Vortrag Schulze - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013

Fahren wir in Zukunft nur noch elektrisch?

Voller Energie 2013 (Hessen)1 Mannheim 16.03.2013

Dr. Dag Schulze

www.klimabuendnis.org

Inhalt

• Das Klima-Bündnis

• Nichtfossile „Treibstoffe“ im Vergleich

• Derzeitige Schwächen der Elektromobilität auf der Straße und Bausteine zu deren Ausgleich

• Netzintegration von E-Autos

Das Klima-Bündnis

Partnerschaft zwischen

undindigenenVölkern der Regenwälder

europäischen Städten und Gemeinden

CLIMATE ALLIANCE

KLIMA-BÜNDNI S

ALIANZA DE L CLIMA e.V.

zur Reduzierung der Treibhaushasemissionen &

zum Schutz der Regenwälder

Die Ziele

Kooperation mit indigenen Völkern

im Amazonasgebiet

©scienceandfun

Verzicht auf

Tropenholz

aus Raubbau

Reduktion der

CO2-Emissionen

um 10 % alle 5 Jahre

©mrmarshallgeography

Klima-Bündnis Mitglieder 2012

LU: 37 AT: 930

CH: 21

DE: 475

IT: 152

1.655 direkte Mitglieder in 19 europäischen Ländern mit 57 Mio. Einwohnern

(= 15 % der EU Bevölkerung)

Nichtfossile „Treibstoffe“

• Bio- bzw. Agrokraftstoffe

• (solarer) Wasserstoff / Methanisierung von Wasserstoff (Windgas)

• Elektrizität

Ökobilanz von Agrotreibstoffen

© Empa

Energieflächen für Agrokraft-stoffe und ElektroautosZur Versorgung von 5.000 Pkw mit einer Jahresfahrleistung von 16.000 km werden folgende Flächen alternativ benötigt:

3.680 ha Anbaufläche

für Ölpflanzen,

entsprechend 4.900 Fußballfeldern

1.240 ha Anbaufläche

für Biogas oder BtL-Kraftstoffe

24 ha für Photovoltaik-Anlage

0,003 ha für Windkraftanlage

CO2-Emissionen (in g/km) bei verschiedenen Pkw-Antrieben

© Fraunhofer ISI

Wirkungsgrade vom Batterie-und Brennstoffzellenauto

Batterie

Brennstoffzelle

©Ji

m B

ob

© Hermann Pütter

Energiedichte in Vergleich

Netto-Energiedichten diverser Energiespeicher in MJ/kg

© ETH Zürich

Derzeitige Schwächen der Elektromobilität auf der Straße

• Reichweite von Elektroautos

• Kosten der Batterien

• Verfügbarkeit von Ladeinfrastruktur

Bausteine zum Ausgleich der Schwächen

• Mobilitätsalternativen zum Auto

• Mobilitätskonzepte

• Schnellladung

• Leitungsgebundene Energieversorgung

Fotos: pd-f / Frank Stefan Kimmel, riese und müller

Pedelec

Hohes Potenzial zur Steigerung des Radverkehrsanteils durch:

• Gewinnung neuer Zielgruppen, auch „Autoumsteiger“

• Nutzung auch für längere Strecken

• Bequemes Fahren auch bei hügliger Topografie

inmod

© inmod

ÖPNV-Konzept für den dünn besiedelten ländlichen Raum:

• Schnellbuslinien mit Elektrobussen auf direkten Routen

• Überwindung der ersten bzw. letzten Meile von der Haltestelle in die Ortszentren mit Miet-Pedelecs

Anschlussmobilität im SPNV

Erweiterung der Verknüpfung von S- und Regionalbahnen mit Fahrrädern / Pedelecs durch:

• Fahrrad-/Pedelec-Vermietstationen an (allen) Haltepunkten

• Integration der Mietfahrräder und –Pedelecs in den Tarif und die Fahrplanauskunft des ÖPNV inklusive Routing zum Ziel

© Deutsche Bahn © riese und müller

Anschlussmobilität im SPFV

Verknüpfung des Schienenpersonenfernverkehrs (SPFV) mit CarSharing-Angeboten

© Deutsche Bahn © Mitsubishi © Riemann Design

© Peugeot

Mu by Peugeot

Vermietung von Individualfahrzeugen vom Fahrrad über Motorroller bis zum PKW aus einer Hand

Schnellladung von Fahrzeugbatterien in 20 bis 30 Minuten:

• Anwendungen im Fernverkehr (z. B. Ausstattung aller Autobahn-tankstellen) und bei Fahrzeugpools

• Minimierung von Nutzerängsten

• Gleichrichtung erfolgt in der Station → Kostensenkung und Gewichtsreduktion im Fahrzeug

Schnellladung

© CHAdeMO und ABB

EMIL© Braunschweiger Verkehrs-AG

Einrichtung einer Elektrobuslinie mit induktiver Nachladung an ausgewählten Haltestellen

© Bombardier

• Mobile Ladung von Elektroautos mittels Induktion

• Elektrifizierung von wichtigen Straßen, insbesondere des Autobahnnetzes

Bilder: VAHLE und IAV

Vision: Mobile induktive Ladung

• Mobile induktive Ladung von Straßenbahnen in Augsburg

• Einsatz von Akku-Triebwagen auf nichtelektrifizierten Strecken seit Anfang des 20. Jahrhunderts

Bilder: Bombardier (oben) und Chistopher Nolte (unten)

Realität: Elektrischer Schienen-verkehr ohne Oberleitung

eHighway von Siemens

Fotos: dpa

Oberleitungs-LKW:

• Diesel-Generator für den Betrieb auf oberleitungslosen Straßen

• Überholvorgänge im Gegensatz zu O-Bussen möglich

© Rainer Sturm pixelio.de, VW E-UP

Netzintegration von E-Autos

Lokale Stromerzeugung aus fluktuierenden Erneuerbaren Energien und batterieelektrische Fahrzeuge passen gut zusammen:

• Lastmanagement mit Elektroautos

• Netzrückspeisung auch realisierbar

Förderinstrument I.D.E.E.

I.D.E.E.= Innovationsförderung in Deutschland für Erneuerbare Elektromobilität

Fördersumme (€) =

Zeit (h) * Fördersatz (Cent/h und kW) * el. Leistung (kW)

Fördersätze (z. B. bis 2020 befristet):

(A) 1 Cent je Stunde und kW für Ladetechnik mit Netzüberwachung + An/Aus-Funktion.

(B) +0,5 Cent je Stunde und kW zusätzlich, wenn dynamische Anpassung der Ladeleistung möglich ist.

(C) +0,5 Cent je Stunde und kW zusätzlich, wenn Netzrück-speisung (V2G) möglich ist.

I.D.E.E. mit Beispielwerten

Fördersumme (€) =

Zeit (h) * Fördersatz (Cent/h und kW) * el. Leistung (kW)

Jährliche Fördersumme bei einer Netzanbindung von

20 Stunde pro Tag:

(1) bei Ladetechnik mit Netzüberwachung + An/Aus-Funktion

und 3 kW Ladeleistung

20 h/d * 365 d/a * 1 Cent/(h*kW) * 3 kW = 219,- €/a

(2) mit Spitzentechnologie (u. a. V2G) und 11 kW Ladeleistung

20 h/d * 365 d/a * 2 Cent/(h*kW) * 11 kW = 1.606,- €/a

Vorteile von I.D.E.E.

• Ganzheitliches Förderkonzept zur Netzintegration von Elektrofahrzeugen und zu deren physikalischer Verknüpfung mit fluktuierenden Erneuerbaren Energien (systemischer Ansatz)

• Sofortige Förderung der Netzintelligenz von Fahrzeugen statt langsamen Aufbau intelligenter Stromnetze

• Innovationsförderung soll helfen, dass "Made in Germany" zu einem Synonym für netzfreundliche Elektrofahrzeuge wird und so ein klares Differenzierungsmerkmal der deutschen Technologie im Weltmarkt entsteht (Leistungselektronik als Stärke der dt. Industrie).

Zusammenfassung

• Der Elektroantrieb ist die klima- und umweltfreundlichste Antriebsform.

• Die wesentlichen derzeitigen Schwächen der Elektromobilität auf der Straße sind die hohen Kosten der Batterien, die geringe Reichweite und die begrenzte Verfügbarkeit von Ladeinfrastruktur.

• Umstieg auf Pedelecs, Mobilitätskonzepte, Schnellladung und leitungsgebundene Energieversorgung sind wichtige Bausteine, um die Schwächen von zweispurigen Elektro-straßenfahrzeugen auszugleichen.

• Elektroautos sind für das Lastmanagement eines Stromnetzes mit einem hohen Anteil fluktuierender, erneuerbarer Erzeugungsanlagen sehr gut geeignet.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

d.schulze@klimabuendnis.orgwww.klimabuendnis.org

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