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Bewertung der Praxistauglichkeit und Umweltwirkungen von Elektrofahrzeugen. Abschlussbericht

Innovative Antriebe und Fahrzeuge - Elektro-Pkw und Nutzfahrzeuge
 
: Held, Michael; Graf, Roberta; Wehner, Daniel; Eckert, Stefan; Faltenbacher, Michael; Weidner, Simone; Braune, Oliver

:
Fulltext (PDF; )

Berlin: BMVI, 2016, 135 pp.
German
Report, Electronic Publication
Fraunhofer IBP ()

Abstract
Die Arbeitsgruppe "PKW & Nutzfahrzeuge" bewertet die Praxistauglichkeit und die Einsatzreife von 1.286 batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) und Plug- In-Hybriden (PHEV) innerhalb von realen Demonstrationsvorhaben anhand konkreter Einsatzkontexte und im Zusammenspiel mit der Ladeinfrastruktur. Der Schwerpunkt des vorliegenden Berichts liegt maßgeblich auf der anwendungsorientierten und ökologischen Bewertung der in den unterschiedlichen Kontexten verwendeten Fahrzeuge. Dabei sind die Bewertungskategorien Praxistauglichkeit, Leistungsprofil und Umweltwirkungen mit Hilfe der Betriebsdaten von insgesamt 735 Elektro-Fahrzeugen und den Ladedaten von 440 Fahrzeugen untersucht und interpretiert worden. Je nach Einsatzkontext (Privatnutzung, Dienstwagen, kommunale und gewerbliche Fahrzeugflotten, Carsharing u. a.) konnten Jahresfahrleistungen von etwa 4.600 bis 11.900 km/a erreicht werden. Die ermittelten Nutzungsdaten ermöglichen es zudem, den Energieverbrauch der Fahrzeuge unter realen Nutzungsbedingungen zu analysieren und die wichtigen Einflussfaktoren abzuleiten. Im Durchschnitt lag der Energieverbrauch bei den PKW zwischen 14,2 (Minis BEV) und 20,5 kWh/100 km (Mini-Vans PHEV) bzw. bei den Nutzfahrzeugen zwischen 23 (Kastenwagen) und 32 kWh/100 km (LKW). Daraus ergeben sich in manchen Segmenten Abweichungen von über 50 % im Vergleich zu den gemittelten NEFZ-Normverbrauchswerten, womit Elektrofahrzeuge in etwa vergleichbare Abweichungen zwischen Real- und Normverbrauch wie konventionell angetriebene Fahrzeuge aufweisen. Der Energieverbrauch der Fahrzeuge ist neben der Fahrweise stark von den Außentemperaturen abhängig und nimmt vor allem bei sehr niedrigen und sehr hohen Temperaturen infolge der dann notwendigen Heizung und Klimatisierung der Fahrzeuge merklich zu. Unter Extrembedingungen (etwa bei starken Minusgraden) können Reichweiteneinbußen von über 50 % auftreten. Um diesem Umstand entgegenzuwirken, wären eine angepasste und effiziente Fahrweise und vor allem im Winter eine Vorkonditionierung der Fahrzeuge kurz vor der Abfahrt mögliche Handlungsoptionen. Die Ladeverluste zwischen Ladeinfrastruktur und Fahrzeug stellen ein weiteres Kriterium für die Effizienz der Gesamtnutzung dar. Die im Bearbeitungszeitraum ermittelten Ladeverluste vom Ladepunkt bis zum Antriebsstrang liegen bei rund 13 %. Dabei korrigieren die ermittelten Werte die bisherigen Literaturwerte im Bereich von 20 % deutlich nach unten. In der Gesamtbetrachtung der Daten stellte sich heraus, dass die elektrischen Reichweiten der Fahrzeuge im Alltagsbetrieb der Flottenversuche bei Weitem nicht ausgereizt werden. Die Ergebnisse der Langzeitdatenerfassung zeigen ein dynamisches Zusammenspiel zwischen einer Vielzahl von Einflussfaktoren, was zu einer großen Bandbreite der Umweltwirkungen von Elektrofahrzeugen führt. Das Treibhauspotential als Messgröße für den Klimawandel hängt hierbei vor allem von der Batteriekapazität, der tatsächlich erreichten Lebenslaufleistung, dem elektrischen Fahranteil (bei PHEV) und dem verwendeten Strom- Mix beim Ladestrom ab. Ab welcher Laufleistung dieser Break-Even-Punkt erreicht wird, hängt dabei stark vom Umweltprofil des bezogenen Ladestroms der Fahrzeuge ab. Im Falle des Treibhauspotentials erreichen Kompaktwagen BEV mit Ladestrom aus dem deutschen Netzstrom-Mix den Break-Even-Punkt im Vergleich zu Benzinfahrzeugen bereits nach einer Gesamtfahrleistung von etwa 60.000 km und von etwa 125.000 km im Vergleich mit Dieselfahrzeugen. Bei PHEV liegen die Break-Even-Punkte schon bei etwa 25.000 km und 55.000 km. Dies entspricht bei der angenommenen Fahrzeugnutzungsdauer von 12 Jahren einer Jahreslaufleistung von 5.000 bzw. 10.000 km für BEV, also rund 15 bis 30 km täglicher Fahrstrecke. Wenn Ökostrom als Ladestrom genutzt wird, reichen bereits Fahrleistungen von 4 bis 10 km pro Tag bzw. Jahreslaufleistungen zwischen 1.250 km und 3.500 km für eine positivere Klimabilanz als bei konventionell angetriebenen Fahrzeugen aus. Da Literaturwerte zum Mobilitätsverhalten durchaus höhere durchschnittliche Jahresfahrleistungen in Deutschland angeben, kann für das Treibhauspotential potentiell auf ein Erreichen der Break-Even-Punkte geschlossen werden. Die zukünftige Entwicklung des deutschen Netzstrom-Mix lässt die Voraussage zu, dass sich die Umweltwirkungen der Stromerzeugung durch die fortschreitende Energiewende verringern werden und dass sich somit auch die Klimawirkungen von Elektrofahrzeugen weiter reduzieren werden.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-389565.html