Systemanalyse BWe mobil

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Systemanalyse BWe mobil

Inhaltsverzeichnis

Ausgangssituation: Immer mehr Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb

Die Elektrifizierung des automobilen Antriebsstrangs hat begonnen – das ist nun schon praktisch zu spüren. Dies belegen die Zulassungszahlen des Kraftfahrzeug-Bundesamtes vor allem für Hybridfahrzeuge, aber auch für Fahrzeuge mit voll- bzw. teilelektrischen Antrieben. Auch auf den wichtigen Automobilmessen präsentieren sämtliche deutsche und internationale Hersteller Fahrzeuge mit alternativen Antriebskonzepten. Politisch wird die Entwicklung der Elektromobilität durch das Ziel der Bundesregierung unterstützt, bis zum Jahr 2020 eine Million Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb auf deutsche Straßen zu bringen. Dass alternative Antriebskonzepte für die zukünftige Mobilität eine wichtige Rolle spielen, ist heute unumstritten. Der Umstieg vom Verbrennungs- auf den Elektromotor und hybride Bauformen bedeutet einen Zugewinn an Energieeffizienz bei gleichzeitiger Reduktion von Lärmbelastungen und lokaler Emissionsfreiheit. Die Elektromobilität bietet darüber hinaus die Möglichkeit, erneuerbare Energien zunehmend auch im Verkehrswesen zu nutzen.

IKT als Schlüsseltechnologie: Elektromobilität braucht Energie- und Ladeinfrastruktur

Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs ist aber nur ein Teil der Lösung. Zum einen muss mit der Verbreitung elektrischer Fahrzeuge die entsprechende Energie- und Ladeinfrastruktur geschaffen werden, welche bedeutenden Einfluss auf die erfolgreiche Marktdiffusion von Elektrofahrzeugen hat. Zum anderen erfordern Elektrofahrzeuge einen weitaus höheren Grad an Vernetzung, als dies bei Verbrennungsfahrzeugen der Fall ist. Die Integration von Fahrzeugen, Ladestationen und Nutzern durch Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) wird sich entscheidend darauf auswirken, inwieweit Nutzer geänderte Rahmenbedingungen ihrer individuellen Mobilität, wie eine deutlich geringere Reichweite und längere Ladezeiten, akzeptieren werden.

Innovative Verkehrsleitsysteme, die intermodale Verknüpfung von öffentlicher und individueller Mobilität sowie der Zugang des Nutzers zu Sharing-Fahrzeugen sind weitere Beispiele für die zukünftigen Anforderungen an eine mobilitätsbezogene IKT-Infrastruktur. Auch an Fuhrparkbetreiber stellt die Elektromobilität neue Herausforderungen. Es gilt zu überlegen, für welche Fuhrparkaufgaben Elektrofahrzeuge effizient eingesetzt werden können und wie sich ein Flottenmanagementsystem für Elektrofahrzeuge gestalten kann. Elektromobilität muss daher systemisch gedacht werden: Neben der automobilseitigen Kompetenz alternativer Antriebskonzepte sind Know-how in der IKT sowie die entsprechende Energieinfrastruktur wichtige Erfolgsfaktoren für die Entwicklung zukünftiger Mobilitätslösungen.

Welche Potenziale bietet Elektromobilität für Baden-Württemberg?

Für die beteiligten Industrien bedeutet der Wandel zur Elektromobilität eine teils erhebliche Veränderung ihrer Wertschöpfungsarchitektur. Gerade für das »Automobilland« Baden-Württemberg stellt sich die Frage, wo Chancen und Risiken liegen und welche Auswirkungen sich auf die Beschäftigungsstruktur ergeben. Neben den Implikationen für die Automobil- und Zuliefererindustrie, welche die »Strukturstudie BWe mobil 2011« untersucht, gilt es auch zu analysieren, welche Wertschöpfungspotenziale sich für Unternehmen der IKT- und Energieinfrastruktur ergeben. Nur durch die Betrachtung aller drei Technologiebereiche lassen sich Status quo und Zukunftsperspektiven des Automobilstandorts Baden-Württemberg umfassend abschätzen.

Ziel dieser Studie war es, die Herausforderungen und Potenziale an die IKT- und Energieinfrastruktur für zukünftige Mobilitätslösungen in Baden-Württemberg herauszuarbeiten und im nationalen und internationalen Vergleich darzustellen. Ausgehend von einer detaillierten Beschreibung relevanter Technologien und Komponenten der IKT- und Energieinfrastruktur sowie des Flottenmanagements wurde untersucht, wie die baden-württembergische Industrie in diesen Bereichen aufgestellt ist und welche Forschungsaktivitäten und -initiativen für die Schaffung zukünftiger Kompetenzen wichtig sind. Aufbauend auf verschiedenen Entwicklungspfaden in die Elektromobilität wurde daraufhin analysiert, welche Herausforderungen und Veränderungen durch die neuen Antriebskonzepte auf Baden-Württemberg zukommen und welche Potenziale sich durch diese neuen Technologien ergeben.

