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Tomi Engel
Grundlagen der Elektromobilität
München - 03.05.2010
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Elektromobilität
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Elektromobilität
Warum?
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Warum?
Klimawandel?
Luftreinhaltung?Fahrspaß?
Technologischer Durchbruch?
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“Eigentlich ist das hier eine Wirtschaftskonferenz, bei der es doch nur um den schon längst fälligen Umbau unseres Energiesystems geht."
Nobuo TanakaChef der IEA
Quelle: Spiegel Online, 18.12.2009 - Bericht aus Kopenhagen - COP15
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50 -
70%
Ver
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Fossile Struktur - 3 Sektoren
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Strom Wärme Verkehr
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Fossile Struktur - 3 Sektoren
Strom Wärme Verkehr
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Ver
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Umstellung auf Erdgas?
Norwegen
Mrd m3
Niederlande
Italien
Deutschland)
LNG Importe LNG: + 5 % p. a. bis 2025
Importe ausRussland, Nordafrika(konst bis 2020Ab 2020 – 5% p.a.)
History Prediction
UK
ErdgasOman 01
Jemen 01Norwegen 01
Australien 2000
Ukraine 70
Mb/Tag
Indonesien 77
Indien 95
Gabun 97
Argentinien 98Malaysia 97
Kolumbien 99Ekuador 99
Deutschland 67
Österreich 55
Rumänien 76
Mexiko 04
Ägypten 93
Syrien 95
Kanada (konv.) 74
Venezuela 98/68
Dänemark 04
Jahr
Nigeria 05Russische Föd. 07
USA (48 Staaten) 70
Großbritannien 99
Alaska 89
Vietnam 04
USA-Tiefsee 03
Ölproduktion außerhalb der OPEC
Quelle: LBST GmbH - Stand 05.2008
Erdöl
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det sich auch in vielen unabhängigen Statistiken.
Viele Staaten mit FörderrückgangBetrachten wir auf Basis der Informati-
onen aus den Förderstaaten selbst noch-mals wichtige Entwicklungen in den Öl-fördergebieten, so wurde der „Club der Staaten nach dem Fördermaximum“ um einige Mitglieder bereichert. Seit dem Fördereinbruch des weltgrößten Off-sho-re-Ölfeldes Cantarell im Jahr 2004 ist es unstrittig, dass die mexikanische Förde-rung deutlich zurückgeht. Im vergange-nen Jahr um 5,5% von 3,68 auf 3,48 Mb/Tag. Der Ölverbrauch des Landes ist sogar noch leicht gestiegen, so dass die Exporte wesentlich stärker als die Förde-rung zurückgingen. Dies ist ein wichtiger oft übersehener Aspekt: Die Ölexporte der großen Förderstaaten gehen nach Über-schreiten des regionalen Fördermaximums stärker als die Förderung zurück, da die steigenden Deviseneinnahmen im Land selbst noch für wirtschaftliche Prosperität sorgen, solange überhaupt noch Öl ex-portiert wird. Erst danach kippt die Situa-tion schlagartig, wie auch Großbritannien oder Indonesien in den letzten Jahren schmerzlich lernen mussten.
Weitere Club-Mitglieder wurden Nigeria (2005), der Jemen (Fördermaximum 2006), Vietnam (2003) und als jüngstes „Mitglied“ Russland. Vermutlich im Au-gust 2007 erlebte Russland die höchste Ölförderung seit dem Zusammenbruch der Sowietunion. Inzwischen ist sie etwa um 2 Prozent gefallen. Insbesondere vom Präsidium der russischen Ölfirma Lukoil wurde bestätigt, dass 2008 die Förderung niedriger liegen werde.
In Alaska geht die Förderung mit dem Rückgang des größten Ölfeldes Prudhoe Bay einher. Der Golf von Mexiko (GOM) bleibt deutlich hinter den vor ein paar Jahren geschürten Erwartungen zurück. Heute sieht es so aus, als ob auch dort das Fördermaximum bereits vor einigen Jahren überschritten wurde. Die Ölsand-förderung in Kanada wird zögerlich aus-geweitet. In Europa wurde der Förder-rückgang der Nordsee kurzzeitig, v.a. durch den Förderbeginn des vor einigen Jahren entdeckten Feldes Buzzard gestoppt. Zusammen mit Norwegen und Dänemark hat dies den gemeinsamen Förderrückgang Europas jedoch nicht stark beeinträchtigt.
