Dr. Andreas Dorda, bmvit/A3PS Internationale ...

Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie

Dr. Andreas Dorda, bmvit/A3PS

Internationale technologische Trends und

Rahmenbedingungen im Bereich alternativer

Antriebe und Treibstoffe für Nutzfahrzeuge

Erfolgreich durch Innovation

Transportwirtschaft & Logistik trifft Fahrzeugtechnologien &

Intelligente Verkehrssysteme

Wien, 1. und 2. Dezember 2014


Dr. Andreas Dorda, bmvit/A3PS 2

Inhalt

- Technologien für den Logistikbereich

- Legistische Rahmenbedingungen

- Marktübersicht – Fahrzeuge mit alternativen

Antrieben für den Logistikbereich

- Nationale und Internationale Technologieplattformen

& F&E-Programme



Technologien für den Logistikbereich



Optimierte „konventionelle“ Antriebe:

Abgasnachbehandlung

Methan (Konvertierung bei Niedertemperaturen), Diesel (SCR, Betriebsstrategien)

optimierte Brennverfahren Methan (Dual Fuel, Direkteinblasung), Diesel EU7

CNG-/LNG-Speicher Leichtbau, Kostenoptimierung

Reibungsminimierung Verbrennungsmotor Schmierstoffe, Beschichtungen

Nebenaggregate Luftkompressor, Wasser-/Kraftstoffpumpe

Waste Heat Recovery thermisch/Dampfprozess (Rankine)

Getriebe Downspeeding/Reibungsminimierung

Technologien für Nutzfahrzeuge und Busse



Elektrische und teilelektrische Antriebe

Batterien Li-Ionen, Zn-Luft, Mg-Luft

Ladetechnologien konduktive und induktive Ladung, Batteriewechseleinrichtung

Brennstoffzelle PEM sowie SOFC als APU

Wasserstoffspeicher 700 bar

Flywheel

Doppelschichtkondensator

Städtische Fahrprofile in der City Logistik sind „ideal“ für batterieelektrische

Antriebe!

Brennstoffzellen- sowie Hybridantriebe sind langstreckentauglich!

Technologien für Nutzfahrzeuge und Busse



Was können Alternative Antriebe im Logistikbereich leisten?

Kraftstoffverbrauch / Emissionen

• Hybrid: ca. 6 bis 30 % weniger je nach Hybridisierungsgrad

• Plug-in Hybride haben das größte Einsparungspotenzial

(größere Batterien / mehr E-Anteil)

• Elektrischer Verbrauch ca. 20 - 50 kWh/100 km je nach Fahrzeuggröße

Reichweite

• Batterie-Fzg. realistisch im Bereich 100 km-150 km,

Nachladezeiten im Stundenbereich

• Hybridfahrzeuge: keine Einschränkung

• Brennstoffzellen-Fzg.: volle Reichweite,

Begrenzung durch H2-Tankstellennetz

Kosten

• E-Betriebskosten: 4 -10 EUR/100 km

• Hybridfahrzeuge: entspr. Kraftstoffreduktion von -6 bis -30 % plus Vorteil

aus „billigerem“ Strom

• Anschaffungspreis: Zuverlässige Preisangaben nicht erhältlich und von der

lokalen Förderung abhängig (Steuervorteile, direkte Kaufförderungen,

Maut- & Parkersparnisse)

• Hersteller bevorzugen noch Leasingvarianten (Felderprobungsphase)

• Gesamtkostenkalkulation (TCO) muss spezifisch für Finanzierungsmodell,

Region (Fördermöglichkeiten) und Einsatzprofil durchgeführt werden



Technische Lösungen respektive für emissionsarme bis -freie Fahrzeuge sind

auch für Logistikanwendungen vorhanden, wenn auch noch nicht in

ausreichender Breite und Stückzahl

Städtische Fahrprofile in der City Logistik sind „ideal“ für elektrifizierte Antrieben in

