Elektromobilität Wo bitte geht s zur Revolution?

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1 Elektromobilität Wo bitte geht s zur Revolution? Prof. Dr.-Ing. Hans-Georg Herzog Fachgebiet Energiewandlungstechnik Wir müssen das Auto neu erfinden!? Quellen: adac.de, lhg-bw.de, ieee.org 2

2 IEEE The Greening of the Supercar Audi e-tron SLS AMG E-Cell Quelle: traumautos.info Quelle: hybrid-autos.info Lotus Evora E 414 Porsche 918 Spyder Quelle: heise.de Quelle: hybrid-autos.info 3 Warum Elektro-Boliden? Nutzungsgrad konventioneller Oberklasse-Fahrzeuge *) 100 % Treibstoff Motor Prozess 30 % 18 % 13 % Motor Mechanik Getriebe Hinterachsgetriebe 11 % Räder 7 % Abgas Reibung 25% Verzahnung Wandverluste Durchschnittliche Nutzungsgrade Schleppenim NEFZ Ölpumpe Rollreibung 45% Riementrieb Wandler Fahrwiderstände d 30% 59% 75% 87% 61% Wasserpumpe Traction control Lenkhilfe Luftwiderstand Bremsenergie Klimaanlage Generator *) Im Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) 4

3 Roadmap Elektromobilität Quelle: Strukturstudie BWe mobil Baden-Württemberg auf dem Weg in die Elektromobilität, Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg, Tesla Roadster (Basis: Lotus Elise) Elektroantrieb mit 185 kw (252 PS) im Heck Quelle : Maximales Drehmoment 375 Nm bis min -1 0 auf 100 km/h in 3,8 Sekunden Höchstgeschwindigkeit 201 km/h *) kg Gewicht Lithium-Ionen-Akkus Energiebedarf 12,7 kwh / 100 km (75 g CO 2 /km) **) *) elektronisch hbegrenzt **) mit deutschem Energie-Mix 6

4 Allgemeine Rahmenbedingungen (I) California s Zero Emission Vehicle (ZEV) Regulation Yearly ZEV Requirements: : 11% : 12% : 14% : 16% London Low Emissions Zone Feb 2008 : Euro III for Trucks over 12 t July 2008 : Euro III for Trucks between 3.5 and 12 t and for Minibuses over 5 t Oct 2010 : Euro III for Larger Vans and Minibuses Jan 2012 : Euro IV for Trucks over 3.5 t and for Buses and Coaches over 5 t 7 Allgemeine Rahmenbedingungen (II) Statische Reichweite unserer Primärenergieträger 29 Jahre Natururan 42 Jahre Primäre energieträ äger Erdöl Erdgas 65 Jahre 169 Jahre Kohle Quellen: Technische Universität Darmstadt, Universität Duisburg-Essen Unabhängiges Institut für Umweltfragen Jahr 8

5 Allgemeine Rahmenbedingungen (III) Zunehmende Urbanisierung Megastädte Stand 2008 Erstmals mehr als 50 % der Weltbevölkerung in Städten Mumbai (Indien) hat etwa so viele Einwohner wie die 50 kleinsten UN-Mitgliedsstaaten Projektion % der Weltbevölkerung in urbanen Ballungszentren 9 Urbanisierung Megastädte (I) 20 der 30 größten Ballungszentren liegen in Asien und Lateinamerika: Tokio-Yokohama 37,7 Mio. (# 1) México City 23,6 Mio. (# 2) New York 23,3 Mio. (# 3) Seoul 22,7 Mio. (# 4) Mumbai 21,9 Mio. (# 5) Europa: Moskau 14,9 Mio. (# 15) Istanbul 14,44 Mio. (# 17) London 13,4 Mio. (# 20) Paris 11,9 Mio. (# 25) Rhein-Ruhr 11,9 Mio. (# 26) München 2,3 Mio. (# 198) Quelle: 10

6 Urbanisierung - Megastädte Metropolregionen in Europa 20 Städte mit mehr als 2,5 Millionen Einwohnern! Moscow 14.9 mil. London 13.4 mil. Randstad 6 6 mil. 6.6 mil Rhine Ruhr Rhine-Ruhr 11.9 mil. Paris 11.9 mil. Reference: Google Maps Elektromobilität - Wo bitte geht's zur Revolution? (Prof. Herzog) 11 Status Quo unserer Mobilität Aktuell sind mehr als die Hälfte aller in Deutschland zugelassenen Fahrzeuge Klein Klein- oder Kompaktwägen! Quelle: Kraftfahrtbundesamt Elektromobilität - Wo bitte geht's zur Revolution? (Prof. Herzog) 12

7 Status Quo unserer Mobilität Aktuell sind mehr als die Hälfte aller in Deutschland zugelassenen Fahrzeuge Klein- oder Kompaktwägen! Quelle: Kraftfahrtbundesamt Status Quo unserer Mobilität Anforderungsprofil für Stadtverkehr: Sitzanzahl 2 Reichweite 100 km Höchstgeschwindigkeit g 120 km/h Fahrzeugklasse Compact Vergleichsfahrzeug VW Golf 14

8 mute Elektrofahrzeug der TUM Fahrzeugkonzept / -struktur 15 mute Elektrofahrzeug der TUM Fahrzeugkonzept / -struktur 16

9 mute TUM s electric vehicle Fahrzeugkonzept / -struktur 17 ecarus Studentisches Projekt 18

10 Zur Situation bei Speichern Frage: Welche Energiedichte benötigen zukünftige Speicher? Energiespeicher in konventionellen Fahrzeugen Wh / kg Energiedichte Benzin 820 Wh / kg Nutzbare Energiedichte des Antriebsstrangs 1) g 1) Berücksichtigung über Zyklusnutzungsgrad 7,5% im NEFZ Ableitung der Anforderungen an elektrische Energiespeicher Zyklusnutzungsgrad elektrischer Antriebsstrang: 32% - 60% (NEFZ) Zielbereich Energiedichte künftiger Speicher: 1100 Wh / kg Wh / kg 19 Zur Situation bei Speichern Fragestellung: Welche Energiedichte benötigen zukünftige Speicher? Faktor 75 Faktor 15 Faktor 30 Faktor

11 Zusammenfassung Zunehmende Individualmobilität durch globale Urbanisierung Begrenzte Verfügbarkeit der Primärenergieträger Übersichtliche Effizienz konventioneller Fahrzeuge Politische Vorgaben zur Förderung der Elektromobilität Entwicklung des Elektroautos ist evolutionär! Speicher Leichtbau Sicherheit Die Revolution muss in unseren Köpfen stattfinden!! Nachhaltige Mobilität Integrierte Mobilitätskonzepte 21 Danke für Ihre Aufmerksamkeit!

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