Gemeinsam mit den Ergebnissen der Studie »Strukturstudie BWe mobil 2011« ergibt sich so eine umfassende Einschätzung für das Gesamtsystem Elektromobilität in Baden-Württemberg, einschließlich aller Schnittstellen zur Infrastruktur, zu Fahrzeugflotten und nicht zuletzt zum Nutzer selbst.

Zentrale Ergebnisse der Studie

Die überarbeitete Studie konzentriert sich auf die Betrachtung zukünftiger Elektromobilitätslösungen und aller Schnittstellen, die für das Gesamtsystem Elektromobilität von Bedeutung sind, einschließlich der Energie- und Ladeinfrastruktur. Neben der Darstellung verschiedener Wege in die Elektromobilität von der Industrialisierung und Nutzung im Individualverkehr über den Einsatz in Flotten bis hin zu intermodalen Mobilitätskonzepten liegt ein starker Fokus auf der Analyse des Landes Baden-Württemberg und seiner Rolle bei der Weiterentwicklung und Etablierung der Elektromobilität. Hierfür wurden die Bereiche Informations- und Kommunikationstechnologie sowie Energie- und Ladeinfrastruktur einer Marktanalyse unterzogen, um die Ausgangslage des Landes sowie seine Innovationskraft für zukünftige Mobilitätslösungen in diesen wesentlichen Technologiezweigen darzustellen. Einen zentralen Stellenwert nehmen dabei die in Baden-Württemberg durchgeführten bzw. gegenwärtig laufenden Forschungsprojekte und Initiativen ein, die als ein wesentlicher Faktor bei der Gestaltung und Umsetzung des technologischen und gesellschaftlichen Wandels angesehen werden können. Folgende, ausgewählte Kernergebnisse1 wurden abgeleitet:

  1. IKT-Anwendungen spielen als Schnittstellentechnologie eine zentrale Rolle für zukünftige Mobilitätslösungen und das Gesamtsystem Elektromobilität. Sie machen eine reibungslose und effiziente Verknüpfung der Nutzerbedürfnisse, der Fahrzeuge sowie der Energie-, Lade- und Verkehrsinfrastruktur erst möglich.
  2. Eingebettete Telematik-Systeme erlauben eine mobile Datenübertragung zwischen Fahrzeug und Dienstanbieter und machen das Fahrzeug so zu einem mobilen Netzwerkknoten. In Kombination mit Smartphone-basierten IKT-Lösungen kann der Nutzer flexibel auf aktuelle Verkehrssituationen reagieren und intermodale Mobilitätsressourcen nutzen. In den kommenden Jahren wird der Markt für eingebettete Telematik-Systeme und Smartphone-basierte Dienste weiter stark wachsen, wobei das Umsatzvolumen primär für die Entwicklung eingebetteter Telematik-Systeme zu erwarten ist. Die Prognosen sehen vor allem für Baden-Württemberg mit seinen gut positionierten IKT-Herstellern Chancen für weiteres Beschäftigungswachstum.
  3. Elektrofahrzeuge steigern den Bedarf von IKT in Fahrzeugen und in der Infrastruktur weiter. Ein verstärkter Einsatz von IKT-Lösungen kann die Akzeptanz der Elektromobilität bei den Verbrauchern fördern und neue Wertschöpfungspotenziale generieren.
  4. Durch eine zunehmende Urbanisierung wachsen die Herausforderungen an die Verkehrsinfrastruktur in den Städten. IKT-Anwendungen wie Verkehrs- und Parkleitsysteme werden zukünftig verstärkt dazu beitragen, die Effizienz im Verkehrswesen zu steigern.
  5. Der Stellenwert des eigenen Automobils und der Fahrzeugbesitz pro Person nehmen bei jungen Menschen immer weiter ab. Carsharing-Angebote und intermodale Mobilitätslösungen gewinnen dagegen an Bedeutung. IKT-Systeme müssen für diese Bedürfnisse weiter ausgebaut sowie einfacher, flexibler und dadurch attraktiver gestaltet werden.
  6. Zentrale Schnittstellen für die Organisation zukünftiger Mobilität werden mobile Anwendungen auf der Basis von Smartphones sein. Die Infrastruktur hinter diesen Anwendungen wird in der Lage sein, dynamische intermodale Mobilitätsketten aufzubauen.
  7. Flotten eignen sich durch ihre große Anzahl an Fahrzeugen und die breite Palette an Einsatzmöglichkeiten als Katalysatoren für die Weiterentwicklung der Elektromobilität. Vor allem gemischte Fahrzeugflotten sind in der Lage, viele verschiedene Mobilitätsbedürfnisse der Flottennutzer abzudecken und mit einer gezielten Planung den Einsatz von Elektrofahrzeugen optimal zu steuern. Damit können Flottenbetreiber die durch die EU vorgegebenen CO2-Obergrenzen erreichen.
  8. Intermodalität erfordert IKT-Lösungen, die eine enge Abstimmung zwischen öffentlichen und privaten Akteuren ermöglichen. Insbesondere müssen dazu alle das Gesamtsystem der Mobilität betreffenden technischen Anforderungen und Wechselwirkungen sowie die organisatorischen Rahmenbedingungen berücksichtigt werden.
  9. Erfolgsentscheidend für die zukünftige Integration von Elektrofahrzeugen in Flotten wird es ein, Systemlösungen für das Management von Fahrzeugflotten auf einen Einsatz von Elektrofahrzeugen vorzubereiten. Baden-Württemberg arbeitet aktiv an dieser Aufgabe, sowohl im Schaufenster-Projekt »Integriertes Flottenladen« als auch im Spitzencluster-Projekt »eFlotten- und Lademanagement«.
  10. Der Wirtschaftsstandort Baden-Württemberg nimmt eine primäre Rolle im Bereich Flottenmanagementkompetenz ein. Der Markt für Flottenmanagementsysteme besitzt aufgrund einer niedrigen Durchdringungsrate in Fuhrparks heute noch ein geringes Umsatzvolumen, eröffnet aber Unternehmen zukünftig ein hohes Potenzial. Die Einführung von Elektromobilität in Flotten dürfte den Bedarf an Flottenmanagementsystemen steigern.
  11. Die Anforderungen an die Stromnetze steigen in Zukunft vor allem durch die zunehmende Einbindung dezentraler und zeitlich variabler erneuerbarer Energiequellen. Zur Effizienzsteigerung müssen Verbraucher, Erzeuger und Netzkomponenten in sogenannten Smart Grids vernetzt werden, was zu einer starken Verflechtung von Strom- und IKT-Netzen führt.
  12. Die deutschen Stromnetze könnten schon heute die Zahl von einer Million Elektrofahrzeugen verkraften. Um die Netze effizient auszunutzen und lokale Engpässe zu vermeiden, vor allem bei höheren Ladeleistungen, ist eine intelligent vernetzte Ladeschnittstelle auch für die Heimladung erforderlich.
  13. Die öffentliche Ladeinfrastruktur ist eine Schlüsselvoraussetzung für die Akzeptanz der Elektromobilität in der Bevölkerung. Baden-Württemberg hat hier bereits viel Arbeit geleistet. Im nächsten Schritt gilt es einen barrierefreien Zugang zwischen den Anbietern zu schaffen.
  14. Schnellladestationen werden heute als psychologisches Mittel gesehen, um Reichweitenängsten der Verbraucher entgegenzuwirken. Für eine Erweiterung der Fahrzeugreichweiten auf langen Strecken können Schnellladestationen in regelmäßigen Abständen beispielsweise an Autobahnen aufgestellt werden.
  15. Der Auf- und Ausbau der Ladeinfrastruktur ist nicht nur ein Treiber der Elektromobilität, sondern auch eine Chance für die Wirtschaft. Für die Herstellung, Installation und den Betrieb von Ladestationen wird das Wertschöpfungspotenzial bis 2020 weltweit deutlich ansteigen. Die gut aufgestellten und exportstarken Unternehmen in Baden-Württemberg können von dieser Entwicklung profitieren und zahlreiche neue Arbeitsplätze schaffen.
  16. Die Entwicklung der Elektromobilität hat begonnen und viele der damit verbundenen Herausforderungen an die IKT-, Energie- und Ladeinfrastruktur wurden bereits identifiziert. Baden-Württemberg ist mit seinen breit aufgestellten Unternehmen, den Forschungseinrichtungen im Bereich IKT und der Unterstützung der Landesregierung schon heute gut positioniert und wird diesen Weg durch zahlreiche Forschungsinitiativen und Modellregionen aktiv mitgestalten. Das prognostizierte Wachstum bietet hier Chancen für eine zukünftige Wertschöpfungssteigerung, wodurch zahlreiche neue Arbeitsplätze geschaffen werden können.

1Fraunhofer IAO (2013): Systemanalyse BWe mobil 2013 - IKT- und Energieinfrastruktur für innovative Mobilitätslösungen in Baden-Württemberg, 2. geänd. Aufl.

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