Extern aufladbare Hybridelektro-Pkw, sogenannte Plug-in-Hybride, werden zur Erreichung der Flottenzielwerte für CO 2 in der EU zukünftig stärker in den Markt kommen müssen. Es ist notwendig, dass auch diese Fahrzeuge im praktischen Betrieb auf der Straße nur möglichst geringe Mengen der verschiedenen Schadstoffe ausstoßen und die CO 2 -Emissionen möglichst realistisch bestimmt werden. Im Vorhaben wurde ein Plug-in-Hybrid-Pkw in Messungen auf dem Prüfstand und auf der Straße umfassend bezüglich des Emissionsverhaltens charakterisiert. Das Vorhaben lief parallel zur Weiterentwicklung der Abgasgesetzgebung auf EU-Ebene durch RDE und WLTP. Die Ergebnisse flossen in die entsprechenden Prozesse ein. Veröffentlicht in Texte | 27/2019.
Zur Bewertung von Fahrzeugen (z.B. beim Pkw-Effizienzlabel und der Kfz-Steuer) wird heute vor allem deren direkter CO2 -Ausstoß herangezogen und ab 2015 auch europaweit begrenzt (EU-Flottengrenzwerte). In jüngerer Zeit werden jedoch zunehmend alternative Antriebssysteme erforscht, deren CO2-Emissionen teilweise (Plug-In Hybride) oder vollständig (Elektrofahrzeuge) vom Auspuff in die Energiebereitstellung verlagert werden. Eine Bewertung der sogenannten ‚Nullemissionsfahrzeuge‘ auf Basis ihres direkten CO2-Ausstoßes ist dann nicht mehr aussage-kräftig und auch Mischkonzepte (wie Plug-In Hybride) werden auf dieser Basis nur unzu-reichend bewertet. Ein Paradigmenwechsel von einer emissionsseitigen (Output-)Bewertung zu einer energieseitigen (Input-)Bewertung ist daher notwendig. Veröffentlicht in Texte | 95/2013.
Ziele des Klimaschutzplans nur mit Energiewende im Verkehr zu erreichen Der Klimaschutzplan der Bundesregierung zeigt, dass beim Verkehr ein Umsteuern zwingend erforderlich ist: Zwischen 1990 und 2014 hat der Verkehr seine Treibhausgasemissionen nur um zwei Prozent reduziert, soll nun aber schon bis 2030 die Emissionen um 40 bis 42 Prozent gegenüber 1990 mindern. Maria Krautzberger, Präsidentin des Umweltbundesamtes (UBA): „Nimmt man den Klimaschutzplan ernst, brauchen wir bis 2050 einen Verkehr, der überhaupt keine Emissionen mehr verursacht. Das bedeutet eine völlige Abkehr von fossilen Kraftstoffen.“ Eine aktuell veröffentlichte Studie des UBA zeigt, wie dies für Deutschland am kostengünstigsten erreicht werden kann. Krautzberger: „Von allen treibhausgasneutralen Lösungen ist dann die Elektromobilität volkswirtschaftlich die günstigste.“ Damit Deutschland seine Klimaschutzziele erreicht, muss der Verkehr bis 2050 treibhausgasneutral werden. Hierzu ist der Einsatz von postfossilen Kraftstoffen und alternativen Antrieben im Verkehr erforderlich. Die vom Öko-Institut für das Umweltbundesamt erarbeitete Studie „Erarbeitung einer fachlichen Strategie zur Energieversorgung des Verkehrs bis zum Jahr 2050“ untersuchte die volkswirtschaftlichen Kosten für die notwendige Energiewende im Verkehr. Berücksichtigt wurden die Kosten für die Anschaffung der Fahrzeuge, den Aufbau der Tankstellen- und Ladeinfrastruktur sowie die Energiebereitstellung für den gesamten Zeitraum von 2010 bis 2050. Es wurden alle Verkehrsmittel untersucht und die Mehrkosten gegenüber der Nutzung von fossilem Benzin, Diesel, Kerosin oder Schweröl ermittelt. Das Ergebnis der Studie ist eindeutig: Die Elektromobilität verursacht volkswirtschaftlich die geringsten Mehrkosten für eine Energiewende im Straßenverkehr. Krautzberger: „Wir müssen daher noch schneller als bisher die Elektromobilität am Markt etablieren – auch für Busse, Lkw und Transporter. Eine Kaufprämie allein wird nicht ausreichen, wenn gleichzeitig Dieselautos durch geringere Energiesteuern subventioniert werden.