Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung der Automobilbranche und der Elektromobilität in Österreich.
Das wachsende Bedürfnis nach Mobilität bei gleichzeitiger Verknappung von fossilen Treibstoffen wird sich in Zukunft nur mit alternativen Antrieben befriedigen lassen. Wenn man die dynamische Entwicklung der Automobilbranche betrachtet, erkennt man eindeutig, dass das Zeitalter der regenerativen Mobilität bereits begonnen hat.
In dieser Arbeit werden Elektroautos und Brennstoffzellenfahrzeuge mit ihren wichtigsten Komponenten wie zum Beispiel Elektromotor, Energiespeicher oder Leistungselektronik beschrieben. Auch auf die geschichtliche Entwicklung dieser Fahrzeuge wird eingegangen, da Elektroautos am Anfang des vorherigen Jahrhunderts bereits große Teile der Neuzulassungen ausmachten, und dann plötzlich von den Straßen verschwanden.
Anschließend werden die zwei Antriebsformen auf wirtschaftliche und ökologische Faktoren miteinander verglichen, um die Frage nach der momentan besseren Alternative zu beantworten. Thematisiert werden auch verschiedene Fördermodelle, die Netzintegration und die nötige Infrastruktur in Form von Tankstellen
Abschließend wird eine auf Studien und Expertenmeinungen gegründete Zukunftsprognose für die Entwicklung der Zulassungszahlen jener Fahrzeuge in Österreich und für die generelle Entwicklung dieses Bereichs erstellt.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Geschichtlicher Abriss
3. Voll-Elektroauto
3.1 Antrieb
3.1.1 Synchronmaschine
3.1.2 Asynchronmaschine
3.1.3 Leistungselektronik
3.1.4 Getriebe
3.2 Batterien und ihre Leistungsfähigkeit
3.2.1 Sicherheit und Batteriemanagement
3.2.2 Lebensdauer, Umweltverträglichkeit und Kosten
3.3 Leichtbau und andere Sparmaßnahmen
3.4 Plug-In-Systeme und Hybrid als Vorstufen
4. Das Brennstoffzellenauto
4.1 Antrieb
4.1.1 Die Brennstoffzelle
4.1.2 Der Elektromotor
4.2 Wasserstoffspeicherung und Gefahren
4.2.1 Gasförmiger Wasserstoff in Drucktanks
4.2.2 Flüssiger Wasserstoff in isolierten Tanks
4.3 Erzeugung von Wasserstoff
5. Vergleich, weitere Entwicklung und Fazit
5.1 Bilanz der Energiebereitstellungskette
5.2 Ökobilanz
5.3 Förderungen in Österreich
5.4 Netzintegration
5.4.1 Erste Stufe: Netzdienliches Laden
5.4.2 Zweite Stufe: Bidirektionaler Stromfluss
5.5 Zulassungsstatistik
5.6 Entwicklung des Marktes
6. Fazit
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit untersucht die Eignung von Voll-Elektroautos und Brennstoffzellenfahrzeugen als nachhaltige Alternativen zum verbrennungsmotorbetriebenen PKW in Österreich. Ziel ist es, unter Berücksichtigung technischer, wirtschaftlicher und ökologischer Faktoren die derzeit überlegene Antriebsform zu identifizieren und eine Prognose für die Marktentwicklung bis 2020 zu erstellen.
- Vergleich technischer Grundlagen von Elektro- und Brennstoffzellenantrieben.
- Analyse der Energieeffizienz sowie der ökologischen Auswirkungen der jeweiligen Technologien.
- Evaluation der aktuellen Förderpolitik und Ladeinfrastruktur in Österreich.
- Untersuchung der Netzintegration von Elektrofahrzeugen als Speicher für erneuerbare Energien.
- Erstellung einer fundierten Zukunftsprognose basierend auf aktuellen Zulassungsstatistiken.
Auszug aus dem Buch
3.1.1 Synchronmaschine
Die Synchronmaschine ist die häufigste Motorbauform in modernen Elektroautos, kommt aber auch in den meisten Brennstoffzellenfahrzeugen zum Einsatz.
