Elektromobilität Deutschland als Leitmarkt und Leitanbieter

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1 Elektromobilität Deutschland als Leitmarkt und Leitanbieter

2 2 INHALTSVERZEICHNIS Inhaltsverzeichnis Vorwort 3 Elektromobilität Mobilität der Zukunft 4 Die Ziele und Maßnahmen der Bundesregierung 8 Zwei alternative Techno logien: Batterie und Wasserstoff/Brennstoffzelle 10 Elektromobilität mit Batterie im Praxistest: die Modellregionen 19 Fahren mit Wasserstoff die Brennstoffzelle im Test 26 Fazit, Ausblick 36 Impressum 40

3 VORWORT 3 Grußwort In unserer modernen Gesellschaft ist Mobilität Grundlage für Wohlstand und Teilhabe am gesellschaftlichen Leben. Wir fahren mit dem Auto zur Arbeit, zum Sport oder ins Theater, bringen die Kinder in die Schule oder fahren in den Urlaub. Auch Waren und Güter müssen transportiert werden, damit unsere Wirtschaft funktioniert und weiter wachsen kann. Angesichts des Klimawandels sowie endlicher Ressourcen muss unsere Mobilität umwelt- und klimafreundlicher werden. Nur dann können wir auch in Zukunft eine bezahlbare und umweltverträgliche Mobilität garantieren. Neue Technologien wie etwa alternative Antriebe sind hier ein Schlüssel zum Erfolg. Insbesondere in der Elektromobilität liegt eine große Chance, die wir zum Wohle der Menschen, unseres Klimas und unserer Industrie nutzen müssen. Wir wollen Leitmarkt und Leitanbieter für Elektromobilität werden. Das ist für unsere globale Wettbewerbsfähigkeit von entscheidender Bedeutung. Mit dem vom Bundeskabinett beschlossenen Regierungsprogramm Elektromobilität und dem eigens eingerichteten Energie- und Klimafonds intensivieren wir unsere Unterstützung für diesen Bereich: Durch Forschungsförderung auf hohem Niveau, steuerliche Anreize, Privilegierung von Elektrofahrzeugen im Straßenverkehr und durch die Förderung von Schaufensterprojekten, die diese Form der Fortbewegung erfahrbar und alltagstauglich machen. Die Bundesregierung verfolgt hierbei einen technologieoffenen Ansatz. Neben der Batterie spielen Wasserstoff und Brennstoffzelle eine zentrale Rolle für die Mobilität und Energieversorgung von morgen. Gemeinsam mit Industrie und Wissenschaft arbeiten wir weiter daran, die Elektromobilität zur Marktreife zu führen. Damit innovative Produkte alltagstauglich werden und die Menschen überzeugen. Dr. Peter Ramsauer, MdB Bundesminister für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung Dr. Peter Ramsauer

4 4 ELEKTROMOBILITÄT MOBILITÄT DER ZUKUNFT Elektromobilität Mobilität der Zukunft Alle wissen es: Die Erdölvorräte schwinden, die För - derung wird zunehmend aufwendiger. Die Folge erleben die Autofahrerinnen und Autofahrer regelmäßig an den Tankstellen: Die Preise für Benzin und Diesel steigen stetig. Gleichzeitig belasten unsere Abgas emissionen Umwelt und Klima. Die Bundesregierung verfolgt daher die Strategie: Weg vom Öl. Weg vom Öl das bedeutet zum einen, dass wir über andere Kraftstoffe nachdenken. Biokraftstoffe zum Beispiel. Zum anderen wird über alternative Antriebe nachgedacht. Die Elektromobilität ist hier ein zentraler Baustein. Eine Elektrifizierung des Fahrzeugantriebs ist nicht nur sehr effizient, sie bietet auch die Möglichkeit, Energie aus erneuerbaren Quellen im Verkehr zu nutzen. Die Bundesregierung will Mobilität nicht verhindern, sondern ermöglichen. Denn dies ist eine wesentliche Voraussetzung für eine prosperierende Wirtschaft und die individuelle Freiheit. Der Antrieb mit elektrischem Strom ist die Alter native, mit der gerade wir in Deutschland eine lange Erfahrung haben. Länger als alle anderen. Bereits im 19. Jahrhundert gab es in Deutschland die klassische E-Lok und die Elek trische, wie elektrische Straßenbahnen in ihren Gründerjahren genannt wurden. Sogar Automobile wurden im 19. Jahrhundert schon elektrisch betrieben. Durchgesetzt hat sich die Elektromobilität am Markt jedoch bislang noch nicht. Einer der Gründe: Fahrzeuge mit Batterien und Wasserstoff-/Brennstoffzellenantrieb sind noch zu teuer. Auch bei der Reichweite, der Alltagstauglichkeit und der Akzeptanz sind noch Fortschritte nötig.

