Mobilitás és Környezet Konferencia Magyar Tudományos Akadémia Budapest, 2012. január 23.
Az elektromobilitás kritikus kérdései
Dr. Hanula Barna
3 1
2
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
„Stand der Technik“ – Projektion Treibhausgasemissionen Deutschland 2004-2030* •
In Mt CO2e
*Bei Beibehaltung Kernkraftausstieg **Klimaadjustiert für 2004. Temperaturkorrektur auf Basis Gradtage
Source: McKinsey
3
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Global GHG abatement cost curve beyond business-as-usual 2030
Source: McKinsey
4
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Energiesektor: Vermeidungskostenkurve Deutschland 2020*
Source: McKinsey
5
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Industriesektor: Vermeidungskostenkurve Deutschland 2020
Source: McKinsey
6
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Gebäudesektor: Vermeidungskostenkurve Deutschland 2020
Source: McKinsey
7
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Transportsektor: Vermeidungskostenkurve Deutschland 2020
Source: McKinsey
8
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Capital intensity by abatement measure
Source: McKinsey
9
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Lock-in into high-carbon infrastructure
Source: McKinsey
1 0
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
CO2 Limitation Forecast worldwide GHG Emission for Passenger Vehicle by Country
2020 US fuel economy mirrors Europe and Japan fleet of today Global issue, global OEMs, global solutions Europe is leading the battle CO2 legislation is opening doors for new technologies
Source: Feb. 2009 CSM Automotive Market Foresight, “CO” Reduction Solutions”
1 1
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Several players have to be a part in the game...
Source: Siemens
1 2
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
Begin of standardisation
2012. 01. 23
1 3
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
THEORIE: ENERGIETRÄGER FÜR 0,5 kWh
Tafel Schokolade: 85 g
Benzin: 55 g
Lithium Ionen: 5.263 g Source: AVL
1 4
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
PRAXIS: UM 0,5 kWh ENERGIE ZU ERZEUGEN BENÖTIGT MAN…
Tafel Schokolade: 85 g
Benzin: 165 g
Lithium Ionen: 14.620 g (@40% SOC range) Source: AVL
1 5
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Az áram előállítási költsége ma:
2,5-6 ct/kWh Mennyibe kerül a tárolása egy lítium-ion akkumulátorban?
1 6
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Mennyibe kerül a tárolása egy lítium-ion akkumulátorban?
1 kWh-s lítium-ion akkumulátor perspektivikus ára: 200 € Maximális élettartama: 10 év Maximális ciklusszáma (200 munkanap/év): 2000 Tényleges kihasználható kapacitása: 0,4-(0,5) kWh Így 1 kWh tárolási költsége > 20 ct
1 7
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Shell Scenarios
Source: Shell
1 8
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Indicative Order of Magnitude of Energy Resources
Source: Shell
1 9
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
World Hydrocarbon Resources
Source: Shell
2 0
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Options for Transport Fuels
Source: Shell
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Passenger Car Sales Germany 2007 vs. 2006 New Car Sales Germany 2007 vs. 2006 by CO2 Emission class
CO2 Emission –g/km
2 1
Clear consumer trend towards more fuel efficient vehicles already in 2007 (not only in Europe but also worldwide)
This trend will increase during the next years
Fuel economy / CO2 will become Source: AID / KBA
the key buying factor with passenger cars
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
CO2 Penalties according to EU Legislation 21470
Porsche
17905 8170
DC 3560
7220 3655 6840
Nissan
3275 6175
Hyundai
2610 6460
VW
2895
Ford
2800
Slow Follower have to change their complete Range of Products by the End of the Decade
6365 5795
GM
2230
Honda
2230
5795 5130 1565
Rather invest into new Technologies than in Penalties!
