Der Bereich Mobilität ist für die Wirtschaft und den Wohlstand in Deutschland immens wichtig. Das Verkehrsaufkommen ist in den vergangenen Jahren aber immer weiter gestiegen. CO2-Emissionen haben negative Auswirkungen auf die Umwelt. Durch den Klimawandel liegt der Fokus immer mehr auf Elektromobilität, um die CO2-Emissionen langfristig senken zu können. Für den Wandel müssen innovative Mobilitätskonzepte und -lösungen entwickelt werden, die sich auf die Menschen, die Infrastruktur und die Fahrzeuge beziehen. E-Mobilität für Elektrofahrzeuge ist ein wichtiger Baustein, um das System nachhaltig anpassen zu können. Diese Mobilitätskonzepte werden auch als Leuchtturmprojekte der Elektromobilität bezeichnet. Das Besondere an diesen Projekten ist, dass diese sich nicht nur positiv auf die Umwelt, sondern auch auf die Wirtschaft auswirken. An den Leuchtturmprojekten sind zahlreiche Firmen und Unternehmen aus Deutschland beteiligt. Innovative Lösungen und Technologien können zum Erreichen der Klimaziele beitragen und schaffen gleichzeitig viele Arbeitsplätze. Leuchtturmprojekte der Elektromobilität sind die wichtigsten und bedeutendsten Innovationen und Entwicklungen, die zur Senkung der Kosten oder für den Fortschritt wichtig sind. Die wichtigsten Bereiche der Leuchtturmprojekte für E-Fahrzeuge sind Leichtbaufahrzeuge, Ressourceneffizienz und Recycling-Prozesse, Kommunikations- und Informationstechnologie, Mobilitätskonzepte, Netzintegration, Ladeinfrastruktur, Energiespeicherung und Antriebstechnik. Im Folgenden werden die wichtigsten Leuchtturmprojekte in Deutschland aus den letzten Jahren näher beschrieben.
Was sind die Leuchtturmprojekte in Deutschland?
In Deutschland gibt es verschiedene Leuchtturmprojekte im Bereich Elektromobilität, die in diesem Abschnitt näher beschrieben werden:
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3E-Mehrfamilienhaus
Eines der Leuchtturmprojekte ist ein 3E-Mehrfamilienhaus. 3E steht für Elektromobilität, Eigenverbrauch und Eigenerzeugung. Das Praktische an Elektrofahrzeugen ist, dass diese emissionsfrei betrieben werden können. Wichtig ist, dass es sich um erneuerbaren Strom handelt. Durch die verschiedenen Förderprogramme ist die Zahl der neu angemeldeten E-Fahrzeuge in den vergangenen Jahren angestiegen. Mit einem 3E-Mehrfamilienhaus können die Bereiche Elektromobilität und Eigenerzeugung des Stroms perfekt aufeinander abgestimmt werden. Im Mehrfamilienhaus werden Photovoltaikanlagen und Mini-Blockheizkraftwerke eingebaut. Die erzeugte Energie kann in elektrischen Batterien gespeichert werden, die zusätzlich zu der normalen Fahrzeugbatterie installiert werden. Zusammen mit den Mini-Blockheizkraftwerke entsteht ein System, das in den Energie-Handelsmarkt integriert werden kann. Strom, der nicht genutzt werden kann, wird dann vermarktet.
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E-Taxi mit ACM (Adaptive City Mobility)
Ein weiteres Leuchtturmprojekt sind e-Taxis, die vor allem in den Großstädten zum Einsatz kommen. Die Elektrofahrzeuge sind im Vergleich zu normalen Taxis enorm leicht und energieeffizient. Durch eine Leichtbauweise wiegen die e-Taxis nicht mehr als 600 Kilogramm. Ein e-Taxi kann Personen in Großstädten umweltfreundlich, ressourcenschonend und flexibel transportieren. Die Höchstgeschwindigkeit liegt bei ca. 80 km/h. Dank der Leichtbauweise müssen keine großen Batterien in die Elektrofahrzeuge eingebaut werden. Der Akku/die Batterie kann einfach gewechselt werden und die e-Taxis sind miteinander vernetzt. Potenzielle Kunden können die e-Taxis über eine App problemlos bestellen. Leuchtturmprojekte im Bereich Elektromobilität sind in den Großstädten wichtig, da die CO2-Emissionen hier besonders hoch sind.
