Batterietechnologie und deren Auswirkungen auf die Arbeitsplätze der Zukunft
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- Adolph Lang
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1 zukunftmobil Nürnberg, Batterietechnologie und deren Auswirkungen auf die Arbeitsplätze der Zukunft Werner Tillmetz Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) Baden-Württemberg - 1 -
2 - 2 - KURZPORTRAIT ZSW
3 ZSW Neue Energietechnologien Angewandte Forschung & Entwicklung: Batterien & Superkondensatoren - Materialien, Produktion Technologies, Systeme, Qualifikation Brennstoffzellen - Technologie, Systeme, Testzentrum Photovoltaik - Dünnschichttechnologie (CIGS) & Anwendungssysteme Erneuerbare Kraftstoffe - Power-to-Gas, Biomasse, Vergasung Energiepolitik & Energiewirtschaft Gemeinnützige Stiftung - 85 % drittmittelfinanziert Mitarbeiter - 3 -
4 Partner - 4 -
5 Schlüsseltechnologien für die E-Mobilität BATTERIEN & BRENNSTOFFZELLEN - 5 -
6 Batterien (Akkumulatoren) = Elektrochemische Energiespeicher Batterien (Akkumulatoren) speichern elektrischen Strom mit hohem Wirkungsgrad (Laden - Entladen) Li-Ionen-Batterien haben die höchste Energiedichte heutiger Akkumulatoren Funktion und Aufbau einer Lithium-Ionen-Batterie - 6 -
7 Lithium-Ionen-Technologie in etablierten Märkten Zellen für Unterhaltungselektronik, E-Bikes, Power Tools: Globaler Markt für Li-Ionen-Zellen 2015: ca. 20 Mrd. US $ Zellenproduktion: Asien Jährliche Wachstumsraten (CAGR): ca. 20% Neue Produkte: E-Bikes, E-Scooter Steigende Anforderungen (Kapazität) bei Smartphones, Tablets - 7 -
8 Anforderungen an Li-Ionen-Zellen in der E-Mobilität Energiedichte Ziel: 800 Wh/l Leistung Schnellladung Betriebsbedingungen - 30 C bis 50 C Qualität z.b. homogene Kapazität Sicherheit Betrieb & Crash Lebensdauer Kalendarisch & Zyklen Ressourcen Rohstoffe, Know How Kalander Fahrzeugtestkabine Testbunker mit Videoüberwachung - 8 -
9 Was ist eine Brennstoffzelle? Brennstoffzellen wandeln Brenngase und Sauerstoff (aus der Luft) hoch effizient und schadstofffrei in Strom, Wärme und Wasser um 2e - 2e - Wasser + Wärme H + O 2 Luft O 2 H 2 Brenngas Katalysator Membran - 9 -
10 Elektrofahrzeuge mit Brennstoffzelle und regenerativem Wasserstoff Erfüllen Kundenanforderungen: Reichweite (> 500 km) - schnelles Tanken (< 3 min) - Heizung Serienfahrzeuge: Toyota, Honda, Hyundai Markteinführung gestartet Daimler ab 2017 Ideal auch für Stadtbusse und Lieferfahrzeuge Automotive BZ-System (Bild: Daimler) Toyota FCV, Mercedes B-Klasse F-Cell (Bilder: Hersteller) Brennstoffzellen-Hybridbus in Stuttgart. Bild: SWP/dpa
11 Wasserstoff-Infrastruktur Wasserstoff aus Erneuerbarem Strom über Elektrolyse (Power to Gas) Speicherung von Überschussstrom - Netzentlastung Treibstoff für Brennstoffzellen-Fahrzeuge Aufbau von Wasserstofftankstellen (weltweit ca. 200 in Betrieb; Regierungsprogramme für den weiteren Ausbau etabliert) Fahrzeugdepots einfach ausrüstbar Wartung einer Elektrolyseanlage (ZSW) Wasserstofftankstelle am ZSW in Ulm
