Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundert: science brunch - Klima- und ...
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sciencebrunch in Kooperation mit: Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundert: Multimodalität, neue Fahrzeugkonzepte und mehr März 2012
Inhalt
E LOG BioFleet – Logistikflottenanwendung mit Range Extender unter Nutzung von Biomethan 4
EVARE – Electric Vehicle and Range Extender 6
CULT – Cars’ Ultra Light Technologies 8
EcoTram – Energieoptimierung der thermischen Fahrzeugsysteme bei Schienenfahrzeugen 10
BioH2-4Refineries – Erzeugung von Wasserstoff für Raffinerien über Biomassevergasung! 12
Bio LNG, Antrieb für schwere Pisten – Präpariergeräte 14
NEULIBE – Neuartige Lithium Ionen Batterien 16
Batteriesystem 08 - LIBS-Lithium Ionen Batteriesystem-Entwicklung 08 18
Eco Drive for Hybrid Electric Vehicles (EHEV) 20
Verkehrsauskunft Österreich 22
autoBAHN – autonom fahrende EisenBAHN auf bestehenden Regionalbahnstrecken 24
eMORAIL „Integrated eMobility Service for Public Transport“ 26
emporA + emporA 2: E-Mobile Power Austria 28
E-Mobilität – die Förderprogramme des Klima- und Energiefonds 30
2 Klimaneutral mobil im 21. JahrhundertVorwort
Die Formen und Konzepte für nachhaltige Mobilität werden heiß diskutiert.
Sich alleine auf technologische Lösungen zu beschränken, greift zu kurz.
Nachhaltigkeit ist nur durch parallele Entwicklung und Anwendung neuer
Technologien und durch Verhaltensänderung erreichbar.
Der Klima- und Energiefonds fördert mit seinen dass die Verwendung von Wasserstoff aus Biomas-
Programmen, durchgeführt in Kooperation mit dem severgasung in Raffinerien den ökologischen Fußab-
Bundesministerium für Verkehr, Innovation und druck von Dieselkraftstoffen reduzieren kann. Dass
Technologie (bmvit), die Entwicklung von Innovationen auch Pistenraupen mit alternativen Kraftstoffen
für klimaneutrale Mobilität im 21. Jahrhundert. Im betrieben werden können, zeigt BioLNG. Strom für
vorliegenden Nachschlagewerk erfahren Sie mehr mobile Anwendungen liefert ein neuartiges Lithium-
über verschiedene technische Lösungen: effiziente Ionen-Batteriesystem entwickelt im Projekt
Antriebstechnologien und Leichtbau, neue Fahrzeug- NEULIBE. Im Projekt EHEV werden die Grundregeln
konzepte, Elektromobilität und multimodale Mobili- für ökologische Fahrweise mit Hybridantrieben durch
tätskonzepte. Simulation und Messung erarbeitet und bei den
Grazer Verkehrsbetrieben im Echtbetrieb getestet.
Effiziente, alternative und elektrische Fahrzeugan-
triebe werden ab Seite vier beleuchtet. Für den Lesen Sie ab Seite 22, wie das smarte und multi-
Flurförderzeugbereich, dem weltgrößten Markt für modale Verkehrssystem der Zukunft aussieht. Mit
Elektroantriebe, wird im Projekt E LOG BioFleet der Verkehrsauskunft Österreich entsteht erstmals
ein innovativer Einsatz von wasserstoffbetriebenen eine österreichweite intermodale Verkehrsauskunft.
Brennstoffzelle als Range Extender entwickelt. Ziel von autoBAHN ist ein ca. 10-Minuten-Takt auf
Das EVARE Demonstrator Fahrzeug stellt ein ganz- Regionalbahnen unter wirtschaftlichen Rahmenbe-
heitliches Fahrzeugkonzept für batteriebetriebene dingungen. Eine autonom fahrende Demonstrati-
Elektrofahrzeuge, PlugIn Hybride und Hybride vor. onsanlage fährt bereits in Vorchdorf und Gmunden.
CULT (Cars´ Ultralight Technologies) hat sich zum Innovative E-Mobilitätsgeschäftsmodelle für mehr
Ziel gesetzt, ein Konzept für ein A-Segmentfahrzeug öffentlichen Verkehr werden in eMORAIL entwickelt.
mit halbierter CO2 Emission zu erarbeiten, unter der Ergebnis von emporA wird ein Gesamtsystem für
Voraussetzung, dass das beschriebene Fahrzeug Elektromobilität – vom Fahrzeug über Ladeinfra-
leistbar, baubar und verkaufbar sein muss. Auf Linie struktur und Stromerzeugung bis zu Geschäftsmodell
62 der Wiener Linien fährt die energieoptimierte und Informationssystem – sein.
ECOTRAM täglich im Praxistest.
Eine aufschlussreiche Lektüre
Erfahren Sie mehr über Kraftstoffe der Zukunft ab wünschen Ihnen
Seite 12. In BioH2-4Refineries wird nachgewiesen,
Theresia Vogel Ingmar Höbarth
Geschäftsführerin, Klima- und Energiefonds Geschäftsführer, Klima- und Energiefonds
Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundert 3E LOG BioFleet - Logistikflottenanwendung mit
Range Extender unter Nutzung von Biomethan
Projektnummer: 825854 Kontakt
Fakten
Koordinator Linde Fördertechnik GmbH Manfred Klell
Organisator
Partner OMV Refining & Marketing GmbH, Fronius International GmbH,
klell@hycenta.at
HyCentA Research GmbH, DB Schenker, JOANNEUM RESEARCH
Forschungsgesellschaft mbH
Dauer 1. 6. 2010 – 31. 5. 2013
Budget in Euro 3.840.851,–
Ausschreibung Technologische Leuchttürme der Elektromobilität, 1. Ausschreibung
„Im weltgrößten Markt für Elektroantriebe, dem Flurförderzeugbereich, soll
durch den innovativen Einsatz einer wasserstoffbetriebenen Brennstoffzelle als
Range Extender ein Technologiesprung zur Verbesserung von Betriebsverhalten,
KundInnennutzen und Umweltverträglichkeit der Fahrzeuge dargestellt werden.“
Markus Weinberger, Projektleiter
Ausgangssituation der Bremsenergie garantiert höchste Wirkungsgrade.
Im Flurförderzeugbereich verursachen rein batterie- Die Fahrzeuge werden sicherheitstechnisch und
elektrische Fahrzeuge eine Minderung der Produk- gewerberechtlich für den Einsatz bei einem Industrie-
tivität vor allem im Mehrschichtbetrieb. Ausschlag- kunden abgenommen (Technologie- und Komponen-
gebend dafür sind die geringen Reichweiten der tenentwicklung).
Fahrzeuge sowie die langen Standzeiten während der
Ladevorgänge. Bei den Ladevorgängen kommt es zur In der zweiten Projektphase (F&E Implementierungs-
Entwicklung und Freisetzung gesundheitsschädlicher phase) wird eine Flotte von 12 Flurförderfahrzeugen
Dämpfe. Auch tritt eine Leistungsminderung bei aufgebaut und im industriellen Umfeld von KundInnen
sinkendem Ladezustand der Batterie auf. eingesetzt (Demonstrationsteil). Parallel zum Aufbau
der Fahrzeuge wird eine dezentrale Infrastruktur-
Ziele und Methodik lösung entwickelt, in der Biomethan zu Wasserstoff
Die Entwicklung und Integration von Brennstoffzellen reformiert wird. Der Wasserstoff wird bei den
mit Wasserstoffspeicher als Range Extender stellt KundInnen auf 350 bar komprimiert und erstmals in
einen innovativen Lösungsansatz für diese Problema- Österreich im Inneren einer Halle in die Drucktanks
tik und einen Technologiesprung zur Verbesserung der Fahrzeuge getankt. Der Einsatz von BioMethan
elektrischer Flurförderfahrzeuge dar. Zur dezentra- sichert die Umweltverträglichkeit, die Reformierung
len Versorgung mit Wasserstoff aus BioMethan wird erlaubt höchste Wirkungsgrade und durch die Hallen-
ein Reformer aufgebaut. Erstmalig in Österreich wird betankung werden die Vorteile in Betriebsverhalten
die Möglichkeit der Indoors-Betankung mit Wasser- und KundInnennutzen umgesetzt.
stoff geschaffen.
