Internationale technologische Trends und Rahmenbedingungen im Bereich alternativer Antriebe und Treibstoffe für Nutzfahrzeuge

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1 Internationale technologische Trends und Rahmenbedingungen im Bereich alternativer Antriebe und Treibstoffe für Nutzfahrzeuge Erfolgreich durch Innovation Transportwirtschaft & Logistik trifft Fahrzeugtechnologien & Intelligente Verkehrssysteme Wien, 1. und 2. Dezember 2014

2 2 Inhalt - Technologien für den Logistikbereich - Legistische Rahmenbedingungen - Marktübersicht Fahrzeuge mit alternativen Antrieben für den Logistikbereich - Nationale und Internationale Technologieplattformen & F&E-Programme

3 3 Technologien für den Logistikbereich

4 4 Technologien für Nutzfahrzeuge und Busse Optimierte konventionelle Antriebe: Abgasnachbehandlung Methan (Konvertierung bei Niedertemperaturen), Diesel (SCR, Betriebsstrategien) optimierte Brennverfahren Methan (Dual Fuel, Direkteinblasung), Diesel EU7 CNG-/LNG-Speicher Leichtbau, Kostenoptimierung Reibungsminimierung Verbrennungsmotor Schmierstoffe, Beschichtungen Nebenaggregate Luftkompressor, Wasser-/Kraftstoffpumpe Waste Heat Recovery thermisch/dampfprozess (Rankine) Getriebe Downspeeding/Reibungsminimierung

5 5 Technologien für Nutzfahrzeuge und Busse Elektrische und teilelektrische Antriebe Batterien Li-Ionen, Zn-Luft, Mg-Luft Ladetechnologien konduktive und induktive Ladung, Batteriewechseleinrichtung Brennstoffzelle PEM sowie SOFC als APU Wasserstoffspeicher 700 bar Flywheel Doppelschichtkondensator Städtische Fahrprofile in der City Logistik sind ideal für batterieelektrische Antriebe! Brennstoffzellen- sowie Hybridantriebe sind langstreckentauglich!

6 6 Was können Alternative Antriebe im Logistikbereich leisten? Kraftstoffverbrauch / Emissionen Hybrid: ca. 6 bis 30 % weniger je nach Hybridisierungsgrad Plug-in Hybride haben das größte Einsparungspotenzial (größere Batterien / mehr E-Anteil) Elektrischer Verbrauch ca kwh/100 km je nach Fahrzeuggröße Reichweite Batterie-Fzg. realistisch im Bereich 100 km-150 km, Nachladezeiten im Stundenbereich Hybridfahrzeuge: keine Einschränkung Brennstoffzellen-Fzg.: volle Reichweite, Begrenzung durch H 2 -Tankstellennetz Kosten E-Betriebskosten: 4-10 EUR/100 km Hybridfahrzeuge: entspr. Kraftstoffreduktion von -6 bis -30 % plus Vorteil aus billigerem Strom Anschaffungspreis: Zuverlässige Preisangaben nicht erhältlich und von der lokalen Förderung abhängig (Steuervorteile, direkte Kaufförderungen, Maut- & Parkersparnisse) Hersteller bevorzugen noch Leasingvarianten (Felderprobungsphase) Gesamtkostenkalkulation (TCO) muss spezifisch für Finanzierungsmodell, Region (Fördermöglichkeiten) und Einsatzprofil durchgeführt werden

7 7 These Technische Lösungen respektive für emissionsarme bis -freie Fahrzeuge sind auch für Logistikanwendungen vorhanden, wenn auch noch nicht in ausreichender Breite und Stückzahl Städtische Fahrprofile in der City Logistik sind ideal für elektrifizierte Antrieben in Hybrid- / E- / BZ-Fahrzeugen Da es noch keinen echten Markt gibt, sind Fahrzeugpreise, Leasingraten strategische Zahlen und lassen eine Wirtschaftlichkeitsrechnung nur bedingt zu Imagegründe sind Treiber für Pilotanwendungen von Logistikunternehmen Auch ohne Image sind Logistikunternehmen gut beraten, zeitgerecht alternative Antriebstechnologien in ihrem Fuhrpark einzuführen, da die Emissionsgesetzgebung für Schadstoffe, CO 2 und Lärm dies früher oder später verlangen wird Kommunen stehen zunehmend unter Druck Schadstoffe und Lärm zu reduzieren und die Einführung solcher Fahrzeuge zu fordern bzw. zu fördern Breiter Einsatz von emissionsfreien bzw. emissionsarmen Fahrzeugen in der City Logistic braucht bessere Randbedingungen für die Wirtschaftlichkeit

