Mobilität in Deutschland ist heute fast vollständig von importiertem Mineralöl abhängig und hat einen bedeutenden Anteil an der Emission von Treibhausgasen und anderen, lokal wirksamen Schadstoffen. Die Reduzierung der Importabhängigkeit und die notwendige Verringerung der Umweltwirkungen und hier besonders der globalen Erwärmung erfordern eine strategische Neuorientierung im Verkehrssektor. Ein veränderter Kraftstoffmix für Kraftfahrzeuge unter starker Einbeziehung regional verfügbarer, erneuerbarer beziehungsweise treibhausgasarmer Primärenergien wird mittel- bis langfristig realisierbar sein. Der Einsatz von hoch-effizienten Brennstoffzellensystemen in Elektroantrieben verbunden mit der Nutzung von Wasserstoff könnte dann deutliche Vorteile auch gegenüber weiterentwickelten Verbrennungsmotorantrieben aufweisen. Aufgrund verbesserter Batterietechnologien und teilweise vorhandener Infrastruktur zur Batterieladung, sind nun auch Elektrofahrzeuge mit Batterien geeignet, den spezifischen Energiebedarf und die Schadstoffemissionen von Pkw deutlich zu reduzieren. Der Beitrag bewertet Perspektiven und Herausforderungen von Fahrzeugkonzepten mit reinelektrischer Betriebsweise. Im Mittelpunkt der Analysen stehen dynamische Simulationen von Pkw unter Nutzung unterschiedlicher Fahrprofile und fahrzeugspezifischer Kenndaten. Unter Einbeziehung von Daten zur Bereitstellung von Kraftstoffen - einschließlich Strom - werden Energiebedarf und Treibhausgasemissionen der vollständigen Energieumwandlungsketten von Elektrofahrzeugen mit Batterien und Brennstoffzellen vorgestellt. Die Ergebnisse des Beitrages machen deutlich, dass Batterieahrzeuge mit Reichweiten über 200 km unter Beibehaltung des Gebrauchswertes von Pkw bezüglich Nutzlast und -volumen vor allem aufgrund des zur Reichweite bestenfalls proportionalen Massen- und Kostenanstiegs, nach heutigem Kenntnisstand nicht sinnvoll dargestellt werden können. Bei Reichweiten über 200 km kann für reine Batteriefahrzeuge ein Anwendungspotenzial festgestellt werden, allerdings mit der Einschränkung, dass eine schnelle Betankungsmöglichkeit im heute gewohnten Minutenmaßstab nicht absehbar ist. Der Vergleich zwischen Batteriefahrzeugen, die mit Strom, entsprechend dem heutigen Strommix geladen werden und Brennstoffzellenfahrzeugen, die mit Wasserstoff oder Erdgas betankt werden, zeigt Vorteile für das Brennstoffzellenfahrzeug. Dies gilt für die hier verwendeten Simulationsmodelle für Elektro-Pkw mit Brennstoffzellen und Batterien, die bezüglich der Auslegung der Komponenten des Elektroantriebsstranges noch Optimierungspotenzial aufweisen. Speziell für den Fall des Brennstoffzellenfahrzeuges kann eine Optimierung der hier verwendeten, vereinfachten Betriebsstrategie zu einer Reduzierung des Kraftstoffbedarfs führen. Bezogen auf die gesamte Prozesskette gilt, dass die Einflüsse durch die Kraftstoffbereitstellung sehr ausgeprägt sind, so dass eine Veränderung der Primärenergieträgerstruktur zu deutlichen Vorteilen in der Primärenergie- und Treibhausgasbilanz führen wird. Für die Bilanzierung der Batteriefahrzeuge ist es darüber hinaus notwendig, die Tageszeiten, an denen Batterieladungen typischerweise stattfinden, dem dann gültigen Strompreis gegenüberzustellen, da die Einspeisung zeitgleich stattfinden muss. Die Bereitstellung von Wasserstoff kann kurz- oder mittelfristig von der Einbeziehung von Restwasserstoff aus der Industrie profitieren, bevor längerfristig der Aufbau neuer Produktionskapazitäten vorzugsweise auf Basis erneuerbarer Energien und mit der Option der Energiespeicherung stattfindet.


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    Titel :

    Bewertung von Fahrzeugkonzepten mit Brennstoffzellen und Batterien


    Beteiligte:
    Grube, Thomas (Autor:in) / Stolten, Detlef (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2010


    Format / Umfang :

    16 Seiten, 8 Bilder, 1 Tabelle, 17 Quellen




    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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