Elektromobilität weltweit

11. Juni 2015 Ulm
Elektromobilität weltweit
Prof. Dr. Werner Tillmetz
Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW)
Baden-Württemberg
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KURZPORTRAIT ZSW
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ZSW – Neue Energietechnologien
Angewandte Forschung & Entwicklung:
• Batterien & Superkondensatoren
- Materialien, Produktion Technologies, Systeme, Qualifikation
• Brennstoffzellen
- Technologie, Systeme, Testzentrum
• Photovoltaik
- Dünnschichttechnologie (CIS) & Anwendungssysteme
• Erneuerbare Kraftstoffe
- Power-to-Gas, Biomasse, Vergasung
• Energiepolitik & Energiewirtschaft
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ZSW Partner
Elektromobilität & Lithium-Ionen-Batterien
MARKTENTWICKLUNG
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Elektromobilität – Vielfältige Lösungen
Schlüsseltechnologien: Batterie & Brennstoffzelle
H2
Mild Hybrid
Reichweite
(elektrisch)
Start / Stopp
Full Hybrid
ca. 2 km
Plug-In
Hybrid
BrennstoffzellenE-Fahrzeug
bis 50 km
ca. 500 km
Batterie-EFahrzeug
100 - 200 km
elektrisch fahren
Nutzung Erneuerbarer Energien
Strom
H2 aus EE
Strom
Infrastruktur Betankung
Einsatz
Emission
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beliebig (ideal für Stadt- und Regionalverkehr)
+
++
++
beliebig
+++
Stadtfahrzeug
+++
Elektromobilität – Vielfältige Lösungen
Schlüsseltechnologien: Batterie & Brennstoffzelle
Elektrofahrzeuge
H2
Mild Hybrid
Reichweite
(elektrisch)
Start / Stopp
Full Hybrid
ca. 2 km
Plug-In
Hybrid
BrennstoffzellenE-Fahrzeug
bis 50 km
ca. 500 km
Batterie-EFahrzeug
100 - 200 km
elektrisch fahren
Nutzung Erneuerbarer Energien
Strom
H2 aus EE
Strom
Infrastruktur Betankung
Einsatz
Emission
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beliebig (ideal für Stadt- und Regionalverkehr)
+
++
++
beliebig
+++
Stadtfahrzeug
+++
Elektrofahrzeuge mit Brennstoffzelle
mit regenerativem Wasserstoff
• 1. Generation Fahrzeuge ist seit mehr als 6 Jahren
erfolgreich im Alltagseinsatz
• 2. und 3. Generation aktuell auf der Straße
• Serienstart 2015
• Hyundai produziert aktuell 1000 Autos
• Toyota: Absatz hat begonnen 05/2015, Kooperation mit
BMW
• Daimler/Nissan/Ford: 100 000 Fahrzeuge bis 2017
• erfüllen Kundenanforderungen
- Reichweite
- Schnelles Tanken
- Heizung und Klima
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Weltweit 740 000 E-Fahrzeuge auf der Straße
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•
USA, Japan und China führend
•
Sehr hohe Wachstumsraten
320 000 Neuzulassungen 2014 (weltweit)
•
Starkes Wachstum in China
•
Norwegen führt in Europa
•
Markt für Fahrzeugbatterien:
2014: > € 2 Mrd.
2020: ca. € 15 Mrd.
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Die Top 5 im Fahrzeugbestand
Fahrzeugbestand
Neuzulassungen 2014:
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•
Nissan Leaf
57.000
•
Tesla Model S
28.000
•
Mitsubishi
Outlander PHEV
26.000
Lithium-Ionen-Zellen
WIRTSCHAFTLICHES
POTENTIAL
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Lithium-Ionen-Technologie in etablierten Märkten
Zellen für Unterhaltungselektronik, E-Bikes, Power Tools :
• Globaler Markt für Li-Ionen-Zellen 2014: ca.14 Mrd. US $
 Zellenproduktion: Asien
• CAGR: 15%
• Neue Produkte: E-Bikes, E-Scooter
• Steigende Anforderungen (Kapazität) bei Smartphones,
Tablets…
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Lithium-Ionen-Technologie in der E-Mobilität
Zelle:
• Entscheidend für viele Fahrzeugeigenschaften
Reichweite, Kosten, Sicherheit, Zuverlässigkeit…
• Batterie hat bis zu 40% Wertschöpfungsanteil am Fahrzeug
davon Zellen bis zu 80%  Zellenproduktion heute: Asien
• Dynamische Marktentwicklung für Fahrzeug-Zellen
in 2014:
> 2 Mrd. €
in 2025 : 30…60 Mrd. €
in 2035 :
> 100 Mrd. €
Tesla S, Toyota Prius, Audi A3 e-tron, BMW i3, Mercedes S500, Quellen: Hersteller
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ELEKTROMOBILITÄT:
WARUM?
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Herausforderung Klimawandel:
CO2 Reduzierung durch Elektrifizierung des Antriebsstranges
Quelle: Lamp, BMW, Batterieforum 2015
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Herkunft der deutschen Primärenergie (2011)
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Anteil Erneuerbare Energien bei Strom, Wärme, Kraftstoff
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Ziel: Hohe Wirkungsgrade und Kraftstoff aus
Erneuerbaren Energien
Typische Fahrzeug-Wirkungsgrade (Tank to Wheel):
Verbrennungsmotor:
20 – 25 %
Brennstoffzellen-Elektroantrieb:
40 – 50 %
Batterie-Elektroantrieb:
70 – 80 %
Elektro-Fahrzeuge werden betrieben
mit Strom oder Wasserstoff aus Erneuerbaren Energien
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Elektromobilität und Erneuerbare Energien
20 m2 PV – Fläche genügen, um den Strombedarf
eines E-Fahrzeuges zu decken
(12 000 km pro Jahr, Deutschland)
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// Energie mit Zukunft
// Zentrum für Sonnenergie- und WasserstoffForschung Baden-Württemberg (ZSW)
Forschungsproduktionslinie
(Pilotfertigung)
Materialforschung, Post-Mortem-Analysen
Analytik, Elektrodentechnologie
Batterietestzentrum
Elektrische Tests
Batterietestzentrum
Sicherheitstests
Batteriesystemtechnik
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