JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbh

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1 JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbh Technologische Entwicklungen und Barrieren der Elektro-Mobilität Gerfried Jungmeier Elektromobilität in Städten und Regionen, März 2010, Messe Wels

2 Die Herausforderungen für eine erfolgreiche Elektro-Mobilität Öko-Stromerzeugung Ladeinfrastruktur Monitoring Fahrzeuge am Markt Konsumenten und Akteure

3 Technologie Ausgangslage Umwelt Kosten Inhalte Markt Technologische Entwicklungen Barrieren

4 Treibhaugas-Emissionen Verkehrssektor Österreich 23 Mio. t/a aus Transportsektor 26% der österreichischen Treibhausgas-Emissionen 61% Zunahme zwischen

5 Folie 5 Feinstaubbelastung Verminderung der Lebenserwartung

6 Der österreichische Verkehrssektor Treibstoff-Bedarf 2008: 350 PJ/a Bioethanol bioethanol, 0,82% 0.82% Biodiesel biodiesel, 4,93% 4.93% 5,75% Biotreibstoffe durch Beimischung: 6,5% Biodiesel zu Diesel 3,4% Bioethanol zu Benzin Benzin gasoline, 23% 23.38% diesel, Diesel 70.87% 71%

7 Arten der Elektromobilität Batterie- Elektrofahrzeug Hybrid Elektro- und Verbrennungskraftmotor Batteries 120V ICE ICE Generator Inverter LE Motor Transmission LE Generator Inverter LE Motor Motor Inverter Batteries 120V DC/DC Transmission Batteries 120V Transmission Tank Battery 12V Tank Verbrennungskraftmotor Battery ICE Transmission Tank

8 Strombedarf der Elektro-Mobilität 4 1 Mio. Batterie-Elektrofahrzeuge (d.h. etwa 25% der derzeit 4,2 Mio. PKW in Österreich) 4 Batterie-Elektro-Fahrzeug: 20 kwh/100 km, km/a 3% 4 Strombedarf E-Mobility: GWh/a 4 Strombedarf Österreich (2006) GWh 97% Zum Vergleich: Stromzuwächse jährliche 2 4% ABER Hohe zusätzliche Leistungsspitzen bei unkontrollierter Ladung möglich

9 Lastprofil in einer Winterwoche mit 1,5 Mio.Batterie-Elektrofahrzeugen Lastgang [MW] Load [MW] Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Quelle: Joanneum Research e-drive 1.0 Wochentag Weekday Freitag Samstag Sonntag Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday Sunday Electric Batterie-Elektrofahrzeuge vehicles Public Öffentl. electricity Stromnetz grid

10 Stromerzeugung in Österreich Anteile der Stromaufbringung in Österreich [%] 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 28% 25% 18% Ökostrom 7-8% 18% 46% 48% Physikalische Stromimporte sonstige Erzeugung Geothermie Deponie- und Klärgas gasförmige Biomasse flüssige Biomasse feste Biomasse Photovoltaik Windkraft Kleinwasserkraft Wärmekraft (Erdgas, Kohle, Öl) Großwasserkraft Quelle: Lebensministerium 2009

11 Kenndaten von Batteriesystemen Source: saftbatteries ABER 1) Hohe Investitionskosten derzeit etwa /PKW Massenproduktion zu Kostenreduktion notwendig 2) Lebensdauer und 3) Betrieb bei < 0 C

12 Technische Herausforderungen Logistik in Städten 4 Ladeinfrastruktur erforderlich 4 Lange Verweildauer am Ladeort 4 Rechtliche Rahmenbedingungen im öffentlichen Raum Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH

13 Der Umweltnutzen ist eine Frage der Energie-Effizienz Treibhausgas-Emissionen [g CO 2 -Äq/PKW-km] Öko-Strom Wasserkraft Strom Erdgas Treibstoff-Bedarf [kwh/100 PKW-km] Diesel Biodiesel Raps FT-Biodiesel Waldhackgut Quelle: basierend auf Lebenszyklusanalyse, Joanneum Research

14 Erwartete Kosten-Entwicklung der Batterien

15 Mögliche Kosten der Elektro- Mobilität 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 0,37 Fahrzeug Batterie Energie Steuer Treibstoff Fixkosten Wartung 0,40 Strommix Österreich 0,44 0,44 PV-Strom Strommix Österreich mit Steuern 0,47 PV-Strom mit Steuern Diesel-PKW Batterie-Elektrofahrzeug

16 Elektrofahrzeuge am Markt Fiat Doblo Electric Reichweite: 120 km Batterie: k.a Tesla Roadster Reichweite: 350 km Batterie: Li Ion 55kWh / 375V exkl. Piaggio Porter Electric Reichweite: 70 oder 120 km Batterie: Blei Gel 84V oder Li Ion 96V Twike Reichweite: bis 200 km Batterie: Li Ion 8,5kWh / 353V ab Quelle: Joanneum Research, Marktrecherche Oktober 2009