“ Und ergänzt: „Wir brauchen gesetzlich verbindliche Quoten für Neuzulassungen, die pro Jahr vorschreiben, wie hoch der Anteil von Elektrofahrzeugen sein muss.“ Untersucht wurden in der Studie neben der direkten Stromnutzung in reinen Elektrofahrzeugen bzw. Plug-in-Hybriden die Nutzung von aus regenerativem Strom hergestellten Kraftstoffen in konventionellen Verbrennungsmotoren (Power-to-Liquid und Power-to-Gas-Methan) sowie der Einsatz von aus erneuerbarem Strom produzierten Wasserstoff in Brennstoffzellen-Fahrzeugen (Power-to-Gas-Wasserstoff). Insgesamt sind die Mehrkosten für den Wechsel auf Elektrofahrzeuge bei der Gruppe der Pkw, Transporter und Verteiler-Lkw um gut ein Viertel günstiger als bei Fahrzeugen, die mit den strombasierten Kraftstoffen betrieben werden. Im Fernverkehr hat der Oberleitungshybrid-Lkw, der auf Teilen der Autobahn seinen Strom über einen Fahrdraht erhält und sonst per Batterie oder Verbrennungsmotor fährt, sogar einen Kostenvorteil von rund 50 Prozent gegenüber den Lkw-Varianten, die nur strombasierte Kraftstoffe nutzen. Die Detailanalysen zeigen klar: Für die volkswirtschaftlichen Gesamtkosten sind die öffentlich oft problematisierten Kosten für den Aufbau einer Lade-, Tankstellen- oder Oberleitungsinfrastruktur nachranging. So verursacht der Bau der Oberleitung an Autobahnen weniger als 15 Prozent der gesamten Kosten eines Umstiegs auf Oberleitungshybrid-Lkw. Krautzberger: „Entscheidend für die Gesamtkosten sind die Energiekosten und damit die Energieeffizienz. Je niedriger der Energieverbrauch, desto geringer die Kosten für eine Energiewende im Verkehr.“ Daher kommt die Studie auch zu dem Ergebnis, dass für eine Dekarbonisierung des Verkehrs auch eine Verkehrswende mit Vermeidung, Verlagerung und Verbesserung der Effizienz zwingend erforderlich ist. Alle in der Studie untersuchten treibhausgasneutralen Optionen führen zu Mehrkosten im Vergleich zur Energieversorgung mit fossilen Kraftstoffen. Beim internationalen Luft- und Seeverkehr können zudem nur stromgenerierte Kraftstoffe eingesetzt werden – die kostengünstigere Elektrifizierung steht nicht zur Verfügung. Krautzberger: „Langfristig rechtfertigen die geringeren Umweltkosten durch die vermiedenen Treibhausgas -, aber auch Luftschadstoffemissionen die Mehrkosten in den Jahren 2010 bis 2050. Je früher wir mit einer Energiewende im Verkehr beginnen, desto positiver wird diese Bilanz – für die Umwelt, aber auch für unsere Volkswirtschaft.“ Studie „Erarbeitung einer fachlichen Strategie zur Energieversorgung des Verkehrs bis zum Jahr 2050“ https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/erarbeitung-einer-fachlichen-strategie-zur
Die Studie zeigt auf, welche Kombinationen aus Antriebssystem und Kraftstoff – auch als Energieversorgungsoption bezeichnet – einen treibhausgasneutralen Verkehr in Deutschland im Jahr 2050 möglich machen. Auf Basis bestehender Forschungsarbeiten und Studienergebnisse wird ein systematischer Überblick über postfossile Optionen gegeben. Zu den potentiellen postfossilen Kraftstoffen zählen regenerativer Strom, aus regenerativem Strom hergestellte Kraftstoffe wie Power-to-Gas ( PtG -Wasserstoff, PtG-Methan) und Power-to-Liquid ( PtL ) sowie Biokraftstoffe, zu den Antrieben neben Verbrennungsmotoren Elektromotoren, Hybride (Plug-in-Hybride, Elektrofahrzeuge mit Range-Extender) sowie Brennstoffzellen. Für Pkw, Lkw, Linienbus, Flugzeug und Seeschiff wurde untersucht, mit welcher postfossilen Energieversorgungsoption die jeweils höchsten Treibhausgasminderungen erreicht werden können. Außerdem wurden weitere ökologische, ökonomische, technische, infrastrukturelle sowie systemische Aspekte in die ganzheitliche Bewertung der Energieversorgungsoptionen einbezogen. Veröffentlicht in Texte | 30/2015.
