EV Programs - GermanyBremer Institut für Betriebstechnik und angewandte Arbeitswissenschaft
an der Universität Bremen (BIBA-MAQ)
Prof.Dr.Horst Selzer, Bremen den 14.1.2000Presse-Information
Die Arbeiten im Leitprojekt des BMWi beginnen:
„Mobile elektrische Energieversorgung für Fahrzeuge mit großer Reichweite und hoher Beschleunigung (EFRB)“
Im März 1998 reichten mehr als 68 Antragsteller Ideen zu Leitprojekten zum Thema „Energieerzeugung und -speicherung für den dezentralen und mobilen Einsatz“ ein. Daraus wurden in einem mehrstufigen Auswahlverfahren 6 Projekte zur Finanzierung beschlossen. Welche forschungs- und industriepolitische Bedeutung diesen Leitprojekten beigemessen wird, kann man schon aus dem Umstand ableiten, daß trotz der Kürzungsmaßnahmen der Bundesregierung das ursprünglich vorgesehene Gesamtbudget für die Leitprojekte erhalten geblieben ist.
Das Vorhaben „Mobile elektrische Energieversorgung für Fahrzeuge mit großer Reichweite und hoher Beschleunigung (EFRB)“ mit einem Gesamtumfang von 24 Mio. DM wird vom Bremer Institut für Betriebstechnik und angewandte Arbeitswissenschaft (BIBA) koordiniert und gemeinsam mit Partnern der Industrie und Forschung bearbeitet.
Es baut auf Vorarbeiten auf, die in Bremen im Rahmen des Flächentests der Deutschen Post AG mit Fahrzeugen der Fa. DaimlerChrysler und Zink-Luft-Batterien der israelischen Fa. Electric Fuel Ltd. gewonnen wurden.
Das Automobil hat in den vergangenen Jahren erheblich zu einer Verbesserung der Lebensqualität beigetragen. Jedoch wird eben diese gewonnene Lebensqualität zunehmend durch die vom Automobil mitverursachte Umweltbelastung geschmälert. Es ist nur eine Frage der Zeit, wann in den Ballungsgebieten die Emissionen von Luft- und Klimaschadstoffen so drastisch gesenkt werden müssen, daß der Verbrennungsmotor in einigen Verkehrssektoren durch andere Antriebssysteme ersetzt werden muß. Daher wird von den Automobilfirmen nach emissionsarmen bzw. emissionsfreien Antriebslösungen alternativ zum Verbrennungsmotor gesucht.
Das Elektroauto stellt hier eine Alternative dar. Forschungsbedarf besteht allerdings bei der Entwicklung effizienter und kostengünstiger Energiespeicher. Der Grundgedanke des EFRB-Projektes besteht daher in der Verbindung von zwei mobilen elektrischen Speichern mit einerseits hoher Energiedichte und andererseits hoher Leistungsdichte, um sowohl große Reichweiten als auch hohe Beschleunigungen zu ermöglichen.
Für Elektrofahrzeuge mit einer Zink-Luft-Batterie der Fa. Electric Fuel Ltd. als Energiespeicher konnte eine Reichweite von 400 km nachgewiesen werden. Jedoch kann die Leistungsdichte dieser Batterie nicht soweit gesteigert werden, daß die Fahrzeugbeschleunigung den heutigen Ansprüchen entspricht. Daher soll ein Verbund-Speichersystem auf Basis der Zink-Luft-Batterie (ZnL), ergänzt durch Hochleistungskondensatoren (UltraCap) und Nickel-Metallhydrid (NiMH)-Batterien, das Fahrzeug in ca. 12 bis 15 sec von 0 auf 100 km/h beschleunigen. Die beiden letztgenannten Technologien haben bereits im Laborstadium ihre potentielle Eignung für diese Anwendung bewiesen, für sie trifft aber in noch stärkerem Maße als bei der Zink-Luft-Batterie die Forderung nach Weiterentwicklung zur Produktionsreife und zur Kostensenkung zu.
Ein derartiges Speichersystem ergibt
- bei 60 Gew. % ZnL / 40 Gew. % NiMH Leistungs- und Energiedichten von 380 W/kg und 136 Wh/kg
- bei 80 Gew. % ZnL / 20 Gew. % UltraCap sogar 440 W/kg und 161 Wh/kg
Zum Vergleich seien die Zieldaten des US-Department of Energy genannt:
- für Lithium-Polymer-Batterien 300 W/kg und 135 Wh/kg
Mit dieser Speicherkombination ergibt sich bei mittleren Beschleunigungen ein Primärenergieeinsatz, der unter dem des Dieselfahrzeugs liegt, und damit das Klima weniger belastet und im Verkehr überhaupt keine Schadstoffemission verursacht.
Die energetische Attraktivität der vorgeschlagenen Systemlösung wird noch dadurch gesteigert, daß die zum Einsatz kommenden Rohstoffe überwiegend ökologisch unbedenklich sind und für den Rest Recyclingverfahren zur Wiedergewinnung der Wertstoffe entwickelt werden. Hierdurch kann z. B. der Weltmarktpreis für Nickel unterboten und damit das Kostenniveau der Booster-Batterien weiter gesenkt werden.
Als oberstes Ziel für das Projekt gilt der technische Nachweis der potentiellen Konkurrenzfähigkeit des elektrischen Antriebssystems gegenüber dem Verbrennungsmotor für Distanzen bis zu 400 km durch:
- Fahrzeug-Anpaßentwicklung zur Integration des Energiespeichers und des Antriebs in Fahrzeugbaugruppen aus der Großserienproduktion zwecks Kostenminimierung
Zur Erprobung des neuen Speichersystems und zum Nachweis der erreichten Leistungen werden
Für die Nutzung des Systems wurden Betreiber von Fahrzeugflotten als assoziierte Partner in das Projekt aufgenommen.
Mit der Markteinführung dieser Technologie können sowohl im Binnen- als auch im Exportgeschäft neue Marktanteile erschlossen werden, wodurch deutliche Beschäftigungseffekte erreicht werden können. Arbeitsplätze entstehen nicht nur im Bereich der Automobilindustrie, sondern auch im Bereich der klein- und mittelständischen Unternehmen. Neue Bereiche der Produktion, des Recycling und der Systemtechnik werden in Deutschland aufgebaut (z. B. Fertigung von UltraCaps und Nickelmetallhydrid-Batterien, Recycling von Zink-Luft-Batterien). Die Bereitschaft der Unternehmen, Eigenmittel in erheblichem Umfang zur Entwicklung, Produktion und Markterschließung einzusetzen, unterstreicht die starke Erwartungshaltung an diese neu zu erschließenden Märkte.
Das Vorhaben wurde für eine Laufzeit von 4 Jahren geplant. Die technischen Entwicklungen sollen nach 3 Jahren verfügbar sein, um im vierten Jahr den Fahrzeugeinsatz zu demonstrieren und für neue Märkte, beispielsweise in Kalifornien, gerüstet zu sein.
Anhang
Übersicht über Schadstoff-Emissionen
Emission von 6.710 kt CO in Deutschland im Jahre 1996
Emission von 910 Mio. t
Kohlendioxid im Jahre 1996Entwicklung des PKW/Kombi-Bestands und des durchschnittlichen Treibstoffverbrauchs in Deutschland
