Das Elektroauto im Solarzeitalter

Transkript

1 Das Elektroauto im Solarzeitalter Tomi Engel Giessen

2 Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr

3 Mrd m Fossile Struktur - 3 Sektoren 3 History Prediction Mb/Tag Erdgas Importe aus Russland, Nordafrika (konst bis 2020 Ab % p.a.) Deutschland) Italien 50-70% Verlust durch Abwärme Niederlande UK LNG Importe LNG: + 5 % p. a. bis 2025 Norwegen Ölproduktion außerhalb der OPEC Erdöl Mexiko 04 Vietnam 04 Dänemark 04 USA-Tiefsee 03 Jemen 01 Norwegen 01 Oman 01 Australien 2000 Großbritannien 99 Ekuador 99 Kolumbien 99 Venezuela 98/68 Argentinien 98 Malaysia 97 Gabun 97 Syrien 95 Indien 95 Ägypten 93 Alaska 89 Indonesien Rumänien Kanada (konv.) 74 USA (48 Staaten) 70 Ukraine 70 Deutschland 67 Österreich % Verlust durch Abwärme Quelle: LBST GmbH - Stand Russische Föd. 07 Nigeria 05 Strom Wärme Verkehr Jahr

4 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Energieeinheit kwh! Strom 50-70% Verlust durch Abwärme Verkehr

5 Ausbauziele der Erneuerbaren Energien Ziel 2020: 47%! EE-Strom 1. Mio E-Mobile 2 TWh

6 Ausbauziele der Erneuerbaren Energien

7 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Energieeinheit kwh! Strom 50-70% Verlust durch Abwärme Verkehr

8 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke 50-70% Verlust durch Abwärme??? Verkehr

9 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke

10 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Langzeitspeicher: Biomasse

11 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Stichwort Smart! Grid

12 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Stichwort! Smart Grid Vehicle Strategie Kurzzeitspeicher: Batterie

13 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Stichwort Smart! Grid Vehicle Strategie Smart Charging Smart Billing Smart Grid Services

14 Smart Charging... in der fossilen Welt Std. Fossile E-Autos in der Nacht aufzuladen ist eine... gute Idee... schlechte Idee... würde aber passieren, wenn es den Strom in der Arbeit umsonst gibt.

15 Smart Charging... im Solarzeitalter Std. Im Sommer E-Autos in der Nacht aufladen ist eine... schlechte Idee... gute Idee Solarautos laden immer dann, wenn es reichlich Erneuerbare Energie gibt!

16 Smart Charging... gestern und morgen Std.... jedes Elektroauto, dass heute verkauft wird, muss diese Veränderung mitmachen!

17 Smart Grid Vehicles können... das Stromnetz stabilisieren... sofern die Fahrzeuge ihren Ladevorgang intelligent auf das Stromangebot abstimmen. Smart Charging Std.

18 Smart Grid Vehicles können... das Stromnetz stabilisieren... sofern das Fahrzeug seinen Ladevorgang intelligent auf das Stromangebot abstimmt. Smart Charging Std. Energieüberschüsse "verschieben"... und reduzieren somit den Bedarf an Bioenergie im Stromsektor. Smart Grid Services

19 Elektroautos kwh (300 kg, 45 kwpeak, 410 V) Bolloré BlueCar Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 130 km/h Reichweite:! 250 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:!? Status:! Prototyp

20 Elektroautos kwh (300 kg, 45 kwpeak, 410 V) = 10 kwh "fahren" (80 km)

21 Elektroautos kwh (300 kg, 45 kwpeak, 410 V) = kwh "fahren" (80 km) "tanken" (für morgen)

22 Elektroautos kwh (300 kg, 45 kwpeak, 410 V) 250 km = kwh "fahren" (80 km) "tanken" (für morgen) "reserve" (für???)

23 Elektroautos... als rollende Pumpspeicher 30 kwh = kwh Ladeleistung: (300 kg, 45 kwpeak, 4101 V) phasig 3 phasig 45 Mio. PKW * 10 kw = 450 GWpeak (potentielle Regelenergieleistung) "reserve" 2 kw 20 kw 10 kw

24 Elektroautos... als rollende Pumpspeicher 30 kwh Ladeleistung: (300 kg, 45 kwpeak, 4101 V) phasig 3 phasig 45 Mio. PKW * 10 kw = 450 GWpeak (potentielle Regelenergieleistung) 45 Mio. PKW * 10 kwh = 450 GWhpeak (potentielle Speicherkapazität) 2 kw 20 kw 10 kw

25 Elektroautos... als rollende Pumpspeicher max. 80 GW täglich ca GWh 450 GWpeak (potentielle Regelenergieleistung) 450 GWhpeak (potentielle Speicherkapazität) Ladeleistung: 2 kw 1 phasig 3 phasig 20 kw 10 kw

