Prof. Dr.-Ing. Markus Lienkamp - Status der Elektromobilität 2019 Der Kunde wird es entscheiden

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Prof. Dr.-Ing. Markus Lienkamp
Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik | TU München

Status der Elektromobilität 2019
Der Kunde wird es entscheiden
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Status der Elektromobilität 2018

Relevante Megatrends

                                   Agenda
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Relevante Megatrends | Lokale Emission: Gesetzlich begrenzt

Lokale Emission
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Relevante Megatrends | Öl wird knapp

Ressourcen
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Weltweite Erdölförderung 1950-2200
Bei 1,5% Bedarfssteigerung und 0,3% Förderungssteigerung
nach Prognose der Ölfirmen in Millionen Tonnen

                                                     12000

                                                     10000

                                                                              2018
                                                     8000

                                                     6000

                                                     4000                                       Business as usual
                                                                                                    Faktor 2: 2075

                                                     2000
                                                                                                    Faktor 4: 2130
                                                                                                    Faktor 8: 2190

                                                        0
                                                         1950   1975   2000    2025   2050   2075    2100    2125
Quelle: BP Statistical Review of World Energy 2017
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Relevante Megatrends | CO2-Emission steigt

CO2- Emission
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CO2 - Emissionsziele

  164.9 g/km
                       130.0 g/km   95.0 g/km   81.0 g/km   59.4 g/km

    2007                 2015        2020        2025        2030
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CO2 - Emissionsziele
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Status der Elektromobilität 2018
Relevante Megatrends

Mögliche Energieträger

                                   Agenda
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CO2-Ausstoß und Kraftstoffkosten
  Benzin              Diesel     Erdgas CNG Erdgas LNG           LPG                Strom           Wasserstoff    Biokraftstoff    eFuels

                                                                             C02 Einsparpotential
    0%                  0%           0%            0%             0%                100%               100%            40%           100%

                                                                              Lokal emissionsfrei
    nein                nein        quasi         quasi          quasi                ja                 ja            nein          quasi

                                                                                Energieeinsatz
   gering             gering        gering        gering         gering             gering          3- 4x >Strom      gering       5x >Strom

                                                                              Kraftstoffkosten*
  3,00 €              2,50 €       2,40 €         2,40 €        3,00 €              3,50 €            12,50 €         4,20 €        12,50 €

                                                                                 Infrastruktur
                                  vorhanden      4.5 Mrd       vorhanden         vorhanden             5 Mrd
vorhanden           vorhanden                                                                                       vorhanden      umbaubar
                                 Ausbau nötig   Tankstellen   Ausbau nötig      Ausbau nötig         Tankstellen

                                                                             Mehrkosten Fahrzeug

   gleich              gleich      2.000 €       3.000 €        1.000 €            5.000 €           >10.000 €        gleich         gleich

                                                                              Gesamtbewertung

  CO2                 CO2                          CO2                           Initialkosten        Kosten                        Kosten
                                     CO2                          CO2                                                  Land
Emissionen          Emissionen                    Kosten                            TCO ok            Energie                       Energie
* pro 100 km, ohne Steuern
CO2-Ausstoß und Primärenergiebedarf
                         250,00

                         200,00                                                                    SynDiesel aus Kohle
                                                                        Benzin

                                                                                   LPG
 WTW-THP in gCO2-Äq/km

                                                               Diesel                            SynDiesel aus Erdgas
                         150,00
                                                                                     Erdgas
                                                                FCEV (H2 aus Erdgas)
                                                  Vollhybrid

                                                     PHEV (2018)
                         100,00

                                  BEV (2018)

                                                PHEV (Prognose: 2050)
                          50,00

BEV (Prognose: 2050)                                                                               SynDiesel aus Biomasse
                                                                            FCEV (H2 aus Windenergie)           SynGas aus Windstrom
        BEV (Windenergie)
           0,00
               0,00                     20,00      40,00                60,00            80,00             100,00            120,00              140,00
                                                           WTW-Energieverbrauch in kWh/100km

                                                                                                                    Quelle: Bachelorarbeit von Meral Yasin, TUM
2030: Kampf gegen das Gesetz

                                   eFuels
                    120 g/km
                               +   CO2-Kompensation
                                   Sektorenkopplung
                                   Life Cycle Analysis
  60 g/km
                                   Trumpismus
                                   etc.
   2030

                  120g/km
2030: Erfüllung 60 gCO2/km

                  120 g/km   +   Strafe

   60 g/km
                                 Drohung mit Pleite
   2030

                   120g/km
2030: Erfüllung 60 gCO2/km

                                                  40 g/km
                                                            Plug-In Hybrid
                                        40 g/km
                120 g/km     +

   60 g/km                              40 g/km

   2030
                                 oder

                                                            Elektrofahrzeug
                120 g/km                0g
                             +                              BEV
Status der Elektromobilität 2018
Relevante Megatrends
Mögliche Energieträger

Herausforderungen batterieelektrischer Fahrzeuge (BEV)

Reichweite

                                                Agenda
Evolution der Energiedichte von Li-Ion Zellen
  340

  290                                                             NCR18650B (3,4 Ah/1C)

  240                                                         UR18650ZTA (1C)
                                                                                       NCR18650PD (2,9Ah/3C)