In beiden Phasen erfolgt die Realisierung der ge-
In der ersten Projektphase (F&E Start- und Pilot- samten Wertschöpfungskette von der Entwicklung
phase) werden für zwei Prototypenfahrzeuge neuar- und Produktion von Komponenten des Antriebs mit
tige Power-Packages mit Brennstoffzellen als Range Brennstoffzelle, Gasspeichersystems für Druckwas-
Extender, Wasserstoffdruckspeicher, Lithium-Ionen- serstoff und Gasleitungssystem über die Komponen-
Akkumulatoren und eine Regelelektronik entwickelt ten der Infrastruktur bis zu Wartung und Service in
und gebaut. Ein Vollhybridkonzept mit Rekuperation Österreich.
4 Klimaneutral mobil im 21. JahrhundertErgebnisse, Erkenntnisse und Projekt- Drei Gründe für das Projekt
fortschritt • Betriebsverhalten, KundInnennutzen und
Erstmals in Österreich werden Elektrofahrzeuge mit Umweltverträglichkeit von Elektrofahrzeugen
Brennstoffzellen Range Extender und eigener Versor- werden durch eine Wasserstoff-Brennstoffzelle
gung mit Wasserstoff aus BioMethan aufgebaut und als Range Extender deutlich verbessert.
industriell eingesetzt. Neben technischen, ökono- • Eine dezentrale Infrastrukturlösung für die
mischen und ökologischen Gesichtspunkten werden Versorgung mit Wasserstoff durch Reformierung
auch Fragen der Sicherheit und der gewerblichen von BioMethan für Indoor-Betankung wird entwi-
Zulassung der Anlagen abgedeckt. Von besonderem ckelt und zertifiziert.
Interesse in diesem Zusammenhang ist die in Öster- • Durch seine Übertragbarkeit auf allgemeine
reich erstmals angestrebte Umsetzung einer Hallen- automotive Transportsysteme übt das Leucht-
betankung. turmprojekt klimarelevante Modellwirkung auf
die Elektromobilität insgesamt aus.
Das Projekt erlaubt den Ausbau der österreichischen
Technologieführerschaft im Bereich Range Extender
für Logistikanwendungen. Durch seine Übertragbar-
keit und Erweiterbarkeit auf allgemeine automotive
Transportsysteme übt das Leuchtturmprojekt eine
klimarelevante Modellwirkung auf die Elektromobili-
tät insgesamt aus.
Das Power-Package mit Brennstoffzelle, Wasser-
stoffdruckspeicher, Lithium-Ionen-Akkumulatoren
und Regelelektronik ist fertig entwickelt und ge-
baut, die Zertifizierung ist eingeleitet. Der Einbau
in die Flurförderfahrzeuge und deren Zertifizierung
sollen im laufenden Jahr abgeschlossen sein. Die
Infrastrukturlösung ist entwickelt und geplant, ihr
Zusammenbau beauftragt. Auch deren Zertifizierung
inklusive der Hallenbetankung sind im laufenden Jahr
geplant.
Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundert 5EVARE – Electric Vehicle and Range Extender
Projektnummer: 823484 Kontakt
Fakten
Koordinator AVL List GmbH Frank Beste
Senior Programm Manager
Partner MIBA Sinter Austria GmbH, FRONIUS International GmbH,
für Elektromobilität
TU Wien, FH Kapfenberg, Montanuniversität Leoben, frank.beste@avl.com
Johannes Keppler Universität Linz, Kompetenzzentrum
Das Virtuelle Fahrzeug Forschungs-GmbH
Website www.avl.com
Dauer 1. 4. 2009 – 30. 9. 2011
Budget in Euro 10.867.341,–
Ausschreibung Neue Energien 2020, 2. Ausschreibung
„Das Beste aus zwei Welten – das batterieelektrische Fahrzeug mit Reichweiten-
verlängerer (Range Extender) ermöglicht individuelle städtische Mobilität ohne
Emissionen und Reichweitenangst, die auch bezahlbar ist.“
Frank Beste, Programm Manager
Lokal emissionsfrei unterwegs Das EVARE Projekt
Vielleicht wird es nicht so schnell gehen, wie viele Ein ganzheitliches Fahrzeugkonzept wurde mit dem
erwarten, aber die Elektrifizierung des PKW-Antriebs EVARE Demonstrator Fahrzeug, ein batterieelektri-
wird kontinuierlich und unaufhaltsam zunehmen. sches Fahrzeug für Mega-Cities mit Range Extender
Auf dem Weg dorthin werden in den nächsten 10 bis erreicht. EVARE Entwicklungsziel ist damit, die
20 Jahren Verbrennungs- und Elektromotor in Form Elektromobilität mit lokaler Emissionsfreiheit bei
von unterschiedlichen Hybridvarianten kombiniert maximalem KundInnennutzen in bezahlbaren ganz-
und intelligent zusammenspielen. Die Elektrifizie- heitlichen Fahrzeugkonzepten zu vereinen.
rung schließt damit nicht nur reine Elektrofahrzeuge
sondern auch Elektrofahrzeuge mit Range Extender, Das batterieelektrische Energiespeichersystem ist
PlugIn Hybride und auch Hybride ein. Reine batterie- für die von KundInnen erwartete reale Fahrzeug-
elektrische Fahrzeuge haben einen sehr einfachen Mindestreichweite von 100 – 150 km extrem teuer,
Aufbau und erlauben neben der lokalen Emissions- schwer und in einem kompakten Stadtfahrzeug kaum
freiheit weitere völlig neue Potentiale für die Fahr- entsprechend der Crashanforderungen zu integrie-
zeugentwicklung, eine Herausforderung wird uns ren. Die Europäische Fahrzeugnutzungsstatistik zeigt
aber noch für längere Zeit begleiten: Das Thema der aber auch, dass mehr als 80 % aller Stadtfahrzeuge
Batterie bezüglich Kosten, Gewicht, Bauraum und weniger als 50 km pro Tag zurücklegen. Der EVARE
Sicherheit als Schlüssel zum Erfolg der Elektromobi- Ansatz ist daher, das aufwendige elektrische Energie-
lität. AVL konzentriert sich einerseits auf die Optimie- speichersystem auf den tatsächlichen täglichen Fahr-
rung der Batterie an sich und andererseits auf eine bedarf zu optimieren. Der Range Extender wird als
Reduktion der Anforderungen an den Stromspeicher zusätzliches System eingesetzt, um die für ein Fahr-
durch ein ganzheitliches Fahrzeugkonzept. Dieses zeug mindestens abzudeckende Gesamtreichweite
berücksichtigt neben der optimalen Kombination von von 250 km zu ermöglichen. Der Range Extender
E-Antrieb, Verbrennungsmotor, Getriebe und intelli- ist eine durch einen Verbrennungsmotor getriebene
genter Systemregelung auch die Interaktion mit der Generatoreinheit, die als „chemisch-elektrischer“
Fahrerin, dem Fahrer und die geodätische Fahrzeug- Energiewandler den deutlichen Energiedichtevorteil
position. moderner Kraftstoffe gegenüber Batteriesystemen
6 Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundertnutzt, um eine attraktive Fahrzeugreichweite bei Drei Gründe für das Projekt
geringen Energiespeicherkosten, Batteriegewicht • Range Extender ermöglichen lokal emissions-
und Bauvolumen darzustellen. Der EVARE Range freies Fahren bei attraktiver Fahrzeuggesamt-
Extender zeichnet sich durch kompakteste Integration reichweite.
eines Verbrennungsmotors mit einem optimierten • Bestechende akustische Eigenschaften bei
Generator-Starter-System, der Leistungselektronik extrem kompakter Integration von Range Ex-
und Steuerung und der akustischen Kapselung aus. tender Modul und Batterie für attraktive Fahr-
Der Rotations-Kolbenmotor erlaubt aufgrund seiner zeugkonzepte.
zentralen Wellenlage und des vollständigen Massen- • Hohes Leistungs-/Gewichtsverhältnis bei
ausgleichs höchste Leistungsdichten bei geringster geringem Verbrauch und deutlich reduzierten
akustischer Anregung. Alternative Konzepte sind mit Produktkosten.