5 ELEKTROMOBILITÄT MOBILITÄT DER ZUKUNFT Gustave Trouvé stellt das dreirädrige Automobil vor. Werner von Siemens stellt den elektrisch betriebenen Kutschenwagen vor. La Jamais Contente von Camile Jenatzy fährt 106 km. Der Lohner-Porsche kommt auf den Markt. Detroit Electric baut elektrische PKW und 535 elektrische LKW. Die erste Tour de Sol sorgt weltweit für Aufsehen. Volkswagen baut den Golf CitySTROMer. General Motors stellt den EV1 her. PSAPeugeot Citroën baut Elektroautos. Die Produktion des Tesla Roadster (Sportwagen) beginnt. Weitere Kleinserien großer Hersteller folgen. Erste Hochphase Nischendasein Marktreifeprozess Die erste konstante Wiederaufladbare Rotation durch Bleiakkumulatoren Elektromagnetis mus werden erfunden. (Michael Faraday) In den USA werden 40 % aller Autos mit Dampf betrieben, 38 % elektrisch und 22 % mit Benzin. Der Höhepunkt: 1912 produzieren 20 Hersteller fast Elektroautos. Ölkrise durch den Golfkrieg; Clean Air Act in den USA zur Eindämmung der Emissionen EU verbietet Nickel-Cadmium Akkumulatoren. Lithium-Ionen Akkumulatoren werden immer besser. Deshalb hat die Bundes regierung beschlossen, die Elektromobilität gemeinsam mit der Industrie nicht nur zur Marktreife zu führen, sondern Leitmarkt und Leitanbieter für Elektro mobilität zu werden. Dazu fördert sie die Forschung und Entwicklung sowie Praxistests. Bis 2020 sollen eine Million Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen fahren. Zu diesem ehrgeizigen Ziel der Bundesregierung gesellt sich ein zweites. Mobilität auf der Basis von Strom ist bereits im Rahmen des heutigen Energiemixes energieeffizienter als Verbrennungsmotoren. Und die Elektromobilität ermöglicht sogar CO2-freie Fort bewegung, wenn die Fahrzeuge mit Strom aus erneuerbarer Energie geladen werden. Mittel- bis langfristig kann die Elektromobilität auch dabei helfen, im Rahmen der Energiewende den Ein stieg in die erneuerbaren Energien umzusetzen.

6 6 ELEKTROMOBILITÄT MOBILITÄT DER ZUKUNFT Durch die Verwendung von Strom als Energieträger können die unterschiedlichsten regenerativen Energie - quellen Wind, Sonne oder Wasserkraft für die Mobilität genutzt werden. Zudem können die Fahr zeuge als mobile Speicher dienen, um Strom aus er neuer barer Energie zu speichern und im Bedarfsfall wieder ins Netz ab zugeben. Sie leisten damit in Zukunft einen wichtigen Beitrag zur Netzstabilität. Elektromobilität ist damit auch ein zentrales Hand lungsfeld für die Energiewende.

7 ELEKTROMOBILITÄT MOBILITÄT DER ZUKUNFT 7 Moskau Paris Dieselauto Berlin 2700 km Lissabon Paris Berlin Minsk Elektroauto 4500 km Lissabon Paris Berlin Minsk Moskau Lissabon Reichweite mit 1 Barrel Rohöl: Dieselfahrzeug km, Elektrofahrzeug km - 9 % Raffinerie Abgase/CO 2 17,5 kwh/100 km - 36 % Kraf t werk 1,8 l/100 km 6 g CO 2 /km* * Produktionsmix Schweiz % Stromnet z - 8 % Bat terie - 2 % Elektromotor 100 % Energie 40 % Nutzenergie Elektroauto Bei einem Elektroauto werden 40 Prozent der Primärenergie (Energie aus natürlich vorkommenden Quellen wie zum Beispiel Kohle, Gas, Erdöl) umgesetzt % Raffinerie - 73 % Automotor 64 kwh/100 km 6,5 l/100 km 170 g CO 2 /km Abgase/CO % Energie 15 % Nutzenergie Dieselauto... bei einem Dieselauto nur 15 Prozent.

