Elektromobilität: Das Auto neu denken

Durch Ressourcenknappheit und Umweltbelastung gewinnt die Forschung und Entwicklung neuer, nachhaltiger Mobilitätssysteme zunehmend an Bedeutung. Die Entwicklung zukunftsfähiger Technologien erfordert allerdings gerade in Hinblick auf das Automobil weitreichendes Umdenken. Mit dem Wandel hin zur Elektromobilität zeichnet sich eine Zeitenwende ab. Am 19. Juni 2012 übergab die Nationale Plattform Elektromobilität ihren dritten Bericht der Bundesregierung. Darin finden sich Empfehlungen für die künftige Politik der Bundesregierung im Bereich Elektromobilität. Das BMBF hat hier früh gefördert und baut die Forschungsförderung aktuell weiter aus.

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Am 18. Mai 2011 hat das Bundeskabinett das Regierungsprogramm Elektromobilität beschlossen. Das Programm können Sie hier herunterladen.

Prof. Dr. Henning Kagermann, Leiter der Nationalen Plattform Elektromobilität, bei einer Pressekonferenz am 06. Oktober 2011 in BerlinAutos "made in Germany" sind seit über 100 Jahren weltweit geschätzt und gefragt, die Branche beschäftigt Millionen Menschen. Für die deutsche Wirtschaft und den Technologiestandort Deutschland spielt das Automobil eine wichtige Rolle. Die Verbrennungsmotoren heutiger Autos emittieren allerdings klimaschädliche Gase und verbrauchen fossile Treibstoffe, die nur noch begrenzt verfügbar sind. Elektromobilität markiert eine technologische Zeitenwende.

Die schrittweise Elektrifizierung der Straßenfahrzeuge - von Hybridkonzepten bis zum komplett elektrisch betriebenen Auto - eröffnet die Option auf eine zukunftsfähige Mobilität. Sie bietet die Chance, die Abhängigkeit vom Erdöl zu reduzieren und die Emissionen des Straßenverkehrs zu minimieren.

Das BMBF unterstützt diese Entwicklung maßgeblich durch gezielte Forschungsförderung und den organisierten Austausch zwischen Wissenschaft und Industrie. Für die Bereiche Batterie, Energiemanagement im Gesamtsystem und Aus- und Weiterbildung wird das BMBF seine Fördermittel bis zum Ende der Legislaturperiode erheblich aufstocken.

Vor der breiten Markteinführung von Elektrofahrzeugen sind noch wesentliche technologische Hürden zu überwinden. Es reicht nicht, in einem herkömmlichen Fahrzeug den Tank durch eine Batterie und den Verbrennungsmotor durch einen Elektromotor zu ersetzen. Wir müssen das "Auto neu denken"! Dafür ist ein vollständig neuer Systemansatz erforderlich. Völlig neue Fahrzeug- und Batteriekonzepte müssen entwickelt und die gesamte "Tank-Infrastruktur" neu konzipiert werden. Das erfordert ein abgestimmtes Vorgehen aller Akteure, insbesondere im Hinblick auf die dringend notwendigen vielfältigen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. Hier leistet die Forschungsförderung des BMBF wichtige Beiträge.  

In Planung: Produktionsanlage für Lithium-Ionen-Batterie

Deutschland soll zu einem führenden Anbieter für Elektromobilität werden. Mit der Förderung einer Pilotproduktionsanlage für Lithium-Ionen-Batterien setzt das Bundesministerium für Bildung und Forschung eine zentrale Forderung der Nationalen Plattform Elektromobilität um. Bereits heute werden in einem kleineren Maßstab in den Verbundprojekten ProLIZ und DryLIZ an Instituten in Dresden und München unter Beteiligung  der Automobilindustrie  anwendbare Technologien und automatisierte Produktionsverfahren zur wirtschaftlichen Massenfertigung von Lithium - Ionen - Zellen entwickelt, erprobt und  optimiert.   Bundesforschungsministerin Schavan vereinbarte mit dem Kompetenznetzwerk Lithium-Ionen-Batterie (KLiB) den Aufbau einer großen, weiteren Produktionsstätte. Zum Kompetenznetzwerk Lithium-Ionen-Batterie haben sich Unternehmen und anwendungsnahe Forschungseinrichtungen zusammengeschlossen, um die Zell- und Batterieindustrie in Deutschland zu fördern. Der Standort Ulm hat sich - auch dank der Unterstützung durch das BMBF - zu einem Zentrum der Batterieforschung entwickelt. Neben dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und der Universität Ulm arbeitet dort seit Anfang 2011 auch das Helmholtz Institut für Batterieforschung.