                                            Typ. 2,6 Ah                          UR18650ZT (MUTE/2,7
                                                                                       Ah/2C)
  190                                                     Typ. 2,4 mh
                                  Typ. 2,2 Ah

                                                Typ. 2,0 mh
                           Typ. 1,9 Ah
  140
                                  Typ. 1,7 Ah
            Typ. 1,37 Ah
                           Typ. 1,42 Ah

   90
     1990         1995               2000                 2005                  2010            2015           2020
Reichweite
Status der Elektromobilität 2018
Relevante Megatrends
Mögliche Energieträger

Herausforderungen batterieelektrischer Fahrzeuge (BEV)

                                      Preis
Reichweite         Infrastruktur

                                                Agenda
Batteriekosten
  Kostenentwicklung 2015-2025

                     250

                                  Prismatisch 4.5 Ah

                     200
Kosten in US-$/kwh

                     150          Tasche 4.5 Ah

                                                                                          Zylindrisch 4.5 Ah (NCA)
                                  Zylindrisch 4.5 Ah

                     100                                                                        Prismatisch 60 Ah

                                  Tasche 60 Ah

                           2015    2016      2017      2018   2019   2020   2021   2022     2023     2024      2025
                     50
Visio.M
  Visio.M
Leichtfahrzeugkonzept für urbane Elektromobilität
 Leichtfahrzeugkonzept für urbane Elektromobilität
Purpose Design
Status der Elektromobilität 2018
Relevante Megatrends
Mögliche Energieträger

Herausforderungen batterieelektrischer Fahrzeuge (BEV)
Reichweite            Infrastruktur   Preis              Nachhaltigkeit

Die Ingenieurssicht

Die Kundensicht
                                                Agenda
Kundensicht

                             Die Reichweite soll bei bis zu 600 km liegen
 "Wir kriegen dann ein
 Fahrzeug mit den
                             VW will ab 2025 rund 1 Mio Autos jährlich verkaufen
 Außenabmessungen des
 Golf, dem Interieur eines
 Passat und den
 Fähigkeiten eines Tesla
 zum Preis eines Diesels."
 Dr. Diess, Mitte 2017
Umbruchzeiten

Mechanik 1% / Jahr   Elektronik 7% / Jahr   Informatik 70% / Jahr
Umbruchzeiten

Mechanik 1% / Jahr       Elektronik 7% / Jahr          Informatik 70% / Jahr

                      Pferd     < 10 Jahre      Auto

            Röhrenfernseher     < 5 Jahre       Flachbildschirm

               Analogkamera     < 5 Jahre       Digitalkamera
Disruption im Transportwesen
Norwegen
RIP Probleme [Reichweite, Infrastruktur, Preis]

Was wird der Kunde tun, wenn...

die Ladeinfrastruktur noch fehlt?
die Hersteller nicht genügend Stückzahl liefern können?
die Kosten noch etwas zu hoch sind?

               er wird warten!
Status der Elektromobilität 2018
Relevante Megatrends
Mögliche Energieträger

Herausforderungen batterieelektrischer Fahrzeuge (BEV)
Reichweite            Infrastruktur   Preis              Nachhaltigkeit

Die Ingenieurssicht
Die Kundensicht

Einfluss des autonomen Fahrens
und der Mobilität
Deep Learning
Deep Learning
Mobilität
Vernetzte Mobilität
Wachstumsrate von Facebook und Metcalfe's Law

                       1400
   Millionen Nutzer

                                                                                        Facebook
                       1200                                                             ~ 70% pro Jahr1
                                                                                        (Faktor 2:1)

                       1000                                                             1Durchschnitt   seit 2008

                        800

                        600

                        400                                                                                                                 Metcalfe's Law

                        200                                                                                                                     Nutzen

                            0
                                                                                                                                                Kosten
                                  2000                                2005                                   2010                    2014
                      Quelle: Jäger et al. Agent-Based Simulation of A Shared, Autonomous and Electric On-Demand Mobility Solution
Status der Elektromobilität 2018
Relevante Megatrends
Mögliche Energieträger

Herausforderungen batterieelektrischer Fahrzeuge (BEV)
Reichweite            Infrastruktur   Preis              Nachhaltigkeit

Die Ingenieurssicht
Die Kundensicht

Einfluss des autonomen Fahrens und der Mobilität

Konsequenzen für Hersteller
Hersteller: BEV Purpose Design
Hersteller: Investitionen der OEM in Elektromobilität

                                           Quelle: reuters
Hersteller: Investition für Massenfertigung
Elektroautos sind technisch umsetzbar

Fazit
Ab 2020 sind Elektrofahrzeuge für zahlreiche
Anwendungen auch betriebswirtschaftlich sinnvoll
[ total cost of ownership ]

Fazit
Der Kunde wird es entscheiden
und das neue Produkt haben wollen

Fazit
Wenn dann der Markt nicht liefern kann,
wird der Kunde warten

Fazit
Publikationen

Quelle: Springer ISBN 978-3-642-28549-3; Researchgate: Markus Lienkamp, Status Electromobility 2014; Researchgate: Markus Lienkamp, Status Electromobility 2016
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