Alternative Fuels Facts and Figures - Iploca
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Alternative Fuels Facts and Figures 170502 IPLOCA Berlin - Marcus Reher
Energy Flow Diagram 31.12.15 Germany
Verkehr = Traffic
730.000.000.000kwh=
2.630 PJ
Biofuels 135 PJ
Methane 10 PJ
Diesel, Petrol,
Cerosine, LPG 2.415 PJ
Power 70 PJ
Net-Import-Rate regarding
oil is about 98%...
…same is the dependency of traffic on oil
…daily bill for Germany…
app. 100.000.000 Euro!
Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen
Energy Flow Diagram 31.12.15 Germany
`Der Anteil der erneuerbaren
Energieträger am Energieaufkommen
des Primärenergieverbrauchs liegt bei
12,5%` = Renewables: 12,5% regarding
primary engery consumption.
….this is mostly B7 (Biodiesel)
Diesel-Blend Volume 7%
…and E5 (E10) (Ethanol)
Petrol-Blend-Volume 5%/10%
…this is not…
Wind, Solar, Biogas (app. 5%)
….although there are….
Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen
Renewables 12,5% and Germany on its way to 100%....
31.12.15
39 Twh
31.12.15
25.000 wind turbines
Quelle: BWE
Renewables 12,5% and Germany on its way to 100%....
2016 1,6
2016 40
2016 5,2
Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen
Renewables - Alternative Fuels - which options?
Electricty
Hydrogen
CNG
LNG
DME ?!
Quelle: dena, Google
Politics - Regulations Europe Germany Quelle: dena
Politics - Directive 2014/94/EU
Deployment of alternative fuels infrastructure (DAFI)
`Member States have to develop National Policy
Frameworks until 18 November 2016`
Quelle: EU
Politics - global / local emissions – Causa Volkswagen
95gCO2/km cars (app 4,0l petrol / 3,5l diesel per 100km)
147gCO2/km LDVs - HDVs in discussion 12.16
Quelle: Roland Berger
Reducing CO2-emissions to 95g/km
`…Strafzahlungen: …ab 2019 gilt dann der volle Satz von 95 €/g pro gCO2/km
Überschreitung pro KFZ` = penalty payment 95 €/g per Delta gCO2/km per car (for
whole fleet)
Study RWTH Aachen
2014: 3.000 Euro
additonal costs
EUR/DieselCar
to aim 95gCO2/km in
2020
Quelle: Europäische Kommission, Roland Berge RWTH Aachen BMWILocal emsissions
AdBlue SCR DeOdor.
Quelle: Roland BergerLocal
emissions
cars
HDV analog
Quelle: omnicore Handelsblatt...not only cars... Quelle: KfW
Global emissions – comparison
Weel to Wheel – WTW
Tank to Wheel – TTW = Hydrogen and E-Mobility are emission free
Quelle: NGVAEnergy content kwh/kg - comparison
but! Hydrogen gaseous
3kwh/m3 - 1 bar
and! Lithium-Ionen-Battery
0,2-0,5kwh/kg
Quelle: denaCNG – Compressed Natural Gas
VDTÜV510
ISO 16923
Dispenser 200bar 15°C
Fuelling Station working pressure 285 bar
three storages - cascade system - high mid low bank Duderstadt Germany 2016
0,15-0,45 kwhe/kg CNG
average filling capacity of
one station: 15-20 cars per hour
Green
Status CNG Filling Stations Europe 2016
invest per station 200.000-300.000 Euro Blue
Status NGVehicles Europe 2016
10 = 100%
900 stations in Germany 0= not existing
3.500 stations in Europe
30.000.000 NGV cars worldwide
Quelle :ARAL NGVACNG – Compressed Natural Gas – Status Germany
Two-Third of all CNG-Stations sell less than 15.000kg per month
`Infrastruktur alleine hilft nicht…. Konzepte sind gefragt!....`
Quelle: erdgasmobilSubstition with CNG
substitution of 1% end energy consumption - see flow diagramm 2015...
with CNG...