Hubkolbenmotor konzipiert und konzentrieren sich
auf die Übernahme existierender Produktionseinrich-
tungen.
Das System wird vollautomatisch aktiviert, sobald ein
vordefinierter Ladezustand der Batterie im batterie-
elektrischen Betrieb unterschritten bzw. ein Be-
triebsmodus für maximale Fahrzeugreichweite vor-
gewählt wird und versorgt den Fahrantrieb bzw. die
Batterie mit elektrischer Energie, um das Erreichen
des Fahrzieles sicherzustellen. Gegenwärtig wird das
modulare AVL Range Extender System im Flottenbe-
trieb erprobt.
AVL ist das weltweit größte private Unternehmen
für die Entwicklung, Simulation und Prüftechnik von
Antriebssystemen (Hybrid, Verbrennungsmotoren,
Getriebe, Elektromotoren, Batterien und Software)
für PKW, LKW und Großmotoren.
Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundert 7CULT – Cars’ Ultra Light Technologies
Projektnummer: 829994 Kontakt
Fakten
Koordinator MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG & Co KG Wolfgang Fritz
Projektleiter
Partner TU Wien, FACC AG Polymer Competence Center Leoben
wolfgang.fritz@magnasteyr.com
GmbH, Österreichisches Gießerei-Institut, MUL - Institut
für Verarbeitung von Verbundwerkstoffen, 4a Technologies
Website www.magnasteyr.com
Dauer 8. 9. 2010 – 7. 9. 2013
Budget in Euro 13.718.168,–
Ausschreibung Neue Energien 2020, 4. Ausschreibung
„Die Reduktion der weltweiten CO2-Emissionen ist eine Hauptaufgabe unserer
Zeit. Zur Erreichung des G7- Klimaziels, muss auch der Straßenverkehr einen
Beitrag leisten. Dies erfordert die Entwicklung neuer Konzepte und Technologien.
Wer solche Lösungen findet, der wird auch in Zukunft erfolgreich sein.“
Wolfgang Fritz, Projektleiter
Rahmenbedingungen/KundenInnen-
anforderungen Die dazu erforderlichen Technologien, insbesondere
Aus der Erfordernis, die globale Klimaerwärmung der Einsatz und die Verbindungstechnologie unter-
einzudämmen, entsteht die dringende Notwendigkeit, schiedlicher Materialien sowie das erforderliche
die weltweiten CO2-Emissionen zu reduzieren. Daher Know-how in der Auslegung und Simulation neuer
haben die Regierungen der G8-Staaten die Vereinba- Werkstoffe (z. B. faserverstärkte Kunststoffe) sollen
rung getroffen, die CO2-Emissionen so zu reduzieren, im Rahmen des CULT-Projekts entwickelt werden.
dass die globale Erwärmung auf max. 2 °C einge- Zur Lösung dieser anspruchsvollen Aufgabe wurde
dämmt wird. ein firmenübergreifendes Konsortium mit den indus-
triellen Partnern Magna Steyr, FACC und 4a Manuf-
Da der Straßenverkehr einen signifikanten Beitrag acturing sowie den wissenschaftlichen Partnern
zu den CO2-Emissionen liefert, wurden in der Folge Montanuniversität Leoben, PCCL, ÖGI und TU Wien
in den einzelnen Ländern und Regionen Grenzwerte gebildet.
für Flottenemissionen und teils empfindliche Strafen
bei Überschreitung formuliert. Parallel dazu führt ein Im Kern wurden die Stellhebel Leichtbau, Wirkungs-
wachsendes Umweltbewusstsein der EndkundInnen gradverbesserung, Aerodynamik, Rollwiderstand und
in Verbindung mit dem Trend zur „Verstädterung“ zu Antrieb zur CO2-Reduktion identifiziert. Alle Stell-
einer weiteren Erhöhung des Drucks auf die Fahr- hebel werden im CULT Projekt mit adäquaten
zeugherstellerInnen und deren ZulieferInnen, neue Arbeitspaketen bearbeitet. Im Folgenden soll das
Konzepte und Technologien zur Emissionsreduktion Thema Leichtbau fokussiert werden, da die Errei-
zu finden. chung des Gewichtsziels für die Realisierung der an-
deren Potenziale Voraussetzung ist. Um das Gewicht
des Fahrzeugs deutlich zu reduzieren (Ziel ist eine
Konzepte/Technik Gewichtsreduktion um 300 kg), muss, wenn das Fahr-
Das Projekt ´CULT´ (Cars Ultralight Technologies) zeug leistbar bleiben soll, ein ganzheitlicher Ansatz
hat sich zum Ziel gesetzt, ein Konzept für ein A-Seg- gewählt werden.
mentfahrzeug mit halbierter CO2 Emission (49g CO2
pro km statt 100g CO2 pro km) zu erarbeiten, unter Dieser beruht auf den drei Säulen „Funktionsintegra-
der Voraussetzung, dass das beschriebene Fahrzeug tion“, „Materialsubstitution“ und „Downsizing/Sekun-
leistbar, baubar und verkaufbar sein muss. däreffektnutzung“. Bei der Funktionsintegration geht
8 Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundertes darum, Bauteilen mit mehreren Funktionen zu Ergebnis/Zusammenfassung
versehen, um schließlich Bauteile entfallen zu lassen. Es zeigt sich, dass mit dem beschriebenen ganz-
Ein Beispiel dafür ist der Entfall von Innenverklei- heitlichen Ansatz ein Fahrzeugkonzept darstellbar
dungen bei entsprechender Gestaltung (Aufbringung ist, dass deutliche Gewichtsreduktion (-300 kg) bei
von Kaschierung) des Rohbaus. moderater Kostensteigerung ermöglicht. Der Kern
wird durch den Rohbau in Multi-Materialbauweise
Im Block „Materialsubstitution“ werden gezielt gebildet. Diese Gewichtsreduktion ermöglicht die
Leichtbaumaterialien (Kohlenstofffaser, Magnesium Umsetzung weiterer Maßnahmen insbesondere auf
etc.) eingesetzt. Im Block „Downsizing/Sekundär- der Antriebsseite, so dass insgesamt eine Halbierung
effektnutzung“ geht es darum, dass das Fahrzeug, der CO2-Emission erreicht wird.
wenn es wesentlich leichter ist, mit kleineren, leich-
teren (und in der Regel auch preiswerteren) Kompo- Magna Steyr ist mit seiner Kenntnis in der Erstellung
nenten bei gleicher Funktionserfüllung auskommt. von Fahrzeugkonzepten, in der flexiblen Fertigung von
So können z. B. die Bremsen für ein derart leichtes Fahrzeugen und der erforderlichen Leichtbaumodule
Fahrzeug bei gleichem Bremsweg deutlich kleiner (Rohbau in Multi- Materialbauweise, CNG-Tanksy-
dimensioniert werden. stem, Leichtbautür) ein guter Partner für die OEMs
Die Kostenminderung durch „Funktionsintegration“ auf ihrem Weg zur CO2-Reduktion.
und „Downsizing/Sekundäreffektnutzung“ führt zu
einer teilweisen Kompensation der Mehrkosten durch
die „Materialsubstitution“. Drei gute Gründe für das Projekt
• CO2-Reduktion ist gesellschaftlicher Megatrend
Diese Arbeiten zur Gewichtsreduktion führen in der und erfordert neue Lösungen und Technologien.