17 Elektrofahrzeuge ab 2010 Mitsubishi MiEV Reichweite: 160 km Batterie: Li Ion 16 kwh, 330V ca Pininfarina B0 Reichweite: 210km Batterie: Li Ion 30kWh, 410V Smart Fortwo electric Reichweite: 115 km Batterie: Li Ion 14 kwh Peugeot ion Reichweite: 130km Batterie: Li Ion Quelle: Joanneum Research, Marktrecherche Oktober 2009 Reva NXR Reichweite: 160 oder 80 km Batterie: Li Ion oder Blei ab monatl. Gebühr

18 Elektrofahrzeuge ab 2011 Tesla Model S Reichweite: 250 bis 480 km Batterie: Li Ion $ Nissan Leaf Reichweite: 160 km Batterie: Li Ion Loremo EV Reichweite: 150 bis 200 km Batterie: Li Ion Mini Elektro Reichweite: 168 km Batterie: Li Ion, 35kWh Quelle: Joanneum Research, Marktrecherche Oktober 2009

19 Plug-in / Rangeextender - Fahrzeuge ab 2011/2012 Fisker Karma Plug in / Rangeextender el. Reichweite: 80 km Batterie: Li Ion $ Toyota Prius Plug-in paralleler Hybrid Audi A1 Sportback Plug in / paralleler Hybrid el. Reichweite: 100 km Batterie: Li Ion Opel Ampera Plug in / Rangeextender el. Reichweite: 60 km Batterie: Li Ion Quelle: Joanneum Research, Marktrecherche Oktober 2009 BYD Auto F3DM (Build Your Dreams) paralleler + serieller Hybrid el. Reichweite:20 km Batterie: Li Ion el. Reichweite: 100 km Batterie: Li FePO

20 Elektrofahrzeuge ab 2012/2013 (I) Fragen BYD E6 Reichweite: 300 km Batterie: Li FePO Quelle: Joanneum Research, Marktrecherche Oktober 2009 Renault Z.E. Modellpalette Reichweite: bis 160 km Batterie: Li Ion, bis 24kWh Wann kommen die Fahrzeuge auf den Markt? Mit welchen Stückzahlen? Zu welchen Preisen? VW e-up Reichweite: 130 km Batterie: Li Ion

21 Zweiräder & Sonderfahrzeuge (I) Bauer BIFS26 Alko XOne Vmax: 25 km/h Reichweite: bis 60 km Batterie: Li Ion 0,2 kwh Vmax: 45km/h Reichweite: bis 40 km Batterie: Blei Gel, 2,8 kwh IO Florenz Vmax: 45 km/h Reichweite: bis 80 km Batterie: Silizium, 2,2 kwh E-max 90s Quantaya Track Vmax: 80 km/h Reichweite: bis 120min Crossfahrzeit Batterie: LiPo, 48V Vectrix VX-1 Vmax: 45 km/h Reichweite: bis 60 km Batterie: Silicon Silizium 1,9 kwh Vmax: 100 km/h Reichweite: bis 110 km Batterie: NiMH, 3,7 kwh

22 Zweiräder & Sonderfahrzeuge (II) Segway X2 Vmax: 20 km/h Reichweite: bis 38 km Batterie: Li Ion exkl. Bikeboard S500 Vmax: 25 km/h Reichweite: 60 km Batterie: Li Po exkl. Frauscher 750 St. tropez Batterie: Li Mn erockit Mensch-Maschine Hybrid Faktor 1:50 Vmax: 80 km/h Reichweite: km Batterie: Li Ion Nanophosphat 2,9kWh exkl. Quelle: Joanneum Research, Marktrecherche Oktober 2009

23 Die Elektro-Mobilität hat schon lange begonnen....und wird nun auf 2- und 4-Rädern fortgesetzt

24 Die Elektro-Mobilität hat schon lange begonnen.. Quelle: VEÖ 01/2010

25 Vergleich Biotreibstoffe und Elektro-Mobilität B-Mobility E-Mobility Primärenergie vielfältig vielfältig Treibstofferzeugung- Technologie Nachhaltigkeit 1. Generation existiert 2. Generation in Entwicklung Nahrung/Futter/ Biotreibstoff existiert erneuerbar Lokale Emissionen ja nein Infrastruktur existiert existiert teilweise Fahrzeug- Technologie existiert Entwicklung Fahrzeug-Eigenschaften (Reichweite/Betankungszeit) wie gewohnt sehr ungewohnt

26 Optimale Anwendungsbereiche für Fahrzeuge&erneuerbaren Treibstoffen Fahrzueggewicht B-Mobility Biotreibstoff-Fahrzeuge E-Mobility Batterie-Elektrofahrzeuge Fahrleistung pro Tankfüllung/Ladung

27 Die Chancen Öko-Stromerzeugung Ladeinfrastruktur Monitoring Fahrzeuge am Markt Konsumenten und Akteure