8 8 DIE ZIELE UND MASSNAHMEN DER BUNDESREGIERUNG Die Ziele und Maßnahmen der Bundesregierung Die Förderung des Innovations- und Handlungsschwerpunkts Elektromobilität soll dazu beitragen, nachfolgende Ziele zu erreichen: 6 Mio. Klimaschutz: Verringerung von Treibhausgasen gegenüber 1990 um 40 Prozent bis 2020 und um 80 Prozent bis Versorgungssicherheit: größere Unabhängig keit von Erdölimporten. 1 Mio angestrebte Anzahl der Elektroautos auf deutschen Straßen Technologische Inno vation: die nachhaltige Stärkung des Wirtschaftsstandorts Deutschland auf dem Gebiet alternativer Mobilität. Deutschland soll Leitmarkt und Leitanbieter für Elektromobilität werden. Bis 2020 sollen 1 Million, bis 2030 sollen 6 Millionen Elektroautos auf Deutschlands Straßen fahren. Bis 2050 soll der urbane Straßenverkehr überwiegend mit regenerativen Energieträgern realisiert werden. Da Elektrofahrzeuge sehr leise sind, können sie auch dazu beitragen, die Ziele des Nationalen Verkehrslärmschutzpakets II zu erreichen. Zur Unterstützung ihrer Aktivitäten hat die Bundesregierung im Mai 2010 u. a. die Nationale Plattform Elektromobilität (NPE) gegründet. Das Ziel: Politik,

9 DIE ZIELE UND MASSNAHMEN DER BUNDESREGIERUNG 9 Wirtschaft und Wissenschaft arbeiten gemeinsam an der Lösung noch offener Fragen. Bundesregierung und NPE werden von der Gemeinsamen Geschäftsstelle Elektromobilität (GGEMO) unterstützt. Die GGEMO wird vom BMVBS geleitet und von den vier zuständigen Bundesministerien getragen. Neben den federführenden Ministerien für Verkehr (BMVBS) und Wirtschaft (BMWi) sind dies das Umwelt- (BMU) und das Forschungsministerium (BMBF). Bei der Steuerung und Umsetzung der Förder pro gramme zur Elektromobilität kann das BMVBS zusätzlich auf die Expertise der Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie NOW GmbH zurückgreifen. Die NOW GmbH wurde ursprünglich zur Koordinierung der Maßnahmen im Bereich Wasserstoffund Brennstoffzellen technologie gegründet, befasst sich aber mittlerweile mit Batterie und Brennstoffzelle gleichermaßen. Die NOW GmbH ist für die Bewertung konkreter Förder vorhaben zuständig. Darüber hinaus bündelt sie die Ergebnisse und Erfahrungen aus den einzelnen Projekten und schafft so Synergien. Sie koordiniert unterschiedliche Programmpartner und Programmaufgaben. Durch diese Vernetzung trägt sie zur schnellen und effizienten Technologieentwicklung und Marktvorbereitung bei.

10 10 BATTERIE UND WASSERSTOFF/BRENNSTOFFZELLE Materialforschung im Zentrum für Sonnenenergieund Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg Zwei alternative Techno logien: Batterie und Wasserstoff/Brennstoffzelle Grundsätzlich ist unter Elektromobilität die Nutzung elektrischer Energie für den Fahrzeugantrieb zu verstehen. Hierbei gibt es rein elektrische Antriebe, die ihre Energie im Fahrzeug entweder durch eine Batterie oder durch eine mit Wasserstoff gespeiste Brennstoffzelle erhalten. Dazu kommen etliche Mischformen in Kombination mit einer anderen, zumeist mechanischen Antriebsquelle. Solche sogenannte Hybridfahrzeuge sind bereits seit mehreren Jahren im Handel. Die Batterie Speichermedium für erneuerbare Energien Bei batteriebetriebenen Elektroautos bezieht der Motor den notwendigen Strom aus der Batterie. Und wenn die Batterie leer ist, muss sie entweder aufgeladen oder ausgetauscht werden. Das kennt jeder von seinem MP3- Player oder Reisewecker.

11 BATTERIE UND WASSERSTOFF/BRENNSTOFFZELLE 11 Im Moment wird weiter intensiv an der Verbesserung dieser Schlüsselkomponente geforscht. Ziel ist u. a.: Die Batterien müssen preiswerter werden. Denn sie sind noch der teuerste Bestandteil eines Elek trofahrzeugs. Weiterhin muss die Energiedichte von Batterien die Ladekapazität gemessen am Volumen noch gesteigert werden. Gegenwärtig kann eine Batterie viel weniger Energie speichern als ein gefüllter Benzin- oder Dieseltank. Die Reichweite von Elektrofahrzeugen ist daher noch deutlich geringer als die heutiger Autos mit Verbrennungs motor. Darstellung einer Lithium- Ionen Batterie innerhalb eines Elektrofahrzeugs Auch an der Ladetechnik wird weiter gearbeitet. Die Ladeströme zum Aufladen einer Batterie sind noch begrenzt, sodass selbst eine Schnellladung im Moment noch erheblich mehr Zeit in Anspruch nimmt, als wir es vom Auftanken herkömmlicher Fahrzeuge gewohnt sind. Doch bereits heute gibt es sinnvolle Einsatzgebiete für Batteriefahrzeuge. Hauptsächlich dort, wo die begrenzte Reichweite keine große Rolle spielt oder viele Zwischenladepausen möglich sind, können sie herkömmliche Fahrzeuge ersetzen. Das gilt zum Beispiel für den städtischen Lieferverkehr.