Folge zu entsprechenden Leichtbaumodulen (Compo- • Hochkomplexe Probleme erfordern die Bildung
site CNG- Behälter; Leichtbausitz; Leichtbautür etc.) von branchen- und firmenübergreifenden Teams
deren Wichtigstes erwartungsgemäß die Leichtbau- mit enger Vernetzungen zur Forschungsland-
karosserie ist. Hier wurde ein Multimaterialansatz schaft.
gewählt. Im vorliegenden Ansatz werden AL- Pro- • Der eingeschlagene Weg einer ganzheitlichen
file mit AL-Gussknoten, einer Stirnwand aus dem Betrachtung des Gesamtfahrzeugs zeigt, dass
Sandwich-Material „CIMERA“, einem Faserverbund eine CO2-Halbierung mit einem leistbaren Fahr-
Unterboden und „Organoblech“ kombiniert. zeug möglich erscheint. Die neuen Technologien,
Fertigungsverfahren und Methoden können in
Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt dabei im Finden andere Fahrzeugklassen übertragen werden.
geeigneter Verbindungsmethoden und in der Ermitt-
lung der Materialdaten für diese zum Teil neuen Ma-
terialien mit dem Ziel, diese hinsichtlich ihres Verhal-
tens im Gesamtfahrzeug berechnen und beurteilen zu
können.
Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundert 9EcoTram – Energieoptimierung der thermischen
Fahrzeugsysteme bei Schienenfahrzeugen
Projektnummern: 825443, 829788 Kontakt
Fakten
Koordinator Siemens AG Österreich Walter Struckl
Projektleiter
Partner RTA - Rail Tec Arsenal Fahrzeugversuchsanlage GmbH, Schienen-
walter.struckl@siemens.com
infrastruktur-Dienstleistungsgesellschaft m.b.H., Technische
Universität Wien, Inst. für Mechanik und Mechatronik, Vossloh
Kiepe Ges.m.b.H., Wiener Linien GmbH & Co KG
Website www.siemens.com
Dauer 1. 10. 2009 – 30. 9. 2013
Budget in Euro 2.134.096,-
Ausschreibung Neue Energien 2020, 3. und 4. Ausschreibung
„Nachhaltiges Energiesparen funktioniert nur, wenn die effiziente Technik, die
detaillierten Anforderungen der NutzerInnen und die realistischen Umgebungs-
bedingungen verstanden und bereits in der Entwicklungsphase des Produkts
vorausschauend berücksichtigt werden.“
Walter Struckl, Projektleiter
Projektaufbau und Ziele maßgeblichen Fahrzeug- und Betriebsparameter.
Bei Schienenfahrzeugen im Nahverkehrseinsatz Im praktischen Teil (EcoTram II) werden die im theo-
kommt dem Energieverbrauch der Heizungs- und retischen Teil ausgewählten Maßnahmen am Prototyp
Klimageräte besondere Bedeutung zu. Bei besonders evaluiert. Speziell sind dies die nach einer ersten
kalter oder heißer Witterung kann der Energiever- Vorauswahl identifizierten Maßnahmen Fahrzeugmo-
brauch dieser Komponenten sogar größer sein als der difikationen, innovatives HKL-Gerät mit Wärmepumpe
Aufwand für Fahrzeugantrieb und andere Nebenag- und die modellprädiktive Regelung. Weitere Ziele sind
gregate zusammen. Während bei der Antriebstechnik die messtechnische Validierung der damit erreichten
die Energierückgewinnung schon lange technischer Einsparungen im Klima-Wind-Kanal und im Betrieb
Stand ist, gibt es bei der Optimierung des Energie- in Wien, die Darstellung der erreichten Einsparungen
verbrauchs der Fahrzeugklimatisierung noch großes am konkreten Beispiel ULF sowie die Bewertung aller
Potenzial. untersuchten Maßnahmen in Bezug auf Neukonstruk-
tionen bzw. die Umrüstung anderer Fahrzeuge bzw.
Projektziel war daher die gesamtheitliche Energieo- Fahrzeugflotten.
ptimierung der thermischen Fahrzeugkomponenten
von Schienenfahrzeugen für eine verbesserte
Energieeffizienz bei gleichzeitiger Erhaltung der Ergebnisse
thermischen Behaglichkeit. Das Gesamtprojekt wur- In der theoretischen Projektphase wurden anhand
de dabei in zwei zeitlich gereihte Projektabschnitte von Klima-Wind-Kanal- und Betriebsmessungen die
bzw. -teile (EcoTram und EcoTram II) gegliedert, den entsprechenden Daten am Schienenfahrzeug
theoretischen und praktischen Teil. Im theoretischen gesammelt. Zugleich wurde ein umfangreiches
Teil (EcoTram) waren die Hauptziele klare technische Simulationsmodell für das thermische Verhalten des
Vorgaben für Umbaumaßnahmen zur Effizienzstei- Fahrzeugs unter Betriebsbedingungen erstellt, mit
gerung an bestehenden Fahrzeugen, Methoden und dem Fallstudien zur Auswirkung der unterschied-
Software-Tools für die energieeffiziente Neuplanung lichen Optimierungsmaßnahmen möglich werden.
von Fahrzeugen und Komponenten, sowie ein ver- Mit diesen Verbesserungsmaßnahmen wurden die
bessertes Verständnis für die Zusammenhänge der Zusammenhänge zwischen Umgebungsbedingungen,
10 Klimaneutral mobil im 21. JahrhundertBetriebsparametern, Fahrzeugaufbau und Klima- und nahmen identifiziert werden:
Heizungsgeräten dargestellt und quantitativ im Rah- (1) Modifikationen am Fahrzeug, wobei vor allem
men einer Wirtschaftlichkeitsanalyse bewertet. kosteneffiziente, aber innovative Maßnahmen
Basierend auf diesen Erkenntnissen wurden Um- geplant sind.
baumaßnahmen sowie optimierte Betriebsstrategien (2) Die Klima- und Heizungsgeräte werden komplett
entwickelt, welche deutliche Energieeinsparungen neu konzipiert, wobei Wärmepumpe, frequenz-
ohne Behaglichkeitsverlust bringen. Im praktischen variable Ansteuerung und neue Steuergeräte zum
Teil werden die Umbaumaßnahmen am Fahrzeug und Einsatz kommen.
Klima- und Heizungsgeräten in die Realität umgesetzt (3) Als Regelalgorithmus wird ein modellprädiktiver
und das Energiesparpotenzial mittels neuerlichen Regler entwickelt.
Klimawindkanal- und Betriebsmessungen quanti-
tativ belegt. Parallel dazu ergeben die gemessenen
Betriebsdaten in Kombination mit den Steuerungs- Drei Gründe für das Projekt
parametern des Fahrzeuges und der Klima- und Bis 2025 werden voraussichtlich 56,6 % der Weltbe-
Heizungsgeräte eine Simulationssoftware zur ge- völkerung und 69 % bis 2050 in Städten leben. So wird
nauen Berechnung des Energiebedarfs. 2/3 der weltweiten Energie und bis zu 70 % der THG-
Emissionen in Städten verbraucht bzw. verursacht.
• EcoTram dient der Entwicklung eines energie-
Erkenntnisse und ressourceneffizienten Verkehrsmittels für
Primär konnten durch den erfolgreichen Abschluss eine nachhaltige Stadtentwicklung.
des theoretischen Anteils des EcoTram-Projektes • Kooperation österr. Unternehmen zur Stärkung
wichtige Erkenntnisse für das Verständnis der Ener- der Wettbewerbsfähigkeit
giebilanz eines Straßenbahnfahrzeuges gesammelt • Der Fahrgast kann sich persönlich vom energie-
werden. Es konnten einige Situationen identifiziert effizienten Betrieb und hohen Komfort überzeu-
werden, in denen es zu einem Energieverbrauch gen
kommt, ohne dass dadurch der thermische Komfort
im Fahrzeuginneren verbessert wird. Die aufgetre-
tenen Ereignisse konnten den beiden Kategorien
Heizung-, Lüftungs- und „Betrieb des Fahrzeugs“
zugeordnet werden. Folgend konnte durch einfache
Eingriffe in die Regelung der Klima- und Heizungs-
gerätesteuerung bereits verbessert werden. Durch
die energetische und wirtschaftliche Bewertung der
Verbesserungsmaßnahmen konnten folgende Maß-
Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundert 11BioH2-4Refineries – Erzeugung von Wasserstoff für
Raffinerien über Biomassevergasung
Projektnummer: 829907 Kontakt
Fakten
Koordinator OMV Refining & Marketing GmbH Josef Lichtscheidl
Projektleiter
Partner Bioenergy 2020+ GmbH, REPOTEC GmbH,
Josef.Lichtscheidl@omv.com
TU Wien
Dauer 1. 10. 2010 – 30. 9. 2011
Budget in Euro 634.745,–
Ausschreibung Neue Energien 2020, 4. Ausschreibung
„Die Reduktion der durch den Verkehr verursachten CO2-Emissionen ist eine der
größten Herausforderungen der Klimapolitik. Durch die Verwendung von
Wasserstoff aus Biomassevergasung in Raffinerien können die von Dieselkraft-
stoffen verursachten CO2-Emissionen mit vernünftigem Aufwand verringert
werden.“
Christian Aichernig, REPOTEC GmbH
Biomassevergasung als Ausgangspunkt der erneuerbare Energien im fossilen Energiesystem
Mit der Errichtung der Biomasse – Vergasungs – KWK nutzbar macht und so die CO2-Emissionen der Raffi-
Anlage Güssing (A) im Jahr 2001 gelang ein Durch- nerien verringern kann.