= 7.300.000.000 kwh (1%von 730Twh)
= 730.000.000 mn3 (app. 10kwh/mn3)
= 584.000.000 kg (app. 0,8 kg/mn3)
= 2.000 CNG-installations (25.000kg/month = 50*VW Passat/day)
Deutschland hat ein wirtschaftliches Potential Abfälle und Reststoffe zu verwerten in
Höhe von 35 TWh = 35.000.000.000kwh = 5% von 730 Twh waste/waste products
with energy content of 35.000.000.000kwh = 5% of 730 Twh for biomethane in
GermanyLNG – Liquified Natural Gas
ISO 16924
PGS33
sold per kg not liter
1l LNG = 600l = 0,6m3 CH4 at 1bar 20°C
Temperature LNG 1bar = -162°C
CH4 nontoxic, colourless, odourless
1m3 LNG = 580l Diesel (25,2 GJ)
1m3 LNG = 460kg
Green
Status CNG Filling Stations Europe 2016
10 = 100%
0= not existing
Quele: Shell NGVALNG – Liquified Natural Gas – Status Europe 12.2015 Quelle: Strateco NGVA Shel l2015
H2 - Hydrogen
SAE 2601
SAE 2799
1kg H2
Dispenser 700bar for cars
Dispenser 350bar for busses
NL-Startup `Resato` ...500.000 Euro per filling station 04.17
Fuelling Station working pressure 900 bar
three storages - cascade system - high mid low bank
Cooling necesssary as per definition SAE 2601 at 700bar filling = -40°C
35-45 kwhe/kg H2 for compression and cooling!
average filling capacity of one average station: 3-5 cars per hour
Invest per station 700.000-1.200.000 Euro
app. 30 stations in Germany 12.16
app. 150 stations in Europe 12.16
255 FCVs 30.06.2016 in Germany (Kraftfahrtbundesamt)
Cars FCVs > 70.000 EuroH2 - Hydrogen
100% ZERO EMISSIONS
HYDROGEN POWERED
800 - 1,200 MILE RANGE
15 MINUTE REFILL TIME
NEVER PLUG IN
100% ELECTRIC DRIVE
THE END OF DIESEL ENGINES
1/2 THE OPERATING COST COMPARED TO DIESEL
2,000 FT. LBS TORQUE
1,000 HORSEPOWER
320 kWh BATTERY
1 MILLION MILES FREE* HYDROGEN FUEL
REGENERATIVE BRAKING
NO COMPETITION
Quelle: NikolaMC ToyotaE-Mobility - 1899
29.04.1899 F-Achères
Camille Jenatzy, belgian engineer and race driver
Electric race car of Compagnie Interationale des Transports Electriques
Quelle: LichtblickE-Mobility - Sales Quelle: Roland Berger EM-Index 2017
E-Mobility – Production EV PHEV Quelle: Roland Berger EM-Index 2017
E-Mobility - Subsidies Quelle: Roland Berger EM-Index 2017
E-Mobility - Infrastructure
VDMA 04.17
Inhalte des Kabinettsbeschlusses vom 18. Mai 2016:
• Umweltbonus von 4.000 EUR für BEV und 3.000 EUR für
PHEV. Begrenzung auf 1,2 Mrd. EUR bei hälftiger
Finanzierung durch Bund und Automobilindustrie.
Laufzeit bis längstens Mitte 2019. Abwicklung über das
Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA).
• Investitionen für den Aufbau öffentlich zugänglicher
Ladeinfrastruktur von 300 Mio. EUR, davon 200 Mio.
EUR für Schnellladen und 100 Mio. EUR für Normalladen.
• Beschaffungsprogramm 100 Millionen Euro.
• Entfall geldwerter Vorteil beim „Arbeitgeberladen“.
• Befreiung von der Kfz-Steuer für reine Elektrofahrzeuge
für 10 Jahre.
• Derzeit keine Energiesteuer auf Strom
• Laufzeit 02.07.2017 bis 30.06.2019
aber:
• Trotz der staatlichen Kaufprämie für E-Autos bleiben die
Fahrzeuge in Deutschland ein Ladenhüter. Aus dem mit
1,2 Milliarden Euro gefüllten Fördertopf waren Mitte
April erst 55 Millionen Euro abgerufen worden. Für 2030
plant die Bundesregierung sechs Millionen Elektroautos.
In Deutschland fahren derzeit laut Kraftfahrtbundesamt
rund 45 Millionen Personenwagen, davon erst 34.000
reine Elektroautos.
Quelle: FastnedE-Mobility - ToDos / Problems D. Wenger: ´Eine Benzintankstelle hat eine „Energieübertragungsrate“ von etwa 8 Megawatt. Eine Haushaltssteckdose etwa 3kW (also Faktor 2667 weniger). Ein Tesla-Supercharger lädt mit ungefähr 110kW.` Focus 30.04.17: `jeder Dritte plant Umstieg vom Diesel, aber keiner auf E-Auto` `Mit Wegfall von staatlichen Subventionen sinkt die Nachfrage nach E-Mobilität` Beispiel Niederlande Steigende Strompreise durch die Energiewende – derzeit in D durchschnittlich 28 cent/kwh (2015 ca. 20 cent/kwh, 2025 >35 cent/kwh), das System wird in sich unattraktiv… Stromnetz in keinster Weise ausgelegt, E-Golf 11KW (Langsamladung) Stichwort: Leitungsquerschnitte Selbst Tesla empfiehlt keine Schnellladung, Umsonst-Strom Tesla auch nicht mehr aktuell
E-Mobility - ToDos / Problems Aktuell noch keine Energiesteuer auf Strom Batterien sind keine Stromspeicher Lithium-Reserven – verfügbar gg. wirtschaftlich vertretbar zu gewinnen Siehe Deutsche Rohstoff-Agentur Lithium-Quellen / exportierende Länder Probleme des galvanischen Elements
The Problem for Alternative Fuels Quelle: Focus Welt NTV
Vielen Dank!