8 8 Legistische Rahmenbedingungen

9 9 EU-Treibstoffdirektive The directive sets a regulatory framework for the following fuels: Electricity: The directive requires Member States to set targets for recharging points accessible to the public, to be built by 2020, to ensure that electric vehicles can circulate at least in urban and suburban agglomerations. Targets should ideally foresee a minimum of one recharging point per ten electric vehicles. Moreover, the directive makes it mandatory to use a common plug all across the EU, which will allow EU-wide mobility. Liquefied Natural Gas (LNG): Natural gas/bio-methane vehicles offer today a well-developed technology, with performances and cost equivalent to petrol or diesel units and with clean exhaust emissions. Natural gas use in trucks and ships can substitute diesel. For the development of LNG for road transport, Member States have to ensure a sufficient number of publicly accessible refuelling points, with common standards, on the TEN-T core network (see IP/13/948), ideally every 400 km, to be built by end The directive also requires a minimum coverage to ensure accessibility of LNG in main maritime and inland ports. Compressed Natural Gas (CNG): The directive requires Member States to ensure a sufficient number of publicly accessible refuelling points, with common standards, to allow the circulation of CNG vehicles, both in urban and sub-urban areas as well as on the TEN-T core network, ideally every 150 km, to be built by end Hydrogen: The directive aims at ensuring a sufficient number of publicly accessible refuelling points, with common standards, in the Member States who opt for hydrogen infrastructure, to be built by end In addition, the directive requires that clear information is given to consumers about the fuels that can be used by a vehicle, using standardised labelling in vehicle manuals, at dealerships and on the recharging and refuelling points. It also aims at providing clear information to users to compare alternative fuel prices with conventional fuel prices. Moreover, Member States must ensure that information about the geographical location of publicly accessible recharging and refuelling points is made available in an open and non-discriminatory manner.

10 10 Strategie zur Minderung des Kraftstoffverbrauchs & der CO 2 -Emissionen schwerer Nutzfahrzeuge Auf schwere Nutzfahrzeuge entfallen ca. ein Viertel aller Emissionen des Straßenverkehrs und 5 % aller Treibhausgasemissionen der EU. Aus der Folgenabschätzung, geht hervor, dass die CO 2 -Emissionen dieser Fahrzeuge zwischen 1990 und 2010 um etwa 36 % gestiegen sind. Daher sollen nach Maßgabe des Fahrplans der Kommission für den Übergang zu einer wettbewerbsfähigen CO 2 -armen Wirtschaft bis 2050 und des Verkehrsweißbuchs die CO 2 - Emissionen aus dem Verkehrssektor bis 2050 um 60 % des Werts von 1990 gesenkt werden. Zur Unterstützung der vor kurzem vorgeschlagenen Ziele für einen klimapolitischen Rahmen bis 2030 gilt für den Verkehrssektor das Ziel, die THG- Emissionen um ca. 20 % gegenüber dem Stand von 2008 zu senken. Für das CO 2 - Monitoring arbeitet die Kommission seit 2009 zusammen mit Vertretern der Industrie am Simulationsinstrument VECTO.

11 11 Marktübersicht Fahrzeuge mit alternativen Antrieben für den Logistikbereich

12 12 Smith Edison Eigenschaft Antriebsart Leistung Reichweite Bat.-Kapazität Verbrauch Zuladung Gesamtgewicht v max Kaufpreis Wert BEV 90 kw km kwh k.a kg kg 80 km/h k.a.

13 13 Smith Newton Eigenschaft Antriebsart Leistung Reichweite Bat.-Kapazität Verbrauch Zuladung Gesamtgewicht v max Kaufpreis BEV 120 kw km kwh k.a kg kg 80 km/h k.a.

14 14 Proton Motor / Basis Smith Newton Batteriefahrzeug mit Brennstoffzellen Range Extender für mehr Reichweite und kurze Betankungszeit Gesamtgewicht 7,5 / 10 / 12 t E-Motor 120 kw Batterie Li-Ion FePo 80 kwh BZ-Range-Extender 7 kw H2-Speicher 350 bar 5 kg H2 Energieinhalt H2 75 kwh Betankungszeit 5min

15 15 Hino 300 Hybrid Eigenschaft Antriebsart Leistung Reichweite Bat.-Kapazität Verbrauch Zuladung Gesamtgewicht v max Kaufpreis HEV (Diesel) 110 kw (D) / 36 kw (E) k.a. 1,9 kwh k.a kg 7795 kg 128 km/h k.a.