Das BMBF wird elektrisch mobil

Am 19. April hat Bundesforschungsministerin Annette Schavan in Berlin das erste alltagstaugliche Elektrofahrzeug in die Dienstwagenflotte des Ministeriums übernommen. Der fünfsitzige Mercedes A-Klasse "E-Cell" erfüllt mit einer Reichweite von über 200 Kilometern die Voraussetzungen für den Einsatz im Fuhrpark des Ministeriums. Deutschland soll Innovationsführer und globaler Leitanbieter für Elektromobilität werden; das ist das Ziel der Bundesregierung.

Helmholtz Institut für elektrochemische Energiespeicherung

Aktuellstes Beispiel für einen Baustein der langfristig angelegten Elektromobilitäts-Strategie, ist das neu eröffnete Helmholtz-Institut Ulm für elektrochemische Energiespeicherung (HIU). Als Außenstelle des Karlsruher Instituts für Technologie baut das Institut eine Brücke zwischen  Grundlagen- und angewandter Forschung. Batterieforschung soll hier in Kooperation mit der Universität Ulm sowie den Forschungszentren ZSW (Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung) und DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) entscheidend voran getrieben werden. Die Zusammenarbeit dieser vier Partner begann bereits 2009 mit dem BMBF-Kompetenzverbund Süd Elektrochemie für Elektromobilität.

Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität

Deutschland soll zum Leitmarkt Elektromobilität werden. Es gilt die Führungsrolle, die Deutschland in Forschung und Wissenschaft ebenso wie in der Automobil- und Zulieferindustrie derzeit einnimmt, auch in einer "elektromobilen Zukunft" zu behaupten. Ziel des Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität ist es, die Forschung und Entwicklung, die Marktvorbereitung und die Markteinführung von elektrisch betriebenen Fahrzeugen in Deutschland voranzubringen. Bis spätestens zum Jahr 2020 sollen eine Million Elektroautos auf Deutschlands Straßen fahren. Die im Konjunkturpaket II der Bundesregierung aufgegriffenen Maßnahmen gaben dafür den Startschuss.

Nationale Plattform Elektromobilität

Die Nationale Plattform Elektromobilität wurde am 3. Mai 2010 anlässlich eines Spitzengesprächs zur Elektromobilität bei der Bundeskanzlerin gegründet. Darin sind alle maßgeblichen Automobilhersteller, Zulieferer und andere wichtige Unternehmen, Energieversorger, Forschungsorganisationen und entsprechende Verbände und Gewerkschaften vertreten. In sieben Arbeitsgruppen - Antriebstechnologie, Batterie, Netzinfrastruktur, Normung, Materialien, Nachwuchs/Qualifizierung und Rahmenbedingungen - werden jeweils spezifische Fragestellungen diskutiert und konkrete Maßnahmen identifiziert.

Ein erster Zwischenbericht der Plattform wurde am 30.11.2010 an die Bundesregierung übergeben. Darin wird der Status Quo im Bereich Elektromobilität in Deutschland dargestellt und erste Empfehlungen ausgesprochen, wie Deutschland zum Leitanbieter für Elektromobilität werden kann.

Am 16. Mai 2011 wurde der zweite NPE-Bericht an die Bundesregierung übergeben. Darin wird vor allem auch die Verbindung von Elektromobilität und Erneuerbaren Energien hervorgehoben. Sie ist eine Voraussetzung dafür, dass das Klimaschutzpotential dieser Technologie ausgeschöpft werden kann.