Die westlichen ÖlkonzerneEin oft in seiner Bedeutung unter-
schätztes Indiz bietet die Analyse der
VORSCHAU: SEPTEMBER-OKTOBER 2008 | SONNENENERGIE
Prognosen und Entwicklung des Ölpreises
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20
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WEO 1998 ($1996)WEO 2002 ($2000)WEO 2004 ($2002)WEO 2005 ($2004)WEO 2005 low invest ($2004)WEO 2006 ($2005)WEO 2007 ($2006)
1990 2000 2010 2020 Jahr
Juli 2008 Oktober 2008
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le: A
SPO
Deut
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Oman 01
Jemen 01Norwegen 01
Australien 2000
Ukraine 70
Die Ölförderung der Staaten nach dem Fördermaximum
Datenquelle: historische Daten IHS-Energy 2006;soweit verfügbar, wurden Daten von Firmen und nationalen Institutionen benutzt (z.B. PEMEX, Petrobras ; Abare, NPD, DTI, ENS(Dk), NEB, RRC, US-EIA),Mai 2008 Analyse and Daten für 2007 :soweit möglich auf obigen Quellen basierend, Werte für kleine Staaten geschätzt, LBST, Mai 2008
Mb/Tag
Indonesien 77
Indien 95
Gabun 97
Argentinien 98Malaysia 97
Kolumbien 99Ekuador 99
Deutschland 67
Österreich 55
Rumänien 76
Mexiko 04
Ägypten 93
Syrien 95
Kanada (konv.) 74
Venezuela 98/68
Dänemark 04
Jahr
Nigeria 05Russische Föd. 07
USA (48 Staaten) 70
Großbritannien 99
Alaska 89
Vietnam 04
USA-Tiefsee 03
Bild 2: Club der Länder die Ihr Fördermaximum überschritten haben ist in den letzten Jahren um weitere namhafte Mitglieder angewachsen: Mexiko, Nigeria, Russland, ...
Bild 1: Die reale Ölpreisentwicklung (schwarz) hat sich nicht an die optimistischen Prognosen der Internationalen Energieagentur (IEA) halten wollen. Die extremen
Rohölförderung in Alaska: Prognose und Realität
Datenquelle: Department of Natural Resources, Division of Oil and Gas 2000 Annual Report ; aktuelle Daten: EIA Mai 2008
Aktuelle Daten (EIA 5/2008)
Prudhoe Bay
McArthurRiver
Kuparuk
Endicott
Point McIntyre
Alpine
Liberty
Northstar
Prudhoe Bay Satellite
Milne
Mb/Jahr
Jahr
Bild 3: Die Produktionskurve des US-Bundesstaates Alaska ist typisch für die weltweite Produktion. Wenn die dominanten Produktionsregionen (hier Prudhoe Bay) kollabieren ist dies mit den verbleibenden, kleinen Erdölquellen meist nicht mehr auszugleichen.
Ölproduktion außerhalb der OPEC
Quelle: LBST GmbH - Stand 10.2008
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“Wir sollten aufhören darüber nachzudenken, was der Nahe Osten produziert —Wir sollten darauf schauen, was derNahe Osten verbraucht."
Jeff Rubinehem. Chefökonom von CIBC World Markets(Canadian Imperial Bank of Commerce)
Quelle: “The Business of Climate Change”, Januar 2010
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Fossile Struktur - 3 Sektoren
Strom Wärme Verkehr
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Umstellung auf Erdgas?
Norwegen
Mrd m3
Niederlande
Italien
Deutschland)
LNG Importe LNG: + 5 % p. a. bis 2025
Importe ausRussland, Nordafrika(konst bis 2020Ab 2020 – 5% p.a.)
History Prediction
UK
ErdgasOman 01
Jemen 01Norwegen 01
Australien 2000
Ukraine 70
Mb/Tag
Indonesien 77
Indien 95
Gabun 97
Argentinien 98Malaysia 97
Kolumbien 99Ekuador 99
Deutschland 67
Österreich 55
Rumänien 76
Mexiko 04
Ägypten 93
Syrien 95
Kanada (konv.) 74
Venezuela 98/68
Dänemark 04
Jahr
Nigeria 05Russische Föd. 07
USA (48 Staaten) 70
Großbritannien 99
Alaska 89
Vietnam 04
USA-Tiefsee 03
Ölproduktion außerhalb der OPEC
Quelle: LBST GmbH - Stand 05.2008
Erdöl
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10.000
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40.000
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1965
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1989
1992
1995
1998
2001
2004
2007
2010
2013
2016
2019
2022
2025
2028
Source: Historic data: BP Statistical Review of World Energy
Peak der Exporte!
