CO2 Reduzierung Zweirad, PKW, LKW, Busse, Schienenfahrzeuge - Schwerpunkt Elektrofahrzeuge - Technischen Universität München
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CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children CO2 Reduzierung Zweirad, PKW, LKW, Busse, Schienenfahrzeuge - Schwerpunkt Elektrofahrzeuge - Dipl. Ing. Manfred Plechaty Leiter IBMP Ing. Büro für CO2 Maßnahmen zur Effizienzsteigerung in der Mobilität
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CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children CO2 emissions in EU test cycle 300 g 280 g 284 g 260 g 240 g 220 g 226 g 200 g 207 g 180 g 188 g 158 g 160 g 176 g 160 g 139 g 140 g 120 g BMW BMW MINI Mercedes Porsche Jaguar Group Audi Lexus Source: German Federal Motor Transport Authority 2009
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Future cars? Car on a Stick GPS Steering, Parking, Night Light Apera 2e California 3 wheels, Aerodyn., Electric Avion – 3Zyl. Diesel Alu Spaceframe Composit, Kevlar, Fiberglas Optamotive Surge Campagna Motors 3 wheels, electric power, 140 km
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Future cars! Lincoln Neil Young Wankel Hybrid Motive Industries Switch - Canada Battery Exchange Hybrid Electric Vehicle BMW Vision Efficent Dynamic GM - EN-V 3 Zyl. Diesel / 2 Electric Engines Hybrid 50-99 g CO2/100km (60-80mpg), 327 PS 98 Lithium Polymer Accus http://www.youtube.com/watch?v=CLGygbCr3sg Active Aerodynamic http://www.youtube.com/watch?v=Kpip3OXEW70 Thermoelectric Generator http://www.youtube.com/watch?v=y7LjqK3VBNA&feature=channel Predication Energie Management
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Netzbetreiber Strommarkt Strom- produzenten Möglicher Systemansatz Provider Mobilitäts- Abrechnung Ladestation anbieter 1. Kleine, leichte, reibungs- und energieoptimierte Fahrzeuge (+Zweiradfahrzeuge einschl. Prinzip „Segway“) 2. Kleine Batterien und häufige Nachladung, flexible Bezahlung 3. Wechselkennzeichen, Tausch-, Leihmarkt evtl. Wasserstoff- u. Biokraftstofftechnologie für weite Strecken und weiterer Ausbau von Bus, Bahn 4. CO2 freie Stromerzeugung und Verfügbarkeit (PV, Wind, Atom, … Wasserspeicher) 5. Vision: Nachladung z.B. Induktionsschleifen oder besser Gleitkontakt auf einer Autobahnspur oder z.B. in der Leitplanke -> Änderung der Leitbilder und politischer Neuansatz
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Derzeitige E-Prototypen in Deutschland (Stand August 2010 – e-miglia München)
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Vor-, Nachteile E-Mobilität LiIon Stand 2010 Vorteile Nachteile Außer Batterien bekannte Technik Reichweite heute 50 km, Ziel: 200 km (Achtung: Heizung, Klima …) Zero Emission (Fahrzeug) Dauerhaltbarkeit (heute 2-4 Jahre - Ziel: 8 Jahre) Unterstützt Erzeugung Alternativstrom Ladezeiten heute 4 Std., Ziel: < 1 Std. Geräuscharm Temperaturempfindlichkeit: 40°C (Ziel: 25°C) Geräuscharm Abhängig von Primärenergielieferant Kosten heute: > 30 T€, Ziel 1/2
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Kaufentscheidende Faktoren? -> 1 Mio. Fzg. in 2010? Vorteile Nachteile Außer Batterien bekannte Technik Reichweite heute 50 km, Ziel: 200 km (Achtung: Heizung, Klima …) Zero Emission (Fahrzeug) Dauerhaltbarkeit (heute 2-4 Jahre - Ziel: 8 Jahre) Unterstützt Erzeugung Alternativstrom Ladezeiten heute 4 Std., Ziel: < 1 Std. Geräuscharm Temperaturempfindlichkeit: 40°C Günstiger tanken (angepasst!) Geräuscharm Grünes Image Abhängig von Primärenergielieferant Kosten heute: > 30 T€, Ziel 1/2