12 12 BATTERIE UND WASSERSTOFF/BRENNSTOFFZELLE Großes Potenzial bietet auch der Stadt- und Pendlerverkehr insgesamt. 95 Prozent aller Autofahrten sind kürzer als 50 Kilometer. Dies ist ein Indiz dafür, dass batterieelektrische Fahrzeuge trotz derzeitiger Reichweitenbeschränkung durchaus ihren Teil zur Gesamtmobilität beitragen können. Großer Vorteil der Batterie ist, dass sie an jeder Steckdose aufgeladen werden kann. Die Nationale Plattform Elektromobilität geht davon aus, dass kurzfristig vor allem zu Hause oder am Arbeitsplatz getankt wird. Das bedeutet: Für diese Form der Elektromobilität besteht bereits ein großer Teil der Infrastruktur. Eine Herausforderung stellt allerdings der Aufbau einer öffentlich zugäng lichen Stromladeinfrastruktur dar. Sie ist zum einen für die Nutzer erforderlich, denen keine eigene Garage zur Verfügung steht. Zum anderen wird sie zur Versorgung von Elektrofahrzeugen auf längeren Fahrten benötigt. Sie muss für alle Elektrofahrzeugnutzer zu kundenfreundlichen Bedingungen zugänglich sein. Was bedeutet eigentlich Plug-in oder BEV? Immer wieder liest man in Autozeitungen vom Plug-in- oder auch BEV-Fahrzeug. Was ist damit gemeint? Die Begriffe stammen aus dem Englischen und beschreiben Elektroautos mit Batteriespeichern. BEV steht für Battery Electric Vehicle, was nichts anderes heißt. als dass das Fahrzeug mit einer Batterie betrieben wird. Der Begriff plug-in (engl. für anschließen) bezeichnet die Tatsache, dass die Batterie durch Stecker und Kabel mit der Ladesäule verbunden und so aufgeladen wird. Es geht noch komplizierter: Ein sogenannter Plug-in-Hybrid (PHEV oder Plug-in Hybrid Electric Vehicle) ist ein Hybridauto, dessen Batterie zusätzlich auch extern über das Stromnetz geladen werden kann.

13 BATTERIE UND WASSERSTOFF/BRENNSTOFFZELLE 13

14 14 BATTERIE UND WASSERSTOFF/BRENNSTOFFZELLE Die Wasserstoff-/Brennstoffzellentechnologie eine Alternative für lange Strecken Auch Fahrzeuge mit Brennstoffzelle werden durch einen Elektromotor angetrieben. Dieser erhält seine Energie zumeist von im Tank mitgeführtem Wasserstoff, der durch eine chemischen Reaktion in Brennstoffzellen im Fahrzeug in Strom umgewandelt wird. Brennstoffzellenfahrzeuge haben derzeit vor allem in der Reichweite einen Vorteil gegenüber Batterieautos, da man mit einer Tankfüllung in der Regel weiter kommt als mit einer Batterieladung. Versuchsfahrzeuge haben im alltäglichen Betrieb Reichweiten von über 400 Kilometern erreicht. Außerdem können die Fahrzeugtanks vergleichbar mit dem heute gewohnten Tankvorgang problemlos in wenigen Minuten nachgefüllt werden. Wasserstoff- und Brennstoffzellenfahrzeuge benötigen jedoch generell ein öffentlich zugängliches Netz von Wasserstofftankstellen. Dessen Aufbau ist sehr kostenintensiv. Ein Zusammenschluss von Herstellern