bruch bei der Vergasungstechnologie. Seit damals
versorgt die Anlage die Stadt zuverlässig mit Strom Projektziele
und Wärme. Das Ziel der Durchführbarkeitsstudie war es, alle
Grundlagen für eine Demonstrationsanlage zu erar-
Der Vergasungsprozess selbst basiert auf der Was- beiten. Daher beinhaltet das Projekt folgende Ar-
serdampf-Vergasung von Biomasse in der intern beitsschritte:
zirkulierenden Wirbelschicht. Die günstigen Eigen- • Evaluierung der Verfügbarkeit und Kosten von
schaften des Produktgases, wie der Heizwert von ca. verschiedenen Biomassesortimenten für einen
12 MJ/Nm3, der hohe Wasserstoffanteil von ca. 40 % Raffineriestandort
und das Fehlen von Stickstoff machen Synthesegas- • Grundlagen für ein Basic-Engineering der
Anwendungen besonders interessant. Gesamtanlage inkl. Einbindung in die Raffinerie
• Ausarbeitung von Optionen zur Nutzung von
Mit der Fischer-Tropsch Synthese können so CO2 neu- Nebenprodukten
trale Treibstoffe hergestellt werden, doch eine wirt- • Ermittlung der Projektkosten und Wirtschaftlich-
schaftliche Umsetzung scheint im Moment schwierig. keitsbetrachtung
Wasserstoff im Raffinerieprozess Ergebnisse
Zur Konversion schwerer Rohölkomponenten und zur Als Ergebnis der Durchführbarkeitsstudie erscheint
Entschwefelung der Produkte benötigen die Raffine- die Umsetzung einer Demonstrationsanlage am
rien Wasserstoff, der derzeit zumindest teilweise aus Standort Lobau machbar. Die Versorgung mit Bio-
Erdgas gewonnen werden muss, wodurch zusätz- masse ist sichergestellt.
liche CO2-Emissionen entstehen. Die Herstellung von
Wasserstoff aus dem Synthesegas der Biomasse- Verschiedene Verfahrensvarianten wurden erarbei-
vergasung ist ein vergleichsweise einfacher Prozess tet und miteinander verglichen. Es zeigte sich, dass
12 Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundertdie Variante mit der höchsten Wasserstoffausbeute Drei Gründe für das Projekt
auch die wirtschaftlichste ist. Der Wirkungsgrad von • Durch Wasserstoff aus Biomassevergasung
der Biomasse zu Wasserstoff liegt bei 60 %, wobei können die von Dieselkraftstoffen verursachten
zusätzlich 18 % Prozesswärme erzeugt werden. CO2-Emissionen verringert werden.
Zusätzlich fallen 5.932 Nm3/h reines CO2 an, die zum • Auch in zahlreichen weiteren Prozessen der
Beispiel in Glashäusern genutzt werden können. chemischen Industrie, die Wasserstoff einsetzen,
Bei Realisierung der Anlage könnten die CO2-Emissi- kann diese Reduktion erzielt werden.
onen der Raffinerie um ca. 65.000 t/a gesenkt wer- • Gleichzeitig wird Infrastruktur zur Erzeugung
den, bei vollständiger Nutzung des anfallenden CO2 von Bio-Wasserstoff geschaffen, die für zukünf-
sogar um 140.000 t/a. tige Wasserstoff-Energiekonzepte zur Verfügung
steht.
Realisierung der Demonstrationsanlage
Die Grundlagen für ein Basic Engineering der De-
monstrationsanlage wurden soweit geschaffen, dass
die Anlagenkosten für eine Einreichung zur Förde-
rung durch das EU-Programm NER 300 ermittelt
werden konnten. Unter der Bedingung einer Förder-
zusage erscheint die Umsetzung einer ersten De-
monstrationsanlage im Raum Wien wirtschaftlich.
Eine Reihe von Firmen aus der Technischen Gase -
Industrie und aus der Holz verarbeitenden Industrie
zeigt Interesse, sich am geplanten Demonstrations-
projekt zu beteiligen.
Danksagung
Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und
im Rahmen des Programms „NEUE ENERGIEN 2020“ durchgeführt.
Der Autor bedankt sich bei den Projektpartnern OMV Refining & Marketing
Gmbh, Bioenergy 2020+ GmbH und TU Wien, Institut für Verfahrenstechnik,
Umwelttechnik und technische Biowissenschaften sowie bei Herrn Kurt
Pollak für die gute Zusammenarbeit.
Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundert 13Bio LNG, Antrieb für schwere Pisten –
Präpariergeräte
Projektnummer: 825435 Kontakt
Fakten
Koordinator Salzburg AG Johann Schmidhuber
Projektleiter
Partner TU Wien, Schwingenschlögel, Infinite, Kässbohrer
johann.schmidhuber@salzburg-ag.at
Geländefahrzeuge
Website www.erdgasdrive.at
Dauer 1. 10. 2010 – 31. 12. 2013
Budget in Euro 534.259,–
Ausschreibung Neue Energien 2020, 3. Ausschreibung
„Biogas - der regionale und umweltfreundliche Kraftstoff für den
alpinen Bereich!“
Johann Schmidhuber, Projektleiter
Biogas – die saubere Alternative Projektumfang Bio-LNG
Einen der wichtigsten österreichischen Wirtschafts- Im Rahmen des Projektes soll eine nachhaltige Um-
zweige stellen der Wintertourismus und die alpinen rüstmethode für dieselbetriebene Pistenraupen hin
Sportarten dar. Um den KonsumentInnen optimale zum Mischbetrieb Diesel/Methan entwickelt werden.
Pistenbedingungen bieten zu können, werden unter Hierzu wird ein Beimengungsverfahren untersucht,
anderen schwere Pistengeräte benötigt. Ein einziges bei dem durch elektronische Steuerung Methan in die
dieser Fahrzeuge verbraucht jedoch pro Jahr gleich den Dieselmotor einbracht wird.
viel Kraftstoff wie etwa 10 Pkw mit einer jährlichen
Fahrleistung von jeweils 15.000 km oder 10 bis 15 Weiters wurde begonnen eine mechatronische Lö-
Haushalte an Heizenergie. Das Gerät emittiert da- sung des LNG Systems, unter Einsatz eines elektro-
rüber hinaus über 500 kg NOx, das entspricht dem nischen LNG Managements, zu entwickeln.
Schadstoffausstoß von mehreren hundert Euro 4 Pkw
sowie enorme Russpartikelmengen. In diesem Be- Unter Berücksichtigung der extremen Einsatzbedin-
reich könnte somit durch den Einsatz innovativer An- gungen wurden erste Rückschlüsse auf die Abstim-
triebe und sauberer Energieträger eine starke Reduk- mung und Entwicklung des BioLNG Antriebs für
tion der Emissionen mit vergleichsweise niedrigem Pistenraupen erarbeitet.
