Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Mobilität die Markteinführung des

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1 Hochschule Karlsruhe Technik & Wirtschaft Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Mobilität die Markteinführung des Karlsruhe, den Andy Fuchs Toyota Motor Europe Berlin Office Peter Wandt Peter Wandt Technologie Consulting

2 Quelle: Daimler AG August 1888

3 Toyota in Europa Seit 1963 auf dem europäischen Markt 9 Produktionsstandorte in 7 Ländern verkaufte Fahrzeuge in 2014 Mehr als verkaufte Hybridfahrzeuge in Europa (kumuliert) Mitarbeiter: (total) / (direkt)

4 Produktion in Europa 2/3 der in Europa verkauften Fahrzeuge werden auch in Europa produziert: Toyota AYGO Toyota Yaris Toyota Yaris Hybrid Toyota Auris Toyota Auris Hybrid Toyota Auris Touring Sports Toyota Auris Touring Sports Hybrid Toyota Verso Toyota Corolla Toyota Avensis Toyota Camry Toyota Dyna

5 Probleme der Nutzung von Fahrzeugen Globales Wachstum der Industrie im 20. Jahrhundert Bevölkerungswachstum Wachsende Anzahl von Fahrzeugen Enormer Anstieg der Nutzung fossiler Brennstoffe Umwelt / Energiefragen Sorge um zukünftige Energieversorgung Steigende CO2 Emissionen Luftverschmutzung (NOX/PM/Ozone) Erhöhung der Unfallzahlen

6 Luftqualität Eine globale Herausforderung

7 Toyotas Vision einer nachhaltigen Mobilität

8 Toyotas Ziele Suche nach alternativen Energiequellen Entwicklung effizienter, emmissionsarmer Fahrzeuge Veränderung durch Einführung dieser Fahrzeuge

9 Übersicht von Energiequellen, Brennstoffen und Antriebssträngen Conserve Diversify Energiequelle Brennstoff Antriebsstrang Oil Gasoline Diesel Conventional and hybrid vehicles Natural Gas gas Gaseous fuels Coal Plants Uranium Synthetic fuels Biofuels Electricity PHVs EVs Hydro, solar, geothermal electricity generation Hydrogen FCVs

10 Die Rolle von Wasserstoff in einer nachhaltigen Gesellschaft Renewable Energy Wind power EVs/PHVs Urban/ residential Electricity storage facilities Electricity Grid Industry Thermal power generation Fossil Fuels Energiefluss Elektrizität Wasserstoff Fossile Brennstoffe Photovoltaic generation HVs Hydrogen-Electricity Conversion Biomass Electrolysis Hydrogen tanks Hydrogen Grid Power generation units Chemical plants Urban/ residential Refineries/chemical plants High-volume, long-term storage Wastewater Urban/ residential Automotive fuel FCV passenger vehicles/fc buses

11 Vehicle size Toyotas Vision zukünftiger Mobilität Home delivery vehicles EVs EVs Short-distance commuter vehicles Personal mobility HVs/PHVs Passenger cars HVs PHVs FCV passenger vehicles Route buses FC buses FCVs Full-size trucks Home delivery trucks Travel distance Fuel Electricity Gasoline, diesel, biofuels, CNG, synthetic fuels, etc. Hydrogen EVs: Kurzstrecke; HVs & PHVs: Hauptnutzung; FCVs: Mittel- und Langstrecke

12 Hybridtechnologie als Schlüsseltechnologie

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14 Mehr als 20 Jahre Entwicklungsarbeit durch Toyota 1996 FCEV Fuel cell stack and metal hydride hydrogen tank 2001 FCHV-4 Testing begins on public roads in Japan & US 2002 Toyota FCHV World-first sale in US & Japan 2011 FCV-R Sedan version with 700 km of cruising range (JC08 test cycle) 2001 FCHV-3 FC stack that achieves increased power output 2001 FCHV-5 Featuring an onboard Clean Hydrocarbon Fuel reformer 2008 Toyota FCHV-adv Range and cold start capabilities improved 2013 FCV Concept Concept version of FCV model 2015

15 Kann auf Basis vieler Primärenergiequellen hergestellt werden von fossilen Brennstoffen (u.a. Erdgas) von Abfall von Wasser, in Verbindung mit erneuerbaren Energien Vorteile von Wasserstoff? Keine CO 2 Emissionen Keine CO 2 Emissionen beim Betrieb Weites Anwendungsfeld Haushalt / Mobilität seit über 200 Jahren in der Nutzung / Stadtgas extrem leicht und schnelle Diffusion Hohe Energiedichte höhere Energiedichte als Batterien leichtere Transport und Speicherfähigkeit unterstützt, die ungleiche Verteilung von Energie auszugleichen kann fluktuierende, erneuerbare Energien speichern H2

16 Toyota Mirai Europa Premiere Genfer Automobilsalon 2015 Modell - 4-Türer Luxus-Limousine -4 Sitzplätze Technische Daten - Leergewicht 1850 kg, -113 kw/153ps -9,6s 0-100km/h Breite 1815mm -v max 178 km/h, Always A Better Way