Schlüsseltechnologien für die Elektromobilität

Zur Umsetzung des Nationalen Entwicklungsplans müssen möglichst zügig Schlüsseltechnologien für energieeffiziente, ressourcenschonende, sichere, bezahlbare und leistungsfähige Elektrofahrzeuge entwickelt und diese Fahrzeuge in signifikanten Stückzahlen auf den Markt gebracht werden. Das BMBF unterstützt dies im Rahmen der Förderbekanntmachung "Schlüsseltechnologien für die Elektromobilität (STROM)" . Im Mittelpunkt steht dabei die Forschung und Entwicklung neuartiger, innovativer Elektrofahrzeuge unter Berücksichtigung aller hierfür erforderlichen Subsysteme: Gefördert werden Arbeiten in den Bereichen Gesamtfahrzeugsysteme, Batterieentwicklung und -integration, Energiemanagement sowie die entsprechende Werkstoff- und Materialforschung. Hier werden in den Jahren 2011 bis 2014 Vorhaben mit einem Gesamtvolumen von etwa 90 Mio. Euro gefördert.

Produktionstechnologien von hybriden und elektrischen Antrieben mit den Optimierungszielen Energieeffizienz, Zuverlässigkeit, Leichtbau, Produktionskosten, Recyclingfähigkeit sowie hohe Stückzahl- und Variantenflexibilität werden im Rahmen der Förderbekanntmachung "Serienflexible Technologien für elektrische Antriebe von Fahrzeugen" gefördert. In den sieben ausgewählten Projektverbünden stehen neue Motorenkonzepte sowie weitere Komponenten des Antriebsstrangs sowie die zugehörigen Produktionsausrüstungen und Fertigungstechnologien im Fokus der Entwicklungen. Gefördert werden Arbeiten zum Schneiden/Paketieren von Elektroblechen sowie zum Wickeln von Elektromotoren. Darüber hinaus werden Lösungen zur Montage, zum Messen und Prüfen sowie zur  Prozesskette der Motorenherstellung bzw. des Antriebsstrangs erwartet. Die Vorhaben werden in den Jahren 2012 bis 2015 mit einem Gesamtvolumen von etwa 21 Mio. Euro gefördert.

Die Förderbekanntmachung "Energieeffiziente und sichere Elektromobilität" adressiert zwei zentrale Bereiche auf dem Weg zu konkurrenzfähigen Elektrofahrzeugen: 1. das intelligente Management der begrenzten elektrischen Energie in Plug-In-Hybrid- und reinen Elektrofahrzeugen sowie 2. Aspekte der funktionalen Sicherheit sowohl auf Bauelemente- als auch auf Systemebene.

Spitzencluster Elektromobilität Süd-West

Im Spitzencluster Elektromobilität Süd-West arbeiten Partner aus den Feldern Fahrzeugtechnik, Energie- und Versorgungstechnik, Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) und -dienstleistungen sowie dem Querschnittsfeld Produktionstechnologie gemeinsam an neuen Konzepten für die Elektromobilität. Sie verbinden ihre Kompetenzen in feldübergreifenden Forschungsprojekten. Dadurch erreicht der Cluster eine neue, integrierte Technologiekompetenz für innovative Lösungen nachhaltiger Mobilität.

Das BMBF stellt bis 2017 in zwei Förderphasen 40 Millionen Euro Zuwendung für die Förderung von Verbundforschungsprojekten des Clusters bereit. Zu den zentralen Projekten der ersten Phase zählen die Entwicklung innovativer Dienste für eine vernetzte Mobilität und die Planung qualitätsorientierter, serienflexibler Batterieproduktionssysteme.

Der Cluster umfasst die Region Karlsruhe, Mannheim, Stuttgart, Ulm und vernetzt als einer der größten regionalen Verbünde auf dem Gebiet der Elektromobilität etwa 80 Akteure aus Industrie, Hochschulen und Forschungsinstituten - darunter Fraunhofer-Institute sowie Unternehmen wie Bosch, Daimler, EnBW, Porsche, SAP und über 20 KMU.

Schaufenster Elektromobilität

"Die "Schaufenster Elektromobilität" sind eine Maßnahme aus dem Regierungspro-gramm Elektromobilität vom Mai 2011 - die Bundesregierung greift damit eine Empfehlung der Nationalen Plattform Elektromobilität aus deren zweitem Bericht auf. Für das auf drei Jahre angelegte Programm stellt der Bund Fördermittel in Höhe von bis zu 180 Millionen Euro zur Verfügung.