15 BATTERIE UND WASSERSTOFF/BRENNSTOFFZELLE 15 und Energieversorgern arbeitet bereits an Geschäftsund Finanzierungsmodellen für den Aufbau einer solchen Infrastruktur. Erste Tankstellen existieren be reits im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsvorhaben. Auch für große und schwere Fahrzeuge hat Wasserstoff als alternativer Kraftstoff ein hohes Potenzial. Das zeigen zum Beispiel diverse Wasserstoffbusse, die bereits im Linienbetrieb eingesetzt werden. Was bedeutet eigentlich Range Extender? Wie bei vielen Begriffen, die von neuen Technologien herrühren, stammt auch dieser aus dem Englischen. Als Range Extender (engl. wörtlich für Reichweitenver längerer ) bezeichnet man gemeinhin solche Elektroautos, die zusätzliche Technik einsetzen, um die Reichweite des Fahrzeugs zu erhöhen. Meistens werden dazu herkömmliche Verbrennungsmotoren benutzt, die einen Generator antreiben, um so die Batterie und den Elektromotor mit Strom zu versorgen. Auch Brennstoffzellen können als System zur Reichweitenverlängerung verwendet werden.

16 16 BATTERIE UND WASSERSTOFF/BRENNSTOFFZELLE Technologieoffene Förderung Die Bundesregierung kann nicht festlegen, welche Technik sich am Markt und in der Praxis durchsetzen wird. Die Technologie för derung und auch die Erprobung in der Praxis sind deshalb technologieoffen angelegt. Welche Technologie den Weg zur flächen deckenden Elektro mobilität ebnen wird Batterie, Brennstoffzelle oder eine Kombination aus beiden, alle Alternativen werden berücksichtigt. Dabei liegt der Förderschwerpunkt auf Forschung, Ent wicklung und Demonstration der Technologie. Hier beschränken wir uns nicht nur auf den Straßenverkehr, sondern binden alle Verkehrsträger mit ein. Ziel ist die Marktvorbereitung der Elektromobilität. Dafür brauchen wir alltagstaugliche Produkte, die sich in der Praxis bewähren und die Nutzer überzeugen. Hierfür hat das Bundesverkehrsministerium zwei erfolgreich laufende Programme auf den Weg gebracht: das Nationale Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) mit einer Laufzeit von 2007 bis 2016 und das batterieelektrische Schwerpunktprogramm Elektromobilität in Modellregionen aus den Mitteln des Konjunktur pakets II mit der Laufzeit von 2009 bis Der zweite Bericht der Nationalen Plattform Elektromobilität hat im Mai 2011 erneut verdeutlicht, dass bis zur Marktreife noch erhebliche Anstrengungen im F&E-Sektor notwendig sind. Deshalb stellt die Bundesregierung über die bereitstehenden 500 Millionen Euro aus dem Konjunkturpaket hinaus noch einmal 1 Milliarde Euro bis Ende der Legislaturperiode 2013 bereit.

17 BATTERIE UND WASSERSTOFF/BRENNSTOFFZELLE 17 Auch das ist Elektromobilität Dieselhybridlok Das BMVBS fördert die Entwicklung eines der weltweit ersten Dieselhybridantriebe für Nahverkehrstriebwagen. Dabei wird der serienmäßige Dieselmotor eines Triebwagens durch einen dieselelektrischen Antrieb mit einer leistungsfähigen Batterie ersetzt. Beim Abbremsen wird Energie in Strom umgewandelt und dieser in der Batterie gespeichert. Beim Anfahren wird der Dieselmotor deutlich weniger benötigt, weil jetzt die in der Batterie gespeicherte Energie genutzt werden kann. Durch diesen neuen Antrieb wird eine Verminderung von Dieselverbrauch und CO 2 -Emissionen im Normalbetrieb um circa Prozent erwartet. Ab Herbst 2011 soll das umgebaute Fahrzeug auf der Strecke Aschaffenburg - Miltenberg im Netz der Westfrankenbahn zum Einsatz kommen. Dieses Fahrzeug ist somit ein sehr gutes Beispiel für Elektromobilität auf nicht-elektrifizierten Eisenbahnstrecken und die praktischen Möglichkeiten zur Emissionsreduzierung im Eisenbahnbetrieb.