Hybrid- / E- / BZ-Fahrzeugen

Da es noch keinen „echten Markt“ gibt, sind Fahrzeugpreise, Leasingraten

strategische Zahlen und lassen eine Wirtschaftlichkeitsrechnung nur bedingt zu

Imagegründe sind Treiber für Pilotanwendungen von Logistikunternehmen

Auch ohne „Image“ sind Logistikunternehmen gut beraten, zeitgerecht alternative

Antriebstechnologien in ihrem Fuhrpark einzuführen, da die Emissionsgesetzgebung

für Schadstoffe, CO2 und Lärm dies früher oder später verlangen wird

Kommunen stehen zunehmend unter Druck Schadstoffe und Lärm zu reduzieren und

die Einführung solcher Fahrzeuge zu fordern bzw. zu fördern

Breiter Einsatz von emissionsfreien bzw. emissionsarmen Fahrzeugen

in der City Logistic braucht

bessere Randbedingungen für die Wirtschaftlichkeit

These



Legistische Rahmenbedingungen



EU-Treibstoffdirektive

The directive sets a regulatory framework for the following fuels:

Electricity: The directive requires Member States to set targets for recharging points accessible to the public, to be

built by 2020, to ensure that electric vehicles can circulate at least in urban and suburban agglomerations. Targets

should ideally foresee a minimum of one recharging point per ten electric vehicles. Moreover, the directive makes it

mandatory to use a common plug all across the EU, which will allow EU-wide mobility.

Liquefied Natural Gas (LNG): Natural gas/bio-methane vehicles offer today a well-developed technology, with

performances and cost equivalent to petrol or diesel units and with clean exhaust emissions. Natural gas use in

trucks and ships can substitute diesel. For the development of LNG for road transport, Member States have to

ensure a sufficient number of publicly accessible refuelling points, with common standards, on the TEN-T core

network (see IP/13/948), ideally every 400 km, to be built by end-2025. The directive also requires a minimum

coverage to ensure accessibility of LNG in main maritime and inland ports.

Compressed Natural Gas (CNG): The directive requires Member States to ensure a sufficient number of publicly

accessible refuelling points, with common standards, to allow the circulation of CNG vehicles, both in urban and

sub-urban areas as well as on the TEN-T core network, ideally every 150 km, to be built by end-2025.

Hydrogen: The directive aims at ensuring a sufficient number of publicly accessible refuelling points, with common

standards, in the Member States who opt for hydrogen infrastructure, to be built by end-2025.

In addition, the directive requires that clear information is given to consumers about the fuels that can be used by a

vehicle, using standardised labelling in vehicle manuals, at dealerships and on the recharging and refuelling points.

It also aims at providing clear information to users to compare alternative fuel prices with conventional fuel prices.

Moreover, Member States must ensure that information about the geographical location of publicly accessible

recharging and refuelling points is made available in an open and non-discriminatory manner.

http://europa.eu/rapid/press-release_IP-13-948_en.htm?locale=en



Strategie zur Minderung des Kraftstoffverbrauchs &

der CO2-Emissionen schwerer Nutzfahrzeuge Auf schwere Nutzfahrzeuge entfallen ca. ein Viertel aller Emissionen des Straßenverkehrs und

5 % aller Treibhausgasemissionen der EU.

Aus der Folgenabschätzung, geht hervor, dass die CO2-Emissionen dieser Fahrzeuge zwischen

1990 und 2010 um etwa 36 % gestiegen sind.

Daher sollen nach Maßgabe des Fahrplans der Kommission für den Übergang zu einer

wettbewerbsfähigen CO2-armen Wirtschaft bis 2050 und des Verkehrsweißbuchs die CO2-

Emissionen aus dem Verkehrssektor bis 2050 um 60 % des Werts von 1990 gesenkt werden.

Zur Unterstützung der vor kurzem

vorgeschlagenen Ziele für einen

klimapolitischen Rahmen bis 2030 gilt für

den Verkehrssektor das Ziel, die THG-

Emissionen um ca. 20 % gegenüber dem

Stand von 2008 zu senken. Für das CO2-

Monitoring arbeitet die Kommission seit

2009 zusammen mit Vertretern der

Industrie am Simulationsinstrument

„VECTO“.