Am 18. Mai 2016 beschloss das Bundeskabinett die Kaufprämie für Elektroautos. Es ist ab der Erstzulassung zehn Jahre lang von der Kraftfahrzeugsteuer befreit, auch dies eine Neuregelung. Wer ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug erwirbt, erhält eine Prämie von 4.000 Euro und von 3.000 Euro für Plug-in-Hybride. Bedingung ist, dass das Basismodell nach Listenpreis nicht teurer als 60.000 Euro ist. Bund und Industrie tragen jeweils die Hälfte des Zuschusses. Zuständig ist das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (Bafa). Es wird den Bonus auszahlen. Das Amt vergibt die Förderung solange bis die Bundesmittel von 600 Millionen Euro aufgebraucht sind. Das Programm läuft spätestens 2019 aus. Außerdem finaziert der Bund mit 300 Millionen Euro den Aufbau von 15.000 neuen Stromladestellen. Die Mittel für die Maßnahmen sollen aus dem Sondervermögen "Energie- und Klimafonds" bereitgestellt werden.
Der Ladebedarf für Elektrofahrzeuge in Berlin wird bis zum Jahr 2030 um das Siebenfache im Vergleich zu heute ansteigen, von 300 MWh/Tag auf 2.000 MWh/Tag. Damit jetzt die richtigen Weichen für den Ausbau der Ladeinfrastruktur in der Stadt gestellt werden, haben die Senatsverwaltungen für Wirtschaft, Energie und Betriebe sowie Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt gemeinsam mit der Berliner Agentur für Elektromobilität eMO die Gesamtstrategie Ladeinfrastruktur 2030 für das Land Berlin erarbeitet. Die Strategie wurde am Dienstag, 16. April 2024 vom Berliner Senat beschlossen und heute vorgestellt. Das Strategiepapier zeigt auf 40 Seiten den heutigen Stand des Ladeangebots in Berlin und die Ziele für das Jahr 2030 auf. 29 Maßnahmen wurden zur Zielerreichung festgelegt. Dabei unterscheidet die Strategie zwischen drei Raumtypen, in denen Laden stattfindet und sich von den Rahmenbedingungen her unterscheidet. Für diese drei städtischen Raumtypen wurde der Ladebedarf jeweils ermittelt. Derzeit sind in Berlin ca. 70.000 elektrische Fahrzeuge zugelassen, 90 % davon sind Pkw (batterieelektrisch und Plug-In-Hybride). Die restlichen 10 % entfallen auf E-Busse und -Transporter, E-Motorräder und Leichtfahrzeuge. Diese Fahrzeuge laden derzeit an etwa 25.000 Ladepunkten gut 300 MWh täglich. Der Großteil dieser Ladepunkte ist rein privat, rund 3.850 sind öffentlich zugänglich (davon rund 2.400 im öffentlichen Straßenland und 1.450 auf privaten Flächen). Für das Jahr 2030 wird angenommen, dass insgesamt 400.000 E-Pkw in Berlin unterwegs sein werden, die wiederum einen täglichen Ladebedarf von 2.000 MWh haben werden. Dies entspricht dem Energieverbrauch einer Kleinstadt. Der für 2030 errechnete Ladebedarf basiert auf der Zahl der elektrischen Fahrzeuge, die zu diesem Zeitpunkt in Berlin zugelassen sind und die nach Berlin einpendeln. Die flankierenden Maßnahmen, um diesen Ladebedarf zu decken, umfassen beispielsweise die Erarbeitung einer Potenzialanalyse für Lademöglichkeiten auf Liegenschaften der Berliner Landesunternehmen und eine Umsetzungsstrategie für diese kommunalen Liegenschaften. Ebenso soll die Flächensuche für Aufsteller von