Der Kraftstoff der Zukunft Wasserstoff & Elektrizität

Transkript

1 Der Kraftstoff der Zukunft Wasserstoff & Elektrizität Dr. Ulrich Eberle Hydrogen & Fuel Cell Research Strategy GM Fuel Cell Activities Adam Opel GmbH Konferenz Zukunft der Automobilindustrie II Friedrich-Ebert-Stiftung, 2. Dezember 2008

2 GM Fuel Cell Activities Warren (MI, USA) Rochester (NY, USA) Mainz-Kastel (Europa) Torrance (CA, USA) Tokyo (Asia Pacific)

3 Steigende weltweite Energienachfrage Heute: 900 Millionen Fahrzeuge weltweit Anteil von fossilen Treibstoffen 96% 2020: 1.1 Milliarden Fahrzeuge

4 GM-Strategie Der Treibstoff Benzin als Kraftstoff durch eine Steigerung der Energie- Effizienz und durch eine größere Energie-Vielfalt ersetzen.

5 GM-Strategie Die Antriebstechnik Improve vehicle fuel economy and emissions Displace petroleum Hybrid-electric vehicles (including plug-in HEV) IC engine and transmission improvements Hydrogen Fuel cell-electric Battery-electric Vehicles E-REV Time Energy Diversity Petroleum (conventional and alternative sources) Alternative fuels (Ethanol, Biodiesel, CNG, LPG) Electricity (conventional and alternative sources) Hydrogen

6 Paradigmenwechsel Die Fahrzeuge von morgen werden elektrisch angetrieben Das Auto wird sich in Richtung Zero-Emission-Fahrzeuge weiterentwickeln. Die Abhängigkeit vom Öl wird deutlich reduziert. Chevrolet Volt Extended Range Electric Vehicle (E-REV) GM HydroGen4 Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV)

7 Neuartige Tanksysteme Gewicht und Volumina von Energiespeichern für eine Fahrzeug-Reichweite von 500 km Diesel Druckwasserstoff 700 bar 6 kg H 2 = 200 kwh chemische Energie Lithium-Ionen- Batterie 100 kwh elektrische Energie System Fuel System Fuel System Cell 43 kg 125 kg 33 kg 6 kg 830 kg 540 kg 46 L 260 L 37 L 170 L 670 L 360 L

8 Duty Cycle Welches Fahrzeuge für welches Nutzungsprofil? High Load Stop-and-go (City) Drive Cycle Continuous (Highway) Light Load City Intra-Urban Highway-Cycle Continuous Highway

9 Chevrolet Volt E-REV

10 E-REVs und FCEVs E-REV FCEV Fahrzeugnutzung EV-Reichweitenbeschränkung überwunden Infrastruktur-Aspekte Ladedauer: 2-3 h für 60 km Reichweite Dezentrales Nachladen Energie und CO 2 Öl wird teilweise durch Elektrizität ersetzt Null-Emissionsfahrzeug für die ersten 60 km Entwicklungsstatus Markteinführung 2010/11 Hohe Reichweite Betanken: < 5 min. für 500 km Reichweite Entkopplung von Parken und Tanken Unabhängigkeit vom Öl Null-Emissionsfahrzeug Beginn der frühen Kommerzialisierung 2015

11 Warum Brennstoffzellenfahrzeuge? Hohe Reichweite Schnelles Betanken Jederzeit ein Zero-Emission- Fahrzeug Wasserstoff und das zukünftige Energiesystem: Speichermedium für erneuerbare Energien H 2 bringt die erneuerbaren Energien auf die Straße

12 Fluktuierende Wind-Energie 8000 [MW] E.ON Kontrollzone Wind-Energie Oktober Oct 1 Oct 3 Oct 5 Oct 7 Oct 9 Oct 11 Oct 13

13 Fluktuierende Wind-Energie 8000 Pump speicher Goldisthal, Thüringen (MW) Pumpspeicherkapazität: MWh Oct 1 Oct 3 Oct 5 Oct 7 Oct 9 Oct 11 Oct 13 Puffer für einige Minuten / Stunden

14 Fluktuierende Wind-Energie 8000 Source: KBB underground (MW) Kapazität eines Druckluftspeichers (2 Mio. m 3 Salzkaverne): 4000 MWh Oct 1 Oct 3 Oct 5 Oct 7 Oct 9 Oct 11 Oct 13 Puffer für einige Minuten / Stunden

15 Wasserstoff Ein unverzichtbares Element in einem nachhaltigen Energiesystem 8000 Quelle: KBB underground [MW] In einem unterirdischen Wasserstoffreservoir (2 Mio. m 3 Salzkaverne) können MWh gespeichert werden (entspricht 3,6 Millionen Tankfüllungen) Oct 1 Oct 3 Oct 5 Oct 7 Oct 9 Oct 11 Oct 13 Puffer für einige Tage

16 GM HydroGen4 Elektrisches Antriebssystem Exzellente Beschleunigung Motortyp: 3-Phasen-Synchronmotor mit integrierter Leistungselektronik und Planetengetriebe Leistung (kont./max.): 73/94 kw Drehmoment: 320 Nm

17 GM HydroGen4 Wasserstofftanksystem Typ: Kohlefaserverbundwerkstoff Betriebsdruck: 700 bar Speicherkapazität: 4,2 kg CGH 2

18 Verbrauch (liter/100 km) HydroGen4 Verbrauchskennfeld Kraftstoffverbrauch (EPA composite): Equinox ICE: 9,6 l/100 km (Benzin) HydroGen4 / Equinox FC: 4,6 l/100 km (Benzinäquivalent) Fahrzeugeschwindigkeit (km/h)

19 Der HydroGen4 - ein Teil des globalen Project Driveway von GM Über Internetbewerbungen Mehr als Menschen haben den Chevrolet Equinox Fuel Cell bereits gefahren Über km Fahrleistung erreicht 30 Familien haben das Fahrzeug über einen Zeitraum von 2 bis 3 Monate getestet Begeisterte öffentliche Reaktion auf das Fahrzeug und sein Brennstoffzellen-Antriebssystem

20 Und jetzt: 10 HydroGen4 in Berlin 9 führende Firmen aus unterschiedlichen Geschäftsbereichen Tägliche Nutzung der Fahrzeuge Wartung bei einem normalen Opel-Händler in Berlin

21 Clean Energy Partnership (CEP) Europäisches Leuchtturmprojekt für Wasserstoff-Fahrzuge Die Alltagstauglichkeit von Wasserstoff- Fahrzeugen soll nachgewiesen werden Projektlaufzeit bis 2016 Mehr als 40 Wasserstoff- und BZ-Fahrzeuge in Phase II ( ) 3 vollintegrierte Wasserstoff-Tankstellen bis zum Beginn des Jahres 2010 Unterschiedliche Methoden der Wasserstoffproduktion werden demonstriert

22 CEP Tankstellen

23 Zusammenfassung Neue Energieträger werden Benzin und Diesel ersetzen Die Elektrifizierung des Automobils wird weitergehen und sich intensivieren Project Driveway wird wertvolle Erfahrungen über Fahrzeuge & Infrastruktur liefern 500 km Reichweite sind machbar mit 700 bar Druckwasserstoff Wasserstoff kann zu wettbewerbsfähigen Preisen produziert werden Die Entwicklung von reinen batterie-elektrischen Fahrzeugen für alle Fahrzeugsegmente ist aus Energiedichtegründen sehr herausfordernd Einer intelligenten Kombination von E-REV- und FCEV-Fahrzeugen gehört daher im Bereich der nachhaltigen Automobilität die Zukunft Diese Fahrzeuge werden bei der Markteinführung teurer sein als die vergleichbaren konventionellen Fahrzeuge, die Unterstützung aller Beteiligten ist daher unabdingbar.

24 Heute in Berlin