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E-MOBILITÄT MIT ERNEUERBAREN ENERGIEN –NACHHALTIG MOBIL IN DIE ZUKUNFT
PETER WIEDERKEHR, Dr. sc. nat. , M.Sc.ABTEILUNG MOBILITÄT, VERKEHR, LÄRM
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Techno-Vision E-Mobilität 20zz….
Quelle: Siemens e-mobility
Legende :das vollautomatisierte, leitungsgeführte e-Mobilitätssystem- induktives Laden an Ladestationen und V2G; - Bereitstellung von Strom aus Erneuerbarer Energien! - IKT: serielle Daten- und Bildübertragung
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Zukunftsvision E-Mobilität 20zz….
langfristig: Fahrzeuge ohne Batterieladestationen
� drahtlose Energieübertragung mit Weitbereich-Skalarwellentransponder 1) , d.h., kapazitive Resonanzkopplung von Sender und Empfänger/Auto ohne störende Streufelder; (bisher im Konsumbereich nur Nahbereich-Transponder (RFID-Technologie)).
� Rahmenantennen für parallele Bild- und Signalübertagung mittels elektr. Skalarwellen(Längswellen)
1) K. Meyl: Skalarwellentransponder – feldphysikalische Grundlagen elektrisch gekoppelter bidirektioneller Weitbereichstransponder, INDEL-Verlag, 2006/2011.
Elektromobilität der Zukunft ohne Tanken?
……abgasfreie, leichte, bezahlbare E-Fahrzeuge mit unendlicher Reichweite ohne zu tanken und die Batterie während der Fahrt mittels drahtloser Energieübertragung aus dem Umgebungsfeld laden! ……
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Rahmenbedingungen für E-Mobilität – Ziele und Vereinbarungen zum Klimaschutz
� Klimaschutz: langfristiges EU-Ziel: +2°C für max. globale Erwärmung!
����Reduktion THG-Emissionen bis 2050: - 85% bis 90%;
����CO2-arme Wirtschaft (EU Low Carbon Economy Roadmap 2050)
���� Sicherung der Energieversorgung und Mobilität
� Ziele EU Weißbuch Verkehr : -60% THG-Emissionen bis 2050;
Meilenstein 2030: 50% CO2-freier Stadtverkehr
� EU Klimaschutzziele 2030: - 40% CO2-Emissionen bzgl. 1990; Verkehr?
bisher:
� Kyoto-Protokoll Ö 2008/2012: - 13% THG-Emissionen (Basisjahr 1990)
� EU Klima- und Energiepaket: 2020 Ziele (Basisjahr 2005)
� CO2-Reduktion: -20% (Ö -16%); Gesamtverkehrsplan: -19% bis 2025
� Steigerung Energieeffizienz: +20%
� Ausbau Erneuerbare Energien: +20%, (Ö 34%)
Anteil im Verkehr: 10% (Biokraftstoffe + Strom)
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� Klimastrategie und Energiestrategie: 2020 Ziele für Erneuerbare Energien und Elektromobilität (250.000 E-Fzge; 430.000 t CO2 Reduktion)
� Klima- und Energiefonds (2007); Forcierung EE und E-Mobilität
� Förderprogramm klima:aktiv mobil (2004): 10.500 E-Fahrzeuge, 1000 LSt.
� Masterplan Radfahren: Förderung E-Bikes
� Umsetzungsplan Elektromobilität in und aus Österreich 2012
� EU Verordnungen zur CO2-Reduktion im Verkehr (2009/ 2014):
� Zielwerte Pkw 2012-2015: 130 gCO2/km; ab 2021: 95 gCO2/km; Mehrfachanrechnung bei <50 g CO2/km (PHEV, REEV, BEV);
� EU Low-Carbon Economy Roadmap 2050: Implikationen
���� weitere CO2-Ziele für Pkw 2025/2030: < 78 gCO2/km;
���� ohne breite Elektrifizierung der Kfz nicht erreichbar!
