Kraftstoff- und Antriebsstrategie in NRW

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1 Kraftstoff- und Antriebsstrategie in NRW Kick-off Innovationswettbewerb NoAE. - Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe und Antriebe der Zukunft, Düsseldorf,

2 Inhalt 1 2 EnergieAgentur.NRW / Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe d. Zukunft Rahmenbedingungen und Kraftstoffstrategie 3 4 Beispiel: Effizienzsteigerung u. CO2-Reduktion Projektansätze und Fazit 5 Zeitplan und Meilensteine des Kraftstoffnetzwerkes Folie 2

3 EnergieAgentur.NRW Betrieb einer Beratungseinrichtung mit ca. 60 Mitarbeitern für KMU und Gebietskörperschaften in Energiefragen Energieberatung. Ansprechpartner für Unternehmen, Kommunen, und Privatpersonen Kompetenz-Netzwerke (Innovative Kraftwerke und Netze, Biomasse, Kraftstoffe und Antriebe, Brennstoffzelle und Wasserstoff, Photovoltaik, energieeffizientes und solares Bauen) Weiterbildung in Energieeffizienz und erneuerbaren Energien, Qualifizierung, Schulprojekte Öffentlichkeitsarbeit, Informationsvermittlung Initiierung und Begleitung von Demonstrationsprojekten und Unterstützung bei der Markteinführung Einsatz eines Energieberatungs-Mobils Folie 3

4 Ziele des Netzwerkes Etablierung Nordrhein-Westfalens als attraktiver und führender Standort für alle Aktivitäten im Bereich zukunftsfähiger Kraftstoffe und entsprechender Antriebe Identifizierung potentieller Netzwerkpartner, ihrer Strategien und Entwicklungspfade Gewinnung und Bündelung aller relevanten Kompetenzen der Wertschöpfungsprozesse von der Kraftstoffgewinnung bis zum Verbraucher Schaffung einer soliden Basis für Ausbau, Ansiedlungen und Neugründungen von Unternehmen in NRW Nachhaltige Schaffung von Arbeitsplätzen im Bereich zukunftsweisender Kraftstoff-Technologien Steigerung der Akzeptanz für zukunftsfähige Kraftstoffe auch im grenzüberschreitenden Verkehr (internationale Zusammenarbeit insbes. mit BeNeLux, Fr.) Folie 4

5 Projektvorschläge aus NRW: Einsatz von neuen Kraftstoffen und Antrieben Nordrhein-Westfalen mit der Rhein-Ruhr Region muss die Luftverschmutzung in diesem dichtbesiedelten Bereich deutlich reduzieren London 9 Mio. Einwohner - Testlauf Londoner Busse Luftverschmutzung in Europe Die Randstad 8 Mio. - Testläufe mit Bus/Binnenschiffahrt - Niederländische Regierung Rhein/Ruhr 10 Mio. Quelle: CAFE study, OEM Partnerschaft - Regierung NRW Folie 5

6 Übergeordnete Ziele (Zieldreieck) Wirtschaftlichkeit - optimierter Kraftstoffmix - Steigerung der Effizienz (u.a. Verfahren, Logistik!) - Innovation Versorgungssicherheit - Sicherstellung Mobilität - Stärkere Diversifikation im Kraftstoffmarkt - Neue Kraftstoffe / Verfahren - Sicherstellung Qualität Klima- und Umweltschutz - Verringerung der Emissionen (z.b. CO2) - Nutzung erneuerbarer Kraftstoffe - Schonung der Ressourcen (Kraftstoffeinsparung) Folie 6 Übergeordnete Ziele einer zukunftsorientierten Kraftstoffpolitik

7 Inhalt 1 2 EnergieAgentur.NRW / Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe d. Zukunft Rahmenbedingungen und Kraftstoffstrategie 3 4 Beispiel: Effizienzsteigerung u. CO2-Reduktion Projektansätze und Fazit 5 Zeitplan und Meilensteine des Kraftstoffnetzwerkes Folie 7

8 Hintergrund und Randbedingungen Integriertes Energie- und Klimaprogramm vom 05. Dezember 2007 Bis 2020 Effektivitätssteigerung bzw. CO2-Reduktion von 20% CO2-Reduktionsziele 120 g/km in 2012 bzw. 100, 90, 85 in Der Individualverkehr wird bis 2025 um ca. 20% zunehmen; der Straßentransport dagegen um 70%. Für den Straßenverkehr stehen die Verbesserung der Energieeffizienz der Antriebe und der Einsatz von alternativen Kraftstoffen, zunächst insbesondere Biokraftstoffen, im Vordergrund Folie 8