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SLAM – Schnellladenetz für Achsen und Metropolen
Elektrofahrzeuge und Elektro Transporter benötigen ausreichend Lademöglichkeiten. An “SLAM“ sind viele Firmen beteiligt, um das Schnellladenetz in den deutschen Städten voranzutreiben. Die wichtigsten Punkte bei “SLAM“ sind einfache und offene Abrechnungsverfahren, technische und elektrische Defizite ausmerzen, Schnellladenetz ausbauen und Standorte für die Ladeinfrastruktur zu finden. Die Ladeinfrastruktur soll in den kommenden Jahren von der Bundesregierung weiter ausgebaut werden. Schnellladestationen sind für Elektro Transporter, e-Taxis und andere Elektro-Nutzfahrzeuge immens wichtig.
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System-integrativer Multi Material Leichtbau im Bereich E-Mobilität (SMILE):
SMILE ist ein weiteres Leuchtturmprojekt der E-Mobilität und konzentriert sich auf ein nachhaltiges Leichtbaukonzept. Für die Leichtbauweise werden Materialien ausgewählt, die genau zu den Fertigungsprozessen. Geeignete Materialien sind für innovative Leichtbaufahrzeuge immens wichtig.
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e-Produktion
Mit dem Leuchtturmprojekt e-Produktion sollen nachhaltige, robuste und sichere Energiespeicher für Strom aus erneuerbaren Energien entstehen. Bei der Entwicklung geeigneter Energiespeicher ist es wichtig, dass die Reparatur, Wartung, Montage und die eigentliche Konstruktion der Elektrofahrzeuge und der Batterien berücksichtigt werden. Der Ansatz im Bereich e-Produktion ist ganzheitlich.
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Elektromotor mit integrierter Leistungselektronik – EMiLE
EMiLE ist ein Projekt, das sich auf den Elektromotor bezieht. Leistungselektronik wird mit verbaut, um Gewicht und Bauraum zu reduzieren. Außerdem soll der Elektromotor mit EMiLE anders aufgeteilt werden, wodurch sich der Motor einfach steuern und optimieren lässt. Der Wirkungsgrad und die Leistung wird dann an das Gewicht angepasst. Mit EMiLE sollen die Kosten und die Größe innovativer Elektroantriebe verkleinert und die Effizienz gesteigert werden.
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Fertigungs- und Recycling-Strategien für E-Mobilität für Verwertung in Leichtbaufahrzeugen und Leichtbaustrukturen – ReLei
ReLei ist ein innovatives Leuchtturmprojekt und bezieht sich auf innovative Kreislauf- und Fertigungsprozesse für Hybridantriebe mit dem Fokus auf Wiederverwertung. Bei Leichtbaustrukturen sollen Thermoplasten und Kohlenstofffasern einfacher recycelt und wiederverwertet werden können, um Kosten zu senken. Das Ergebnis ist dann eine ressourcenschonende Fertigungsweise für Leichtbaufahrzeuge.
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Wirtschaft am Strom in Hamburg
In Hamburg gibt es ein Leuchtturmprojekt im Bereich E-Mobilität mit dem Namen “Wirtschaft und Strom“, um die Kommunen und Firmen im Raum Hamburg mit Elektro-Nutzfahrzeugen und Elektro Transportern auszustatten. Über 700 E-Fahrzeuge wurden verschiedenen Branchen und der Verwaltung in Hamburg zur Verfügung gestellt. Profitiert von diesem Projekt haben die Luftfahrt, die Logistik und die Hafenwirtschaft. Durch dieses Projekt wurde getestet, in welchen Branchen und Bereichen E-Fahrzeuge und Elektro Transporter eingesetzt werden können. Zudem umfasst das Leuchtturmprojekt den Ausbau der Ladeinfrastruktur und moderne Speicher.
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e-Generation
Das Leuchtturmprojekt e-Generation ist ein großes Projekt im Bereich E-Mobilität. Es sollen innovative Schlüsseltechnologien entwickelt werden, die in Zukunft genutzt werden können. Eines der Ziele ist, die Reichweite von E-Fahrzeugen um 30 bis 45 Prozent zu steigern. Geeignete Maßnahmen sind die Entwicklung von innovativen Steuersystemen, die Reduzierung des Gewichts, Steigerung der Reichweite, Leichtbaufahrzeuge und ein geringerer Energieverbrauch.
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ENUBA 2
ENUBA 2 ist ein innovatives Leuchtturmprojekt, das sich auf E-Mobilität mit Oberleitungen bezieht. Es soll ein Netz für E-Busse und andere Elektro-Nutzfahrzeuge entwickelt werden. Elektro-Nutzfahrzeuge und E-Busse sollen dann im öffentlichen Nahverkehr zum Einsatz kommen. Die Forschungsarbeiten fokussieren sich vor allem auf den Energieverbrauch, die Energieversorgung, Fahrleitungssystem und eine innovative Fahrzeugtechnik. Neben den Entwicklungsarbeiten müssen alle rechtlichen, ökonomischen, ökologischen, energietechnischen und verkehrstechnischen Aspekte berücksichtigt werden. Die Infrastruktur- und Fahrzeugsysteme werden mit großen Elektro-Nutzfahrzeugen getestet.