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Neuer? Ansatz: Tanken während der Fahrt Notwendigkeiten: Stromleitungen (induktiv oder deduktiv) „schienengeführtes“ System (Infrastruktur z.B. Ladespur auf der Autobahn) Steuerungszentrale für Spurführung und Stromabgabe -> Vereinigung von Schienen- und Straßenverkehr
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Ansatz: Tanken während der Fahrt Vorteile: Reichweite unbegrenzt Batterien werden während der Fahrt geladen (Reststrecke wird mit Batterie gefahren) Dauerhaltbarkeit steigt (Vermeidung Schnellladung) Wirkungsgrad der E-Mobilität wird verbessert (ohne Verluste durch Batterie) Unfallsicherheit steigt (bei automatischer Steuerung) Entspanntes fahren (bei automatischer Steuerung) Vorteile von Bahn und Straßenverkehr werden vereint
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Stand der Technik Gleitabnehmer vs. Induktion HS Karlsruhe Intertronic Gresser Bekannte Technik: Abnahme an Würzburg Oberleitungen -> Akzeptanz? Bekannte Technik: Zahnbürsten, Handy Ansatz: Abnahme über die (niedrige Spannungen) Gabelstapler (statisch) Leitplanke -> hoher Wirkungsgrad Niedriger Wirkungsgrad (10-20%) Offen: Kopplung, Sicherheit http://www.youtube.com/watch?v=boOQDQ3KXJA&feature=player_embedded#!
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Tanken und Fahren mit Strom und Daten aus der Leitplanke (Automatische Steuerung des Fahrzeuges und Erfassung der Stromabnahme) Anschluss an Stromübertragung und Fahrzeugleitsystem (individuelle Einreihung in Fahrzeugtankreihe durch Anruf bei der Leitzentrale) Funkruf an Leitzentrale Bitte Einkoppeln Normalspur Fahrspur zum E-fahren / Laden Fahrspur zum E-fahren / Laden Normalspur Strom- und Datenübertragung (Energie, Ladung und Steuerung)
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Tanken und Fahren mit Strom und Daten aus der Leitplanke (Automatische Steuerung des Fahrzeuges und Erfassung der Stromabnahme) Anschluss an Stromübertragung und Fahrzeugleitsystem (individuelle Einreihung in Fahrzeugtankreihe durch Anruf bei der Leitzentrale) Rückruf von Leitzentrale - Kontaktaufnahme - Abstandsmessung Bitte Steuerung übergeben - Steuerungsübernahme Normalspur Fahrspur zum E-fahren / Laden Fahrspur zum E-fahren / Laden Normalspur Strom- und Datenübertragung (Energie, Ladung und Steuerung)
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Tanken und Fahren mit Strom und Daten aus der Leitplanke (Automatische Steuerung des Fahrzeuges und Erfassung der Stromabnahme) Anschluss an Stromübertragung und Fahrzeugleitsystem (individuelle Einreihung in Fahrzeugtankreihe durch Anruf bei der Leitzentrale) - Datenübertragung und automatische Steuerung läuft. - Fahrzeug wird erfasst, an die Leitplanke herangefahren. - Verbindung zur Stromabnahme wird ausgefahren und angekoppelt. Normalspur Fahrspur zum E-fahren / Laden Fahrspur zum E-fahren / Laden Normalspur Strom- und Datenübertragung (Energie, Ladung und Steuerung)
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Steuerung und Stromabnahme Stromabnehmer Führungsschiene an der Straße Automatischer In y flexible Kopplung Einkopplungsvorgang ans Fahrzeug (höhenausgleich) Stromleitung in der Führungsschiene Kopplungssystem Datenleitung und Abstandsmessung in der Führungsschiene mit Verbindung zur Leitzentrale Fahrzeug Straße Steuerungsdaten: - Fahrzeugerkennung - Lenkung, Bremse, Sicherheit - Kopplungssystem - Personenerkennung Befestigung am Straßenrand - Navigation - Strombedarf (einschl. Batterieladung)