9 Arbeitsgebiete für Anforderungen an OEM und Zulieferer inkl. Schnittstellen zum AutoCluster.NRW und NoAE Energieeffizienz / Umweltschutz / Verbrauch CO2 + Luftschadstoffe Ganzheitliche Kraftstoff- und Antriebsstrategie - Clean Fuels - Elektromobilität (Hybrid / Elektrofahrzeuge / Plugin-Hybrid) - Wasserstoff + Brennstoffzelle Leichtbau Neue Materialien Fahrer-Assistenzsysteme ( Komfort und Funktion am Menschen gemessen, Alterung der Gesellschaft, Urbanisierung, Sicherheit) Kommunikation / Infotainment ( Das Fahrzeug als Lifestyle-Produkt ) Effiziente und flexible Produktion (Methoden, Technologien, Prozesse) Folie 9

10 Das Scenario 2100 der Kraftstoffnachfrage führt zur Diversifizierung im Kraftstoffmarkt. Energy Demand (x10 18 J ) Gas Electricity Hydrogen Synthetic fuels and biofuels Diesel / Gasoline Gaseous Fuels Liquid Fuels Trends: Steigende Auflagen durch Klima- und Umweltschutz Zukünftig: Vielfältige Kraftstoffoptionen 50 0 Heavy Oil Wichtiges Kriterium: Kosteneffizienz Quelle: World Energy Council (with modification) Folie 10

11 Kraftstoffstrategie (Handlungsdirektiven NRW) Effizienzsteigerungen bei Benzin- und Dieselmotoren Beimischung von Biokomponenten Einführung Synthetischer Kraftstoffe Bioraffinerie-Konzept für die optimale Nutzung von Biomasse (inkl. biogene Reststoffe) Maßgeschneiderte Kraftstoffe aus Biomasse (Univ. Aachen) Clean-Diesel Technologien (z.b. Synthetischer Kraftstoff aus Erdgas) Kombinierte Antriebe (Hybrid-Technologien) Elektrifizierung des Antriebsstrangs Wasserstoff (Motor und Brennstoffzelle) Folie 11

12 Arbeitsfelder - Kernarbeitsgebiete 1. Kraftstoffmatrix 2. Neue Motoren- und Antriebstechnologien Erdgas / Green Gas Mineralölprodukte Biodiesel (Beimischung / B 100) Ethanol (Beimischung / E 85) Synthetische Kraftstoffe (Designer-Kraftstoffe) GtL, CtL, BtL Advanced Biofuels (HVO, Generation) Strom Wasserstoff im Gesamt- Kraftstoffszenario Optimierte Verbrennungsmotoren bis hin zu Combined Combustion Engines Hybridsysteme (Micro-, Mild- und Vollhybrid) Elektrifizierung des Antriebsstranges bis hin zur Elektromobilität 3. (Regionale) Standortentwicklung Entwicklung/Beurteilung von Kraftstoffszenarien vom Erzeuger bis zur Tankstelle Regionale Aspekte der Kraftstoffversorgung (z.b. Pflanzenöl / Biogas) Möglichkeiten der Vermarktung neuer Konzepte in der Region Ansiedlung neuer Technologien in NRW Folie 12

13 Folie 13 Drei Säulen der Kraftstoff- und Antriebsstrategie Ganzheitliche Kraftstoff- u. Antriebsstrategie Elektromobilität Clean Fuels (Clean Diesel (Advanced Biofuels, 2nd Generation / XTL, SNG) Hybrid / PHEV, EV Brennstoffzelle Wasserstoff Energieeffizienz

14 Entwicklung der Rahmenbedingungen der EU Jahr Gegenstand Biofuels Directive Indikative Ziele EU Dir 2003/30/EC(2003) 2 % Target 5,75 % Target EU 10 % EU Grünbuch Alternative Kraftstoffe Anteile in % COM(2000)769, rev. 09/06/2004 CO 2 Emissionen Flottendurchschnitt ACEA Vereinbarung Schwefel EU Dir 98/70/EC(2000) EU Dir 2003/17/EC(2005) Biofuels 8 % CNG 10 % H2 5 % Summe alt. Kraftstoffe 23 % 350 ppm 50 ppm g/km CO ppm g/km CO 2 95 g/km CO 2 Quelle: BP Folie 14