Marktübersicht –

Fahrzeuge mit alternativen Antrieben

für den Logistikbereich



Smith Edison

Eigenschaft Wert

Antriebsart BEV

Leistung 90 kW

Reichweite 90 – 180 km

Bat.-Kapazität 36 – 51 kWh

Verbrauch k.A.

Zuladung 725 – 2300 kg

Gesamtgewicht 3500 – 4600 kg

vmax 80 km/h

Kaufpreis k.A.



Smith Newton

Eigenschaft

Antriebsart BEV

Leistung 120 kW

Reichweite 50 – 240 km

Bat.-Kapazität 80 – 120 kWh

Verbrauch k.A.

Zuladung 2800 – 7400 kg

Gesamtgewicht 6400 – 12000 kg

vmax 80 km/h

Kaufpreis k.A.

http://www.myperfectautomobile.com/wp-content/uploads/2011/11/Smith-Newton.jpg



Proton Motor / Basis Smith Newton

• Gesamtgewicht 7,5 / 10 / 12 t

• E-Motor 120 kW

• Batterie Li-Ion FePo 80 kWh

• BZ-Range-Extender 7 kW

• H2-Speicher 350 bar 5 kg H2

• Energieinhalt H2 75 kWh

• Betankungszeit 5min

Batteriefahrzeug mit Brennstoffzellen

Range Extender

für mehr Reichweite

und kurze Betankungszeit



Hino 300 Hybrid

Eigenschaft

Antriebsart HEV (Diesel)

Leistung 110 kW (D) / 36 kW (E)

Reichweite k.A.

Bat.-Kapazität 1,9 kWh

Verbrauch k.A.

Zuladung 3300 kg

Gesamtgewicht 7795 kg

vmax 128 km/h

Kaufpreis k.A.



Citroen Berlingo Electric

Eigenschaft

Antriebsart BEV

Leistung 49 kW

Reichweite 170 km

Bat.-Kapazität 22,5 kWh

Verbrauch 18,8 kWh/100 km

Zuladung 636 kg

Gesamtgewicht 2225 kg

vmax 110 km/h

Kaufpreis k.A.



Zero Truck

Eigenschaft

Antriebsart BEV

Leistung 100 kWp

Reichweite 65 – 75 mi

Bat.-Kapazität k.A.

Verbrauch k.A.

Zuladung 7035 – 7210 lbs

Gesamtgewicht 12000 – 18000 lbs

vmax 60 mph

Kaufpreis k.A.



Boulder Electric EV DV - 500

Eigenschaft

Antriebsart BEV

Leistung 220 kWp

Reichweite 80 – 120 mi

Bat.-Kapazität 80 kWh

Verbrauch k.A.

Zuladung 4000 lbs

Gesamtgewicht 11500 lbs

vmax 70 mph

Kaufpreis k.A.



Nationale und Internationale

Technologieplattformen

& F&E-Programme



- …wurde gegründet, um unter Einbeziehung aller Stakeholder des

Straßenverkehrssystems eine gemeinsame Planung der

Straßenverkehrsforschung in Europa zu erzielen.

- Plenum: Europäische Interessensverbände planen mit nationalen Ministerien und

der Europäischen Kommission strategische Prioritäten in der

Technologieförderung und F&E-Politik

- Executive Group: leitet die Technologieplattform und setzt sich aus dem

Vorsitzenden (Dr. Jean Luc di Paola-Galloni) und den stellvertretenden

Vorsitzenden zusammen. Als Leiter der Gruppe der nationalen Vertreter ist Dr.

Dorda Vice-Chairman von ERTRAC.