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Steuerung und Stromabnahme Stromabnehmer Führungsschiene an der Straße Deduktive In y flexible Kopplung Lagerung Stromübertragung Gleitlager ans Fahrzeug Stromabnahme Stromführung zur Stromleitung in der Führungsschiene Hochvoltsteuerung Kopplungssystem Daten zur Steuerung des Fahrzeugs Datenleitung und Abstandsmessung in der und Stromabrechnung Führungsschiene mit Verbindung zur Leitzentrale Datenabnahme im Fzg. Induktive Datenübertragung Fahrzeug Straße Steuerungsdaten: - Fahrzeugerkennung - Lenkung, Bremse, Sicherheit -- Kopplungssystem - Personenerkennung Befestigung am Straßenrand - Navigation - Strombedarf (einschl. Batterieladung)
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Die folgenden Darstellungen beziehen sich auf eine Studie der Europäischen Union im Rahmen des „EU“-Projektes „Well-to-Wheels analysis of future automotive fuels and powertrains in the European context“. Ausgehend von dem Referenzfahrzeug ermöglichen zukünftige konventionelle Maßnahmen am Ottomotor bereits eine Verbrauchreduzierung von circa 16 % (siehe Abb.). Zu diesen Maßnahmen zählen insbesondere eine Verkleinerung des Hubraums („Downsizing“) in Kombination mit einem Aufladungskonzept und die Benzin- Direkteinspritzung. Die Hybridisierung diese Konzeptes führt zu einer weiteren Reduzierung des Energieverbrauches, so dass die Reduzierung des Energieverbrauchs des benzinbetriebenen Hybridfahrzeug bei circa 26 % liegt.
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Entfall von Wirkungsgradverlusten der Akkumulatoren (bei reiner Fahrweise mit Strom vom Netz) E-Fahrzeug mit Akku 57% E-Fahrzeug (ohne Akku) 70% Brennstoffzellen 22% Eine weitere CO2 Reduzierung von 10% (gegenüber Basis – 70gCO2/km) auf dann 49 gCO2/km
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children CO2 g/km Well to Wheel Betrachtung
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Gabellager Sattellager Was machen wir noch? 160 Tretlager Hinterradlager Bamboobikes 200 Laufende Projekte zur CO2 Reduzierung: > Entwicklung Elektrofahrzeug > Entwicklung Hybridbus > Entwicklung Solarladestation für Elektrofahrzeuge > Forschungsprojekt Niedertemperatur Wärmetauscher > Innovationsprojekt Laden von Elektrofahrzeugen während der Fahrt > Entwicklung, Konzeption und Bau von Bambusfahrrädern
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Anhang
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Elektro-SUV für 49.900 Euro bestellbar - August 2010 Das rein elektrisch angetriebene SUV Luis "4U green" aus chinesischer Produktion kann ab sofort zu Preisen ab 49.900 Euro in Deutschland geordert werden. Wie die Luis Motors GmbH jetzt in Ammersbek bei Hamburg mitteilte, können Interessenten auf der Homepage des Anbieters das "Sondermodell 2010" unverbindlich reservieren. Der offizielle Verkaufsstart soll in wenigen Wochen erfolgen. Die Lieferzeit für den Kompaktwagen, der in der Nähe von Shanghai beim Kooperationspartner Zotye International gebaut wird, soll 16 Wochen betragen. Gegenüber der Standardversion bietet das gehobene Sondermodell einen stärkeren, wartungsfreien Lithium-Eisen-Phosphat-Akku, der über eine Kapazität von 32 kWh (statt 25 kWh) verfügt. Die Batterie benötigen laut Luis weder Kühlung noch Heizung, auch den so genannten Memory-Effekt schließt das Unternehmen aus. Die Ladezeiten sind bislang nur für den 25-kWh-Akku bekannt: Ist die Batterie vollständig entleert, dauert die Ladung an einer Haushaltssteckdose rund 20 Stunden. An einer speziellen 380-Volt-Station soll die Akkuleistung in 20 Minuten zu 90 Prozent wieder aufgefrischt werden. Den Antrieb übernimmt ein Elektromotor mit 27 kW / 37 PS und 220 Nm maximalem Drehmoment. Damit soll ein "sportlich-komfortables Fahrerlebnis" möglich sein. Als zusätzliche Extras verfügt das 3,97 Meter kurze Fahrzeug über Lederausstattung, Navigationssystem, Bordcomputer, Klimaanlage und Rückfahrkamera. An Sicherheitsfeatures sind ABS und die elektronische Bremskraftverteilung EBD an Bord. Luis will das E-SUV europaweit vertreiben. In Deutschland hat das Unternehmen mit dem Aufbau eines bundesweiten Servicenetzes begonnen. Bis 2013 sind neben dem schon bestehenden Service-Center am Stammsitz weitere sechs in Planung. (rp)