16 16 Citroen Berlingo Electric Eigenschaft Antriebsart Leistung Reichweite Bat.-Kapazität Verbrauch Zuladung Gesamtgewicht v max Kaufpreis BEV 49 kw 170 km 22,5 kwh 18,8 kwh/100 km 636 kg 2225 kg 110 km/h k.a.

17 17 Zero Truck Eigenschaft Antriebsart Leistung Reichweite Bat.-Kapazität Verbrauch Zuladung Gesamtgewicht v max Kaufpreis BEV 100 kw p mi k.a. k.a lbs lbs 60 mph k.a.

18 18 Boulder Electric EV DV Eigenschaft Antriebsart Leistung Reichweite Bat.-Kapazität Verbrauch Zuladung Gesamtgewicht v max Kaufpreis BEV 220 kw p mi 80 kwh k.a lbs lbs 70 mph k.a.

19 19 Nationale und Internationale Technologieplattformen & F&E-Programme

20 20 ERTRAC - wurde gegründet, um unter Einbeziehung aller Stakeholder des Straßenverkehrssystems eine gemeinsame Planung der Straßenverkehrsforschung in Europa zu erzielen. - Plenum: Europäische Interessensverbände planen mit nationalen Ministerien und der Europäischen Kommission strategische Prioritäten in der Technologieförderung und F&E-Politik - Executive Group: leitet die Technologieplattform und setzt sich aus dem Vorsitzenden (Dr. Jean Luc di Paola-Galloni) und den stellvertretenden Vorsitzenden zusammen. Als Leiter der Gruppe der nationalen Vertreter ist Dr. Dorda Vice-Chairman von ERTRAC. - Arbeitsgruppen: Vertreter von Europäischen Interessensverbänden erstellen Roadmaps zu verschiedenen Bereichen der Straßenverkehrsforschung - A3PS: Unterstützt die Vertretung österreichischer Interessen von bmvit, Industrie und Forschung in der Executive Group und in den Arbeitsgruppen

21 21 ERTRAC-Roadmaps Heavy Duty Truck Roadmap, September 2012 Future Light-duty Powertrain Technologies and Fuels, August 2011 Sustainable Freight System for EU - Green, Safe & Efficient Corridors, May 2011 Energy Carriers for Powertrains roadmap, February 2014 Transport Infrastructure Innovation Roadmap, June 2013 Land Use and Transport Interactions Initiative, June 2013 Infrastructure for Green Vehicles Roadmap, October 2012 Electrification of Road Transport Roadmap 2nd version, June 2012 ERTRAC Research and Innovation Roadmaps, September 2011 European Bus System of the Future, June 2011 Safe Road Transport; Towards an Integrated Urban Mobility System, June 2011 Hybridisation of Road Transport, June 2011 Climate Change Resilient Transport, May 2011 Road User Behaviour and Expectations, May 2011 European Technology and Production Concept for EVs, May 2011 Electrification of Road Transport Roadmap 1st version, November 2010

22 22 Austrian Association for Advanced Propulsion Systems Österreichische Plattform zur Förderung von innovativen Antriebssystemen und -technologien für mobile Anwendungen sowie deren Energieversorgung und -speicherung Motivation für die Gründung: - Strategische Partnerschaft zwischen Industrie, Forschung und dem bmvit zur Stimulierung der Zusammenarbeit komplementärer Partner - Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit der österreichischen Fahrzeugindustrie und Transportwirtschaft - Überwindung des Henne-Ei-Problems bei der Markteinführung alternativer Antriebe und Treibstoffe - Zusätzliche Serviceleistungen für Industrie und Forschung über die reine Förderung von F&E-Projekten hinaus - Abstimmung der sektoralen und regionalen Aktivitäten in Österreich - Die A3PS betreibt keine eigene Forschung sondern bietet der Industrie und Forschung Unterstützung durch Forschungs-, Kooperations- und Informationsmanagement 22