- Arbeitsgruppen: Vertreter von Europäischen Interessensverbänden erstellen

Roadmaps zu verschiedenen Bereichen der Straßenverkehrsforschung

- A3PS: Unterstützt die Vertretung österreichischer Interessen von bmvit, Industrie

und Forschung in der Executive Group und in den Arbeitsgruppen

ERTRAC…



ERTRAC-Roadmaps

• Heavy Duty Truck Roadmap, September 2012

• Future Light-duty Powertrain Technologies and Fuels, August 2011

• Sustainable Freight System for EU - Green, Safe & Efficient Corridors, May 2011

• Energy Carriers for Powertrains roadmap, February 2014

• Transport Infrastructure Innovation Roadmap, June 2013

• Land Use and Transport Interactions Initiative, June 2013

• Infrastructure for Green Vehicles Roadmap, October 2012

• Electrification of Road Transport Roadmap 2nd version, June 2012

• ERTRAC Research and Innovation Roadmaps, September 2011

• European Bus System of the Future, June 2011

• Safe Road Transport; Towards an Integrated Urban Mobility System, June 2011

• Hybridisation of Road Transport, June 2011

• Climate Change Resilient Transport, May 2011

• Road User Behaviour and Expectations, May 2011

• European Technology and Production Concept for EVs, May 2011

• Electrification of Road Transport Roadmap 1st version, November 2010



Austrian Association for Advanced Propulsion Systems

Österreichische Plattform zur Förderung von innovativen Antriebssystemen

und -technologien für mobile Anwendungen sowie deren Energieversorgung

und -speicherung

Motivation für die Gründung:

- Strategische Partnerschaft zwischen Industrie, Forschung und dem bmvit zur

Stimulierung der Zusammenarbeit komplementärer Partner

- Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit der österreichischen Fahrzeugindustrie

und Transportwirtschaft

- Überwindung des „Henne-Ei-Problems“ bei der Markteinführung alternativer Antriebe

und Treibstoffe

- Zusätzliche Serviceleistungen für Industrie und Forschung über die reine Förderung

von F&E-Projekten hinaus

- Abstimmung der sektoralen und regionalen Aktivitäten in Österreich

- Die A3PS betreibt keine eigene Forschung sondern bietet der Industrie und Forschung

Unterstützung durch Forschungs-, Kooperations- und Informationsmanagement

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Ziele und Aufgaben der A3PS:

- Vernetzung: F&E-Kooperationen der Partner national anstoßen und international einbetten.

- Information: Kompetenz der österreichischen Industrie und Forschung durch Kompilierung,

Aufbereitung und zielgerichtete Information stärken.

- Know How Präsentation: Österreichische Technologiekompetenz und das Engineering und

Produkt Know How der Mitglieder auf Konferenzen national und international sichtbar

machen.

- Interessensvertretung: Vertretung österreichischer Interessen in internationalen Gremien

und Initiativen der EU und der IEA durch Beiträge unterstützen.

- Orientierung: Strategien zwischen Industrie, Forschung und Technologiepolitik durch die

Entwicklung von Roadmaps abstimmen.

- Beratung: Politik fundiert und ausgewogen in der effizienten Gestaltung von deren

Instrumenten (Förderprogramme, Regulierungen, Standards, öffentliche Beschaffung, etc.)

unterstützen und die Öffentlichkeit über alternative Antriebssysteme informieren.



Mitglieder der A3PS:



• Hybrid and Electric Vehicles (HEV): Forschungskooperation zur Entwicklung und

Markteinführung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen.

• Advanced Motor Fuels (AMF): Das IA-AMF dient der Information und Förderung von

Forschung, Entwicklung und Markteinführung moderner Kraftstoffe. Neben der

Forcierung von Ethanol werden auch andere Technologien (z.B. Algenkraftstoffe)

erforscht.

• Advanced Fuel Cells (AFC): Dieses IA forciert die Technologieentwicklung von

Schlüsselkomponenten und -systemen von Brennstoffzellen.

• Relevanter Task 27 „eLogV“:

Electrification of transport logistic vehicles:

Partner sind das DLR & Joanneum Research Resources

1. WS (Stuttgart bei DLR) wird voraussichtlich am 19. (+evtl 20.) März 2015 stattfinden.

Schwerpunkte:

- Battery-electric & FC vehicle technologies for HD-transport vehicles & for city logistics

- Experiences from demo-applications.