� EU RL (2014) alternative Kraftstoffe (Bio-Kraftst., CNG/LNG, H2-Gas Strom):
����Strategierahmen für 2020/30 bzgl. E-Fzge und Ladeinfrastruktur
Rahmenbedingungen für E-Mobilität – Instrumente und Umsetzungsmaßnahmen
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Biomasse
Kohle
Erdöl
Erdgas
GlobaleTemperatur
CO2 - Gehalt
1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000
CO2 - GehaltGlobaleTemperatur
15,1°C
13,9°C
14,5°C
370 ppm
250 ppm
330 ppm
290 ppm
Klimawandel: globaler Temperaturanstieg, steigende CO2-Konzentration in der Atmosphäre; enorme Zunahme des Weltenergieverbrauchs
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7
Österreichischer SachstandsberichtKlimawandel 2014
Austrian Panel on Climate Change:
Österreich vom Klimawandel besonders betroffen!www.oeaw.ac.at
Beobachtete Auswirkung im Alpenraum:
Fichtenobergrenze bereits um 100 m höher!
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Tornado,Wetter-center.de
Langfristige THG-Emissionsentwicklung:Globale Szenarien zum Temperaturanstieg und Auswirkungen auf Wetter und Klima
Hurrikan Rita, 21.Sept.2005
Hurrican Rita, Sept 2005
Ohne massive Reduktion der CO2-Emissionen, zunehmende weltweite Erwärmung und damit Häufung von Extremwetterlagen (Starkniederschläge; Hitzeperioden; Wirbelstürme/Tornados auch in gemäßigten Breiten!)
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CO2-arme Wirtschaft: EU Roadmap bis 2050Einhaltung des 2°C- Ziels globaler Erwärmung
Effizienzfahrplan Verkehr:- 25% bis 2020; - 40% bis 2030;- 60% bis 2040
Low Carbon Economy Roadmap 2050:80% THG Reduktionen sind bis 2050 machbar!
� mit verfügbaren Technologien (Effizienzsteigerungen, Erneuerbare Energien, umfassende Elektrifizierung)
� durch Preise, Energiesteuernbewirkte Verhaltensänderungen
� vorausgesetzt, alle Wirtschaftssektoren tragen nach deren Maßgabe bei.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Current policy
Power Sector
Residential & Tertiary
Non CO2 Other Sectors
Industry
Transport
Non CO2 Agriculture
-95%
-90%
-85%
-60%
-45%
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Ökobilanz Vergleich für Verkehrsmittel:konventionelle vs. elektrische; CO2-Reduktion!spezif. Energieverbrauch kWh/100Pkm und CO2-Emissionen g/Pkm
Quelle: klimafreundlich mobil, Katalog zur Ausstellung im Technischen Museum, Wien 2008
Elektro-Auto mit Ökostrom
18 kWh/100 pkm
35 g CO2/PkmPedelec
0,8 bis 1 kWh
pro 100 pkm
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50
75
100
125
150
175
200
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028
CO
2 in
g/k
m
CO2 Monitoring Pkw: Distanz zu Zielwerten
Trend2006-2011
Ö CO2
EU CO2
Trendbis 2007
Zielwerte2015, 2020
Vero
rdn
un
g C
O2 P
kw
HEVPHEV REEV
BEV
130
Trend CO2-Emissionen Pkw und EU-Ziele:Distanz zu Zielwerten 2015 und 2020
78
95
-27%
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CO2-Emissionen von Pkw in Funktion vonFahrzeuggewicht (Flottendurchschnitt) in 2012
- nach Herstellergruppe; Grenzwertfunktion 2015: Ziel 130 g CO2/km
-27% bis 2020