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Wenn es nach der Nationalen Plattform Elektromobilität geht, fahren im Jahr 2020 in Deutschland eine Million Elektroautos. Bei einem angenommenen Preis von "nur" 25.000 Euro pro Fahrzeug, wäre das ein Markt von 25 Milliarden Euro. Klar, dass die Pkw-Hersteller von dieser Summe ein möglichst großes Stück abhaben wollen - wie zum Beispiel General Motors (GM). Anteil am Zukunftsmarkt Noch hält die Regierung der Vereinigten Staaten ihre schützende Hand über den Konzern, der Opel nicht verkaufen wollte und mit Chevrolet eine der in Deutschland am stärksten wachsenden Marken sein eigen nennt. Der Chevrolet Volt gehört ebenso wie der Opel Ampera zu den Stromautos, mit denen GM sich Chancen auf einen ordentlichen Anteil am Zukunftsmarkt Elektromobilität ausrechnet. Gerade hat Chevrolet den Preis für das Elektroauto bekannt gegeben, das mittels eines als Reichweiten-Verlängerer wirkenden Verbrennungsmotors bis zu 500 Kilometer am Stück fahren können soll. Förderung von Elektroautos Für 41 000 Dollar soll das Fahrzeug zunächst in den USA angeboten werden. Das sind nach heutigen Wechselkurs etwa 31 500 Euro. Während Kunden in den USA sehr wahrscheinlich beim Erwerb eine Steuergutschrift in Anspruch nehmen können, ist die Frage der Förderung von Elektroautos in Deutschland alles andere als geklärt. Ferdinand Dudenhöffer, Leiter des Center Automotive Research (CAR) an der Universität Duisburg-Essen, hält die jetzt bekannten Föderrichtlinien für unzulänglich und ineffizient. Allenfalls 600 000 Stromautos in den nächsten zehn Jahren seien damit zu erreichen. Die größte Dynamik in Sachen Elektromobilität General Motors ist derweil dorthin gegangen, wo gegenwärtig die größte Dynamik in Sachen Elektromobilität herrscht: nach China. Im Rahmen der Weltausstellung Expo 2010 kam es diese Woche zu einem Experten-Forum mit Entwicklern, chinesischen Regierungsvertretern und Wissenschaftlern. GM hält sich zugute, Pionier auf dem Gebiet des emissionsfreien Autofahrens zu sein, da bereits 1966 erste Versuche mit einem Brennstoffzellen-Antrieb unternommen wurden. Nach Karl Stracke, Vize-Präsident bei GM für Entwicklung, ist der Weg des Unternehmens strategisch so vorgezeichnet: Über die Stufen "Mild"- und "Full"-Hybrid soll der sogenannte Plug-in-Hybrid für den Massenmarkt vorbereitet werden - das Auto also, dessen Akku an der heimischen Steckdose aufgeladen wird. Zahlreiche ungelöste Probleme In jedem Fall, und da gibt es laut Stracke "keine Kompromisse", müsse der Kunde ein Auto bekommen, dessen Batterie die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs durchhält. Selbst wenn das als zeitnah erreichbares Entwicklungsziel erscheint, gibt es zahlreiche andere ungelöste Probleme. Eines davon sind die Batteriekosten. Im Opel Ampera, der weitgehend baugleich ist mit dem Chevrolet Volt, kostet das Akku-Paket rund 10 000 Euro. Die gespeicherte Leistung beträgt 16 Kilowattstunden (kWh), demnach kostet eine Kilowattstunde mehr als 600 Euro. Experten sind sich einig, dass eine massenhafte Elektro-Mobilisierung erst dann funktionieren kann, wenn der Preis je Kilowattstunde auf 200 Euro oder weniger gefallen ist.