23 23 Ziele und Aufgaben der A3PS: - Vernetzung: F&E-Kooperationen der Partner national anstoßen und international einbetten. - Information: Kompetenz der österreichischen Industrie und Forschung durch Kompilierung, Aufbereitung und zielgerichtete Information stärken. - Know How Präsentation: Österreichische Technologiekompetenz und das Engineering und Produkt Know How der Mitglieder auf Konferenzen national und international sichtbar machen. - Interessensvertretung: Vertretung österreichischer Interessen in internationalen Gremien und Initiativen der EU und der IEA durch Beiträge unterstützen. - Orientierung: Strategien zwischen Industrie, Forschung und Technologiepolitik durch die Entwicklung von Roadmaps abstimmen. - Beratung: Politik fundiert und ausgewogen in der effizienten Gestaltung von deren Instrumenten (Förderprogramme, Regulierungen, Standards, öffentliche Beschaffung, etc.) unterstützen und die Öffentlichkeit über alternative Antriebssysteme informieren.

24 24 Mitglieder der A3PS:

25 25 IEA - International Energy Agency Hybrid and Electric Vehicles (HEV): Forschungskooperation zur Entwicklung und Markteinführung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen. Advanced Motor Fuels (AMF): Das IA-AMF dient der Information und Förderung von Forschung, Entwicklung und Markteinführung moderner Kraftstoffe. Neben der Forcierung von Ethanol werden auch andere Technologien (z.b. Algenkraftstoffe) erforscht. Advanced Fuel Cells (AFC): Dieses IA forciert die Technologieentwicklung von Schlüsselkomponenten und -systemen von Brennstoffzellen. Relevanter Task 27 elogv : Electrification of transport logistic vehicles: Partner sind das DLR & Joanneum Research Resources 1. WS (Stuttgart bei DLR) wird voraussichtlich am 19. (+evtl 20.) März 2015 stattfinden. Schwerpunkte: - Battery-electric & FC vehicle technologies for HD-transport vehicles & for city logistics - Experiences from demo-applications.

26 26 IPHE Int. Partnership for FCHs in the Economy Weltweite Plattform für die Entwicklung & Markteinführung von Wasserstoffund Brennstoffzellentechnologien für die Fahrzeugindustrie und E-Wirtschaft. Durch hohe industrielle Kompetenz (H2-Tank von Magna, APU von AVL + Plansee, Gabelstapler von Schenker, Fronius, OMV, HyCentA, Joanneum, Linde-Fördertechnik sowie die H 2 -Tankstellenproduktion der Linde Gas, ) sowie der bmvit-aktivitäten (FCH-Cluster und -Konferenzen der A3PS, Förderschwerpunkt in MdZ) wurde Österreich 2012 zur Mitgliedschaft eingeladen und trat 2013 der IPHE bei. A3PS unterstützt Vertretung österreichischer Interessen in der IPHE FCH-JU - Fuel Cell & Hydrogen - Joint Undertaking Förderprogramm der EU und der europäischen Industrie zur Entwicklung von Wasserstoff und Brennstoffzellen-Technologien. Vertretung der österreichischen Industrie und Forschung im Scientific Committee durch das A3PS-Büro

27 27 FCH-JU - Fuel Cell & Hydrogen - Joint Undertaking Zwischen 2008 und 2013 standen 940 Mio. EUR an Fördermitteln zur Verfügung und im aktuellen FCH-JU 2.0 ist ein Budget von 1,365 Mrd. EUR vorgesehen.

28 28 FCH-JU - Fuel Cell & Hydrogen - Joint Undertaking

29 29 Horizon 2020 (77 Mrd. ) - WP Transport calls Calls (publication 11 December 2014) Budget ( Mio) 2014 Budget ( Mio) 2015 Call 'Mobility for Growth' 374,5 (+2) 184 (+10) 1. Aviation 70 (+2) Rail Road (+5) 4. Waterborne Urban 40 66,5 6. Logistics ITS Infrastructure 19 17,5 9. Socio-economic and behavioural research 8,5 5 (+5) Call 'Green Vehicles' Call Small business and Fast Track 35,87 38,69 Contribution to Smart Cities, Blue Growth *

30 30 Call 'Mobility for Growth : ROAD TOPICS: Technologies for low emission powertrains MG stages Advanced bus concepts for increased efficiency MG stages Global competitiveness of the automotive supply chain management MG stages Traffic safety analysis and integrated approach towards the safety of Vulnerable Road Users MG stages Cooperative ITS for safe, congestion-free and sustainable mobility MG stages Safe and connected automation in road transport MG stages The cleanest engine (under 'Other Actions' in WP) OA Inducement prize in red: topics open in 2014