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19 ELEKTROMOBILITÄT MIT BATTERIE IM PRAXISTEST 19 Elektromobilität mit Batterie im Praxistest: die Modellregionen Die breite Einführung elektrischer Antriebssysteme im Straßenverkehr ist nicht nur mit technologischen Heraus forderungen verbunden, sondern auch mit organisatorischen, strukturellen, städteplanerischen und rechtlichen Fragen. Um die Komplexität in vollem Umfang erfassen zu können, wurde 2009 das Förderprogramm Elektromobilität in Modellregionen aufgelegt. Es wird vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung mit 130 Millionen Euro aus Mitteln des Konjunkturpakets II gefördert. Im Zentrum des Projekts steht die Elektromobilität auf Batteriebasis und ihre unterschiedlichen Anwendungen in der Mobilitäts- und Stadtentwicklung. Aus über 130 Bewerbungen wurden acht Modell regionen ausgewählt, die sich in Struktur und Ausdehnung sinnvoll ergänzen. Deshalb gehören Großstädte, großräumige Gebiete mit städtischem und ländlichem Anteil und ländliche Regionen dazu. Überblick der Modellregionen Deutschland Datenquelle: NOW Damit wird das gesamte Spektrum der Elektromobilität abgebildet, und die besonderen Bedürfnisse unterschied licher Zielgruppen werden erfasst: zum Beispiel Berufspendler ebenso wie kleine und große Unternehmen, Zweiradfahrer und Lieferfahrzeuge. Im öffentlichen Personenverkehr setzen wir u. a. auf Elektro- und Hybridbusse sowie auf neue Mobilitätskonzepte. In den Regionen werden insgesamt über 200 Projekte gefördert, sodass ein vielseitiger Eindruck von Elektromobilität gewonnen werden kann. 500 Testfahrer erhielten ihre E-Bikes, um in der Modellregion Stuttgart über den Zeitraum eines Jahres die umweltschonende Mobilität zu testen.

20 20 ELEKTROMOBILITÄT MIT BATTERIE IM PRAXISTEST 1. Modellregion München Ein kommunales E-Mobilitätskonzept führt die Einzelthemen Hybridbusse, gewerbliche Elektrofahrzeuge und privater Individualverkehr zusammen. Anhand von Demonstrationsflotten sollen greifbare und verwert bare Erfahrungsdaten zu Betrieb, Nutzung und Be treuung von Elektrofahrzeugen im alltäglichen, privaten Nutzungsbereich gewonnen werden. Dazu gehören Ladeeinrichtungen auf sogenannten Park & Ride -Parkplätzen auf deutsch Pendlerparkplätze, sodass auch der Pendlerverkehr aus dem ländlichen Raum einbezogen werden kann. 2. Modellregion Hamburg Der Standort Hamburg ist stark von Industrie, Handel und Dienstleistungen geprägt. Der innerstädtische Wirtschaftsverkehr ist deshalb außerordentlich wichtig. Hier wird zukünftig ein bedeutendes Potenzial für den Einsatz von Elektrofahrzeugen und der nötigen Ladeinfrastruktur liegen. In Hamburg erproben sowohl große und kleine Unternehmen unterschiedlicher Branchen als auch öffentliche Einrichtungen den Einsatz von Elektrofahrzeugen in ihren Flotten. Auch das ist Elektromobilität Tram mit kontaktloser Stromübertragung Bei der kontaktlosen induktiven Energieübertragung wird Energie über ein elektromag netisches Feld sicher übertragen. Unterirdische Induktionsschleifen zwischen den Schienen oder unter der Fahrbahn erzeugen ein magnetisches Feld unter dem Fahrzeug. Eine Spule am Fahrzeugboden wandelt dieses Magnetfeld wieder in elektrischen Strom um, der die Motoren des Fahrzeugs antreibt. Mit dieser Technologie können Elektrofahrzeuge sowohl im Stand als auch während der Fahrt auf mit Induktionsschleifen ausgerüsteten Straßen kabellos mit Energie versorgt werden.

21 ELEKTROMOBILITÄT MIT BATTERIE IM PRAXISTEST Modellregion Rhein-Main Diese Modellregion erprobt mit Anwendungen in Frankfurt, Offenbach, Darmstadt, Wiesbaden/Mainz und Kassel Elektromobilität in einem großen geografischen Umfeld. So zeigen Projekte vielfältige Einsatzmöglichkeiten von Elektromobilität. Dazu gehören der Anschluss an die öffentlichen Ver kehrssysteme durch Pedelecs (Fahrrad mit unterstützendem Elektromotor), die Demonstration verschiedener Lade systeme, einschließlich der Schnellladung, die Nutzung von Elektrorädern für Dienstgänge und der Einsatz von batteriebetriebenen Lieferwagen für stadtgebundenen Zustellverkehr. Ein Paket- und Zustelldienst verwendet in der Modellregion Elektrofahrzeuge, um langfristig die Kundenakzeptanz zu erhöhen und um Zugang zu Gebieten zu erhalten, die möglicherweise für den Normalverkehr gesperrt sind. Dabei können Konzepte für die Tourenplanung getestet werden. Dieses System könnte die Elektrifizierung von Bus- und Bahnstrecken einfacher, sicherer und robuster gestalten als mit der üblichen kosten- und wartungsaufwendigen Oberleitung. Damit können Nahverkehrssysteme auch dort elektrisch betrieben werden, wo dies bislang nicht möglich war. So können elektrische Fahrzeuge im Nahverkehr weitere Verbreitung finden und in noch stärkerem Maße regenerative Energien im Verkehr eingesetzt werden. In Augsburg entsteht mit Förderung des BMVBS die weltweit erste Versuchsstrecke mit kontaktloser Energieversorgung für Verkehrssysteme auf Schiene und Straße. Deutsche Firmen sind Technologie- und Innovationsführer auf diesem Gebiet.