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LithoRec 2
Beim Projekt LithoRec 2 geht es um die Wiederverwertung von Batterien auf Lithium-Basis. Es dreht sich um die Analyse der einzelnen Recycling-Prozesse und wie die Batterien auf Lithium-Basis am besten zerkleinert, demontiert, deaktiviert und am Ende auch recycelt werden können. Es ist wichtig, die einzelnen Materialfraktionen und -komponenten zu klassifizieren und wieder nutzbar zu machen.
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PRIMOVE
PRIMOVE bezieht sich auf Busse und Schienenfahrzeuge, die kontaktlos und elektrisch aufgeladen werden sollen. Für das kontaktlose Laden wird ein resonantes Induktions-Verfahren genutzt. So können E-Fahrzeuge in Betrieb und im Stand geladen werden. Die Ladeverfahren werden als statisch und dynamisch bezeichnet. Der Fokus liegt auf der Übertragungsleistung, damit auch große E-Busse, E-LKWs oder andere Elektro-Nutzfahrzeuge effizient mit nachhaltiger Energie geladen werden können.
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NEXHOS
Bei NEXHOS werden Hochvolt-Speicher für mobile Geräte und Anwendungen entwickelt. Die Leistungsfähigkeit der Leichtbaufahrzeuge besteht aus einer Kunststoff-Struktur, um die Produktion zu optimieren, die Kosten zu senken und das Gewicht zu reduzieren. Geprüft wurden innovative Produktionstechnologien und Werkstoffe, mit denen das Speichersystem sicherer und effizienter gestaltet werden können.
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Visio.m
Bei dem Leuchtturmprojekt Visio.m geht es um die Nutzung von E-Fahrzeugen im Alltag. Es werden Bedienkonzept, Energiespeicher, Antriebskomponenten und Fahrzeugsicherheit untersucht und innovative Technologien entwickelt. Die Leichtbauweise ist für die Umsetzung essenziell wichtig.
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Intelligente Netzanbindung für E-Fahrzeuge zur Erbringung von Systemdienstleistungen – INEES
Die Ladeinfrastruktur ist für den Wandel im Bereich E-Mobilität besonders wichtig. Im Projekt INEES werden Maßnahmen und Technologien erforscht, um die Wirtschaftlichkeit der E-Fahrzeuge zu verbessern. Wenn die Maßnahmen in den Strommarkt integriert werden können, wird das Projekt die Attraktivität und Nachfrage nach E-Fahrzeugen und E-Nutzfahrzeugen erhöhen.
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InterOp
InterOp steht für interoperables und induktives Aufladen. Bei diesem Projekt werden innovative Ladesysteme entwickelt, mit denen E-Fahrzeuge und E-Nutzfahrzeuge kontaktlos geladen werden können. InterOp gehört zu einem der wichtigsten Leuchtturmprojekte für die E-Mobilität, damit erneuerbare Energien besser an das Stromnetz integriert werden können. Zudem steigt auch die Attraktivität für gewerbliche und private Kunden.
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Batterie-elektrische Schwerlastfahrzeuge für Containertransport und Terminal-Betrieb – BESIC
Mit BESIC werden Einsatzbereiche von E-Mobilität in der Logistik und den Logistikketten untersucht. Schwerlastfahrzeuge für den Containertransport und Terminal-Betrieb sollen mit überschüssiger Solar- und Windenergie gespeist werden. Es wird ein innovatives System für Batterie-Management entwickelt. Ladezeitpunkte der Schwerlastfahrzeuge können so auf Spitzenlasten im Stromnetz und andere Anforderungen im Containertransport angepasst werden. Neben der Entwicklung passender Systeme wird auch die Realisierbarkeit geprüft. Die Technologie könnte auch an Flughäfen, im Bereich Lagerhauslogistik oder für E-Busse genutzt werden.
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SafeBatt
Bei diesem Projekt werden innovative Werkstoffe und Produkte erforscht und entwickelt, mit denen Batterien auf Lithium-Basis und andere Modell im Bereich E-Mobilität zuverlässiger und sicherer gemacht werden können. Zudem sollen alle wichtigen Daten dokumentiert und ausgewertet werden.