Summary - Marcus Reher Die deutsche Energiewende ist bisher nur eine Stromwende (ohne Stromspeicher). Ohne Verkehrswende und Wärmewende wird das nichts! Wir brauchen Speicher. Für eine Sektorenkopplung steht in keinster Weise erneubare Energie zur Verfügung...auch hier: die Energie/Verkehrswende braucht Speicher. Verkehr wird sich in 30 Jahren aufgrund Bevölkerungswachstum weltweit verdoppeln (In Europa zur Zeit 600 Auto pro 1000 Einwohner in Indien 15 Autos pro 1000 Einwohner) Das deutsche Erdgasnetz kann Energie 2-3 Monate vorhalten, 40 Millionen E-Autos max. 1/2Tag...Quelle Etogas Diesel ist ein europäisches Phänomen, Toyoat hat 2016 die Einstellung aller Diesel-Aktivitäten angekündigt Dieselfahrzeuge Kleinsegment und Mittelklasse werden verschwinden bzw. stark reduzieren Siehe Mehrkosten NOX, PM, CO2-Vermeidun, Chance für preiswerte Erdgasfahrzeuge Batteriekosten E-Mobilität werden signifikant sinken Batterien immer leasen niemals kaufen. Die Alterung lässt sich physikalisch chemisch nicht vermeiden. Batterie wird immer ein elektrochemischer Speicher bleiben, Prinzip siehe Herr Galvani, es wird keine Superbatterie geben.... siehe Periodensystem der Elemente...REichweite kommt über Masse siehe Tesla ModelS 700kg Batterien 500km Reichweite Globale Emissionen (CO2) sind im euopäischen Focus, weltweit (auch USA) sind dies ehr lokale Emissionen...siehe Smog-Belastungen Asien, aber auch London, Paris.... Diversifizierung Kraftstoffmix kommt – jedes Segement hat seine eigene Lösung Der Verbrennungsmotor wird noch sehr lange bedeutend sein. Setzt sich die Weel-to-Wheel-Betrachtungen durch kommt das Thema Synthetische Kraftstoffe sehr schnell auf die Agenda zu Lasten E-Mobilität insbesondere Wasserstoff DIe Politik wird Druck über Emissionsregularien ausüben. Preise CO2-Zertifikate müssen steigen NGOs werden ebenfalls Druck ausüben ... siehe Deutsche Umwelthilfe in Düsseldorf Energiesteuer Diesel wird/muss steigen....seit annähernd 40 Jahren um 20% reduziert in Deutschland aber auch anderswo in Europa
Politics - Directive
The Commission’s press2014/94/EU
release highlights the following aspects for the various alternative
fuels:
Electricity: The directive requires Member States to set targets for recharging points
accessible to the public, to be built by 2020, to ensure that electric vehicles can circulate at
least in urban and suburban agglomerations. Targets should ideally foresee a minimum of one
recharging point per ten electric vehicles. Moreover, the directive makes it mandatory to use a
common plug all across the EU, which will allow EU-wide mobility.
Liquefied Natural Gas (LNG): Natural gas/bio-methane vehicles offer today a well-developed
technology, with performances and cost equivalent to petrol or diesel units and with clean
exhaust emissions. Natural gas use in trucks and ships can substitute diesel. For the
development of LNG for road transport, Member States have to ensure a sufficient number of
publicly accessible refuelling points, with common standards, on the TEN-T core network
(see IP/13/948), ideally every 400 km, to be built by end-2025. The directive also requires a
minimum coverage to ensure accessibility of LNG in main maritime and inland ports.
Compressed Natural Gas (CNG): The directive requires Member States to ensure a sufficient
number of publicly accessible refuelling points, with common standards, to allow the
circulation of CNG vehicles, both in urban and sub-urban areas as well as on the TEN-T core
network, ideally every 150 km, to be built by end-2025.
Hydrogen: The directive aims at ensuring a sufficient number of publicly accessible refuelling
points, with common standards, in the Member States who opt for hydrogen infrastructure, to
be built by end-2025.”
Once the Member States have submitted their national policy frameworks, the Commission
will assess and report on them to ensure coherence at Union level.