zur Zielerreichunghoher Anteil an HEV, PHEV/REEV, BEVerforderlich
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Life-Cycle Assessment: THG-Emissionen PkwVorteile von Elektro-Pkw mit Erneuerbaren Energien
Ref: Ministry Environment; Federal Environmental Agency, Wien 2013
0
50
100
150
200
250
300
Ben
zin
CN
G
H2-
BZ
EV
(S
trom
park
Ö)
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PH
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TH
G-E
mis
sio
nen
in
g/F
km
Ökobilanz Pkw-Antriebe: THG-Emissionen
direkte
vorgelagerte (Anteil
Energiebereitstellung)
vorgelagerte (AnteilFahrzeugherstellung)
direkte Emissionen
indirekte Emissionen(Energie Produktion)
indirekte Emissionen(Fahrzeugherstellung)
TH
G E
mis
sio
nen
in g
/km
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Einführung der E-Mobilität: Abschätzung des Energiebedarfs 2020/30
• Ziel Energiestrategie: 10% Anteil Erneuerbare bis 2020:
250.000 E-Fahrzeuge (BEV, PHEV/REEV);
- Energiebedarf: 0,54 TWh
(<1% ö Stromproduktion, 4,5% Ökostrom 2020)
- 300 MW benötigte Anschlussleistung (BEV+PHEV)
- 150 Windkraftanlagen (à 2 MW)
- 225 ha PV-Fläche; (14 m2 für 15.000 e-km)
• für 2030 prognostizierter Bestand e-Fzge (Szenario):
1,7 Mio E-Fahrzeuge (BEV, PHEV/REEV)
- Energiebedarf: 3,7 TWh
Stromproduktion Erneuerbare in Österreich (2013):
46 TWh (70%); Ausbaupotential Erneuerbare bis 2020 (Ökostromgesetz) : +10 bis 15 TWh
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Schlüsselfaktoren für Markteinführung E-Mobilität:Nutzersicht – Ergebnisse aus Umfragen
• Kosten der E-Fahrzeuge:
���� Förderungen (solange kein Massenmarkt für E-Fahrzeuge); klimaaktiv mobil Förderprogramm bis 2020 fortgesetzt
���� Steuerbegünstigungen: Entfall der NoVA, motorbez. Versicherungs-und Kfz-Steuer, Dienstwagenbesteuerung nach ökolog. Kriterien.
• Reichweite (> 200 km):
• leistungsstarke, dauerhafte und preiswerte Batterien;
���� Anforderungen an Batterietechnologie und Energiemanagement!
• Ladeinfrastruktur:
• Verfügbarkeit von Ladestationen, Ladedauer, Zugang/Interoperabilität)
• Nutzung Erneuerbarer Energien (PV, Wind, Wasser, Biomasse)
• Ladestationen im Wohnbau, Stellplätzen / Garagen !
weniger wichtig:
• begrenzte Modellvielfalt von E-Fahrzeugen!
• multimodale Mobilitätskonzepte: Verbindung zu ÖV, insbesondere Bahn
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Voraussetzungen für E-Mobilität: Ressortsicht
• Bewusstseinsbildung für umweltfreundliche Mobilität!
• Breite Palette verfügbarer, leistbarer E-Fahrzeuge ( E-Autos/LNF) mit
„guter“ Reichweite (Batterien!)
• Ladeinfrastruktur: Finanzierung und Nutzung Erneuerbarer Energien
• Intelligente Mobilitätskonzepte: Multimodalität - Schnittstellen zu ÖV;
Mobilitätsmanagement für Betriebe; Umstellung auf alternat. Antriebe
• Rahmenbedingungen:
���� Nutzervorteile für E-Fahrzeuge, Stellplätze (Garagen, Betrieb)
Nutzung der Ladeinfrastruktur und Einsatz erneuerbarer Energien
���� Lenkungssteuern: keine NoVA, keine motorbez. VSt. Anpassung der
Dienstwagenbesteuerung!