12 Elektromobilität WIE ENTWICKELN SICH DIE MÄRKTE?
13 Weltweit ca. 2 Mio. E-Fahrzeuge auf der Straße (09/2016) Quelle: ZSW
14 Neue Generation E-Fahrzeuge mit 300 km Reichweite für rund BMW i3: , 33 kwh Chevy Bolt: $ , 60 kwh Tesla Model 3: $ , < 60 kwh
15 Batterie-E-Fahrzeuge Stadtfahrzeuge & Car Sharing Lieferfahrzeuge (Paketdienste, Handwerker, Kommunalfahrzeuge, etc.) 90% aller privaten Pkw Fahrten sind kürzer als 40 km pro Tag: - weniger als 6 kwh pro Tag nachladen - genügend Reserve bei einer kwh Batterie - 23 h Zeit zum Nachladen (zu Hause, in der Firma, beim Shopping)
16 siehe Newsletter-Abo per Mail an:
17 Elektromobilität ARBEITSPLÄTZE
18 Wertschöpfung / Arbeitsplätze Der Tagesspiegel vom : Mehr als ein Drittel der Wertschöpfung eines E-Fahrzeuges entfällt auf die Batterie
19 Wertschöpfung / Arbeitsplätze Batterie bestimmt Reichweite, Kosten, Zuverlässigkeit, Zellenproduktion heute: Asien Der Tagesspiegel vom : Mehr als ein Drittel der Wertschöpfung eines E-Fahrzeuges entfällt auf die Batterie
20 Wertschöpfung / Arbeitsplätze Batterie bestimmt Reichweite, Kosten, Zuverlässigkeit, Zellenproduktion heute: Asien Beschäftigte in der Autoindustrie: 12,2 Millionen in der EU Der Tagesspiegel vom : Mehr als ein Drittel der Wertschöpfung eines E-Fahrzeuges entfällt auf die Batterie
21 Wertschöpfung / Arbeitsplätze Batterie bestimmt Reichweite, Kosten, Zuverlässigkeit, Zellenproduktion heute: Asien Beschäftigte in der Autoindustrie: 12,2 Millionen in der EU E-Fahrzeuge haben weder Abgassystem, Ventile & Einspritzsystem, Kolben & Zylinder, Zündkerzen, Getriebe & Kupplung brauchen keinen Ölwechsel und weniger Bremsbeläge Der Tagesspiegel vom : Mehr als ein Drittel der Wertschöpfung eines E-Fahrzeuges entfällt auf die Batterie
22 Wertschöpfung / Arbeitsplätze Batterie bestimmt Reichweite, Kosten, Zuverlässigkeit Beschäftigte in der Autoindustrie: 12,2 Millionen in der EU E-Fahrzeuge haben weder Abgassystem, Ventile & Einspritzsystem, Kolben & Zylinder, Zündkerzen, Getriebe & Kupplung brauchen keinen Ölwechsel und weniger Bremsbeläge Zellen Schlüsseltechnologie und kommen bis heute ausschließlich aus Asien Asiatische Hersteller betreiben vertikale Integration Weltmarkt nur für Lithium-Ionen-Zellen > 50 Mrd $ in 2025 Der Tagesspiegel vom : Mehr als ein Drittel der Wertschöpfung eines E-Fahrzeuges entfällt auf die Batterie
23 Elektromobilität WARUM DAS ALLES?
24 Anteil erneuerbarer Energien weltweit 2014 Quelle: REN21 Report 2016 Die Welt ist heute abhängig von fossilen Energien Fossile Energien werden mit > 650 Mrd. $ p.a. subventioniert Investitionen in Erneuerbare Energien 2015: 285 Mrd. $
25 Anteil Erneuerbare Energien bei Strom, Wärme, Kraftstoff
26 Anteil Erneuerbare Energien bei Strom, Wärme, Kraftstoff
27 Herausforderung Klimawandel: CO 2 Reduzierung durch Elektrifizierung des Antriebsstranges EfficientDynamics 1 Mild Hybrid Full Hybrid Plug-in BEV Upto6% Upto15% Well to wheel Upto25% 50% Basis 25 km el. Depending on Energy mix 1 only Start/Stopp and recuperation Quelle: Lamp, BMW, Batterieforum % CO
28 Herkunft der deutschen Primärenergie (2014) Quelle: - BMWi
29 Herkunft des Öls für Deutschland (2014)
30 Elektromobilität und Erneuerbare Energien 20 m 2 PV Fläche genügen, um den Strombedarf eines E-Fahrzeuges zu decken ( km pro Jahr, Deutschland)
31 Arbeitsplätze Erneuerbare Energien 2014 Quelle: REN21 Report
32 DIE WELT IM WANDEL
33 Die großen Herausforderungen Abgasskandal ARD, moma, dwn Krieg um Öl und Gas REUTERS/Bassam Khabie picture-alliance / dpa Klimawandel
34 Die großen Herausforderungen Was steckt dahinter? Die globale Energieversorgung von heute basiert zu mehr als 80%, ARD, moma, die Mobilität zu mehr als 95% auf fossilen Energien Abgasskandal dwn Viele Staatshaushalte hängen dramatisch vom Export fossiler Energien ab Krieg um Öl und Gas REUTERS/Bassam Khabie picture-alliance / dpa Klimawandel
35 Vielen Dank für Ihr Interesse! Energiewandel bringt Strukturwandel Mercedes Benz F-Cell World Tour March 7,
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