15 Entwicklung der erneuerbaren Energien bis 2007 für Strom, Wärme und Kraftstoffe Folie 15

16 Elektromobilität: Strategie der Bundesregierung 1 Mio. Elektrofahrzeuge (PHEV, EV, HEV) bis 2020 insbes. im Stadtverkehr 5 Mio. Fahrzeuge bis 2030 Der Stadtverkehr soll bis 2050 möglichst nicht mehr auf fossile Treibstoffe basieren. Folie 16

17 Beispiel: Elektrofahrzeuge, Emissionen Um die Emissionswerte von Elektrofahrzeugen bewerten zu können, müssen alle Teilschritte der Stromerzeugung bewertet werden. Normverbauch innerorts Antriebsenergie CO2-Emission g/km Benzin 6,2 Liter 147 Diesel 4,7 Liter 125 Erdgas 5,3 kg 118 Braunkohle 19,6 kwh 216 Steinkohle 176 Deutscher Strommix Gas-&-Dampfturbinen-Kraftwerk 72 Österreich Strommix 49 Photovoltaik / Windenergie 8 Die CO2-Emissionen sind abhängig vom Strommix der für die Ladung der Batterie verwendet wird. Bei gegebenen Strommix heute schon CO2-sparend Folie 17 Quelle: PEGE

18 Inhalt 1 2 EnergieAgentur.NRW / Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe d. Zukunft Rahmenbedingungen und Kraftstoffstrategie 3 4 Beispiel: Effizienzsteigerung u. CO2-Reduktion Projektansätze und Fazit 5 Zeitplan und Meilensteine des Kraftstoffnetzwerkes Folie 18

19 Beispiel: Effizienz durch verbrauchssparende Technologien ika-versuchsfahrzeug (VW Golf 1,4l TSI) Maßnahmen: Downsizing Direkteinspritzung Doppelaufladung Reduzierung der Fahrwiderstände und Antriebsstrangverluste verbrauchsoptimierter Motorbetrieb Ergebnis: CO2-Ausstoß von 173 g/km im NEDC (New European Driving Cycle) um 24 % reduziert Die CO2-Emissionen des optimierten TSI-Versuchsfahrzeugs sind somit geringer als die eines Standard-Dieselfahrzeugs (TDI, 156 g/km CO2) mit gleicher Leistung. Folie 19

20 Beispiel: Verbrauchssparende Technologien ika-versuchsfahrzeug Karbon- Motorhaube lange Getriebeübersetzung AGM-Batterie Schalthinweisanzeige Leichtbausitze Downsizing-Motor (1,4 l / 125 kw) Leichtlaufreifen mit hohem Reifendruck Start-Stopp- Automatik Wärmespeicher Spiegelersatzsystem Folie 20

21 Beispiel: Vorteile synthetischer Kraftstoffe (BtL, GtL, CtL) und Diversifikation auf der Energieseite Biomasse Erdgas Kohle Synthesegas (CO, H 2 ) Fischer- Tropsch Synthese BtL: SunFuel GtL: SynFuel CtL: SynFuel Nutzen der bestehenden Motortechnologie Nutzen der bestehenden Verteilungsinfrastruktur konstant hohe Kraftstoffqualität Quelle: Volkswagen AG Folie 21

22 Potentielle Einsparungen an Emissionen durch GtL Folie 22

23 Inhalt 1 2 EnergieAgentur.NRW / Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe d. Zukunft Rahmenbedingungen und Kraftstoffstrategie 3 4 Beispiel: Effizienzsteigerung u. CO2-Reduktion Projektansätze und Fazit 5 Zeitplan und Meilensteine des Kraftstoffnetzwerkes Folie 23

24 Roadmap der Einführung alternativer Antriebe Mögliche zeitliche Abfolge von Antriebstechnologien Verbesserung von Verbrauch und Emissionen Ersetzung von Mineralöl als Kraftstoffquelle Brennstoffzellenfahrzeuge Elektrofahrzeuge Verbesserung von Verbrennungsmotor und Getriebe Hybridfahrzeuge (auch Plug-In) Mineralölbasierte Kraftstoffe werden noch lange parallel zu den Alternativen genutzt werden. Zeit Vielfalt der Energie-/ Kraftstoffquellen Mineralöl (konventionelle und alternative Quellen) Biokraftstoffe (Ethanol E85, Bio-Diesel) Elektrizität (konventionelle und alternative Quellen) Wasserstoff Quelle: Aachener Kolloquium 2007 (GM), ika/fka Folie 24