� Förderung höherer Kosten von E-Fahrzeugen, Ladestationen mit EE
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Umsetzungsplan 2012
Elektromobilität in und aus Österreich
• Steuerungsgruppe aus BMLFUW, BMVIT und BMWFJ
• Umsetzungsplan mit 65 Maßnahmen
I. Elektromobilität in Österreich• Elektromobilität im Gesamtverkehrssystem • Energiesystem und Ladeinfrastruktur !• Marktvorbereitung und Anreizsysteme • Bewusstseinsbildung und Information • Umwelteffekte und Monitoring
II. Elektromobilität aus Österreich• Technologie- und Wirtschaftsstandort • Internationalisierung • Ausbildung und Qualifizierung
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Voraussetzungen für Elektromobilität: Interoperable Ladeinfrastruktur
� Offener Zugang zu öffentlich zugänglichen Ladestationen für alle!
� Nutzung Erneuerbarer Energien
� Standardisierung der technischen Spezifikationen (Stecker, Absicherung, Steuerung, etc.) im Annex III der EU Richtlinie „Infrastruktur für alternative Kraftstoffe“ (2014) festgelegt:
� „Normalladepunkt“ bis 22 kW Anschlussleistung mit Wechselstrom
(AC: Typ 2-Stecker, 7-polig, EN62196-2 Norm);
� „Schnellladepunkt“ für beschleunigtes Laden > 22 kW:
� Wechselstrom (AC: 7-poliger Typ 2-Stecker, (EN62196-2 Norm)
� Gleichstrom (DC: Combo 2-Stecker, (CCS; EN62196-3 Norm).
Aktueller Stand öffentlich zugänglicher Ladestationen:
(www.e-tankstellenfinder)
� ca. 2000 Ladestationen (Anschlussleistung < 22 kW)
� 210 Hochleistungsladestationen (> 22 kW), davon 20 (> 44 kW)
� Bedarf an Schnellladestationen bis 2020 (bmvit): 60 bis 90 Ladesäulen
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2009: VLOTTE Vorarlberg360 Pkw, 120 Ladestationen; Mobilitätskarte, inkl. Fzg.-Leasing, ÖV, Kostenloses Laden; Energie aus PV und Wasserkraft.5,2 Mio EUR Förderung
2010: ElectroDrive Salzburg100 e-Autos (Ziel: 500), 500 e-bikes, 60 Ladestationen;e-mobility mit ÖV Monatskarte, inkl. Fzg.-Leasing, ÖV, e-Car Sharing, kostenlos Laden; Energie aus PV und Wasserkraft.1,9 Mio EUR Förderung
2011: Wien e-mobility on demandZiel: 500 Pkw,100 Ladestationen;Multi-modale Mobilitätskarte mit ÖV mit Fokus Pendler, Flottenbetreiber; Erneuerbare Energie für 2000 e-Pkw 1,3 Mio EUR Förderung
2011: e-mobility GrazZiel: 250 e-Pkw, 480e-bikes, 70 öffentl. zugängliche Ladestationen; e-mobility Dienstleistungspakete für Flottenbetreiber (Fzg, ÖV, Laden)1,6 Mio EUR Förderung
Betreibergesellschaftender EVU
360.000 Einw.400.000 Einw.
1,8 Mio Einw.