22 22 ELEKTROMOBILITÄT MIT BATTERIE IM PRAXISTEST 4. Modellregion Stuttgart Ziel dieser Modellregion ist es, in einem ganzheitlichen Ansatz Schlüsselfragen zur Markt- und Technologievorbereitung der Elektromobilität in Deutschland zu beantworten. Die Gegebenheiten der Region lassen speziell Rückschlüsse auf das Fahrzeugverhalten in bergigen Landschaften zu. Neben einer Vielzahl an Lieferfahrzeugen sind über 500 Elektroroller im Einsatz. Das Lade- und Fahrverhalten der Nutzer wird in Studien beobachtet, sodass Erkenntnisse über die künftigen Ein satzmöglichkeiten von Elektrorollern gewonnen werden. Dabei muss das Ziel sein, dass Elektrozwei räder nicht Fahrräder, sondern herkömmliche Kraftfahrzeuge ersetzen, um den gesamten Umweltvorteil nutzen zu können.

23 ELEKTROMOBILITÄT MIT BATTERIE IM PRAXISTEST Modellregion Bremen/Oldenburg Charakteristisch für diese Region ist das Zusammenwirken der Metropolen Bremen und Oldenburg, eingebettet in ein eher ländlich geprägtes Umland. Hieraus resultieren besondere Mobilitätsbedürfnisse, die sich aus dem Verkehr zwischen den Städten und hohem Aufkommen an Berufspendlern ergeben. Dabei wird insbesondere auch die Einbindung von regenerativ erzeugtem Strom aus den in Norddeutschland in großer Zahl vorhandenen Windkraftanlagen untersucht. In Bremen und Oldenburg ist zudem die Wissenschaft stark vertreten. Schlüsseltechnologien der Elektromobilität wie Leichtbau und neue Fahrzeugkonzepte, das Fahren mit Wind- und Sonnenenergie und die Entwicklung effizienter Batterien werden hier erforscht. Um die größtmögliche Energieeffizienz der Fahrzeuge sicherzustellen und mit den verfügbaren Batterien möglichst lange Strecken fahren zu können, ist es wich tig, dass das Fahrzeug kein zu großes Eigengewicht hat. Materialien und Prozesse, die zu einer leichteren Bauweise führen, sind daher bedeutend für das Potenzial von Elektromobilität.

24 24 ELEKTROMOBILITÄT MIT BATTERIE IM PRAXISTEST 6. Modellregion Berlin/Potsdam Eine wichtige Aktivität der Region ist die Integration der verschiedenen Arten von Elektrofahrzeugen in den öffentlichen Personennahverkehr. Hierzu wird eine elektromobile Flotte zur spontanen An schlussnutzung in der Stadt und im Umland betrieben, und die erforderlichen Informations- und Kommunikations systeme werden bereit gestellt. In einem weiteren Projekt wird die Stadtlogistik mit Elektrofahrzeugen untersucht. Einzelhandelsfilialen werden dabei mit den bislang größten in Deutschland eingesetzten Batterie-LKWs beliefert. Logistikunternehmen setzen Elektro trans porter zur Verteilung von Paketen ein. Gerade zu Ruhezeiten bieten elek trisch betriebene Lieferfahr zeuge den zusätzlichen Vorteil, dass sie trotz ihrer Größe lautlos fahren. Neben der erwarteten Emissionssenkung Luftschadstoffe und Lärm ist es insbesondere das Ziel, durch angepasste Logistikkonzepte die Wirtschaftlichkeit elektrischer Nutzfahrzeuge zu erhöhen.

