 2010 im Flottenversuch,
evtl. 2011 für Flottenkunden im Handel
Fahrzeuge
Chevrolet Volt
Quantya Strada
50
e-max Roller
Quantya Strada
10.11.2009
26
Fahrzeuge
Pedelecs der Firma Maxx
AÜW will in Zusammenarbeit mit den Hotels der Region solche Pedelecs für die Touristen anschaffen
51Firma Hammacher Schlemmer
Einsatz im kommunalen Bereich
Volvo Müllfahrzeug
Karmann Kleintransporter
52
Hotzenblitz-Nachfolger
eRUF-Porsche
10.11.2009
27
53