26 Elektroautos... als rollende Pumpspeicher max. 80 GW täglich ca GWh 450 GWpeak (potentielle Regelenergieleistung) 450 GWhpeak (potentielle Speicherkapazität) Ladeleistung: 2 kw 1 phasig 3 phasig 20 kw 10 kw

27 Elektroautos... als Virtuelle Synchronmaschinen 3 Mio. Vsync -Autos hätte den EU-weiten Blackout vom verhindern können! Quelle: TU Clausthal, RWTH Aachen

28 Merke! Elektromobile passen optimal zu Erneuerbaren Energien!

29 Aber... Elektroautos... da werden die Emissionen doch nur ins Kraftwerk verlagert!?

30 Aber... Lieber hier... als hier!

31 2 "DGS-bsm" Studie zu den CO2-Emissionen 150 Mio. t 100 Mio. t 50 Mio. t 0 Mio. t DE-Strommix (650 g/kwh) -29 Mio. t 0 0,5 1 2, Mio Solare Mobilität Plug-in Hybrids Studie zur Abschätzung des Potentials zur Reduktion der CO 2-Emissionen im PKW-Verkehr bei verstärkter Nutzung von elektrischen Antrieben im Zusammenhang mit Plug-in Hybrid Fahrzeugen CV-OW CV-MW PHEV30-MW PHEV90-MW CV-KW EV-KW Tomi Engel Bundesverband Solare Mobilität e.v.

32 "DGS-bsm" Studie zu den CO2-Emissionen 150 Mio. t 100 Mio. t 50 Mio. t 0 Mio. t DE-Strommix (650 g/kwh) 0 0,5 1 2, Mio Erneuerbarer Strom -29 Mio. t (30 g/kwh) -67 Mio. t 150 Mio. t 100 Mio. t 50 Mio. t 0 Mio. t 0 0,5 1 2, Mio CV-OW CV-MW PHEV30-MW PHEV90-MW CV-KW EV-KW

33 "DGS-bsm" Studie zu den CO2-Emissionen 150 Mio. t 100 Mio. t 50 Mio. t 0 Mio. t DE-Strommix (650 g/kwh) Faktor 20 schlechter 0 0,5 1 2, Mio 150 Mio. t 100 Mio. t 50 Mio. t 0 Mio. t Erneuerbarer Strom (30 g/kwh) 0 0,5 1 2, Mio Fossiler Kraftstoff (OW) Fossiler Kraftstoff (KW/MW) Strom

34 "DGS-bsm" Studie zu den CO2-Emissionen Kraftstoff (OW) Kraftstoff (KW/MW) Strom 500 TWh 375 TWh 250 TWh 125 TWh 0 TWh ,5 1 2, Mio Solarstrom billiger als "Strom aus der Steckdose" 2035! Eine Million (PH)EVs würden den Stromverbrauch um weniger als 2 TWh erhöhen.! 40 Millionen (PH)EVs würde den Stromverbrauch um 61 TWh erhöhen.!... und den Kraftstoffbedarf von derzeit 39 auf rund 21 Millionen Tonnen halbieren.! Im Segment der Klein- und Mittelklassewagen würde der Kraftstoffbedarf um ca. 60% sinken.

35 2 "DGS-bsm" Studie zu den CO2-Emissionen! Die Markteinführung von einer Million Elektroautos und Plug-in Hybridautos braucht mindestens 8 bis 10 Jahre.! Elektrische Mobilität hat in der Markteinführungsphase keine signifikante Auswirkung auf den Stromverbrauch.! 40 Millionen Fahrzeuge (PHEV + EV) würden den bundesdeutschen Strombedarf nur um 10% ansteigen lassen. Dies entspricht rund 60 TWh Strom.! Der Kraftstoffbedarf im PKW-Sektor könnte durch (PH)EVs auf 20 Millionen Tonnen Erdöl halbiert werden.! Bei der Nutzung von erneuerbarem Strom könnten 67 Millionen Tonnen CO 2 eingespart werden.! Bei der Nutzung des heutigen Strommixes könnten immer noch 29 Millionen Tonnen CO 2 eingespart werden. Solare Mobilität Plug-in Hybrids Studie zur Abschätzung des Potentials zur Reduktion der CO 2-Emissionen im PKW-Verkehr bei verstärkter Nutzung von elektrischen Antrieben im Zusammenhang mit Plug-in Hybrid Fahrzeugen Tomi Engel Bundesverband Solare Mobilität e.v.