25 Projektvorschläge / Arbeitsschwerpunkte Flotte im Kraftstoffnetzwerk 1. Förderung von Bio- und synthetischen und gasförmigen Kraftstoffen für Fahzeugflotten und öffentlichen Transportsektor 2. Pilotprojekte und Wettbewerb unterschiedlicher Konzepte für die Mobilität mit Schwerpunkte auf alternative Antriebskonzepte 3. Elektrifizierung des Antriebsstrangs (Speicherung, Fahrzeug, Infrastruktur) 4. Klimaschutzprojekte im Straßenverkehr Wir suchen Chance verstärkt für lokales/regionales Projektpartner auf Zusammenwirken NRW, Bundes- und von EU-Ebene! Wirtschaftsf., Landwirtschaft, Handwerk u. Industrie u. Behörden Folie 25

26 Fazit Kraftstoffauswahl und Klimaschutz Elektrische Antriebe (Hybride, Elektrofahrzeuge mit Batterie oder Brennstoffzelle) werden zukünftig an Bedeutung gewinnen. NRW wird Elektromobilität zu einem Schwerpunkt machen Projektansätze u. Partner werden gesucht Der Verbrennungsmotor hat noch einige Optimierungspotenzial und wird auch mittelfristig den Markt dominieren. Zur Diversifizierung des Kraftstoffmarktes sind biogene und synthetische Kraftstoffe unverzichtbare Bausteine. Bei allen neuen Kraftstoff- und Antriebsvarianten muss der Klima- und Umweltschutz eine herausragende Rolle spielen. Folie 26

27 Erklärung von Bundesumweltministerium und Auto Club Europa zur Zukunft der Mobilität Energieeffizienz im Verkehr ist deutlich mehr als sparsame Autos und Spritspartraining. Herausforderung sind Deutschland als Transitland, aber auch als weltweit führenden Logistikstandort stärken moderne Telekommunikation und Informatik im Verkehr einsetzen. Telematik und Mobilitätsmanagement sind Bausteine der Energieeffizienz. den Verkehrsfluss verbessern und effizienter gestalten Mobilitätsmanagement, damit die Verkehrsteilnehmer die Nutzung aller Verkehrsmittel optimieren können Folie 27

28 Inhalt 1 2 EnergieAgentur.NRW / Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe d. Zukunft Rahmenbedingungen und Kraftstoffstrategie 3 4 Beispiel: Effizienzsteigerung u. CO2-Reduktion Projektansätze und Fazit 5 Zeitplan und Meilensteine des Kraftstoffnetzwerkes Folie 28

29 Roadmap Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe / Antriebe der Zukunft (KNKdZ) Meilensteine: KNKdZ Clustergespräch, 12/2007 Strategieplattform Elektromobilität, Berlin, 11/2008 CCM Connecting Clean Mobility, Arnheim, 11/2007 Bioraffiniert IV, Oberhausen, 11/2007 KNKdZ Statusmeeting, 08/2007 ADAC Umwelttour 2007 Plattformveranstaltung, Brüssel, 06/2007 UMK Umweltministerkonferenz, Bad Sassendorf, 05/2007 CO 2 Workshop, Düsseldorf, 11/2008 KNKdZ Clustergespräch, Düsseldorf, 11/2008 CICEN EXPO Taiyuan 09/2008 KNKdZ Strategiemeeting, Düsseldorf, Ruhr Symposium, Dortmund, 06/2008 BMVBS-Workshop CO 2 - Reduktion, Aachen, 06/2008 E-world energy & water, Essen, 02/2008 Hannover Messe, 04/2009 Clean Moves, 04/2009 Bioraffiniert V, Neu: OEM-Workshop Shell-FEV- EA.NRW, WI E-world energy & water, Essen, 02/2009 Individuelle Mobilität im Zeichen des Klimawandels, 01/2009 NoAE Innovationswettbewerb Kick Off, 01/ Folie 29

30 Roadmap Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe / Antriebe der Zukunft (KNKdZ) Themen: Kraftstoffstrategie des Bundes Grenzüberschreitende Mobilität Konzept Bioraffinerie Information für Verbraucher Synthetische Kraftstoffe / Maßgeschneiderte Kraftstoffe NRW als Window-to-the World für innovative Lösungen zur Mobilität Internationalisierung (GCSFP) CO 2 - Reduktion Clean Diesel Konzepte KNKdZ Strategiemeeting, Düsseldorf, Elektromobilität Hybridisierung / Elektrifizierung Flottenprojekte mit synthetischen Kraftstoffen (GTL) Flottenprojekte Elektromobilität / Hybridkonzepte Hannover Messe, Clean Moves EU Projekt Biomotion Innovations-Wettbewerbe (NOAE) Folie 30