+4% p.a.
Eigenverbrauch
Exporte
Mb/d
Entwicklung der Erdöl"export"-Länder
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“Lassen Sie uns dafür Sorgen, dass uns die Ölkrise nicht so unvorbereitet trifft, wie es bei der Kreditkrise dar Fall war."
Sir Richard Charles Nicholas BransonCEO der Virgin Gruppe
Quelle: The Guardian, 10. Februar 2010
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Erdölrealität in England … Angebot
Industry Taskforceon Peak Oil & Energy Security
37
February 2010
sources seem very unlikely to occur within the next few years.
When these sources do eventually come on stream, it will be a question of whether the depletion of existing
wells will have reduced flow-rates at that stage by more than the increase from the incremental finds. The expert Opinion A offered in Section 3 concludes that this will, indeed, be
the case. According to this analysis, peak extraction capacity will be reached within the next few years (if it hasn’t already been reached). Against the background of rising world (non-OECD) demand, this can only mean that oil prices will rise well beyond current levels, and remain high until extraction rates can be increased to meet these rising levels of demand.
So, the ‘crunch’ is most likely upon us. Massive, easily accessible, new finds could restore the medium-long term outlook (5-10 years), but there is little that can be seen that will prevent the short-term problem other than the continued contraction of demand in the OECD nations and an immediate flattening of demand in the non-OECD countries.
This combination may allow prices to ease in the immediate future (2-3 years), but the long-term trend of growth in demand from the non-OECD countries looks set to overtake this temporary decline comfortably within the next five years. In the longer term, the IEA’s prediction is that global demand will reach 105Mb/d by 2030 (a figure that is well beyond our current expectations of the world’s ability to deliver). However, in our view, this figure could easily be exceeded. A few simple calculations serve to underline this suggestion.
The current global split of oil usage is shown in Fig 2.6. We can make some simple predictions for the likely rise in demand within each of the main categories of use, as follows.
Fig 6.3 The import and export of oil from the UK. (Source: DUKES)
-1,500
-1,000
-500
0
UK production and net trade (kb/d)
1,500
2,000
1994 1998 2002 2004 20081990 2000year
1,000
500
200619961992
net exports
indigenous use
net imports
Fig 6.4 UK consumption of oil by sector. (“air transport” covers total inland deliveries in the UK to international and other airlines, British and foreign Governments including armed services, and for private flying.) (Source: DUKES)
0
200
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consumption (kb/d)
1,200
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1,000
800
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1,400
other
industry
air transport
road transport
water transport
rail transport
domestic
Quelle: “The Oil Crunch” Report, 10. Februar 2010
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Erdölrealität in England … Nachfrage
Quelle: “The Oil Crunch” Report, 10. Februar 2010
Industry Taskforceon Peak Oil & Energy Security
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sources seem very unlikely to occur within the next few years.
When these sources do eventually come on stream, it will be a question of whether the depletion of existing
wells will have reduced flow-rates at that stage by more than the increase from the incremental finds. The expert Opinion A offered in Section 3 concludes that this will, indeed, be
the case. According to this analysis, peak extraction capacity will be reached within the next few years (if it hasn’t already been reached). Against the background of rising world (non-OECD) demand, this can only mean that oil prices will rise well beyond current levels, and remain high until extraction rates can be increased to meet these rising levels of demand.
So, the ‘crunch’ is most likely upon us. Massive, easily accessible, new finds could restore the medium-long term outlook (5-10 years), but there is little that can be seen that will prevent the short-term problem other than the continued contraction of demand in the OECD nations and an immediate flattening of demand in the non-OECD countries.
This combination may allow prices to ease in the immediate future (2-3 years), but the long-term trend of growth in demand from the non-OECD countries looks set to overtake this temporary decline comfortably within the next five years. In the longer term, the IEA’s prediction is that global demand will reach 105Mb/d by 2030 (a figure that is well beyond our current expectations of the world’s ability to deliver). However, in our view, this figure could easily be exceeded. A few simple calculations serve to underline this suggestion.
The current global split of oil usage is shown in Fig 2.6. We can make some simple predictions for the likely rise in demand within each of the main categories of use, as follows.
