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Über dieses Buch

Nach den Plänen der Bundesregierung sollen bis zum Jahr 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen fahren und die Bundesrepublik zu einem internationalen Leitmarkt werden lassen. Welche Hürden gilt es dabei zu nehmen, damit Deutschland nicht nur zu einem Leitmarkt, sondern auch zu einem internationalen Leitanbieter von marktfähiger Elektromobilität wird? Welcher Zeithorizont ist dabei realistisch? In welchen Feldern bestehen für den Forschungs- und Technologiestandort Möglichkeiten, die Elektromobilität für nachhaltiges Wachstum zu nutzen? Der vorliegende Band gibt darauf Antworten und ist eine Bestandsaufnahme der Chancen, Herausforderungen und offenen Fragen der Elektromobilität.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Zussammenfassung
Rund drei Viertel der anthropogen bedingten CO2-Emissionen werden weltweit in Ballungsräumen verursacht, wovon ein guter Teil auf die kaum abschätzbare Zahl täglicher Personen- und Güterverkehre mit Nahdistanzen zurückzuführen ist. Der Verkehrssektor in Deutschland ist für ein Viertel des Endenergieverbrauchs verantwortlich und trägt mit einem knappen Fünftel der Emissionen in nicht unerheblichem Umfang zum Ausstoß von Treibhausgasen bei. Der Straßenverkehr macht innerhalb des Gesamtverkehrs mehr als zwei Drittel der Emissionen aus, europaweit sind es 80 Prozent. Hier wird langfristig sogar mit einer Verdopplung des Energieverbrauchs im Straßensektor gerechnet.

2. Grundzüge zukünftiger Mobilität

Zussammenfassung
Elektrisch betriebene Fahrzeuge werden angesichts der Reichweiten der Batterien und der Antriebssysteme, vor allem aber im Hinblick auf die notwendigen Ladeinfrastrukturen in den nächsten Jahren insbesondere für Kurzstreckenfahrten in Städten - und daher als Zweitfahrzeuge — zur Verfügung stehen. Im Langstrecken — und schweren Güterverkehr werden Antriebstechnologien auf Basis fossiler Energieträger auf Grund der höheren Energiedichten auch in den nächsten zwei Dekaden im Vorteil sein.

3. Elektrische Mobilitäts-systeme (Antriebe)

Zussammenfassung
Im Mittelpunkt der technischen überlegungen zur Elektromobilität stehen gemeinhin die Antriebssysteme und die im nächsten Kapitel dargestellten Speichertechnologien. Eine realistische Beurteilung der Elektromobilität betrifft daher zu allererst ein gemeinsames Verständnis der technischen Rahmenfaktoren der Fahrzeuge. So sind elektrische Fahrzeuge zu unterscheiden nach der Art des Antriebskonzeptes sowie nach dem Fahrzeugtyp. Die Antriebskonzepte beinhalten batterieelektrische Fahrzeuge, (Plug-in)-Hybride und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge. Bezüglich des Fahrzeugtyps kann differenziert werden zwischen Fahrzeugen des Individual- (PKW, Zweiräder, Nutzfahrzeuge, Arbeitsfahrzeuge) und des öffentlichen Verkehrs (Busse, schienengebundene Fahrzeuge).

4. Chemische Energiespeicher (Batterieforschung)

Zussammenfassung
Die Realisierung der Elektromobilität ist neben den Antrieben maßgeblich mit den technischen Möglichkeiten der elektrochemischen Energiespeicherung und der Kosten von Batteriesystemen verknüpft. Die Weiterentwicklung der Batterietechnologie gerade in den letzten Jahren und die noch zu erwartenden Fortschritte bei Energieinhalt, Sicherheit, Lebensdauer und Kosten eröffnen hier neue Chancen. Die Batterien sind heute wie in der Zukunft die Schlüsselkomponente der Elektromobilität - um es nicht negativ zu sagen: ihre Achillesverse. Und dies aufgrund dreier Dimensionen:
  • - Die Leistungsfähigkeit der Batterie z. B hinsichtlich Zyklenzahl, Leistungsdichte und Energiedichte bestimmt maßgeblich die Eigenschaften des Elektromobils und wird damit zu einem zentralen Differenzierungsmerkmal.
  • - Der Preis der Batterie bestimmt maßgeblich den Fahrzeugpreis. Er bestimmt damit auch die Wettbewerbsfähigkeit der Elektromobilität.
  • - Die Wertschöpfung der Batterie nimmt mit einem Anteil von 30 bis 40 Prozent des Gesamtfahrzeuges eine dominante Rolle ein. Sie determiniert damit die Verteilung der automobilen Wertschöpfungsanteile über die Unternehmen und Standorte.

5. Infrastrukturen der Stromversorgung

Zussammenfassung
Die Elektromobilität bedingt die verstärkte Kooperation von Branchen, die bis vor kurzem weitgehend isoliert voneinander agiert haben. Im Kontext der Energieinfrastrukturdiskussion sind hier maßgeblich die Automobil- und Zulieferindustrie, die Elektrotechnikindustrie, die Chemische Industrie, die Softwareindustrie sowie die Elektrizitätswirtschaft zu nennen. Aber auch die Bauindustrie (Tiefbau, Wohnungsbaugesellschaften, Architekten, Stadtplaner etc.) sowie Städte und Kommunen sind in die Diskussion um den Aufbau einer Stromstellen-Infrastruktur einzubinden.

6. Standardisierung und Normung

Zussammenfassung
Der optimale Zeitpunkt für die Einigung auf einen Standard und die Erarbeitung einer Norm ist generell schwer zu definieren, jedoch entscheidend für den Erfolg — auch den der Elektromobilität. Eine zu frühe Festlegung auf einen Standard verhindert möglicherweise den Einbezug von relevantem Wissen und technischem Fortschritt, eine zu späte Durchsetzung eines Standards ist mit einem erheblichen finanziellen und zeitlichen Aufwand verbunden. Bezüglich der Elektromobilität sind die relevanten Akteure branchenund länderübergreifend in „Standardisierungsgespräche“ eingetreten, auch wenn zumindest bislang kein Markt für (Plug-in)-Elektrofahrzeuge existiert. Standardisierungsfelder, die aktuell im Fokus der Bemühungen stehen, sind dabei Ladesäulen hinsichtlich Aufbau und Schutz, Stecker und Kommunikationsinstrumente.

7. Werts chöpfung

Zussammenfassung
Die Automobil- und Zulieferindustrie steht mit der Diffusion des elektrischen Antriebs — ob mit einem Energiespeicher Batterie oder Brennstoffzelle/Wasserstoff — vor tiefgreifenden Veränderungen, die mit dem Wort Paradigmenwechsel nicht unzutreffend charakterisiert sind. Denn anders als bei einer Weiterentwicklung der Verbrennungsmotoren bzw. der Wasserstofftechnologie treten neue Mitbewerber auf den Plan, die gewissermaßen „von Null“ beginnen können.

8. Ausbildung

Zussammenfassung
Die erfolgreiche Weiterentwicklung der Elektromobilität erfordert zu guter Letzt neue fachliche Kompetenzen, die gleichsam den Anfang aller überlegungen bilden sollten und somit den Kreis zu den Anfangsüberlegungen dieses Papiers schließen. Sie verlangt mit einem Wort nach neuen Fähigkeitsprofilen der Arbeitskräfte über die gesamte Wertschöpfungskette, von der Forschung und Entwicklung über die Produktion und den Vertrieb bis hin zur Reparatur und dem Recycling. Am Beginn dieser Kette steht dabei wie erwähnt die Batterieforschung.

Backmatter

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