Mitteleinsatz erreicht werden. Da es für diese Off-
road Maschinen keine derart strengen Abgasgrenz- Zudem wird bereits ein Energieversorgungscontai-
werte wie für Straßenfahrzeuge gibt und teilweise ner konzeptioniert, um BioLNG Off-Road Maschinen
ältere Technologie eingesetzt wird, liegen deren auch in nicht an das Gasnetz angeschlossene Gebiete
individuelle Emissionen auf sehr hohem Niveau. Ein betreiben zu können.
durchschnittliches österreichisches Pistenfahrzeug
verbraucht pro Jahr 13.000 l Dieselkraftstoff. Der An einem Testfahrzeug werden im Gelände On-board
Reduktionsbedarf der hohen Schadstoffemissionen Emissionsmessungen durchgeführt und die Messer-
von Pistengeräten ist daher die Hauptmotivation des gebnisse validiert werden. Hieraus sollen Erkennt-
gegenständlichen Projektes. nisse hinsichtlich Leistungsvermögen, realen Schad-
stoffausstoß, FahrerInnenakzeptanz als Basis für den
14 Klimaneutral mobil im 21. JahrhundertEinsatz des Energieträgers BioLNG in Pistengeräten
gewonnen werden und eine Studie zum Emissionsver-
haltens erstellt werden.
Mittels der neuentwickelten BioLNG Technologie
sollen weitere derartige Off-Road Geräte umgerüstet
werden.
Drei Gründe für das Projekt
• Biogas ist ein regional verfügbarer und umwelt-
freundlicher Kraftstoff für den alpinen Bereich.
• Im geforderten Leistungsbereich gibt es derzeit
keine alternativen Antriebssysteme.
• Mit BIO LNG können auch entlegene Gebiete mit
einem alternativen Kraftstoff versorgt werden.
Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundert 15NEULIBE - Neuartige Lithium Ionen Batterien
Projektnummer: 821964 Kontakt
Fakten
Koordinator VARTA Micro Innovation GmbH Stefan Koller
Projektleiter
Partner Platingtech Beschichtung GmbH
s.koller@vartamicroinnovation.com
Website www.vartamicroinnovation.com
Dauer 1. 10. 2009 – 30. 9. 2012
Budget in Euro 660.384,–
Ausschreibung Neue Energien 2020, 2. Ausschreibung
„Die Steigerung der Energieeffizienz in Unternehmen hat in erster Linie die
Reduktion des Primärenergieeinsatzes bzw. die Energierückführung in den
Prozess zum Ziel. Prozesse sind oft bereits soweit optimiert, dass es notwendig
wird, innovative Lösungen zur Nutzung von nicht mehr nutzbarer Abwärme zu
finden.“
Stefan Koller, Projektleiter
Ausgangssituation/Motivation des Projektes chermaterialien können Lithiumspeicherlegierungen
Die Lithium Ionen Batterie (LIB) hat sich aufgrund bis zu 10 mal mehr Lithium bezogen auf ihr Gewicht
ihrer hohen Energiedichte auf dem 3-C Markt (camera, speichern. Dabei weißt Silizium mit einer Kapazität
cell phone, computer) als kommerziell gängigstes von bis zu 4200 mAh∙g-1 (Graphit 372 mAh∙g-1). Der
sekundäres Speichersystem etabliert und hat andere Einsatz dieses Materials scheitert jedoch an der
Batteriesysteme in diesem Markt nahezu verdrängt. unzureichenden elektronischen Leitfähigkeit und den
starken Volumenänderungen von bis zu 400 % wäh-
Durch den weltweit steigenden Energiebedarf und rend der Lithium Insertion.
der damit verbundenen Klimaproblematik, spielt die
Entwicklung neuer Technologien zur effizienten und Dem vorliegenden Projekt liegt der Anspruch zu
nachhaltigen Energienutzung eine zunehmend wich- Grunde, durch den Einsatz eines neuartigen Strom-
tige Rolle. Dadurch haben sich auch für Lithium Ionen sammlers den Einsatz von Silizium zu ermöglichen
Batterien neue Anwendungsbereiche aufgetan. Sie und auf diesem Wege eine fortschrittliche elektro-
zählt zu den vielversprechendsten Speichertechnolo- chemische Speichertechnologie zu entwickeln
gien in der Elektromobilität und ist die Pufferbatterie
für stationäre Applikationen auf dem Sektor erneuer-
barer Energieträger (Solar- und Windkraft). Zielsetzungen des Projektes
Bisher kamen in herkömmlichen LIB´s hauptsächlich
Diese neuen Anwendungsbereiche stellen jedoch Stromsammler in Form von Folien oder Streckme-
höhere Anforderungen an das System, besonders tallen zum Einsatz. Ein neuartiger Stromsammler,
bezüglich der Energie- und Leistungsdichte. In den ein umhüllend metallisiertes Kunststoffvlies, soll die
letzten Jahren konnte die Energiedichte von Lithium Anwendung hochenergetischer Speicherlegierungen
Ionen Batterien bereits stark erhöht werden. Dafür als Aktivmaterial gezielt verbessern.
sind hauptsächlich die Gewichtsreduktionen passiver
Batteriebestandteile und die Verbesserung beste- Die verwobene Struktur des Vlieses führt zu einer
hender Materialien verantwortlich. Um jedoch den verbesserten mechanischen Stabilität der Elektrode
steigenden Anforderungen gerecht werden zu können und soll so den Volumenänderungen des Materials
ist der Einsatz neuer Aktivmaterialien mit höherer während der Lade- und Entladezyklen entgegenwir-
Speicherkapazität notwendig. Im Gegensatz zu den ken.
heute gebräuchlichen auf Graphit basierenden Spei-
16 Klimaneutral mobil im 21. JahrhundertDes Weiteren bietet das Stromsammlervlies eine ca. Auf Seiten der positiven Elektrode konnte die galva-
dreimal so große Kontaktfläche zum Aktivmaterial nische Abscheidung von Aluminium auf dem Vlies
als die herkömmlich verwendeten Folien. Dadurch gezeigt werden. Des weiteren wurde die Möglichkeit
wird die Elektronentransferreaktion an der Grenz- der Oberflächenstrukturierung durch verschiedene
fläche beschleunigt und somit die Elektrodenkinetik Abscheideverfahren und -bedingungen gezeigt, wel-
verbessert. che im weiteren Projektverlauf für das Design einer
definierten Oberfläche notwendig sind.
Ein weiterer Vorteil dieses Stromsammlers liegt im
reduzierten Einsatz von Metall, was sich ressourcen-
schonend auf den Zellaufbau auswirkt und zu einer Drei Gründe für das Projekt
Gewichtsreduktion des Stromsammlers bzw. einer • Zur Umsetzung der energiepolitischen Ziele ist
Erhöhung der gravimetrischen Energiedichte führt. ein Ausbau der Elektromobilität unerlässlich,
deren Erfolg auf der Weiterentwicklung elektro-
chem. Speichersysteme begründet ist.
Ergebnisse und Schlussfolgerungen der • Die Partizipation an durch die Elektromobilität
bisherigen Projektlaufzeit generierten Marktchancen ist für österreichische
Die im Projekt angewandten elektrochemischen Unternehmen, und damit für die österreichische
Untersuchungsmethoden (Zyklovoltammetrie und Wirtschaft von entscheidender Bedeutung.
Konstantstromzyklisierung) zeigen, dass die An- • Als wissenschaftliches Leuchtturmprojekt trägt
wendung des entwickelten und verwendeten Vlieses das Projekt zum internationalen Renommee der
als Stromsammler für die negative und die positive österreichischen Forschungslandschaft bei.
Elektrode möglich ist.
Auf Seiten der negativen Elektroden konnte eine
homogene Oberflächenvergrößerung des Vlieses mit-
tels des gewählten Verfahrens der Pulsabscheidung
erzielt werden. Diese Oberflächenvergrößerung ge-
währleistet in weiterer Folge einen besseren Kontakt
zwischen Aktivmaterial und Stromsammler, wodurch
eine verbesserte Kinetik der Elektrodenreaktionen
beobachtet werden kann. Des Weiteren zeigen die
Ergebnisse eindeutig, dass durch die Dreidimensi-
onalität des Stromsammlers und der daraus resul-
tierenden Einbettung des Aktivmaterials in diesen,
eine Reduktion des Verlustes an Aktivmaterial bei
Verwendung von Intermetallischen Verbindungen als
Aktivmaterial gegeben ist.
Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundert 17Batteriesystem 08 - LIBS-Lithium Ionen Batterie-
system-Entwicklung 08
Projektnummer: 818939 Kontakt
Fakten
Koordinator MAGNA E-Car Systems GmbH&Co OG Peter Dämon
Project Management R&D
Website www.magnaecar.com
peter.daemon@magnaecar.com
Dauer 1. 5. 2008 – 30. 4. 2009
Budget in Euro 5.603.667,–
Ausschreibung Neue Energien 2020, 1. Ausschreibung
„Die Entwicklung der Elektromobilität macht eine enge Zusammenarbeit der
traditionell getrennten Bereiche Elektrochemie, Maschinenbau, Elektrotechnik,
Elektronik und Software notwendig. Somit stellt diese neue Technologie neben
den technischen Herausforderungen auch einen sozial-kulturellen Mehrwert dar.“
Peter Dämon, Projektleiter
Steigende Emissionen und sinkende Ressourcen bei Die Aufgabenstellung in diesem Projekt war die Neu-
den fossilen Energieträgern sind die wesentlichen bzw. Weiterentwicklung von Batteriesystemen bis zur
Einflussgrößen der Klimapolitik. Lösungen von Seiten Konzeptreife für die Anwendung in elektrischen PKWs
der Automobilindustrie sind hier nur durch völlig bzw. in Hybrid-Nutzfahrzeugen basierend auf dem
neue Antriebskonzepte mit elektrischen Batteriesys- Stand der Technik bzw. auf dem Vorgängerprojekt
temen darstellbar. Die automotiven Anforderungen „LIBS08“.
an solche sind sehr vielschichtig und teilweise auch
gegenläufig. Die wesentlichen, von einander nicht Der Fokus im Bereich Nutzfahrzeug war die Steige-
unabhängigen Ziele sind: rung der Lebensdauer von derzeit erwarteten 15.000
• die Steigerung der Batterieperformance Betriebsstunden um etwa 30%, welche durch verän-
(Leistungs- und Energiedichte) derte Zelleigenschaften und inneren Zell-Aufbau und
• die Sicherstellung der erforderlichen Sicherheit neuartigen Betriebs-Algorithmen erreicht werden.
• die Steigerung der Lebensdauer Die Sicherheit musste dabei weiterhin gewährleistet
• die Senkung der Produktkosten eines Batterie- sein.
systems
Im Bereich PKW-Elektrofahrzeug wurde erstmals
Die Leistungsdichte soll möglichst hoch sein, um mit ein Batteriesystemprototyp auf Basis von Zellen mit
einem KFZ-Antrieb vergleichbare Beschleunigungen prismatischer Bauform und neuartiger Zell-Chemie
mit dem Elektromotor zu ermöglichen. Die Energie- aufgebaut, der eine höhere Energiedichte aufweist,
dichte eines Batteriesystems für Elektrofahrzeuge verglichen mit einem Batteriesystem basierend auf
soll hoch sein, um Reichweiten von mehreren hundert zylindrischer Technologie. Die Themen Thermalma-
Kilometern zu ermöglichen. Gleichzeitig entsteht nagement, mechanische Festigkeit und elektrische
durch das Mitführen von hohen Energiedichten ein Verbindungstechnik erforderten hier neuartige
potentielles Sicherheitsrisiko, das gelöst werden Lösungen. Die Sicherheit war zu gewährleisten, die
muss. Die Kosten eines Batteriesystems sollen Kosten waren zu minimieren und die Lebensdauer
möglichst gering sein und die Lebensdauer soll den war zu maximieren.
üblichen automotiven Ansprüchen genügen.
18 Klimaneutral mobil im 21. JahrhundertSowohl die theoretischen Forschungsergebnisse als • Aufbau der erforderlichen Technologie-
auch die experimentellen Arbeiten bis hin zum verifi- Kompetenz im Bereich Industrialisierung automo-
zierten Funktionsprototypen bilden die Grundlage für tiver Energiespeicher und der damit verbundenen
die darauf aufbauende Serienentwicklung und Pro- elektro-chemischen Speichertechnologie welche
duktion bei MAGNA E-Car Systems. Ein weltweites ein Schlüsselkriterium in der Realisierung von
Kontaktnetzwerk zu renommierten Zellherstellern Elektromobilität darstellt.
bildete dabei ein zuverlässiges Rahmensystem zur
geeigneten Festlegung der Forschungsschwerpunkte
in den Arbeitspaketen.
Aus den Ergebnissen wurden außerdem weiterfüh-
rende Forschungsprojekte abgeleitet, mit dem Fern-
ziel, marktfähige Batteriesysteme für den Massen-
markt liefern zu können, so rasch wie möglich näher
zu kommen.
Der Geschäftsbereich Cells- and Battery Packs in-
nerhalb der MAGNA entwickelt seit mehreren Jahren
Batteriesysteme für mobile Anwendungen und deckt
dabei die gesamte Wertschöpfungskette von der Zell-
Entwicklung und -Fertigung bis zur Integration eines
Batteriesystem in das Fahrzeug als Beitrag für eine
zukünftige Elektromobilität ab.
Drei Gründe für das Projekt
• Schaffung und nachhaltige Absicherung der
Entwicklungs- und Produktionsstandorte sowie
von hochwertigen Arbeitsplätzen im Bereich der
Elektromobilität durch Anwendung der gewonnen
Kenntnisse und Fertigkeiten bei der Entwicklung
neuer und verbesserter Produkte.
• Beitrag zu den Klimaschutzzielen aufgrund des
hohen Potentials an Treibstoffeinsparung von
Hybrid- und Elektrofahrzeugen.
Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundert 19Eco Drive for Hybrid Electric Vehicles (EHEV)
Projektnummer: 829966 Kontakt
Fakten
Koordinator TU Graz, Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Stefan Hausberger
Thermodynamik (IVT) Leitung
Fachbereich Emissionen am IVT
Partner Holding Graz - Kommunale Dienstleistungen GmbH hausberger@ivt.tugraz.at
MAGNA E-Car Systems GmbH & Co OG
TU Graz, Institut für Straßen- und Verkehrswesen (ISV)
Website www.ivt.tugraz.at
Dauer 9. 9. 2010 - 31. 12. 2012
Budget in Euro 548.597,–
Ausschreibung Neue Energien 2020, 4. Ausschreibung
„Die FahrerInnen haben es mit ihrem Fahrstil in Hand und Fuß viel billiger CO2-
Emissionen zu senken, als es die Technik an Motoren und Kfz zu tun vermag. In
Zukunft werden wir diese Potenziale noch gezielter nutzen müssen.“
Stefan Hausberger, Leitung Fachbereich Emissionen am IVT
Einleitung mit denen das Hybridmodell im Kfz-Simulationstool
Die Grundregeln, welche Fahrweise mit einem kon- PHEM des IVT bedatet wird. Mit der Simulation wer-
ventionellen Antrieb energieeffizient ist und auch den unterschiedlichste Kombinationen an Verkehrssi-
zu niederen Schadstoffemissionen führt, sind als tuationen und FahrerInnenverhalten analysiert.