Fig 6.3 The import and export of oil from the UK. (Source: DUKES)
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UK production and net trade (kb/d)
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Fig 6.4 UK consumption of oil by sector. (“air transport” covers total inland deliveries in the UK to international and other airlines, British and foreign Governments including armed services, and for private flying.) (Source: DUKES)
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“Wir sagen den Regierungen dieser Welt, dass der Energiepfad, auf dem wir uns befinden, nicht nachhaltig ist."Fatih Birol
Chefökonom der IEA
Quelle: The Guardian, 15.12.2008,
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Fossile Struktur - 3 Sektoren
Strom Wärme Verkehr
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Solare Struktur ... Effiziente Netzwerke
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Verkehr
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Solare Struktur ... Effiziente Netzwerke
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Solare Struktur ... Effiziente Netzwerke
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Solare Struktur ... Effiziente Netzwerke
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Elektromobilität ?
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Die E-Fahrzeugklassen
Pedelec,E-Bike
Scooter, Motorrad
E-Mobil E-Auto
Elektrobus Straßenbahn Schiffe, ...Eisenbahn
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Die E-Fahrzeugklassen
Pedelec,E-Bike
Scooter, Motorrad
E-Mobil E-Auto
Elektrobus Straßenbahn Eisenbahn
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Die E-Fahrzeugklassen ... Motorenleistung
Pedelec,E-Bike
Scooter, Motorrad
E-Mobil E-Auto
Eisenbahn
5.000 kWpeak0,2 kWpeak
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Die E-Fahrzeugklassen ... Kenndaten
Pedelec,E-Bike
Scooter, Motorrad
E-Mobil E-Auto
Batteriekapazität
0,2 bis 2 kWh 2 bis 5 kWh 5 bis 15 kWh 15 bis 50 kWh
Batteriegewicht
2 bis 15 kg 20 bis 50 kg 50 bis 150 kg bis 400 kg
0,2 kWpeak 2 bis 20 kWpeak 5 bis 20 kWpeak ab 20 kWpeak
Motorenleistung
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Die E-Fahrzeugklassen ... Kenndaten
Pedelec,E-Bike
Scooter, Motorrad
E-Mobil E-Auto
E-FahrzeugeLeichtelektrofahrzeuge
Fahrzeuggewicht
ca. 30 kg ca. 150 kg 300 kg ca. 1.200 kg
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Die E-Fahrzeugklassen ... Kenndaten
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Fahrzeuggewicht
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Die E-Fahrzeugklassen ... Kenndaten
Pedelec,E-Bike
Scooter, Motorrad
E-Mobil E-Auto
E-FahrzeugeLeichtelektrofahrzeuge
Gleichstrom
Wechselstrom
12 bis 48 V
230 bis 400 V
bis 500 V
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Die E-Fahrzeugklassen ... Kenndaten
Pedelec,E-Bike
Scooter, Motorrad
E-Mobil E-Auto
E-FahrzeugeLeichtelektrofahrzeuge
Gleichstrom
Wechselstrom
12 bis 48 V
230 bis 400 V
bis 50 kW
0,1 bis 3 kW
3 bis 40 kW
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3 bis 40 kW?Elektrische Infrastruktur ist so einfach ...
bis 3 kW
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“Flächendeckend verfügbar ist nur die Haushaltssteckdose!"
Merke!
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“Ohne (flexible) Standards wird öffentliche Infrastruktur unmöglich!"
Merke!
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Die E-Fahrzeugklassen ... Stromkosten
Pedelec,E-Bike
Scooter, Motorrad
E-Mobil E-Auto
ca. 0,2 kWh/Tag
Energieverbrauch ... bei 30 km/Tag
ca. 2 kWh/Tag ca. 2 kWh/Tag ca. 6 kWh/Tag
Energiekosten ... bei 0,2 !/kWh
ca. 0,04 !/Tag ca. 0,4 !/Tag ca. 0,4 !/Tag ca. 1,2 !/Tag
max. 15 !/Jahr ca. 150 !/Jahr ca. 150 !/Jahr ca. 450 !/Jahr
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Die E-Fahrzeugklassen ... Stromkosten
Pedelec,E-Bike
Scooter, Motorrad
E-Mobil E-Auto
ca. 0,2 kWh/Tag
Energieverbrauch ... bei 30 km/Tag
ca. 2 kWh/Tag ca. 2 kWh/Tag ca. 6 kWh/Tag
Energiekosten ... bei 0,2 !/kWh
ca. 0,04 !/Tag ca. 0,4 !/Tag ca. 0,4 !/Tag ca. 1,2 !/Tag
max. 15 !/Jahr ca. 150 !/Jahr ca. 150 !/Jahr ca. 450 !/Jahr
!Achtung
Umsatz
ist nicht
Gewinn
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Die E-Fahrzeugklassen ... Stromkosten
Gewinn … 10%?