31 31 Call Green Vehicles TOPICS: They are all single stage Next generation of competitive Li-ion batteries to meet customer expectations GV Optimised and systematic energy management in electric vehicles GV Future natural gas powertrains and components for cars and vans GV Hybrid light and heavy duty vehicles GV Electric two-wheelers and new new light vehicle concepts GV Powertrain control for heavy-duty vehicles with optimised emissions GV Future natural gas powertrains and components for heavy duty vehicles GV Electric vehicles enhanced performance and integration into the transport system and the grid GV in red: topics open in 2014

32 32 F&E-Förderprogramm Mobilität der Zukunft

33 33 Geförderte Projekte in A3 / A3plus Umweltfreundlicher Werkszulieferverkehr mit CNG und LNG Schwerfahrzeugen CHD (Clean Heavy Duty) Demonstration des Einsatzes von CNG und LNG Schwerfahrzeugen für den Zulieferbetrieb zum Werk auf Kurz- und Mittelstrecken Zur Versorgung des Fahrzeuges wurde ein CNG Tankstellenstützpunkt in der Nähe der Strecke zwischen dem Werk und dem Zulieferer auf die LKW Betankung erweitert

34 34 Geförderte Projekte ASys1 SOFC APU System Entwicklung Anforderungen und Spezifikationen an das APU System durch eine stationäre Systemsimulation des SOFC APU Systems unter Berücksichtigung der Lastenheftvorgaben der Nutzfahrzeugindustrie Identifikation und Analyse von dominanten Fehlermechanismen im APU System Entwicklung eines Testprogramms zur Validierung der Systemzuverlässigkeit/Lebensdauer Entwicklung eines Fahrzeugintegrationskonzepts und eines Steuergeräts für einen vollautomatischen Betrieb des SOFC APU Systems Darstellung eines vom Prüfstand unabhängigen Systems mit 2kW elektrischer Leistung

35 35 Ausschreibungsschwerpunkte Fahrzeugtechnologien Brennstoffzellen und Wasserstoff Brennstoffzellenkomponenten und -systeme Erzeugung von Wasserstoff für mobile Anwendungen Wasserstoffspeichertechnologien im Fahrzeug und an Tankstellen Wasserstoff-Versorgungsinfrastruktur für Kraftfahrzeuge Wasserstoffdistribution für mobile Anwendungen System- und Fahrzeugintegration (nur als Ergänzung zur Komponentenentwicklung und nicht im Zuge eines umsetzungsorientierten Demonstrationsprojektes, das in den Leuchttürmen der Elektromobilität des Klima- und Energiefonds gefördert werden kann)

36 36 Ausschreibungsschwerpunkte Fahrzeugtechnologien Leichtbau Anwendung von Leichtmetallen, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen für die Nutzung in Fahrzeugen Innovative Leichtbaukonzepte im Fahrzeugbau sowie deren Simulation in der Entwicklung Innovative Verarbeitungs- und Fügetechniken

37 37 F&E-Dienstleistung LNG als alternativer Energieträger in Österreich: Potential im Mobilitätsbereich In dieser Studie soll das Marktpotential von LNG in Österreich hinsichtlich Emissions- und Kosteneinsparung untersucht werden. Schwerpunkt auf der landseitigen Herstellung, Distribution und Verwendung von LNG, aber auch Erfahrungen und Potentiale im Schiffverkehr sollen mitberücksichtigt werden. Fragestellungen: - In welchen FZ-Kategorien bietet LNG Vorteile? - Maßnahmen um Anwendung zu beschleunigen? - Welche Technologiekompetenzen gibt es in Österreich bzgl. LNG? - Status LNG-Technologien? - Bedarfsanalyse - Unter welchen Bedingungen ergeben sich wirtschaftliche Vorteile & LNG-Infrastruktur sinnvoll? - Welche Konzepte und Optionen zur LNG-Versorgung in Österreich gibt es? - Biogasanlagen für eine erfolgreiche Implementierung von LNG? Wirkungsgrad? - Übertragbarkeit von erfolgreichen Europäischen Pilotprojekten auf Österreich? - Wie kann eine europaweite Lösung aussehen? - Wie sieht eine entsprechende Roadmap (inhaltlich und zeitlich) aus?

38 Kontakt Abteilung für Mobilitäts- und Verkehrstechnologien Dr. Andreas Dorda Themenfeldverantwortlicher Fahrzeugtechnologien T: