Die Rolle des Elektroautos im Solarzeitalter Tomi Engel Wernau - 04.12.2009
Elektromobilität
Elektromobilität Warum?
Klimawandel? Fahrspaß? Luftreinhaltung? Technologischer Durchbruch? Warum?
Fossile Mobilität... ist das größte, gesellschaftliche Projekt auf dem Gebiet der Sondermüllentsorgung!
Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr
stellung auf Erdgas? Mrd m Fossile Struktur - 3 Sektoren 3 History Prediction Mb/Tag Erdgas Importe aus Russland, Nordafrika (konst bis 2020 Ab 2020 5% 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 77 76 Kanada (konv.) 74 USA (48 Staaten) 70 Ukraine 70 Deutschland 67 Österreich 55 50-70% Verlust durch Abwärme Quelle: LBST GmbH - Stand 05.2008 Russische Föd. 07 Nigeria 05 Strom Wärme Verkehr Jahr
Christophe de Margerie CEO von Total Wenn wir jetzt nicht investieren kann es in den Jahren 2010-2015 zu einem Mangel an Angebot führen." Quelle: BBC Interview, 21.09.2009, AFP/Getty Images
Fatih Birol Chefökonom der IEA Wir sagen den Regierungen dieser Welt, dass der Energiepfad, auf dem wir uns befinden, nicht nachhaltig ist." Quelle: The Guardian, 15.12.2008,
Fatih Birol Chefökonom der IEA Der Rückgang der Erdölproduktion der 800 größten Ölfelder liegt nicht wie angenommen bei 3,7% sondern bei 6,7%" Quelle: The Guardian, 15.12.2008,
Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr
Solare Struktur... Effiziente Netzwerke 50-70% Verlust durch Abwärme Verkehr
Solare Struktur... Effiziente Netzwerke 50-70% Verlust durch Abwärme?? Verkehr
Solare Struktur... Effiziente Netzwerke 50-70% Verlust durch Abwärme?? Verkehr
Solare Struktur... Effiziente Netzwerke
Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Energieeinheit kwh! Strom
Ausbauziele der Erneuerbaren Energien
Ausbauziele der Erneuerbaren Energien Ziel 2020: 47%! EE-Strom 1. Mio E-Mobile 2 TWh
Stromversorgung in "Problemwochen" Quelle: Fraunhofer IWES
Stromversorgung in "Problemwochen" Quelle: Fraunhofer IWES 2007
Stromversorgung in "Problemwochen" Quelle: Fraunhofer IWES 2020
Stromversorgung - Jahresdauerlinie Quelle: Fraunhofer IWES 2007 Grundlast
Stromversorgung - Jahresdauerlinie 2020 Quelle: Fraunhofer IWES 2020 Grundlast
Solare Struktur... Effiziente Netzwerke
Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Es gilt 400 TWh Brennstoff von der Straße in den Keller zu verlagern!
Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Brennstoff Es gilt 400 TWh Brennstoff von der Straße in den Keller zu verlagern!
Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Brennstoff Es gilt 400 TWh Brennstoff von der Straße in den Keller zu verlagern!
Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Langzeitspeicher: Biomasse
Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Langzeitspeicher: Biomasse 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Std.... da scheint die Sonne auch in der Nacht
Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Stichwort Smart! Grid
Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Stichwort Smart! Grid Vehicle Strategie Kurzzeitspeicher: Batterie
Elektroautos... als "rollende Kraftwerke"? Quelle: Scientific American, 18 April 1903 (gefunden von C. Dürschner)
Elektroautos...
Elektroautos... 30 kwh (300 kg, 45 kwpeak, 410 V) Bolloré BlueCar Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 130 km/h Reichweite:! 250 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:!? Status:! Prototyp
Elektroautos... 30 kwh (300 kg, 45 kwpeak, 410 V) = 10 kwh "fahren" (80 km)
Elektroautos... 30 kwh (300 kg, 45 kwpeak, 410 V) = 10 + 10 kwh "fahren" (80 km) "tanken" (für morgen)
Elektroautos... 30 kwh (300 kg, 45 kwpeak, 410 V) 250 km = 10 + 10 + 10 kwh "fahren" (80 km) "tanken" (für morgen) "reserve" (für???)
Elektroautos... als rollende Pumpspeicher 30 kwh = 10 + 10 + 10 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
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
Elektroautos... als rollende Pumpspeicher max. 80 GW 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 täglich ca. 1.500 GWh 450 GWpeak (potentielle Regelenergieleistung) 450 GWhpeak (potentielle Speicherkapazität) Ladeleistung: 2 kw 1 phasig 3 phasig 20 kw 10 kw
Elektroautos... als rollende Pumpspeicher max. 80 GW 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 täglich ca. 1.500 GWh 450 GWpeak (potentielle Regelenergieleistung) 450 GWhpeak (potentielle Speicherkapazität) Ladeleistung: 2 kw 1 phasig 3 phasig 20 kw 10 kw
Smart Grid Vehicles können... das Stromnetz stabilisieren... sofern die Fahrzeuge ihren Ladevorgang intelligent auf das Stromangebot abstimmen. Smart Charging 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Std.
Smart Grid Vehicles können... das Stromnetz stabilisieren... sofern das Fahrzeug seinen Ladevorgang intelligent auf das Stromangebot abstimmt. Smart Charging 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Std. Energieüberschüsse "verschieben"... und reduzieren somit den Bedarf an Bioenergie im Stromsektor. Smart Grid Services
Merke! Elektromobile passen optimal zu Erneuerbaren Energien!
Aber... Elektroautos... die sind doch viel schwerer und damit ineffizienter!?
Ein reales Beispiel: Mitsubishi i Benzin Strom
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
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) + 200 kg 1090 kg 13 kwh/100 km
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) + 200 kg + 25 g/km 1090 kg 13 kwh/100 km 156 g CO2/km (bei 1200 g/kwh Strom - WTW)
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) + 200 kg - 14 g/km 1090 kg 13 kwh/100 km 117 g CO2/km (bei 900 g/kwh Strom - WTW)
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) + 200 kg - 45 g/km 1090 kg 13 kwh/100 km 84 g CO2/km (bei 650 g/kwh Strom - WTW)
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) + 200 kg - 127 g/km 1090 kg 13 kwh/100 km 4 g CO2/km (bei 30 g/kwh Strom - WTW)
Ein reales Beispiel: Twike vs. Mitsubishi i EV Leichtbau mit Öko-Strom Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 240 kg - 850 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)
Ein reales Beispiel: Twike vs. E-Bike Leichtbau mit Öko-Strom Öko-Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 240 kg 4 kwh/100 km 1 g CO2/km (bei 30 g/kwh Öko-Strom - WTW) - 220 kg - 3 kwh 20 kg 1 kwh/100 km 0,3 g CO2/km (bei 30 g/kwh Strom - WTW)
Ein reales Beispiel: Touringrad vs. E-Bike Nahrungsmittel Öko-Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 15 kg 2,5 kwh/100 km +1,5 kwh 36 g CO2/km (beim deutschen Ernährungs-Mix - WTW) - 5 kg 20 kg 1 kwh/100 km 0,3 g CO2/km (bei 30 g/kwh Strom - WTW) Quelle: Vortrag zur IFMA 19.09.2008 - "Energieverbrauch und CO2-Bilanz von Pedelecs"
Aber... Wir müssen doch Strom sparen... und jetzt auch noch mit Strom Auto fahren!?
Merke! Nicht Strom sparen, sondern Ressourcen sparen!
Elektrische Mobilität Szenario: Erdgas-Auto Szenario: Elektroauto plus Erdgas-Kraftwerk Erdgas (10,4 MWh) PKW (89 kwh/100 km) (11.700 km) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: 11.700 km (23.700 km) PKW (22 kwh/100 km) Strom (5,2 MWh) GuD Kraftwerk (! = 50%) Erdgas (10,4 MWh) Quelle: Verbrauchswerte im "kombinierten" Betrieb
Elektrische Mobilität Szenario: Erdgas-Auto Szenario: Elektroauto plus Erdgas-Kraftwerk Erdgas (10,4 MWh) PKW (89 kwh/100 km) (11.700 km) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: 11.700 km (23.700 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: 23.700 km
Elektrische Mobilität Szenario: Biogas-Auto Szenario: Elektroauto plus Biogas-Kraftwerk Erdgas (10,4 MWh) PKW (89 kwh/100 km) (11.700 km) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: 11.700 km Biogas (23.700 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: 23.700 km Biogas
Well-to-Wheel Vergleich pro Hektar Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Treibstoffertrag (in kwh/ha * a) Energiebedarf (in kwh/100 km) Versorgte PKWs (bei 15.000 km/a) 10.000 40.000 30.000 250.000 46 62 46 15 110 1,5 4,3 4,3 Quelle: Eigene Berechnungen
Well-to-Wheel Vergleich pro Hektar Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Treibstoffertrag (in kwh/ha * a) Energiebedarf (in kwh/100 km) Versorgte PKWs (bei 15.000 km/a) 10.000 40.000 30.000 500.000 46 62 46 15 220 1,5 4,3 4,3 Quelle: Eigene Berechnungen
Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch
Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Land Industrie... weil regional... weil schadstoffarm Stadt
Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Land Industrie... weil regional... weil schadstoffarm Stadt... weil effizient
Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Langstrecke Kurzstrecke Land Industrie Stadt Flächeneffizienz Faktor 20-50!... weil regional... weil schadstoffarm... weil effizient
Elektromobilität
Elektromobile... mit Kabel
Elektromobile... mit Kabel ohne
Elektromobile... mit Kabel ohne Räder
Elektromobile... mit Kabel ohne n Millionen im Einsatz
Elektromobile... mit Kabel ohne
Elektromobile... mit Kabel ohne
Zagato Elcar Personen:! 2 Geschwindigkeit:! 50 km/h Reichweite:! 50 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! um 1975 Status:! Kleinserie
3,94 m Quelle: www.juwi.de
Tesla Roadster Personen:! 2 Geschwindigkeit:! 200 km/h Reichweite:! 400 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! US Status:! Kleinserie 3,94 m Quelle: www.teslamotors.com
Modec LKW Zuladung:! Geschwindigkeit:! Reichweite:! Antrieb:! Vermarktung:! Status:! 2000 kg 80 km/h min. 160 km Elektro England Kleinserie
4,45 m
Toyota PHEV Personen:! 5 Geschwindigkeit:! 160 km/h Reichweite (EV-Mode):! 20 km Antrieb:! Plug-In-Hybrid Vermarktung:! weltweit? Status:! Feldtest 4,45 m
Quelle: Project Better Place
Renault-Nissan-PBP Personen:! 5 Geschwindigkeit:! 130 km/h Reichweite (EV-Mode):! 150 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! Israel,... Status:! Prototypen Quelle: Project Better Place
3,39 m
Mitsubishi i-ev Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 130 km/h Reichweite:! 160 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! Japan Status:! Feldtest 3,39 m
4,44 m
Nissan LEAF Personen:! 5 Geschwindigkeit:! 140 km/h Reichweite:! 160 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! Japan Status:! Vorserie 4,44 m
3,12 m Quelle: www.think.no
Th!nk City Personen:! 2 (+2) Geschwindigkeit:! 100 km/h Reichweite:! 180 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! (NO-UK) Status:! Kleinserie 2,99 m Quelle: www.think.no
3,35 m Quelle: DuraCar - www.quicc.eu
DuraCar Quicc! Personen:! 2 Geschwindigkeit:! 120 km/h Reichweite:! 150 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! Europa? Status:! Kleinserie 3,35 m Quelle: DuraCar - www.quicc.eu
Quelle: auto.pege.org
BYD F3DM Personen:! 5 Geschwindigkeit:! 160 km/h Reichweite (EV-Mode):! 100 km Antrieb:! Plug-In-Hybrid Vermarktung:! China? Status:! Prototyp Quelle: auto.pege.org
E-Fahrzeuge aus dem deutschen Mittelstand... CityEl Fräger EV CitySax Twike EcoCarrier... werden von der "großen Politik" komplett ignoriert.
Elektromobilität... löst morgen nicht alle Probleme, aber wir müssen heute anfangen, damit wir über-über-über-morgen 100% Erneuerbar sein können.
www.dgs.de Tomi Engel tomi@objectfarm.org