According to Article 4 no. 1 in connection with Annex II, Germany has to ensure that at least
1,503 recharging points for electric vehicles are put into place by 31 December 2020, with
150 being publicly accessible. A survey by the Federal Association of the Energy and Water
Industry (BDEW) showed that in mid-2013 approximately 4,400 charging points, at 2,033
charging stations, were publicly accessible. At the time 10,401 electric cars were registered in
Germany. On 1 January 12,156 electric cars were registered in Germany, according to the
Federal Motor Transport Authority.
Quelle: EuDer Aufbau der PV-Erzeugungskapazitäten is
t nur ein Teil der Transformationskosten,
die mit der Energiewende einhergehen. Lange
Zeit stand dieser Te
il im Vordergrund der
Diskussion. In den letzten Jahren wurden PV (und Windkraft) jedoch systemrelevant,
womit neue Kostenarten in das Blickfeld
rücken. Neben den reinen Erzeugungskosten
für Strom aus EE geht es zunehmend um Kosten für
den Ausbau von Nord-Süd-Stromtrassen (insbesondere für Windstrom)
den Ab- und Umbau des fossilen und nukle
aren Kraftwerkparks (mit dem be-
schlossenen Atom- und dem unvermeidlichen Kohleausstieg verabschieden sich
die – nach marktwirtschaftlicher Rec
hnung – preiswertesten Erzeuger aus dem
Strommix; dazu verschlechtert deren langsamer Ausstieg bei gleichzeitigem Auf-
bau der EE-Erzeugungskapazitäten und stagnierendem Stromverbrauch die Aus-
lastung von Gaskraftwerken und erhöht
damit deren Stromgestehungskosten)
den Aufbau effizienter, multifunktionaler, schnell regelbarer Kraftwerke, insbe-
sondere auf KWK-Basis (deren Stromgestehungskosten oberhalb heutiger Bör-
senstrompreise liegen)
den Aufbau von netzdienlichen Speich
er- und Wandlerkapazitäten (stationäre
Batterien und E-Mobilität, Pumpspeicher, Wärmepumpen, Wärmespeicher,
Power-To-Gas)
Diese Kosten werden nicht durch den PV-Ausbau verursacht, sie gehen – ebenso
Quelle: BDL95 Gramm je Kilometer (4,0 Liter Benzin bzw. 3,5 Liter Diesel je 100 Kilometer): der Durchschnittszielwert für 2020. Auch hier gelten die 95- Prozent-Regel und die speziellen Grenzwerte für einzelne by Download and Sa" id="_GPLITA_5" href="#"Hersteller. Aktuell noch wichtiger aber: Autos mit einem CO2-Ausstoß von höchstens 95 Gramm sind in Deutschland von der CO2-basierten Komponente der Kfz-Steuer befreit. Halter solcher Fahrzeuge zahlen also nur einen Sockelbetrag, der sich am Hubraum bemisst. Oberhalb der Grenze werden jährlich zwei Euro pro Gramm an Zusatzsteuer fällig. 60 Gramm je Kilometer (rund 2,5 Liter Benzin bzw. 2,3 Liter Diesel je 100 Kilometer): einer der in Europa gängigen Grenzwerte für die Gewährung von Subventionen an Autokäufer. In Frankreich etwa gibt es in solchen Fällen mindestens 4.500 Euro vom Staat. Belgien gewährt ab dieser Grenze Unternehmen bestimmte finanzielle Vorteile, Luxemburg schießt beim Kauf 5.000 Euro zu. Erreichbar sind solche Werte allerdings nur von Plug-in-Hybridautos. Doch gerade bei solchen noch sehr teuren Autos lohnt es sich für die Hersteller, sie auf die staatliche Förderbarkeit zu optimieren – auch wenn es sich um eher kleine Märkte handelt. 50 Gramm je Kilometer (rund 2,1 Liter Benzin bzw. 1,9 Liter Diesel je 100 Kilometer): der Grenzwert für das Gewähren der sogenannten Supercredits. Hersteller können diese verkauften Fahrzeuge mehrfach auf ihren CO2-Ausstoß anrechnen lassen und so den Absatz verbrauchsstarker Fahrzeuge ausgleichen. Das reduziert die Gefahr von Strafzahlungen und soll aus Sicht der Politik dafür sorgen, dass die Konzerne möglichst schnell Elektro- und Plug-in-Hybridautos auf den Markt bringen, um die Nachfrage anzukurbeln. 0 Gramm je Kilometer: ein Wert, den lediglich reine Elektroautos erreichen. Er garantiert in vielen EU-Ländern ebenfalls finanzielle Vorteile für Käufer. Allerdings funktioniert die Null-Emission nur theoretisch, weil bei der Erzeugung des Stroms in der Regel doch CO2 angefallen ist.
Quelle: BDL
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