CO2 Consulting - Automobile Industry The world belongs to our children Weiter: Gewichtsreduzierung & Ladetechnik Außer dem Preisthema stehen auch Fragen der Gewichtsreduzierung und der Ladetechnik auf der Agenda. Entsprechend dem Nutzungsverhalten der Besitzer heutiger Pkw, wo das Nachtanken wenige Minuten dauert, ist es den Fahrern von Elektro-Autos wohl kaum zuzumuten, mehrere Stunden auf eine Batterieladung zu warten. An einer 240-Volt-Quelle, so der gegenwärtige Stand beim Elektro-Chevi, ist der Akku nach etwa drei Stunden wieder voll. Noch nicht zufrieden "Wir sind noch nicht zufrieden" sagte Stracke in Schanghai zum gegenwärtigen Entwicklungsstand. In verschiedenen Forschungszentren - das europäische ist in Mainz/Kastell - sucht General Motors deshalb nach Lösungen. Noch werden mehr als zwei Drittel der Batteriekosten von den Speicherzellen selbst verursacht, Laborarbeit macht etwa 20 Prozent aus. Erkenntnisgewinn verspricht eine Flotte von Demonstrations- Fahrzeugen. Stracke kündigte an, dass diese Flotte aus Fahrzeugen verschiedener Systeme bestehen soll, aus reinem Batterieantrieb ebenso wie Hybrid- und Brennstoffzellen-Fahrzeugen. Im Reich der Mitte Die Ankündigung passt nicht zufällig zu dem, was in China vorbereitet wird. Nach dem von der Unternehmensberatung McKinsey ermittelten Elektro-Mobilitätsindex (Evi) hat China in den letzten drei Monaten weltweit die größten Fortschritte in der Elektrifizierung des Individual-Verkehrs gemacht. Lai Xiaokang, Direktor am chinesischen Strom-Forschungsinstitut, geht davon aus, dass im Reich der Mitte schon 2015 zwischen einer halben und einer Million Elektrofahrzeuge am Straßenverkehr teilnehmen werden. Laut Karl Stracke wird der herkömmliche Verbrennungsmotor in China schon längst als Auslaufmodell angesehen. Staatliche Eingriffe In Deutschland, ist die am 28. Juli zuletzt tagende Nationale Plattform Elektromobilität vor allem damit beschäftigt, einen Ausgleich der verschiedenen Interessengruppen herzustellen. China hat das nicht nötig: In dem zentralistisch und nach Parteidiktat regierten Land wird "von oben" entschieden. Staatliche Eingriffe, zum Beispiel Förderprogramme, brauchen deshalb nur kurze Zeit, um in der Praxis anzukommen. Und die Förderung ist üppig: In fünf ausgewählten Regionen bekommen die Käufer von Elektroautos künftig einen Zuschuss von umgerechnet 4 500 Euro. Das ist ein Mehrfaches des durchschnittlichen Jahreseinkommens in chinesischen Großstädten.
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