Ladepunkten erleichtert werden. Forschungs- und Pilotprojekte im Bereich des Ladens werden unterstützt und der Fortschritt der Maßnahmen durch ein Monitoring begleitet. Das Land Berlin setzt auf intensive Kooperation und Informationstransfer mit allen Akteurinnen und Akteuren, um den Ausbau der Ladeinfrastruktur zu beschleunigen, zu verbessern und zu vereinfachen. Wie auch schon heute soll der überwiegende Teil des Ladens (54 %) privat erfolgen. So haben Fahrzeuge zuhause oder beim Arbeitgeber die längste Standdauer und werden dort vorrangig mit normaler Geschwindigkeit mit bis zu 22 kW Leistung laden können. Hierfür wird die Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe mit relevanten Akteuren wie der Wohnungswirtschaft und Arbeitgebern in den Austausch treten, damit die öffentlichen Liegenschaften mit gutem Beispiel vorangehen. Auch die Möglichkeiten für spontanes Laden im öffentlichen Bereich werden weiter ausgebaut. Im öffentlichen Straßenland werden voraussichtlich 20 % des Ladebedarfs gedeckt, wofür die Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt das bewährte Berliner Modell der Ladeinfrastruktur weiterführen wird, in dessen Rahmen bereits rund 2.400 öffentliche Ladepunkte aufgebaut wurden. Auch auf privaten Flächen sollen E-Auto-Fahrerinnen und -Fahrer künftig vermehrt auf ihren alltäglichen Wegen laden können: auf Parkplätzen und in Parkhäusern oder an Tankstellen, während sie dort Erledigungen machen. Mithilfe von Schnellladern mit hohen Ladeleistungen, die kurze Ladedauern ermöglichen, wird die E-Mobilität unkompliziert in den Alltag integriert. Franziska Giffey, Senatorin für Wirtschaft, Energie und Betriebe: „Die Zukunft der Mobilität in Berlin ist elektrisch. Deshalb wollen wir eine echte Ladesäulenoffensive starten. Mit unserer erstmals in diesem Umfang erstellten Gesamtstrategie Ladeinfrastruktur wollen wir mehr Anreize für den Ausbau der Elektromobilität in unserer Stadt schaffen und dafür sorgen, dass die Berlinerinnen und Berliner Elektromobilität leichter als bisher in ihren Alltag einbauen können. Ziel ist, dass in der ganzen Stadt ausreichend und verlässlich Ladesäulen für E-Autos verfügbar sind. Die bisher verfügbaren 25.000 Ladepunkte in Berlin sind ein gemeinsamer Erfolg des Senats, unserer landeseigenen Betriebe, der Berliner Wirtschaft und auch vieler Privatpersonen, die auf ihren Grundstücken Ladesäulen zur teilöffentlichen Nutzung ermöglicht haben. Eine enorm wichtige Rolle spielt auch unser Stromnetz, dessen Kapazität wir in den nächsten 10 Jahren verdoppeln werden, damit es den immer weiter wachsenden Strombedarf decken kann. Mit den Maßnahmen unserer Gesamtstrategie kommen wir unserem Ziel der Klimaneutralität bis 2045 wieder ein gutes Stück näher.