Energieeffizienz im Verkehr

Transkript

1 Energie benötigt für Fortbewegung, Komfort, Heben... Energiebasis sind zumeist fossile Brennstoffe, teilweise auch Wasserkraft, Solarenergie, Atomstrom

2 unterschiedliche Voraussetzungen der Verkehrsträger Bremsweg bei einer Geschwindigkeit von 160 km/h Stahl auf Stahl Haftreibungswert: µ = 0,1 Schiene: 1000 m Gummi auf Asphalt Haftreibungswert: µ = 0,8 Straße: 125 m

3 spezifischer Energieverbrauch und Fahrzeit in Abhängigkeit von der Höchstgeschwindigkeit

4 Entfernung 250 km Fahrzeit [min] Energie [kwh] Kinetische Energie Energiebedarf für ein Fahrspiel Fahrzeit Energiemehrverbrauch um noch 1 Minute Fahrzeit zu gewinnen V = 100 km/h (V = 101 km/h) V = 200 km/h V = 204 km/h 677 V = 300 km/h (V = 314 km/h) 752 V = 400 km/h (V = 437 km/h) Geschwindigkeiten [km/]

5 Vergleich der Verkehrsträger * Transportleistung pro kg Kraftstoff [tkm/kg] * Flugzeug LKW Eisenbahn Binnenschiff Rohrleitung * Geschätzte Werte Verkehrsträger

6 Energieträger Schiff: Dieselöl, Schweröl Flugzeug: Kerosin (fällt bei der Benzinherstellung nebenbei ab) Schiene: früher Kohle, heute Diesel (20%) und Strom (80%) Strom aus: - Kohleverstromung, - Kernenergie, - Wasserkraft Strasse: Benzin, Diesel

7 Brennstoffzelle

8 System Bahn Im Rahmen des Gesamtenergiebedarfs eines Bahnsystems ist der Traktionsenergiebedarf dominierend. Aus ökonomischen und ökologischen Gründen ist der Betreiber bestrebt, ihn möglichst gering zu halten. Energiesparprogramm 2005 der DB AG Die DB AG will bis 2005 ihren spezifischen Primärenergieverbrauch um 25 % und den Schadstoffausstoß um % senken (Basis 1990)!

9 Möglichkeiten zur Reduktion des spezifischen Energieverbrauchs Höhere Auslastung der Züge Verbesserung der Fahrzeugtechnik (Triebfahrzeuge und Wagen, z.b. Energierückspeisung) Verbesserung des Betriebsprogramms (Anfahren, Konstantfahrt, Ausrollen, Bremsen, Überholtwerden vermeiden, V-optimal) Verbesserung der Energieversorgung

10 Grundlagen zur energiesparsamen Fahrweise (ESF) ESF = Nutzung der vorhandenen Fahrzeitreserve zur gezielten örtlichen Reduzierung der Geschwindigkeit um den Traktionsenergiebedarf zu verringern Regel- und Sonderzuschläge liegen zusammen üblicherweise bei 5-12 % der reinen Fahrzeit. Bei pünktlicher oder nur wenig verspäteter Abfahrt kann der verbleibende Fahrzeitzuschlag für die Energiesparsame Fahrweise genutzt werden. Nahverkehr: meistens nur eine einzelne Ausrollphase vor dem Abbremsen Fernverkehr: Strategie zur optimalen Verteilung der Fahrzeitreserven auf mehrere Ausrollphasen über die ganze Strecke sehr wichtig

11 Weg-Geschwindigkeits-Linie mit ESF

12 Siemens METROMISER System zur Realisierung der energiesparsamen Fahrweise im Nahverkehr bestehend aus: Fahrzeuggerät und Programm zur Optimierung des Fahrplan unter Gesichtspunkten des Energieverbrauchs Das Fahrzeuggerät besteht aus: einem Controller mit Anschlüssen zum Fahrzeug, einem Terminal zur Eingabe der Fahrt-Parameter und einer Anzeige der Fahrempfehlung für den Triebfahrzeugführer. Controller Terminal Fahrerplatz

13 System Straße

14 Auswirkung verschiedener Entwicklungen

15 System Luftverkehr Flugpassagiere Luftfracht [Mill. Passagiere/a] [Mill. t/a] Jahr 0

16 technische Verbesserungen neue Triebwerke - Verbrauch -20% - Lärm -10dB -CO 2 -Emissionen -20% -NO x -Emisisonen -80% neue Werkstoffe (Faserverbundwerkstoffe CFK ) -Gewicht -30% Treibstoffersparnis während der Lebensdauer 24 Mill. Liter Kerosin - Herstellungskosten -40% Aerodynamik ( Laminarerhaltung, Adaptiver Flügel etc.) - Kraftstoffverbrauch -36%