36 Aber... Elektroautos... die sind doch viel schwerer und damit ineffizienter!?

37 Ein reales Beispiel: Mitsubishi i Benzin Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 900 kg 53 kwh/100 km 131 g CO2/km (114 g + 15% Emissionen in der Vorkette - WTW) 1090 kg 13 kwh/100 km

38 Ein reales Beispiel: Mitsubishi i Benzin Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 900 kg 53 kwh/100 km 131 g CO2/km (114 g + 15% Emissionen in der Vorkette - WTW) kg 1090 kg 13 kwh/100 km

39 Ein reales Beispiel: Mitsubishi i Benzin Braunkohle Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 900 kg 53 kwh/100 km 131 g CO2/km (114 g + 15% Emissionen in der Vorkette - WTW) kg + 25 g/km 1090 kg 13 kwh/100 km 156 g CO2/km (bei 1200 g/kwh Strom - WTW)

40 Ein reales Beispiel: Mitsubishi i Benzin Steinkohle Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 900 kg 53 kwh/100 km 131 g CO2/km (114 g + 15% Emissionen in der Vorkette - WTW) kg - 14 g/km 1090 kg 13 kwh/100 km 117 g CO2/km (bei 900 g/kwh Strom - WTW)

41 Ein reales Beispiel: Mitsubishi i Benzin DE-Mix Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 900 kg 53 kwh/100 km 131 g CO2/km (114 g + 15% Emissionen in der Vorkette - WTW) kg - 45 g/km 1090 kg 13 kwh/100 km 84 g CO2/km (bei 650 g/kwh Strom - WTW)

42 Ein reales Beispiel: Mitsubishi i Benzin Grüner Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 900 kg 53 kwh/100 km 131 g CO2/km (114 g + 15% Emissionen in der Vorkette - WTW) kg g/km 1090 kg 13 kwh/100 km 4 g CO2/km (bei 30 g/kwh Strom - WTW)

43 Ein reales Beispiel: Twike vs. Mitsubishi i EV Leichtbau mit Öko-Strom Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 240 kg kg 4 kwh/100 km - 9 kwh 1 g CO2/km (bei 30 g/kwh Öko-Strom - WTW) 1090 kg 13 kwh/100 km 4 g CO2/km (bei 30 g/kwh Strom - WTW)

44 Leichtbau mit Öko-Strom Warum Leichtbau?

45 World population, billions Nahrung? Wasser? Reifen? Blech? Menschen e 10,000 BC AD

46 Merke! Elektromobile reduzieren Emissionen lokal und global!

47 Aber... Wir müssen doch Strom sparen... und jetzt auch noch mit Strom Auto fahren!?

48 Merke! Nicht Strom sparen, sondern Ressourcen sparen!

49 Elektrische Mobilität Szenario: Erdgas-Auto Szenario: Elektroauto plus Erdgas-Kraftwerk Erdgas (10,4 MWh) PKW (89 kwh/100 km) ( km) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km ( km) PKW (22 kwh/100 km) Strom (5,2 MWh) GuD Kraftwerk (! = 50%) Erdgas (10,4 MWh) Quelle: Verbrauchswerte im "kombinierten" Betrieb

50 Elektrische Mobilität Szenario: Erdgas-Auto Szenario: Elektroauto plus Erdgas-Kraftwerk Erdgas (10,4 MWh) PKW (89 kwh/100 km) ( km) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km ( km) Strom (5,2 MWh)... ist Resourceneffizienz für Kohlenwasserstoffe. PKW (22 kwh/100 km) GuD Kraftwerk (! = 50%) Quelle: Verbrauchswerte im "kombinierten" Betrieb Erdgas (10,4 MWh) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km

51 Elektrische Mobilität Szenario: Biogas-Auto Szenario: Elektroauto plus Biogas-Kraftwerk Erdgas (10,4 MWh) PKW (89 kwh/100 km) ( km) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km Biogas ( km) Strom (5,2 MWh)... ist Resourceneffizienz für Kohlenwasserstoffe. PKW (22 kwh/100 km) GuD Kraftwerk (! = 50%) Quelle: Verbrauchswerte im "kombinierten" Betrieb Erdgas (10,4 MWh) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km Biogas

52 Well-to-Wheel Vergleich pro Hektar Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Treibstoffertrag (in kwh/ha * a) a) Energiebedarf (in kwh/100 km) Versorgte PKWs 110 (bei km/a) 1,5 4,3 4,3 Quelle: Eigene Berechnungen

53 Well-to-Wheel Vergleich pro Hektar Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Treibstoffertrag (in kwh/ha * a) Energiebedarf (in kwh/100 km) Versorgte PKWs (bei km/a) ,5 4, ,3 Quelle: Eigene Berechnungen

54 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Land Industrie... weil regional... weil schadstoffarm Stadt

55 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Land Industrie... weil regional... weil schadstoffarmarm Stadt... weil effizient mehr dazu auch in...

56 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Langstrecke Kurzstrecke Land Industrie Stadt Flächeneffizienz Faktor 20-50!... weil regional... weil schadstoffarm arm... weil effizient

57 Tomi Engel