“ Manja Schreiner, Senatorin für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt: „Mit der Gesamtstrategie Ladeinfrastruktur 2030 liegt nun eine umfassende Strategie für die weitere zielgerichtete Entwicklung der Ladeinfrastruktur in Berlin vor. Das im öffentlichen Straßenraum bereits sehr erfolgreiche Berliner Modell mit seinen vielen Ladeinfrastrukturbetreibern geht darin auf. Ich freue mich besonders, dass damit nun zusammen mit dem öffentlichen Raum auch private und öffentlich zugängliche Flächen auf privatem Grund in ein Gesamtkonzept zum Ausbau der Ladeinfrastruktur in Berlin eingebettet werden. Damit werden sich die Ladeangebote für die Berliner und Berlinerinnen, unsere Berliner Wirtschaft sowie unsere Gäste in den nächsten Jahren weiter spürbar verbessern. Eine verlässliche Lade-Infrastruktur ist ein wichtiger Hebel für den Umstieg auf E-Mobilität.“ Gernot Lobenberg, Leiter der Berliner Agentur für Elektromobilität eMO: „Vor allem die von der Wirtschaft und von den Behörden zugelassenen Fahrzeuge spielen eine große Rolle bei der Umstellung auf Elektromobilität. So sind heute in Berlin fast 60% aller elektrischen Pkw gewerblich zugelassen – Tendenz steigend, wie die Zulassungszahlen zeigen. Daher brauchen wir vor allem mehr Ladeinfrastruktur am Arbeitsplatz und zu Hause. Die Berliner Agentur für Elektromobilität eMO bei Berlin Partner ist dafür da, die Berliner Wirtschaft und auch die Behörden rund um den Aufbau kostenfrei zu unterstützen und zu begleiten.“
Das Projekt "Teilvorhaben: TCU - Trailer Control Unit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CuroCon GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Verbundprojekts soll ein innovatives elektrisches Antriebs- und Regelungssystem für Sattelzug-Auflieger entwickelt und ein entsprechender Demonstrator aufgebaut werden. Dabei kommt ein neuartiges Regelungskonzept zum Einsatz, welches den autarken Betrieb des Aufliegers ohne Kommunikation zur Zugmaschine erlaubt. Die Steuerung erfolgt ausschließlich über die sensorisch erfassten Kräfte am Königszapfen. Auf diese Weise kann der Auflieger mit allen am Markt verfügbaren Zugmaschinen kombiniert werden, und der Sattelzug wird zu einem Plug-In-Hybridfahrzeug. Im Teilvorhaben soll ein voll funktionsfähiges Steuerungs- und Regelungssystem (Trailer Control Unit - TCU), bestehend aus Hard- und Software, entwickelt, aufgebaut und in dem Versuchsträger getestet werden. Damit wird das Zusammenspiel der applizierten Komponenten Kraftmesssensorik, elektrisches Antriebsmodul, Traktionsbatterie und Batteriemanagementsystem sichergestellt. Die Bearbeitung gliedert sich in 9 Abschnitte. Zunächst erfolgen Systemspezifikation und zu erbringende Leistungsparameter. In den folgenden 4 Arbeitspaketen werden Baugruppen zur Elektrifizierung entwickelt und gebaut. Es handelt sich um das elektrische Antriebsmodul mit Rekuperationsfunktion, welches den Trailer antriebsseitig unterstützt oder bremst. Die gewonnene Energie wird in einem Batteriesystem gespeichert und dem Antrieb bei Bedarf zugeführt. Antrieb und Batterie werden durch die Trailer Control Unit geregelt, mit dem Messsignal des sensorischen Königszapfens (King Pin) als Stellgröße. Im Paket 6 wird die Betriebsstrategie des evTrailer mit den entsprechenden Regelungsalgorithmen erarbeitet. In den Paketen 7 und 8 wird der Demonstrator aufgebaut, getestet sowie der Leistungsnachweis erbracht. Abschließend erfolgt in Paket 9 die Dokumentation der Messergebnisse.