700.000 Einw.
Modellregionen E-Mobilität mit EE: Alltagstauglichkeit, Vernetzung / Interoperabilität
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E-Mobility Post AG: CO2-freie Zustellung und alternative Energien (Gebäude, Fuhrpark)2012 - 2015: 1100 E-Fahrzeuge, 500 E-Bikes, 300 E-Scooter, 300 E-LNF;Energiebereitstellung durch größte PV-Anlage auf dem Dach des Briefzentrums Wien
Organisation und Management:Betreibergesellschaften
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E-Log Klagenfurt:Logistik-Lösungen mit 200 E-LNF (Ziel) mit Focus auf KMU für regionale elektrische Zulieferer
Modellregionen E-Mobilität mit EE: Alltagstauglichkeit, Vernetzung / Interoperabilität
E-Pendler NÖ:49 Gemeinden, Nutzung von E-Fahrzeugen durch e-Pendler; E-Busse und Lösungen für erste/letzte Meile
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klimaaktiv mobil Bilanz CO2-Reduktion
70 100244
581 659
1000
0 1818
72
137
300
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
2010 2011 2012 2013 2014(Plan)
2016(Plan)
Einspurige E-Fahrzeuge Mehrspurige E-Fahrzeuge
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BMLFUW forciert alternative Antriebeund Kraftstoffe, insbesondere E-Mobilität mit EE
Strategie des BMLFUW für Klimaschutz-Maßnahmen im Verkehrsbereich:
1. Förderung alternativer Fahrzeuge und Kraftstoffe möglichst mit erneuerbaren Energien
2. Förderung von klimaschonendem Mobilitätsmanagement für Betriebe und Gemeinden
3. Information und Bewusstseinsbildungfür umweltfreundliche Mobilität (Förderung von Radverkehr und Spritsparen)
� Förderungsprogramm
Phase I: 2004 bis 2012 erfolgreich beendet.Phase II: 2013 bis 2020 grundsätzlich gesichert!
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das Förderungsprogrammfür Klimaschutz im Verkehr
…. bietet für die Zielgruppen• Betriebe, Bauträger, öffentliche Verwaltung• Städte, Gemeinden und Regionen• Freizeit- und Tourismusbranche• Spritspar-Initiative für Pkw, Lkw/Bus und Traktoren
Kostenfreie Beratung: Beratungsprogramme für Mobilitätsmanagement
Förderungen für Investitionen, Betriebskosten und immaterielle Leistungen für Fuhrparkumrüstungen, Radverkehr und Mobilitätsmanagement
Information und Bewusstseinsbildung: Radfahren, alternative Fahrzeuge und Elektromobilität, Spritsparen, Informations- und Bewusstseinsbildungskampagnen u.a.
Auszeichnen und Zertifizieren: Projektpartner, zertifizierte Spritspartrainer
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� Kosten von Investitionen, Betriebskosten und Kosten von immateriellen Leistungen (wie Mobilitätskonzepte(-pläne)
� für Gebietskörperschaften, Gemeinden, gemeinnützige Vereine: bis zu 50% der förderungsfähigen Kosten
� für Betriebe (de-minimis): bis zu 30% der förderungsfähigen Kosten
Attraktive Förderpauschalen für
Fuhrparks bis zu 10 E-Fahrzeugen
FörderprogrammSchwerpunkt Elektromobilität
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… die intelligente Verknüpfung der elektrischen Verkehrsmittel!
Elektrischer ÖV� E-Bahn und S-Bahnen � U- und Straßenbahnen � E- und O-Busse
Elektrische Straßenfahrzeuge� E-Räder, E-Scooter� Elektro-Autos, � E-Nutzfahrzeuge� E-Kleinbusse/-Taxis
Elektro-/Solar-Boote
Elektromobilität ist mehr als E-Autos…
klima:aktiv mobil setzt bei all diesen Mobilitätsformen an!
Solar-KatamaranNeusiedlersee
ÖBB: 89% Strom aus Wasserkraftwerken
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„Die Stars für Klimaschutz im Verkehr“4900 klimaaktiv mobil Projektpartnersparen über 570.000 Tonnen CO2 pro Jahr !