4845 1280 4370
Fiat
805
PSA
805
Penalty per Vehicle by Brand [EURO]*
00 0 22
00 0 20
00 0 18
00 0 16
00 0 14
00 0 12
00 0 10
00 80
00
00 60
20
00
4370
40
Renault
System (conventional proposedPowertrain) legislation 2015 Optimization as Key? – the Engine alone cannot fulfil Future Requirements
7125
Mazda
Toyota
proposed legislation 2020
4605
BMW
0
2 2
* Based on Vehicle Sales & average CO2 Emission in 2007
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Technology OEM On-Cost vs. Benefit (related to Gasoline)
4.000 €
OEM On-Costs
2 3
On-Costs 3.500 €
Stop / Start Mild HEV Full HEV Conv.Diesel Conventional Gasoline in Conventional Functionality (Gasoline) (Gasoline) Technology Changes Gasoline Powertrain leads to Parallel Full Hybrid limited Improvement in FC and CO 2-Reduction - only Near Reference 250 € 1300 € 3400 € 2000 $ (Gasoline) Term Solution
€ Fuel3.000 Consumption Potential
Reference -5 %for the lowest -15 % Cost -25 % OEMs are looking per%Benefit -27 Ratio
Cost/Benefit Ratio 2.000 € (FC)
Diesel Low Cost/Benefit Ratio @ Stop / Start Functionality, but Reference 50 € / % 87 € / % 136 € / % 74 € / % limited Improvement Parallel Mild Hybrid
2.500 €
1.500 €
(Gasoline) Best Cost/Benefit Ratio @ Mild Hybrid (today) compared Stop/Start CO2 Emission 1.000 € Reference % -15% -25% -19% to conventional-5Diesel Technology Reduction Potential 500 €
Cost/Benefit Ratio 0€ (CO2 Reduction) 0% Total Cost/Benefit Gasoline Ratio
Higher Energy Demand and higher Battery Costs for Full Hybrid leads to Reference 50 high € / % Cost/Benefit 87 € / % Ratio. 136 €Situation /% 105might €/% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% change in Future. Reference 50 € / % Conventional Changes is Gasoline Engine
Fuel Consumption Potential 87 € / % 136 € / % 90 € / %
2 4
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Degree of Electrification – Near Term Expectations Pure ICE
Electric Vehicle
Fleet distribution (%)
1%
100%
Degree of Electrification Source: AVL
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Degree of Electrification – Near Term Expectations Electric Vehicle
1%
Fullhybrid / Powersplit
EV + Range Extender
Fleet distribution (%)
Mildhybrid
Pure ICE Microhybrid
2 5
100%
Degree of Electrification Source: AVL
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Degree of Electrification – Vision 2025 Electric Vehicle
1%
EV + Range Extender
Fleet distribution (%)
Powersplit Hybrid
Pure ICE Parallel Hybrid
2 6
100%
Degree of Electrification Source: AVL
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Degree of Electrification – Vision 2025 Electric Vehicle
1%
EV with extended range, less cost but same performance
Pure Range Extender e.g. GM Volt
EV + Range Extender
Based on conv. powertrain with mainly electric driving
Direct Drive e.g. VW Twin drive
Fleet distribution (%)
Powersplit Hybrid
Pure ICE Parallel Hybrid
2 7
100%
Degree of Electrification Source: AVL
2 8
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
2012. 01. 23
Range Extender – Cost Comparison € 25.000
AER = All Electric Range
€ 22.500
AER pure EV
€ 20.000 € 17.500 € 15.000 € 12.500
AER with RE
12.200 € Saving
€ 10.000 € 7.500
RE Cost
5.400 € Saving
€ 5.000
RE Cost
Total Range with RE
€ 2.500 €0
> 300
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
Source: AVL
2 9
3 1
Mobilitás és Környezet konferencia
The future Powertrain will be Different…
2012. 01. 23
TAMOP-4.2.1/B-09/1/KONV-2010-0003
Mobilitás és környezet Járműipari, energetikai és környezeti kutatások a Közép- és Nyugat-Dunántúli Régióban A projekt a Magyar Állam és az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.
Nemzeti Fejlesztési Ügynökség www.ujszechenyiterv.gov.hu 06 40 638 638
Köszönöm megtisztelő figyelmüket!