25 ELEKTROMOBILITÄT MIT BATTERIE IM PRAXISTEST Modellregion Rhein-Ruhr Die Region Rhein-Ruhr ist mit ihrer dichten Siedlungsstruktur, einer breit aufgestellten Forschungslandschaft und den ansässigen Automobilherstellern und Zulieferern geeignet, die gesamte Wertschöpfungskette der Elektromobilität darzustellen. Schwerpunkte liegen u. a. in der Untersuchung von Nutzerverhalten und Fahrzeugakzeptanz sowie der Aus- und Weiterbildung des Fachhandwerks. In der Modellregion werden weitere Anwendungsgebiete von Elektromobilität erprobt. Was bedeutet eigentlich HEV? HEV steht für Hybrid Electrical Vehicle, was übersetzt einfach ein Hybridfahrzeug ist. Dazu gehört ein elektrisch betriebenes Fahrzeug für die Müllabfuhr, sodass gerade bei dem vielfachen An- und Abfahren weder Lärm noch Abgase auf Kosten der Anwohner und Mitarbeiter entstehen. Ein weiteres Projekt ist der Einsatz einer großen Flotte von Hybridbussen im Verkehrsverbund Rhein-Ruhr. In diesem Projekt werden 21 Hybridbusse von fünf Bus herstellern im öffentlichen Nahverkehr des Verkehrsverbunds Rhein-Ruhr (zehn Verkehrsunternehmen) eingesetzt und im Hinblick auf Geräusch- und Schad stoff emissionen sowie Kraftstoffverbrauch bewertet. 8. Modellregion Sachsen Die Zukunft elektrischer Busse wird in Sachsen erforscht. Je zehn Hybridbusse kommen im Linienbetrieb der Städte Dresden und Leipzig zum Einsatz. Diese Busse verfügen über einen Energiespeicher, der im Endausbau des Systems durch Ladepunkte an den Bushaltestellen über Kontakte oder berührungslos mittels Induktion auf geladen werden soll. Damit muss der zusätzliche Dieselmotor des Busses immer weniger eingesetzt werden. Weiterhin sollen der Flottenbetrieb von Elektro fahrzeugen getestet und die entsprechende Ladeinfrastruktur bedarfsgerecht errichtet werden. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Netzanschluss, dem öffentlichen Zugang, der Ladestrom messung und -abrechnung und der Kommunikation.

26 26 FAHREN MIT WASSERSTOFF DIE BRENNSTOFFZELLE IM TEST Fahren mit Wasserstoff die Brennstoffzelle im Test Eine elektromobile Alternative zur Batterie ist die Wasserstoff-/Brennstoffzellentechnologie. Forschung und Entwicklung werden auf diesem Gebiet ebenso vorangetrieben und großflächig erprobt. Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie Bereits 2006 wurde das Nationale Innovations programm Wasserstoff- und Brennstoffzellen technologie (NIP) aufgelegt. Damit stellen Bundesregierung und Industrie bis 2016 ins gesamt 1,4 Milliarden Euro zur Techno logie förderung und für Demonstrationsprojekte bereit, um die Marktvorbereitung der betreffenden Technologien zu beschleunigen. Was bedeutet eigentlich Brennstoffzelle? Eine Brennstoffzelle verbrennt nichts, wie dies der Name eigentlich vermuten lässt. Während Batterien Strom in chemische Energie umwandeln können und diesen nach Bedarf wieder abgeben, nutzen Brennstoffzellen die in Wasserstoff enthaltene chemische Energie. Wasserstoff verbindet sich mit Sauerstoff aus der Umgebungsluft zu Wasser. Dabei wird Energie frei, die sich über Elektroden direkt in Strom umwandeln lässt. Dieser wird in Brennstoffzellenautos zum Antreiben des Elektromotors verwendet. Der Wasserstoff wird im Fahrzeug in Tanks mitgeführt. Neben Wasserstoff können auch Methanol oder Erdgas in Brennstoffzellen in Strom umgewandelt werden.

27 FAHREN MIT WASSERSTOFF DIE BRENNSTOFFZELLE 27

28 28 FAHREN MIT WASSERSTOFF DIE BRENNSTOFFZELLE IM TEST NIP-Leuchttürme Ziele des NIP sind die Marktvorbereitung und Weiter - entwicklung der Wasserstoff- und Brenn stoff zellentechnologie zu Markt- und Serienreife. Die deutsche Industrie ist auf diesem Gebiet weltweit führend. Mit dem NIP soll dieser Wettbewerbsvorteil bewahrt und ausgebaut werden. Neben Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sollen umfangreiche Demonstrationsprojekte die Technologie im Alltag sichtbar machen und deren Funktionieren unter realen Bedingungen beweisen. Das NIP setzt bei den Demonstrationsvorhaben auf so genannte Leuchttürme. Leuchtturmprojekte schlagen eine Brücke zwischen Forschung/Entwicklung und den späteren Märkten. Sie sind Keimzellen für eine an schließende breite Vermarktung und sollen diese vorbereiten. Sie teilen sich inhaltlich auf die drei Handlungsfelder des NIP auf: Verkehr und Wasserstoffinfrastruktur Stationäre Energieversorgung Spezielle Märkte

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