www.klimaaktivmobil.at Mobilitätslandkarte
• 3500 Betriebe• 600 Städte und Gemeinden• 550 Freizeit- und Tourismusorganisationen• 1100 Spritspar-Trainer für Pkw, Lkw/Bus
und Traktoren
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klimaaktiv mobil Förderprogramm
Alternative Fahrzeuge - ElektromobilitätBilanz 2007-2013
Förderungen für Fuhrparkumstellungen:� 12.000 alternative Fahrzeuge mit € 14,2 Mio. gefördert; darunter
� 10.000 E-Fahrzeuge mit € 10,8 Mio. gefördert;
� +1.000 E-Ladestationen mit € 0,4 Mio. gefördert
nach Fahrzeugkategorien
� 7.778 Elektrofahrräder
� 566 E-Scooter, E-Motorräder
� 1.118 E-PKW und E-Klein-LKW
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klimaaktiv mobil FörderprogrammNeue Akzente
Fahrzeug-Förderpauschalen für betriebliche bzw. kommunale Flotten:100% Ökobonus für 100% Strom aus Erneuerbaren
� Erdgas / Biogas: 500.- / 1000.- €
� Elektrofahrräder: 200.- / 400.- €
� E-Scooter: 250.- / 500.- €
� E-PKW: 2000.-/ 4000.- €
> NEU Elektrofahrzeugkategoerien Plug-in Hybrid und E-Fahrzeuge mit Reichweitenverlängerung (PHEV, REEV)
� PHEV, REEV mit ≤≤≤≤ 35 g CO2/km: 1500.- / 3000.- €
� PHEV, REEV mit > 35 g CO2/km: 1000.- / 2000.- €
� PHEV, REEV mit > 70 g CO2/km: 500.- / 1000.- €
� E-Busse/O-Busse: 40.000.- / 60.000,- €
(unter/ bzw. ab 40 zugel. Fahrgäste)
Förderung für Betriebe auf 30%, für Gebietskörperschaften auf max. 50% der förderungsfähigen Kosten begrenzt.
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Quelle: Umweltbundesamt, Wien
Prospektivszenario E-Fahrzeuge in ÖsterreichMaßnahmen: BAU und WAM Szenario
Bestandsentwicklung BEV + PHEV 2013 bis 2020
Stark limitierender Faktor bis 2016:begrenzte Modellvielfalt bei E-Fahrzeugen und zurückhaltende Bewerbung!
Bestand 2014:2.740 BEV 1.760 PHEV
(10.050 HEV!)
Folie 30
Prospektivszenario 2020/2030 für E-Fahrzeuge: Einflussfaktor Batterietechnologie
Ziele führender Hersteller:Energiedichte Wh/kg Batteriekosten €/kWh
Quelle: Umweltbundesamt 2014,Wien
Ref.: ISI Fraunhofer 2012
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Quelle: Umweltbundesamt, Wien
Ab 2018 funktionierender Massenmarkt für e-Pkw. Anteil der e-Neuzulassungen von 18% in 2020 auf 80% in 2030 steigend.
Prospektivszenario E-Fahrzeuge in Österreich 2030zusätzliche Maßnahmen (WAM Szenario)
Bestandsentwicklung BEV + PHEV 2020 bis 2030
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Pioniere der E-Mobilität in Österreich: 1899 bis heute dabei!
Lohner-Porsche e-Phaeton,
Radnaben-Motor, Wien, 1899
Modellregion VLOTTE: eThink, iMieV, Tesla R, Vorarlberg 2009
E-Mobility im Tourismus, 1998
Werfenweng, Salzburg
BEL 2500 Bergmann e-Lkw
Post 1950 – 1983, Wien
Austro Daimler-Tudor e-Paket-
Wagen, k.&.k. österr. Post, 1913
e-mobility Post, leichtee-Nutzfahrzeuge, Wien, 2012
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klimaaktiv mobil 2020
Chancen umweltfreundlicher Mobilität sind mit klima:aktiv mobilfür viele nutzbar.
BMLFUW baut klimaaktiv mobil bis 2020 aus!
2014 stehen rd. 11 Mio € des BMLFUW für das klima:aktiv mobil Förderprogramm im Klima- und Energiefonds bereit.
Mit starken Partnern für mehr umweltfreundliche Mobilität!