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Brennstoffzelle und Batterie – Funktion, spezifische Eigenschaften Dr. Geert Tjarks | Programm Manager Strombasierte Kraftstoffe, NOW GmbH Leistungscheck Batterie und Brennstoffzelle | Berlin | 12. April 2018 |
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Brennstoffzelle und Batterie – Funktion, spezifische EigenschaftenDr. Geert Tjarks | Programm Manager Strombasierte Kraftstoffe, NOW GmbH
Leistungscheck Batterie und Brennstoffzelle | Berlin | 12. April 2018 |
Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH
Politische Rahmenbedingungen –
Reduktionsziele des Verkehrssektors
212.04.2018
2015 2020 2030 2040 2050
Gesamte THG Reduktion
(gegenüber 1990) -27 %min.
-40 %
min.
-55 %
min.
-70 %
-80 %
bis -95 %
THG Reduktion im Verkehrssektor
(gegenüber 1990)0 %
min.
-40 %
-80 %
bis -95 %
Endenergieverbrauch im Verkehr
(gegenüber 2005)1,3 % -10 % -40 %
Energie der Zukunft: Fünfter Monitoring-Bericht zur Energiewende
Dekarbonisierung des Verkehrssektors bei gleichzeitiger Reduzierung des Energieverbrauchs
Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH
THG Reduktion im Verkehrssektor –Technische Möglichkeiten der Dekarbonisierung
3
Batteriefahrzeuge + direkte Stromnutzung
Brennstoffzellenfahrzeug + Wasserstoff (Power-to-Gas)
ICE Fahrzeug + Synthetisches Methan (Power-to-Gas)
ICE Fahrzeug + Syn. Flüssig-kraftstoffe (Power-to-Liquid)
Elektromobilität (BEV+FCEV) Verbrennungsmotoren (ICE) und synthetische Kraftstoffe
75 % < 10 %Well-to-Wheel Wirkungsgrad
150 km > 1500 kmReichweite pro Tankfüllung
12.04.2018
Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH
Batteriefahrzeug –Aufbau BEV
412.04.2018
Traktionsbatterie
Antriebseinheit
Power Control Unit
Traction Motor
Battery
Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH
Brennstoffzellenfahrzeug –Aufbau FCEV
512.04.2018
Brennstoffzellenstack
Wasserstofftanksystem
physikalisch stofflich
In FeststoffenMetalhydride
GasförmigCGH2
700 bar20°C
FlüssigLH2
10 bar
- 253°C
Kryokomprimiert
CcH2
350 bar
- 233°C
an FeststoffenSorbents (MOFs)
in FlüssigkeitenLOHCs, weitere
Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH
Grundlage Brennstoffzellen –Wasserstoffspeicherung
612.04.2018
GasförmigCGH2
350 bar (Bus)700 bar (PKW)
Technologie zur Wasserstoffspeicherung
• Globaler Standard
• Aufbau von 700 bar PKW
Wasserstofftankstellen in
Schlüsselregionen• Japan, USA, Korea, Germany, …
Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH
Elektromobilität –
Vergleich BEV und FCEV
712.04.2018
Tesla Model S (90 kWh) Toyota Mirai (5 kg H2)
Reichweite
Ladezeit
560 km
60 min(120 kW)
Reichweite
Betankungszeit
500 km
3 min(1,5 kg/min)
Speichervolumen
Speichergewicht
380 Liter
590 kg
Speichervolumen
Speichergewicht
180 Liter(+ 320 Liter FC)
100 kg(+ 230 kg FC)
Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH 812.04.2018
Tesla Model S (90 kWh) Toyota Mirai (5 kg H2)
Elektromobilität –
Vergleich BEV und FCEV
Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH
Dekarbonisierung des Verkehrssektors –
Technologieverteilung auf die Verkehrsbereiche
912.04.2018
Quelle: http://hydrogeneurope.eu/wp-content/uploads/2017/01/20170109-HYDROGEN-COUNCIL-Vision-document-FINAL-HR.pdf
Systemkosten BEV / FCEV
Sys
tem
ko
ste
n
Reichweite
VorteileFCEV
VorteileBEV
Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH
BEV und FCEV –
Modularer Aufbau über verschiedene Segmente
1012.04.2018
Dr. Geert Tjarks I NOW GmbH
Dekarbonisierung des Verkehrssektors –
Technologieverteilung auf die Verkehrsbereiche
1112.04.2018
0 50 100 150 200 250
50
100
200
150
Energieverbrauch Well-to-Wheel [MJ/100km]
Treibhausgasemissionen [gCO2/km]
Diesel
Benzin
Verbrennungsmotoren
BEV 100% EE-Strom FCEV 100% EE-H2
Batteriefahrzeuge
Brennstoffzellenfahrzeuge
Quelle: Studien Concawe, EUCAR, JRC und JHFC
Hybrid (Benzin)Hybrid (Diesel)
BEV Strom aus EU-Mix
FCEV H2 aus Erdgas
Normverbrauch BEV und FCEV
Tesla Model S
Toyota Mirai
79 MJ/100km
90 MJ/100km
Volkswagen e-Golf
47 MJ/100km
Elektromobilität bietet THG-freie Mobilität bei hoher Effizienz
Sinnvolle Kombination aus Batterie- und Brennstoffzellenmobilität bietet das Potenzial, straßengebundene Mobilität effizient zu dekarbonisieren.
Vielen Dank!
Dr.-Ing. Geert Tjarks
Programme Manager Strombasierte Kraftstoffe
NOW GmbH – Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
Fasanenstr.5 | D-10623 Berlin |
Telefon: +49 30 311 61 16-71
Email: [email protected]
Internet: www.now-gmbh.de