IEA - International Energy Agency



• Förderprogramm der EU und der europäischen Industrie zur Entwicklung

von Wasserstoff und Brennstoffzellen-Technologien.

• Vertretung der österreichischen Industrie und Forschung im Scientific

Committee durch das A3PS-Büro

FCH-JU - Fuel Cell & Hydrogen - Joint Undertaking

IPHE – Int. Partnership for FCHs in the Economy

• Weltweite Plattform für die Entwicklung & Markteinführung von Wasserstoff-

und Brennstoffzellentechnologien für die Fahrzeugindustrie und E-Wirtschaft.

• Durch hohe industrielle Kompetenz (H2-Tank von Magna, APU von AVL +

Plansee, Gabelstapler von Schenker, Fronius, OMV, HyCentA, Joanneum,

Linde-Fördertechnik sowie die H2-Tankstellenproduktion der Linde Gas,…)

sowie der bmvit-Aktivitäten (FCH-Cluster und -Konferenzen der A3PS,

Förderschwerpunkt in MdZ) wurde Österreich 2012 zur Mitgliedschaft

eingeladen und trat 2013 der IPHE bei.

• A3PS unterstützt Vertretung österreichischer Interessen in der IPHE



Zwischen 2008 und 2013 standen 940 Mio. EUR an Fördermitteln zur

Verfügung und im aktuellen FCH-JU 2.0 ist ein Budget von 1,365 Mrd.

EUR vorgesehen.




Horizon 2020 (77 Mrd. €) - WP 2014-15 Transport calls

Calls (publication 11 December 2014)

Budget

(€ Mio)

2014

Budget

(€ Mio)

2015

Call 'Mobility for Growth' 374,5 (+2) 184 (+10)

1. Aviation 70 (+2) 36

2. Rail 52 -

3. Road 66 23 (+5)

4. Waterborne 56 18

5. Urban 40 66,5

6. Logistics 32 18

7. ITS 31 -

8. Infrastructure 19 17,5

9. Socio-economic and behavioural

research 8,5 5 (+5)

Call 'Green Vehicles' 129 30

Call Small business and Fast Track 35,87 38,69

Contribution to Smart Cities, Blue Growth 33.5 25.5

*



TOPICS:

• Technologies for low emission powertrains – MG3.1 - 2014 – 2 stages

• Advanced bus concepts for increased efficiency – MG3.2 - 2014 – 2 stages

• Global competitiveness of the automotive supply chain management

– MG3.3 - 2014 – 2 stages

• Traffic safety analysis and integrated approach towards the safety of

Vulnerable Road Users – MG3.4 - 2014 – 2 stages

• Cooperative ITS for safe, congestion-free and sustainable mobility

– MG3.5 - 2014 – 2 stages

• Safe and connected automation in road transport – MG3.6 - 2015 – 2 stages

• The cleanest engine (under 'Other Actions' in WP) – OA4 - 2015 - Inducement

prize

in red: topics open in 2014

Call 'Mobility for Growth‘: ROAD



• TOPICS:

• They are all single stage

• Next generation of competitive Li-ion batteries to meet customer expectations – GV1 - 2014

• Optimised and systematic energy management in electric vehicles – GV2 - 2014

• Future natural gas powertrains and components for cars and vans – GV3 - 2014

• Hybrid light and heavy duty vehicles – GV4 - 2014

• Electric two-wheelers and new new light vehicle concepts – GV5 - 2014

• Powertrain control for heavy-duty vehicles with optimised emissions – GV6 - 2015

• Future natural gas powertrains and components for heavy duty vehicles – GV7 - 2014

• Electric vehicles’ enhanced performance and integration into the transport system and the grid – GV8 – 2015

in red: topics open in 2014

Call ‘Green Vehicles’