31 Roadmap Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe / Antriebe der Zukunft (KNKdZ) Veranstaltungen: Herausforderung CO 2. Sind 120 g/km machbar und bezahlbar? Düsseldorf, Mit Vorträgen von: BMW, Ford, Opel, Nissan, NoAE - Network of Automotive Excellence, Toyota, VDA - Verband der Deutschen Automobilindustrie, VKA, WWU Münster Folie 31

32 Roadmap Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe / Antriebe der Zukunft (KNKdZ) Produkte: innovation & energie, Heft IV, 2008 Schwerpunkt Mobilität. - Düsseldorf, 2008 mit Projektbeispielen und Statements von: ADAC, Center of Automotive Research (CAR), Ford, General Motors, Mineralölwirtschaftsverband (MWV), RWE Power, Schwelm Anlagentechnik, Toyota Folie 32

33 Roadmap Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe / Antriebe der Zukunft (KNKdZ) Produkte: Broschüre Klimaschutz konkret Projekte aus Nordrhein- Westfalen. Düsseldorf, 2008 mit Projektbeispielen und Projekten von: BP, CCM - Connecting Clean Mobility (D/NL), E-Solarmobil Tour de Ruhr, FEV Motorentechnik / VKA, FhG UMSICHT, Hochschule Bochum, ika - Inst. f. Kraftfahrzeuge, Loremo, Maschinenring Warendorf, Shell, TNT, Uhde Folie 33

34 Roadmap Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe / Antriebe der Zukunft (KNKdZ) Produkte: Broschüre Leitfaden zur Einrichtung einer Betriebstankstelle. - Düsseldorf, 2008 Partner: Maschinenring Münster-Warendorf Rietbergwerke SVJS Sachverständigenbüro Jutta Schumacher Sasol Solvents Germany Folie 34

35 Roadmap Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe / Antriebe der Zukunft (KNKdZ) Veranstaltungen: Ruhr Symposium Dortmund, 2008 mit Vorträgen von: BP, BSM - Bundesverband Solare Mobilität, DGS - Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie, FH Dortmund, FH Gelsenkirchen, Ford, Opel, Verein Eurosolar Kärnten, Toyota, Verbraucherzentrale NRW Organisation: EnergieAgentur.NRW, ISOR Initiative Solarmobil Ruhrgebiet, Autohaus Rüschkamp zahlreiche Aussteller Folie 35

36 Roadmap Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe / Antriebe der Zukunft (KNKdZ) Veranstaltungen: Connecting Clean Mobility. - Arnheim, 2007 mit Projektbeispielen und Projekten von: Bigatec, EcoMotion, E.ON Ruhrgas, FEV Motorentechnik / VKA, FhG UMSICHT, Flughafen München, Hoppecke, LWZ Haus Düsse, Maschinenring Warendorf, Masterflex, TNO, TNT, VDV, WIN Emscher Lippe Organisation: EnergieAgentur.NRW, Senternovem / NL Folie 36

37 Roadmap Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe / Antriebe der Zukunft (KNKdZ) Veranstaltungen: Fachtagung Biomasse. Sinsteder Landwirtschaftskonferenzen. - Kulturzentrum Sinsteden, 30. August Mit Vorträgen von: Institut für Raumplanung, Dortmund, Kreislandwirt des Rhein-Kreises Neuss, Landwirtschaftszentrum Haus Düsse, Ministerium für Umwelt, Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Regio- und Energie Consulting, RLV, RWZ Rhein-Main eg, RWE Power GmbH Organisation KNKdZ und Rhein-Kreis Neuss Folie 37

38 Roadmap Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe / Antriebe der Zukunft (KNKdZ) Veranstaltungen: Plattformveranstaltung im Rahmen der Deutschen EU- Ratspräsidentschaft. - Brüssel, 2007 mit Vorträgen von: FEV Motorentechnik FhG UMSICHT Shell Folie 38

39 Roadmap Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe / Antriebe der Zukunft (KNKdZ) Veranstaltungen: 12. Fachkongress Zukunftsenergien, E-World energy & water, mit Beiträgen von: E.ON Ruhrgas, Essen. Fraunhofer IML, Dortmund, FZ Karlsruhe, Kompogas AG, Glattburg / Schweiz, meo Consulting Team, Köln, Paul Scherrer Institut, Villingen, Shell Deutschland Oil GmbH Folie 39

40 Kontakt Dr.-Ing. Frank Köster Kompetenz-Netzwerk Kraftstoffe der Zukunft c/o EnergieAgentur.NRW Munscheidstr Gelsenkirchen Phone: +49 (0) Fax: +49 (0) Mobil: +49 (0) Internet: koester@energieagentur.nrw.de Folie 40