Diese Maschinen weisen ein höheres Drehmoment bei gleicher Größe, einen höheren Wirkungsgrad, eine bessere Energieeffizienz und eine geringere Wärmeentwicklung als vergleichbare Asynchronmotoren auf. Ein Synchronmotor besteht im einfachsten Fall aus einem drehbaren Magneten, dem „Rotor“, und einer Hülle mit drei Kupferwindungen, dem sogenannten „Stator“. An diese Windungen wird je eine Phase des Stromnetzes geleitet und so ein Magnetfeld erzeugt - der Rotor folgt diesem Magnetfeld und erzeugt ein Drehmoment. Zum Anfahren wird ein Frequenzumrichter benötigt, da der Rotor zu träge ist, um aus dem Stillstand auf Netzfrequenz beschleunigt zu werden. Der große Nachteil dieser Technik im Vergleich zu Asynchronmotoren ist der höhere Preis, der aufgrund der Vorteile im Betrieb besonders bei größeren Modellen oft in Kauf genommen wird.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Die Arbeit führt in die Thematik der Mobilität der Zukunft ein und erläutert die Notwendigkeit, alternative Antriebskonzepte aufgrund endlicher fossiler Ressourcen und des Klimawandels zu untersuchen.
2. Geschichtlicher Abriss: Es wird die Historie der Elektromobilität beleuchtet, von den frühen Erfolgen um 1900 bis zur Renaissance des Konzepts ab 1990 durch strengere Umweltauflagen.
3. Voll-Elektroauto: Dieses Kapitel detailliert den technischen Aufbau des reinen Elektroautos, inklusive Antriebskomponenten, Batterietechnologien, Leichtbauansätzen und der Rolle von Hybrid-Vorstufen.
4. Das Brennstoffzellenauto: Es werden die Funktionsweise der Brennstoffzellentechnologie, die Anforderungen an die Wasserstoffspeicherung und die Herausforderungen der Wasserstofferzeugung erörtert.
5. Vergleich, weitere Entwicklung und Fazit: Dieser Abschnitt analysiert die energetische Effizienz, Ökobilanzen, österreichische Fördermodelle, die Netzintegration sowie die aktuelle Marktsituation und Zukunftsperspektiven.
6. Fazit: Die Arbeit resümiert, dass reine Elektroautos bei der aktuellen technischen Betrachtung ökonomisch und ökologisch gegenüber Brennstoffzellenfahrzeugen überlegen sind, wobei zukünftige Entwicklungen abzuwarten bleiben.
Schlüsselwörter
Elektromobilität, Voll-Elektroauto, Brennstoffzellenauto, Wasserstoff, Lithium-Ionen-Batterie, Energiedichte, Netzintegration, Ökobilanz, Zulassungsstatistik, alternative Antriebe, Nachhaltigkeit, Energiewirtschaft, Fahrzeugmarkt Österreich, Verbrennungsmotor, Klimawandel.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit analysiert die Eignung und Zukunftsfähigkeit von Voll-Elektroautos und Brennstoffzellenfahrzeugen als Ersatz für konventionelle Verbrennungsmotoren in Österreich.
Was sind die zentralen Themenfelder der Analyse?
Die zentralen Felder umfassen die technischen Grundlagen der Antriebsstränge, ökonomische Aspekte wie Förderungen und Anschaffungskosten sowie die ökologische Bilanz beider Konzepte.
Welches primäre Ziel verfolgt der Autor?
Das Ziel ist es, auf Basis technischer und wirtschaftlicher Gegebenheiten zu klären, welcher alternative Antrieb für Österreich derzeit die bessere Alternative darstellt, und eine Marktentwicklungsprognose bis 2020 abzugeben.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer Literaturanalyse aktueller Fachbücher und Publikationen, der Auswertung offizieller Statistiken von Statistik Austria sowie Experteninterviews.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die technische Beschreibung von Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeugen, den energetischen Vergleich (Well-to-Wheel), eine Ökobilanzierung und die Erörterung der Netzintegration.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Untersuchung?
Wichtige Begriffe sind insbesondere Elektromobilität, Brennstoffzelle, Wasserstoff, Batterieeffizienz, Ökobilanz und Netzintegration.
Wie schneiden Brennstoffzellenautos im Vergleich zu Elektroautos ab?
Nach Ansicht des Autors sind sie derzeit aufgrund der aufwändigen Wasserstoffproduktion, hoher Kosten und fehlender Infrastruktur sowohl ökologisch als auch ökonomisch weniger effizient als reine Elektroautos.
Welche Bedeutung kommt der Netzintegration von Elektrofahrzeugen zu?
Sie ermöglicht es, Elektroautos als Puffer für das Stromnetz zu nutzen, um die schwankende Einspeisung aus erneuerbaren Energiequellen auszugleichen, was zukünftig an Bedeutung gewinnen wird.
- Arbeit zitieren
- Manuel Jäger (Autor:in), 2015, Voll-Elektro oder Brennstoffzelle. Wie fährt Österreich in die Zukunft?, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/464257