F&E-Förderprogramm „Mobilität der Zukunft“



Geförderte Projekte in A3 / A3plus

Umweltfreundlicher Werkszulieferverkehr mit CNG und

LNG Schwerfahrzeugen – CHD (Clean Heavy Duty)

• Demonstration des Einsatzes von CNG und LNG Schwerfahrzeugen für

den Zulieferbetrieb zum Werk auf Kurz- und Mittelstrecken

• Zur Versorgung des Fahrzeuges wurde ein CNG Tankstellenstützpunkt

in der Nähe der Strecke zwischen dem Werk und dem Zulieferer auf die

LKW Betankung erweitert



Geförderte Projekte

ASys1 SOFC APU System Entwicklung

• Anforderungen und Spezifikationen an das APU System durch eine stationäre

Systemsimulation des SOFC APU Systems unter Berücksichtigung der

Lastenheftvorgaben der Nutzfahrzeugindustrie

• Identifikation und Analyse von dominanten Fehlermechanismen im APU System

• Entwicklung eines Testprogramms zur Validierung der

Systemzuverlässigkeit/Lebensdauer

• Entwicklung eines Fahrzeugintegrationskonzepts und eines Steuergeräts für

einen vollautomatischen Betrieb des SOFC APU Systems

• Darstellung eines vom Prüfstand unabhängigen Systems mit 2kW elektrischer

Leistung



Ausschreibungsschwerpunkte

Fahrzeugtechnologien

Brennstoffzellen und Wasserstoff

• Brennstoffzellenkomponenten und -systeme

• Erzeugung von Wasserstoff für mobile Anwendungen

• Wasserstoffspeichertechnologien im Fahrzeug und an Tankstellen

• Wasserstoff-Versorgungsinfrastruktur für Kraftfahrzeuge

• Wasserstoffdistribution für mobile Anwendungen

• System- und Fahrzeugintegration

(nur als Ergänzung zur Komponentenentwicklung und nicht im Zuge eines

umsetzungsorientierten Demonstrationsprojektes, das in den „Leuchttürmen der

Elektromobilität“ des Klima- und Energiefonds gefördert werden kann)



Ausschreibungsschwerpunkte

Fahrzeugtechnologien

Leichtbau

• Anwendung von Leichtmetallen, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen für die

Nutzung in Fahrzeugen

• Innovative Leichtbaukonzepte im Fahrzeugbau sowie deren Simulation in der

Entwicklung

• Innovative Verarbeitungs- und Fügetechniken



F&E-Dienstleistung

„LNG als alternativer Energieträger in Österreich: Potential im Mobilitätsbereich“

In dieser Studie soll das Marktpotential von LNG in Österreich hinsichtlich Emissions- und

Kosteneinsparung untersucht werden. Schwerpunkt auf der landseitigen Herstellung,

Distribution und Verwendung von LNG, aber auch Erfahrungen und Potentiale im

Schiffverkehr sollen mitberücksichtigt werden.

Fragestellungen:

- In welchen FZ-Kategorien bietet LNG Vorteile?

- Maßnahmen um Anwendung zu beschleunigen?

- Welche Technologiekompetenzen gibt es in Österreich bzgl. LNG ?

- Status LNG-Technologien?

- Bedarfsanalyse

- Unter welchen Bedingungen ergeben sich wirtschaftliche Vorteile & LNG-Infrastruktur sinnvoll?

- Welche Konzepte und Optionen zur LNG-Versorgung in Österreich gibt es?

- Biogasanlagen für eine erfolgreiche Implementierung von LNG? Wirkungsgrad?

- Übertragbarkeit von erfolgreichen Europäischen Pilotprojekten auf Österreich?

- Wie kann eine europaweite Lösung aussehen?

- Wie sieht eine entsprechende Roadmap (inhaltlich und zeitlich) aus?


Dr. Andreas Dorda, bmvit/A3PS Kontakt


Abteilung für Mobilitäts- und Verkehrstechnologien

Dr. Andreas Dorda

Themenfeldverantwortlicher Fahrzeugtechnologien

[email protected]

T: +43 1 711 62 65 – 3109

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