max. 1 !/Jahr ca. 15 !/Jahr ca. 15 !/Jahr ca. 45 !/Jahr
Pedelec,E-Bike
Scooter, Motorrad
E-Mobil E-Auto
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ist nicht
Gewinn
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Elektromobilitätund das Elektroauto
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Elektromobilitätund das Elektroauto
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Plug-in Hybrid … Baujahr 2002
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Plug-in Hybrid … Baujahr 2002
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CityEl
Twike
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TW4XP
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3,94 mQuelle: www.juwi.de
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3,94 m
Tesla RoadsterPersonen:! 2Geschwindigkeit:! 200 km/hReichweite:! 400 kmAntrieb:! ElektroVermarktung:! USStatus:! Kleinserie
Quelle: www.teslamotors.com
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Modec LKWZuladung:! 2000 kgGeschwindigkeit:! 80 km/hReichweite:! min. 160 kmAntrieb:! ElektroVermarktung:! EnglandStatus:! Kleinserie
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3,12 mQuelle: www.think.no
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Th!nk CityPersonen:! 2 (+2)Geschwindigkeit:! 100 km/hReichweite:! 180 kmAntrieb:! ElektroVermarktung:! (NO-UK)Status:! Kleinserie
2,99 mQuelle: www.think.no
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3,54 mQuelle: MES-DEA und www.e-mobile.ch
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MES-DEA “Panda”
Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 110 km/hReichweite:! 120 kmAntrieb:! ElektroVermarktung:! SchweizStatus:! Kleinserie
3,54 mQuelle: MES-DEA und www.e-mobile.ch
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Mitsubishi i-EVPersonen:! 4Geschwindigkeit:! 130 km/hReichweite:! 160 kmAntrieb:! ElektroVermarktung:! JapanStatus:! Feldtest
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Nissan LEAFPersonen:! 5Geschwindigkeit:! 140 km/hReichweite:! 160 kmAntrieb:! ElektroVermarktung:! JapanStatus:! Vorserie
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Toyota PHEVPersonen:! 5Geschwindigkeit:! 160 km/hReichweite (EV-Mode):! 30 kmAntrieb:! Plug-In-HybridVermarktung:! weltweit?Status:! Feldtest
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Quelle: auto.pege.org
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Quelle: auto.pege.org
BYD F3DMPersonen:! 5Geschwindigkeit:! 160 km/hReichweite (EV-Mode):! 100 kmAntrieb:! Plug-In-HybridVermarktung:! China ?Status:! Prototyp
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ElektromobilitätPerspektiven?
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Stromerzeugung aus Photovoltaik (in D)
0,1 GW
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Stromerzeugung aus Photovoltaik (in D)
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Stromerzeugung aus Photovoltaik (in D)
10 Jahre passiert "nix"
... dann "explodiert" der Markt
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Stromerzeugung aus Photovoltaik (in D)
0 GW 10 GW 40 GW 100 GW ?0,1 GW
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Elektromobilität in Deutschland ?
5
Mill
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n E-
Fahr
zeug
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2010 2020 20302000
10
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Elektromobilität in Deutschland ?
5
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n E-
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2010 2020 20302000
10
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10 Jahre passiert "nix"
1 Mio.0 Mio.
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Elektromobilität in Deutschland ?
5
Mill
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2010 2020 20302000
10
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10 Jahre passiert "nix"
1 Mio.0 Mio.
"nix" =die unumkehrbare
Entscheidung für die Massenproduktion
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500.000.000 !Konjunkturförderung 2009 bis 2011
1.000.000Fahrzeuge bis 2020
8Modellregionen
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Modellregion "Kathmandu"
... 2009
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1. Die Technik war schon 1970 "tauglich"
2. E-Fahrzeuge sind (bis auf weiteres) keine "Renn-Reise-Limousinen"
3. Peak-Oil und die Benzin-Rationierung schafft den Markt
4. E-Mobilität wird nicht billiger sein ... aber nachhaltiger und kalkulierbarer!
5. E-Mobilität braucht keine 4 Räder!
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“Es gibt (bisher) kein Geschäftsmodell für den reinen Betrieb von Stromtankstellen!”
Merke!
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“Öffentliche Infrastruktur muss Vorteile bieten, sonst wird sie nicht genutzt!"
Merke!billigere Energie, Lösung für Langstreckenfahrten, ...
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“Die Zukunft gehört den Mobilitätsdienstleistungen!"
Merke!km nicht kWh
