95g CO2, heute und 2020

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1 95g CO2, heute und 2020 Eco-Mobil on Tour: Professional Day Hedingen, Thomas Bütler Empa Dübendorf Abteilung Fahrzeugantriebssysteme Inhalt CO 2 -Emissionen, aktuelle Situation 95 g heute, 2020 und darüber hinaus Strombasierte Kraftstoffe Erneuerbare Energie für die Mobilität 1

2 Inhalt CO 2 -Emissionen, aktuelle Situation 95 g heute, 2020 und darüber hinaus Strombasierte Kraftstoffe Erneuerbare Energie für die Mobilität Norm-CO2-Emissionen Einige Kennzahlen CH-Flotte (All fuels CH) ist 18 g/km höher, als die EU27-Flotte Benzin-/Dieselflotte (EU27) mit vergleichbaren CO 2 -Norm-Emissionen CO 2 -Emissionen der Flotte mit alternativen Kraftstoffen (Alt. Fuels EU27) sind am niedrigsten Quelle: EEA (2014); -Schweiz (2014) AFV 2013 (EU27) Zulassung Mittl. CO2 Mittl. Fz-MasseMittl. Hubraum [Anz. Fahrzeuge [g/km] [kg] [cm 3 ] LPG 130' '206 1'331 NGV 81' '288 1'134 Electric 24' ' Plug-in HEV (petrol) 22' '478 1'693 Plug-in HEV (diesel) 8' '951 2'350 E85 4' '492 1'649 Biodiesel '297 1'720 Elektrisches Fahren (EV und PHEV) wird mit 0 g CO 2 /km angenommen Quelle: EEA (2014) 2

3 Norm-CO2-Emissionen Bis 2020 bleibt noch einiges zu tun! Personenwagen Die mittleren CO 2 -Norm-Emissionen 2012 (EU27) der 9 grössten PW-Hersteller mit einem Marktanteil von insgesamt 86% Quelle: ICCT (2014) Lieferwagen Die mittleren CO 2 -Norm-Emissionen 2012 (EU27) der 9 grössten LiW-Hersteller mit einem Marktanteil von insgesamt 95% Quelle: ICCT (2014) Aktuelle Situation Marktmodell für 2015 Ca. 300'000 Neufahrzeuge pro Jahr Mittleres Fzg. Leergewicht: 1506 kg Mittlere CO 2 Emissionen: g/km CO 2 Zielwert CH: g/km Zielwertüberschreitung von 5 g/km (abgerundet) 3

4 Aktuelle Situation Marktmodell für 2015, Scenario mit 5% Zuwachs an Erdgasfahrzeugen 5 % der Verkauften Fahrzeuge sind CNG Fahrzeuge (nur in den Segmenten in welchen auch CNG Fahrzeuge verfügbar sind). In Zahlen sind dies ca Fahrzeuge. Mittleres Fzg. Leergewicht: 1507 kg Mittlere CO 2 Emissionen: g/km CO 2 Zielwert CH: g/km Zielwertüberschreitung von 4 g/km (abgerundet) Inhalt CO 2 -Emissionen, aktuelle Situation 95 g heute, 2020 und darüber hinaus Strombasierte Kraftstoffe Erneuerbare Energie für die Mobilität 4

5 95 g heute, 2020 und darüber hinaus Die technologische Herausforderung Fahrzeug Leichtbau Hybridisierung Elektrifizierung Antriebsstrang Downsizing Zylinderabschaltung Start/Stopp Getriebe Alternative Kraftstoffe Optimierung der Fahrzeuge und Motoren für alternative Kraftstoffe Strombasierte Kraftstoffe Power to Gas Wasserstoff 95 g heute, 2020 und darüber hinaus Die technologische Herausforderung Konventionelle Fahrzeuge, Benzin (B) und Diesel (D) 95g CO 2 /km entsprechen ca. 4.1l Benzin oder ca. 3.7l Diesel auf 100km Beispiel: Renault Clio (D), Energy dci 90 Start & Stop 90g CO 2 /km * Beispiel: Fiat 500 (B), 0.9 TwinAir Turbo 92g CO 2 /km * Hybrid (ohne Plug-in) Beispiel: Toyota Prius (B) 89g CO 2 /km * Beispiel: Peugeot 3008 Hybrid4 (D) 85g CO 2 /km * Erreicht durch Rückgewinnung von kinetischer Energie beim Bremsen und Abschalten des Verbrennungsmotors in einem schlechten Wirkungsgradbereich * - alle Angaben beziehen sich auf den Normverbrauch 5