Das Projekt "Panamera Plug-In Hybrid (Schaufenster Baden-Württemberg und Bayern-Sachsen)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Porsche Engineering Group GmbH, Porsche Entwicklungszentrum Weißach durchgeführt. Ziel dieses Projektes ist es, die Anforderungen der Kunden und deren Auswirkungen auf einen Automobilhersteller zu untersuchen. Des Weiteren sollen die Plug-In hybridspezifischen und technischen Aufgabenstellungen durch den Einsatz der Fahrzeuge aus Nutzersicht betrachtet werden. Porsche wird die eingesetzten 12 Plug-In Fahrzeuge für die Teilnahme an den Schaufenstern ertüchtigen, um die notwendigen Erfahrungen bezüglich des Kundenverhaltens und der Kundenakzeptanz zu untersuchen. Porsche wird die Teilnahme an beiden Schaufenstern (Baden-Württemberg und Bayern-Sachsen) ohne weitere Kooperationspartner durchführen. Die 12 Fahrzeuge Panamera Plug-In Hybrid werden aufgebaut, an 12 ausgewählte Partnerhotels in diesen Regionen übergeben und über die Projektlaufzeit von 36 Monaten eingesetzt, gewartet und betreut.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung des sensorischen King Pins" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik durchgeführt. Im Rahmen des Verbundprojekts soll ein innovatives elektrisches Antriebs- und Regelungssystem für Sattelzug-Auflieger entwickelt und ein entsprechender Demonstrator aufgebaut werden. Dabei kommt ein neuartiges Regelungskonzept zum Einsatz, welches den autarken Betrieb des Aufliegers ohne Kommunikation zur Zugmaschine erlaubt. Die Steuerung erfolgt ausschließlich über die sensorisch erfassten Kräfte am Königszapfen. Auf diese Weise kann der Auflieger mit allen am Markt verfügbaren Zugmaschinen kombiniert werden und der Sattelzug wird zu einem Plug-In-Hybridfahrzeug. Im Teilvorhaben wird der sensorische King Pin entwickelt. Das sensorische Schichtsystem wird direkt auf die Oberfläche des King Pins abgeschieden. Dort wird es während der Fahrt zur sog. 'Zugkraft=0'-Regelung eingesetzt. Dazu sind insbesondere Verfahren für die Abscheidung derartiger Strukturen auf komplexen dreidimensionalen Oberflächen sowie geeignete Strukturierungsverfahren solcher Schichten zu entwickeln. Nach den Vorgaben aus Arbeitspaket 1 werden King Pins erworben, ihre Oberflächengüte analysiert und für die Beschichtungen präpariert. Es wird ein sensorisches Schichtsystem festgelegt und dafür die Sensordesigns erstellt. Es folgt der Prototypenaufbau und die Analyse der sensorischen Qualitäten am IST. Danach erfolgt das Verbinden und Testen der Sensorik mit der von CuroCon entwickelten Messelektronik. Basierend auf den Ergebnisse erfolgt ein Redesign und weitere King Pins werden mit Dünnschichtsensorik aufgebaut, analysiert und mit der Messelektronik verbunden. Zum Abschluss wird der sensorische King Pin in den Demonstrator eingebaut und seine Funktionstüchtigkeit während der Fahrt untersucht.
Das Projekt "Teilvorhaben: Modellierung und Optimierung von Tourenplanung sowie Aufbau des N2 PHEV-Konzept" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von United Parcel Service Deutschland S.à.r.l. & Co. OHG - Europe Region Automotive durchgeführt. Das Vorhaben soll untersuchen, wie (voll) batterieelektrische oder teilelektrische (Plug-in Hybride) Nutzfahrzeuge in logistischen Verteilzentren eingesetzt werden können, um den Anteil der emissionsfreien Belieferungen an der hier insgesamt erbrachten Transportleistung zu maximieren. Hierzu sollen diese Fahrzeuge in einer aussagekräftigen Anzahl an Standorten in Deutschland eingeführt werden.
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