17 Systemkostenvergleich EV / FCV Systemkosten EV Vorteile für EV FCEV Vorteile für FCEV Always A Better Way Reichweite

18 Kostenentwicklung Batterie / Brennstoffzelle Always A Better Way

19 Sicherheit bei Verwendung von Wasserstoff Quelle: chroniknet.de Always A Better Way

20 Brandversuche Wasserstoff / Benzin 3s nach Zündung Always A Better Way Quelle: Fuelcell Today

21 Brandversuche Wasserstoff / Benzin 1 min nach Zündung Quelle: Fuelcell Today Always A Better Way

22 Architektur Brennstoffzellenfahrzeug Toyota FCHV-adv Always A Better Way Quelle:Toyota

23 Architektur Brennstoffzellenfahrzeug Toyota Mirai Always A Better Way Quelle:Toyota

24 Wasserstoff Sicherheit - Karosseriestruktur - Tanksystem - H2 Sensoren Always A Better Way

25 Always A Better Way Mirai Sicherheit Ausführung Bodengruppe

26 Always A Better Way Hochzeit Brennstoffzellensystem

27 Always A Better Way Kaltstartfähigkeit

28 Leistungsbedarf Mittelklassefahrzeug Quelle: Toyota Always A Better Way 4/30/2015

29 Vergleich Wirkungsgradcharakteristik Brennstoffzelle/ Verbrennungsmotor Quelle:Toyota Always A Better Way

30 Vergleich der CO2 Emissionen - Well to wheel Analyse Always A Better Way Quelle Fraunhofer ISI

31 Always A Better Way Mirai- Brennstoffzellensystem

32 Entwicklung der Leistungsdichte des Brennstoffzellenstacks Always A Better Way

33 Weiterentwicklung des Brennstoffzellenstacks Always A Better Way

34 Always A Better Way Erhöhung der Stromdichte der Brennstoffzellen

35 Always A Better Way FCHV Brennstoffzellensystem

36 Always A Better Way Mirai- Weiterentwicklung Zelle

37 Always A Better Way Mirai- Weiterentwicklung Zelle

38 Always A Better Way Mirai- Weiterentwicklung Zelle

39 Always A Better Way Mirai Befeuchtung Membran

40 Always A Better Way Wasserstofftank Toyoda Automatic loom works

41 Wasserstofftank Produktion 3-D Webstuhl 2015 Always A Better Way

42 Wasserstofftank Aufbau Nominal working pressure Tank storage density Tank internal volume Hydrogen storage mass 70 MPa (approx. 700 bar) 5.7 wt% 122.4l (front tank: 60.0l, rear tank: 62.4l) Approx kg Always A Better Way

43 Vehicle size Toyotas Vision zukünftiger Mobilität Home delivery vehicles EVs EVs Short-distance commuter vehicles Personal mobility HVs/PHVs Passenger cars HVs PHVs FCV passenger vehicles Route buses FC buses FCVs Full-size trucks Home delivery trucks Travel distance Fuel Electricity Gasoline, diesel, biofuels, CNG, synthetic fuels, etc. Hydrogen EVs: Kurzstrecke; HVs & PHVs: Hauptnutzung; FCVs: Mittel- und Langstrecke

44 Notstromversorgung durch den FC-Stack Always A Better Way

45 Brennstoffzellenanwendungen im Toyota Konzern Toyota Motor Corporation Miari Hino Motors Corporation FCV Bus Toyota Industries Corporation FC Gabelstapler Aisin Seiki Co, Ltd Stationäres Blockheizkraftwerk Always A Better Way

46 Übersicht globaler Wasserstoff-Infrastruktur U.S. H2USA established; infrastructure construction planned by DOE and private companies Hawaii California 20 sites by 2015 (plans for >40 sites by 2016, as stated in July 2012 CaFCP road map) Northeast U.S. Project started, aiming for 100 sites by 2020 U.S. U.K. UK H2Mobility project Vision of 65 stations for basic national coverage U.K. France Nordic Countries Nordic Countries MOU signed; hydrogen promotion program developed in Nordic countries Germany Germany 50 sites by 2015 (as stated in public-private basic agreement in 2012; 400 sites by end 2023 H2 Mobility objective) Japan Started construction of 19 sites in 2013; approx. 100 sites planned 2015 (as stated in Japan Reconstruction Strategy in July 2012) China Korea Japan In operation Not in operation Planned Infrastructure development expected from early 2015 Infrastructure development expected after 2015 Einige hundert H2-Tankstellen sind bis Ende 2015 geplant

47 Cumulative sales (million) Marktentwicklung von Hybriden Annual sales (millions) 9 Globale Hybrid Verkäufe 2012 erstmalig: 1 Million verkaufte Fzg. (pro Jahr) Sep Kumuliert über 7 Millionen verkaufte Hybride million units 6 million units 5 million units 4 million units 3 million units 2 million units million units figures: Jan.-Sep.

48 Europäische Markteinführung Verfügbarkeit ab Spätsommer 2015: Deutschland Dänemark England

49 Die Zukunft der Mobilität ist angekommen

50 Das Ende der Steinzeit kam nicht durch den Mangel an Steinen Technologische Innovationen und neue Ideen verändern unsere Gesellschaft und unser Leben.

51 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!