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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!
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