6 95 g heute, 2020 und darüber hinaus Die technologische Herausforderung Gasfahrzeuge Beispiel: Audi A3 g-tron (CNG) 88g CO2/km; (B) 120g CO2/km CO2 Reduktion erreicht durch Erdgas als Kraftstoff Im Vergleich zu Benzin pro H-Atom weniger C-Atome CO 2 Volles Potential noch nicht erreicht (reiner Erdgasmotor, ohne Benzinbetrieb) CH4 Elektrofahrzeuge 0g CO 2 /km, leider gilt dies nur Lokal Die Energiebereitstellung definiert die Umweltfreundlichkeit * - alle Angaben beziehen sich auf den Normverbrauch Berücksichtigung aller Aspekte Betrieb mit fossiler und erneuerbarer Energie Quelle: TU München: Elektro EU-Mix/ erneuerbarer Strom & Diesel; Empa Erdgas/Biogas & Benzin Erneuerbare Energie Hauptsächlich fossile Energie Eine signifikante Reduktion der CO 2 -Emissionen gelingt nur durch den Einsatz von erneuerbarer Energie. Verbrennungsmotorische Fahrzeuge, die mit erneuerbarer Energie (z.b. Biogas, synth. Methan) betrieben werden, zählen aufgrund der geringeren CO 2 -Emissionen bei der Fahrzeugherstellung zu den saubersten Antrieben überhaupt. 6

7 Inhalt CO 2 -Emissionen, aktuelle Situation 95 g heute, 2020 und darüber hinaus Strombasierte Kraftstoffe Erneuerbare Energie für die Mobilität Strombasierte Treibstoffe Flexibilisierung des Energiesystems durch Speicherung von Überschussenergie für die Mobilität Ungenutzte, nachhaltige Biomasse Fluktuierende erneuerbare Überschuss-Elektrizität Mit der neuen Energiestrategie werden bis 2050 pro Jahr TWh temporär überschüssige, erneuerbare Elektrizität erwartet. (Prognos 2012). 7

8 Strombasierte Treibstoffe Flexibilisierung des Energiesystems durch Speicherung von Überschussenergie für die Mobilität Elektro- Netz-Batterie Fluktuierende erneuerbare Überschuss-Elektrizität Die temporär überschüssige Elektrizität kann in Netzbatterien gespeichert und für das Laden von Elektroautos genutzt werden. Herausforderung: Winterbetrieb, Reichweite, Anreiz für erneuerbare Energie. Strombasierte Treibstoffe Flexibilisierung des Energiesystems durch Speicherung von Überschussenergie für die Mobilität Elektro- Fluktuierende erneuerbare Überschuss-Elektrizität Netz-Batterie Elektrolyse Die temporär überschüssige Elektrizität kann mittels Elektrolyseanlagen in Wasserstoff (H 2 ) umgewandelt und gespeichert werden. Herausforderung: H 2 -Nutzung, Fz-Kosten. Wasserstoff- Fahrzeug 8

9 Strombasierte Treibstoffe Flexibilisierung des Energiesystems durch Speicherung von Überschussenergie für die Mobilität H 2 kann mit CO 2 (z.b. aus Biogasanlagen) in Elektro- synthetisches Methan (CH 4 ) umgewandelt, gespeichert und in Erdgas/ Biogasfahrzeugen genutzt werden. H 2 kann zudem an der Tankstelle Netz-Batterie dem Erdgas/Biogas direkt e + beigemischt werden, was neue, effiziente motorische Brennverfahren ermöglicht. Herausforderung: Effizienz Gesamtsystem, Materialverträglichkeit. e + Fluktuierende erneuerbare Überschuss-Elektrizität Elektrolyse H 2 Biogas-Anlage Methanisierung CO 2 CH 4 Erdgas/Biogas- Wasserstoff- Fahrzeug H 2 Strombasierte Treibstoffe Flexibilisierung des Energiesystems durch Speicherung von Überschussenergie für die Mobilität Elektro- Biogas-Anlage Netz-Batterie CO 2 CH 4 Fluktuierende erneuerbare Überschuss-Elektrizität Elektrolyse H 2 Methanisierung Erdgas/Biogas- Wasserstoff- Fahrzeug H 2 9

10 Strombasierte Treibstoffe Flexibilisierung des Energiesystems durch Speicherung von Überschussenergie für die Mobilität Elektro- Biogas-Anlage Netz-Batterie CO 2 CH 4 Fluktuierende erneuerbare Überschuss-Elektrizität Elektrolyse H 2 Methanisierung Erdgas/Biogas- Wasserstoff- Fahrzeug H 2 Inhalt CO 2 -Emissionen, aktuelle Situation 95 g heute, 2020 und darüber hinaus Strombasierte Kraftstoffe Erneuerbare Energie für die Mobilität 10

11 Future Mobility Demonstrator Erneuerbare Energie für die Mobilität H 2 -Speicher Methanisierung (in Zusammenarbeit mit PSI) PtG Gasfahrzeug H 2 -Verdichter 350 Bar H 2 -Tankstelle HCNG-Tankstelle CNG-Tankstelle Erdgas/Biogas (CNG)- Verdichter/Speicher Elektrolyseanlage HCNG- Praxiserprobung 350 Bar H 2 - Kehrfahrzeug Ultra Fast/Ind. BEV-Charging 700 Bar H 2 - Personenwagen 11

12 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Mit Dank für die Unterstützung an: Christian Bach Urs Cabalzar Dr. Patrik Soltic Kontakt: 12

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