„Eco-Drive“ schon länger bekannt. Inwieweit diese Das erarbeitete optimale Fahrverhalten wird zuerst
Grundregeln für Hybridfahrzeuge anwendbar sind in einem weiteren Fahrversuch verifiziert und dann
ist allerdings noch unklar. Sowohl die Bremsener- den FahrerInnen der Holding Graz Linien an dem Hy-
gierückgewinnung als auch die Anteile elektrischen bridbus geschult. Durch Aufzeichnung der Tank- und
Fahrens hängen stark vom Fahrverhalten ab. Durch Fahrdaten soll der Schulungseffekt auch im realen
die Energiespeicherung in der Batterie, hat das Fah- Betrieb quantifiziert werden.
rerInnenverhalten zudem nicht nur Auswirkung auf
den momentanen Energieverbrauch sondern auch auf Die Messdaten am Hybridbus mit den unterschied-
den zukünftigen Energiebedarf, was die Analyse des lichen FahrerInnen werden auch verwendet, um
FahrerInneneinflusses komplex gestaltet. Die Fahr- den Algorithmus für die Berechnung des Alterungs-
dynamik beeinflusst auch die Ladezyklen, und damit zustandes der Batterie zu validieren bzw. zu ver-
die Lebensdauer der Batterien. Welche Aktionen in bessern. Mit einer genaueren Erfassung von La-
Summe zum Optimum bezüglich Energieverbrauch, dungs- und Alterungszustand kann die in der Batterie
Emissionen und Batterielebensdauer führen, ist nicht gespeicherte Energie besser genutzt und die Lebens-
trivial zu bestimmen. Diese fehlenden Grundlagen dauer verlängert werden. Die Batterie des Hybrid-
sollen in dem Projekt erarbeitet und BusfahrerInnen busses wird von Magna E-Car Systems gestellt.
geschult werden. Die Erkenntnisse aus den Fahrversuchen werden
parallel auch an einem Hybrid-Pkw getestet. Damit
können bei geringem Zusatzaufwand auch Richtlinien
Projektinhalte für ein Ecodrive mit Hybrid-Pkw erarbeitet werden.
In dem Projekt EHEV werden die Grundregeln für Abschließend werden die gewonnenen Daten genutzt,
ökologische Fahrweise mit Hybridantrieben durch um Effekte einer Umrüstung von Fahrzeugflotten auf
Simulation und Messung erarbeitet. Dafür wurden Hybridantrieb mit und ohne angepasstem Ecodrive
On-Board-Messungen am Hybridbus durchgeführt, Training auf CO2, Verbrauch und Schadstoffemissi-
20 Klimaneutral mobil im 21. JahrhundertAufteilung der Einsparpotenziale 15 % 25 %
bei Stadtbussen Intelligente Fahrzeug und Motor
Verkehrsflusssteuerung
35 %
25 % Hybridisierung
Fahrer
onen in Graz zu ermitteln. Dabei werden Szenari- Drei Gründe für das Projekt
en erstellt, in denen zuerst die Buslinien mit dem • Grundregeln für ökologisches Fahrverhalten mit
höchsten Einsparungspotenzial von Hybridbussen Hybridfahrzeugen sind bisher unbekannt.
besetzt werden, bis hin zu einer 100 % Hybridbusva- • Der/die FahrerIn kann durch ökologischen
riante. Bei Pkw werden verschiedene Flotten (Taxis, Fahrstil sehr kosteneffizient Verbrauch und Emis-
Post etc.) in den Szenarien auf Hybrid umgestellt. sionen senken.
Alle Daten zur Fahrleistung und den „Ist-Emissionen“ • Die Batteriealterung ist für die Kosten von
stehen dazu schon aus dem Emissionskataster Graz Hybrid- und Elektrofahrzeugen wichtig und muss
zur Verfügung. Die Ergebnisse werden in Broschüren daher möglichst gut beherrscht werden.
zusammengefasst, die als Unterlagen für zukünftige
Ecodrive Schulungen für HybridfahrzeughalterInnen
verwendet werden können.
Bisherige Ergebnisse
Die Messungen und Analysen zeigen bisher für das
Fahren mit Hybrid-Kfz:
• Sanfte Verzögerungen sind gut für Verbrauch und
Batterielebensdauer.
• Geringere Fahrdynamik ist vorteilhaft für die
Batterielebensdauer.
• Aussagen zum optimalen Fahrverhalten beim
Beschleunigen und Cruisen sind erst möglich,
wenn die Simulation der Hybrid-Betriebsstrate-
gien abgeschlossen ist.
• Bei Messungen an den Bussen müssen variabel
agierende Nebenaggregate entweder deaktiviert
oder deren Leistungsaufnahme erfasst werden,
da diese den Verbrauch in ähnlichem Umfang
beeinflussen wie der Fahrstil.
• In den Versuchsfahrten mit PKW zeigten die
TestfahrerInnen im Hybrid-PKW immer ein ver-
brauchsgünstigeres FahrerInnenverhalten als im
konventionellen PKW.
Klimaneutral mobil im 21. Jahrhundert 21Verkehrsauskunft Österreich
Projekt Kontakt
Fakten
Koordinator ASFINAG Martin Müllner
Projektleiter
Partner Kooperationsgemeinschaft der österreichischen Verkehrs-
martin.muellner@asfinag.at
verbünde, Bundesländer, ORF Verkehrsredaktion, ÖAMTC,
ITS Vienna Region, ITS Austria West, Stadt Graz, BMI, Austro
Control, ÖBB Infrastruktur AG, ÖAR
Dauer 1. 4. 2011 – 31. 3. 2013
Budget in Euro 4.700.000,–
Ausschreibung Schaffung technischer Grundlagen für die weitere
Attraktivierung des öffentlichen Verkehrsangebotes,
1. Ausschreibung
„Mit der Umsetzung der VAO wird in Österreich erstmals ein intermodaler Aus-
kunftsdienst zur Verfügung stehen, der den NutzerInnen die Grundlage bietet,
ihr Reiseverhalten dahingehend zu ändern, möglichst rasch, sicher, effizient und
umweltschonend ihr Reiseziel zu erreichen.“
Martin Müllner, Projektleiter
Die drei Projekte des Klima- und Energiefonds service, ÖAMTC,…). Diese Situation ist unübersicht-
Jahresprogramms 2009 lich und erschwert eine flexible, ökologische und
Im Zuge des Jahresteilprogramms 2009 des Klima- effiziente Mobilität und unterstützt die Verkehrsteil-
und Energiefonds wurden die folgenden Projekte nehmerInnen in Ihrer Reiseplanung nur teilweise.
eingereicht, deren Umsetzung durch den Klima- und Zukünftig sollen daher allen VerkehrsteilnehmerIn-
Energiefonds gefördert werden. nen Verkehrsinformationen und Routing
• GIP.at zur Schaffung eines einheitlichen, • für ganz Österreich
multimodalen Verkehrsgraphen für Österreich • für alle Verkehrsarten (Auto, Öffentlicher
(Graphenintegrationsplattform GIP) Verkehr, Radfahren, zu Fuß gehen)
• GIP.gv.at zur Umsetzung von e-Government • in einheitlich hoher Qualität
Anwendungen basierend auf der GIP zur Verfügung stehen. Das Ergebnis ist eine gemein-
• Verkehrsauskunft Österreich (VAO) zur Schaf- same „Verkehrsauskunft Österreich“.
fung einer „Verkehrsauskunft Österreich“, also
einer österreichweit einheitlichen intermodalen Diese Innovation ist ein Meilenstein auf dem Weg zu
Verkehrsauskunft einem noch effizienteren, ökologischeren, sichereren
und komfortableren Verkehrssystem in Österreich.
Ziel des Projekts „Verkehrsauskunft Österreich“ ist Am Ende der Projektlaufzeit steht allen Verkehrs-
die Definition und Umsetzung einer österreichweiten teilnehmerInnen ein gemeinsamer intermodaler
intermodalen Verkehrsauskunft für den Motorisierten Verkehrsauskunftsdienst aller beteiligten Partner zur
Individualverkehr (MIV), den Öffentlichen Verkehr (ÖV) Verfügung. Die Ergebnisse können darüber hinaus
sowie Rad- und FußgägerInnenverkehr. auch in den eigenen Auskunftsdiensten der Projekt-
partner verwendet sowie dritten Anbietern von End-
kundInneninformation angeboten werden.
Die Mission VAO
Derzeit gibt es in Österreich viele verschiedene Die Herausforderung ist es, alle verfügbaren Ver-
Verkehrsauskünfte, die jeweils nur über einen Teilbe- kehrsinformationen der Verkehrsinfrastruktur-,
reich des Verkehrsgeschehens informieren (z. B. ÖBB Verkehrsmittel- und Verkehrsredaktionsbetreiber zu
Scotty, ASFINAG Roadpilot, AnachB.at, Ö3 Verkehrs- kombinieren und darauf aufbauend ein autorisiertes
22 Klimaneutral mobil im 21. JahrhundertSie können auch lesen
