Elektromobilität Aktueller Stand und zukünftige Entwicklung

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1 Elektromobilität Aktueller Stand und zukünftige Entwicklung Dieter Gerling Universität der Bundeswehr München 23. März 2017 Quelle:

2 Elektromobilität - Wunsch oder Wirklichkeit Dieter Gerling Universität der Bundeswehr München 20. Oktober 2017

3 Elektromobilität Aktueller Stand und zukünftige Entwicklung Arten elektrischer Mobilität 3 Quelle: OEMs

4 Elektromobilität Aktueller Stand und zukünftige Entwicklung 4

5 Elektromobilität Aktueller Stand und zukünftige Entwicklung Warum kommt die Elektromobilität jetzt sehr schnell? 1. Der VW-Diesel-Skandal ist nur ein aktueller Mosaikstein (und nicht der wesentliche oder einzige Grund) 2. Der elektrische Antrieb passt technisch viel besser zum PKW 3. Tesla hat bewiesen, dass Elektromobilität funktioniert 4. Weitere Hersteller drängen auf den Markt 5. Der E-Antrieb wird schnell preiswerter als der Benzin/Diesel-Antrieb 6. Die Infrastruktur wird schnell aufgebaut 7. Der Übergang wird nicht linear, sondern disruptiv (exponentiell) verlaufen 5

6 1. Der VW-Diesel-Skandal ist nur ein aktueller Mosaikstein andere Hersteller überschreiten die Grenzwerte deutlicher als VW aber: VW wurde Betrug nachgewiesen 6 Quelle:

7 CO 2 -Zielwerte 1. Der VW-Diesel-Skandal ist nur ein aktueller Mosaikstein g/km 7 Quelle: Magna Powertrain

8 2. Der elektrische Antrieb passt technisch viel besser zum PKW Leistungs- und Drehmomentbedarf 8

9 2. Der elektrische Antrieb passt technisch viel besser zum PKW Wirkungsgradkennfeld Verbrennungsmotor 9 Quelle:

10 2. Der elektrische Antrieb passt technisch viel besser zum PKW Typische Getriebeübersetzung (z.b. 6-Gang Handschaltung Audi A4) 1. Gang 3,667:1 2. Gang 1,950:1 3. Gang 1,207:1 4. Gang 0,848:1 5. Gang 0,651:1 6. Gang 0,538:1 Differential 3,682 :1 Drehmoment 10 Drehzahl

11 2. Der elektrische Antrieb passt technisch viel besser zum PKW Typisches Wirkungsgradkennfeld eines Elektromotors Drehmoment Zusätzlich: generatorischer Betrieb Drehzahl 11

12 2. Der elektrische Antrieb passt technisch viel besser zum PKW Reichweitenvergleich mit Verbrennungsmotor Tesla Model S (LiI-Batterie) konv. Fahrzeug (Benzin) Energiedichte (kwh/kg) 0,17 11,5 Speichervolumen (l) - 80 Dichte (kg/l) - 0,75 Gesamtgewicht Batteriesystem (kg) geschätztes Gewicht von Gehäuse, Kühlung, etc. (kg) Gewicht des Energieträgers (kg) gespeicherte Energie (kwh) Gesamteffizienz Antriebsstrang (%) Energie umgesetzt in Reichweite (kwh) relative Reichweite (%)

13 2. Der elektrische Antrieb passt technisch viel besser zum PKW Fahrzeugbrände 13

14 Tesla Model S 3. Tesla hat bewiesen, dass Elektromobilität funktioniert 14 Quelle: blog.motosound.de

15 Batterie-Haltbarkeit 3. Tesla hat bewiesen, dass Elektromobilität funktioniert Batteriekapazität Kilometerstand 15 Quelle:

16 Tesla Zahlen 3. Tesla hat bewiesen, dass Elektromobilität funktioniert (2015) 16

17 3. Tesla hat bewiesen, dass Elektromobilität funktioniert Was macht Tesla richtig? US Large Luxury Sedan Sales Q3, 2015 Q3, Quelle: cleantechnica.com

18 3. Tesla hat bewiesen, dass Elektromobilität funktioniert Was macht Tesla richtig? Planung für Quelle:

19 3. Tesla hat bewiesen, dass Elektromobilität funktioniert Was macht Tesla richtig? aber nicht nur Tesla: Streetscooter-Produktion in Aachen 19 Quelle:

20 4. Weitere Hersteller drängen auf den Markt Elektrofahrzeuge mit akzeptablen Reichweiten und Preisen (> 200 km im NEFZ; < ,- ) z.t. gerundete bzw. geschätzte Werte Markteinführung: mit entsprechender Reichweite Hersteller Typ Markteinführung Batteriekapazität Reichweite nach NEFZ realistische Reichweite Preis BMW i kwh 310 km 210 km ,- Hyundai Ioniq Elektro kwh 280 km 200 km ,- Nissan Leaf kwh 250 km 175 km ,- Opel (GM) Ampera-e (Bolt) kwh 500 km 350 km ca ,- Renault Zoe kwh 400 km 280 km ,- VW egolf ,8 kwh 300 km 200 km ,- Ford Focus Electric ,5 kwh 225 km 160 km ,- Kia Soul kwh 250 km 175 km ,- Nissan Leaf kwh 380 km 260 km ,- Tesla Model ca. 55 kwh 500 km 350 km ca ,- zu beachtende chinesische Hersteller: BYD, Geely, 20

21 5. Der E-Antrieb wird schnell preiswerter als der Benzin/Diesel-Antrieb Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor werden immer teurer Gesetzeslücken werden geschlossen Abgasreinigung wird technisch immer aufwändiger CO 2 -Reduktion wird immer aufwändiger 21

22 5. Der E-Antrieb wird schnell preiswerter als der Benzin/Diesel-Antrieb Die Komponenten von E-Fahrzeugen werden immer preiswerter (z.b. Batterie) 22 Quelle: McKinsey

23 5. Der E-Antrieb wird schnell preiswerter als der Benzin/Diesel-Antrieb Ursachen für Preisverfall bei Batterien: Technologische Entwicklung Massenproduktion Tesla Gigafactory 1: 50 GWh/a ( Fahrzeuge á 100 kwh): 2017 (Vergrößerung auf 150 GWh/a ist angekündigt) BYD: plus 6 GWh pro Jahr (d.h. ca. 34 GWh/a in 2020) Foxconn und LG Chem: 22 GWh/a CATL (China): 50 GWh/a in 2020 Weitere Ankündigungen: Samsung SDI, Dyson, Bosch, TDK, Apple, Nissan, VW, Schätzung: über 12 Megafactories in

24 5. Der E-Antrieb wird schnell preiswerter als der Benzin/Diesel-Antrieb Resultierender Preisverfall bei E-Fahrzeugen 24

25 6. Die Infrastruktur wird schnell aufgebaut Tesla hat bereits eine eigene Infrastruktur Weitere Allianzen bauen eine Infrastruktur auf, z.b. Audi/BMW/Daimler Laden am Flughafen, Arbeitsplatz, während des Einkaufens, etc. wird der Normalfall 25 Quelle: teslamotorsclub.com, fnp.de, chargemap.com

26 7. Der Übergang wird nicht linear, sondern exponentiell verlaufen historische Beispiele für disruptive Technologieänderungen Kerze Gaslicht Glühbirne LED Analoge Fotografie digitale Fotografie (Kodak) Schallplatte CD streaming (Philips) Schreibmaschine Computer / Drucker Telefon mobiles Telefon Smartphone (siehe nächste Folie) Röhrenbildschirm Flachbildschirm (Philips) Segelschiffe Dampfschiffe (keine Segelschiff-Werft hat überlebt) Dampflokomotive elektrische Lokomotive 26

27 7. Der Übergang wird nicht linear, sondern exponentiell verlaufen Beispiel: Mobiltelefon 27 Quelle: Tony Seba, Clean Disruption

28 7. Der Übergang wird nicht linear, sondern exponentiell verlaufen weitere berühmte Vorhersagen Die weltweite Nachfrage nach Kraftfahrzeugen wird eine Million nicht überschreiten allein schon aus Mangel an verfügbaren Chauffeuren. (Gottlieb Daimler, 1901) Es gibt nicht das geringste Anzeichen, dass wir jemals Atomenergie entwickeln können. (Albert Einstein, 1932) Ich denke, dass es einen Weltmarkt für vielleicht fünf Computer gibt. (Thomas Watson, Vorsitzender von IBM, 1943) Der Fernseher wird sich auf dem Markt nicht durchsetzen. Die Menschen werden sehr bald müde sein, jeden Abend auf eine Sperrholzkiste zu starren. (Darryl F. Zanuck, Chef der Filmgesellschaft 20th Century-Fox, 1946) Das Internet ist nur ein Hype. (Bill Gates, 1993) In zwei Jahren wird das Spam-Problem gelöst sein. (Bill Gates, 2004) 28

29 7. Der Übergang wird nicht linear, sondern exponentiell verlaufen Disruptive Änderungen (Beispiel: Farbfernsehen) bessere Technologie, drastischer Preisverfall 29 Quelle: Tony Seba, Clean Disruption (Technology Futures, Inc.)

30 Elektromobilität Aktueller Stand und zukünftige Entwicklung Entwicklung der Preise für Batterie-Packs estimated for Tesla Model S estimated for Chevy Bolt estimated for Tesla Model 3 (Gigafactory) 30

31 7. Der Übergang wird nicht linear, sondern exponentiell verlaufen Exponentielles Wachstum 31

32 7. Der Übergang wird nicht linear, sondern exponentiell verlaufen weltweite Märkte 32 Quelle: IEA, Global EV Outlook 2016

33 7. Der Übergang wird nicht linear, sondern exponentiell verlaufen 33