Die Bundesregierung hat entschieden, dass folgende Regionen im Rahmen des Pro-gramms "Schaufenster Elektromobilität" gefördert werden:

   - Living Lab BW E-Mobil (Baden-Württemberg)
   - Internationales Schaufenster der Elektromobilität (Berlin/Brandenburg)
   - Unsere Pferdestärken werden elektrisch (Niedersachsen)
   - Elektromobilität verbindet (Bayern/Sachsen)

Die Entscheidung beruht auf den Empfehlungen einer 13-köpfigen Fachjury aus Wis-senschaftlern und Fachverbänden, die die 23 Bewerbungen geprüft und bewertet hatte. Als ,Schaufenster' sind diejenigen groß angelegten regionalen Demonstrations- und Pilotvorhaben ausgewählt worden, in denen die innovativsten Elemente der Elektromobilität an der Schnittstelle von Energiesystem, Fahrzeug und Verkehrssystem gebündelt und deutlich - auch international - sichtbar gemacht werden.

Kompetenzaufbau an den Hochschulen

Bei der Entwicklung des Leitmarktes Elektromobilität in Deutschland spielen Forschung und Ausbildung auf dem Gebiet der Elektrochemie eine entscheidende Rolle, zum Beispiel für die Entwicklung leistungsfähiger Batteriesysteme. Unter Federführung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Forschungszentrums Jülich (FZJ) werden zwei Forschungsverbünde im Bereich der Elektrochemie mit Partnern an führenden Universitäten und Forschungsinstituten aufgebaut. Mit Hilfe dieser Maßnahmen soll die Qualität in Forschung und Lehre optimiert, die verfügbaren Kapazitäten ausgeweitet und wissenschaftlicher Nachwuchs gewonnen werden.

NPE und Bundesregierung sind sich darin einig, dass der Schlüssel zum Erfolg der Elektromobilität auch eine fundierte Ausbildung sowie eine systematische berufliche Qualifizierung sind. Denn auf die Menschen kommt es an. Gut ausgebildete Experten sind gefragt, damit Deutschland tatsächlich zu einem Leitanbieter für die Elektromobilität werden kann. Viele der Beschäftigten, die künftig Elektroautos entwickeln und bauen sollen, sind heute schon berufstätig und müssen für die anstehenden Aufgaben qualifiziert werden. Der berufliche und der akademische Bereich müssen dafür besser vernetzt werden. Als erste konkrete Maßnahme hat deshalb das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die Initiative ergriffen durch die Unterstützung einer Nationalen Bildungskonferenz in Ulm.

Nachwuchsförderung für die Elektromobilität

Um den technischen Nachwuchs an den Universitäten und Fachhochschulen für eine Karriere im Bereich Elektromobilität zu motivieren, hat das BMBF gemeinsam mit der Fraunhofer-Gesellschaft das DRIVE-E-Programm gestartet. Dies ist das erste Programm zur Nachwuchsförderung im Zukunftsfeld der Elektromobilität. Das Programm ist zunächst auf drei Jahre angelegt und richtet sich an Studierende der Fachrichtungen Elektrotechnik, Maschinenbau, Mechatronik und verwandter Themengebiete. Einmal jährlich wird der DRIVE-E-Studienpreis für innovative studentische Arbeiten ausgeschrieben und die DRIVE-E-Akademie, eine Ferienschule für Studierende, durchgeführt. Hier werden die neuesten Entwicklungen und Forschungsergebnisse von Experten vorgestellt.

Faszination Elektroauto

Das BMBF fördert zukunftsweisende Projekte der deutschen Automobilindustrie, zum Beispiel das Verbundprojekt ePerformance. Unter Federführung des Automobilherstellers Audi werden Partner aus der Zulieferindustrie, aus Hochschulen und Forschungsinstituten ein Elektrofahrzeug "aus einem Guss" entwickeln, das neuartige Lösungen für die grundlegenden Herausforderungen der Elektromobilität aufzeigt, vor allem bei Leistungsfähigkeit, Reichweite, Kosten, Sicherheit und Käuferakzeptanz.

Schrittmacher des Fortschritts: die Batterie

Ein Leitmarkt Elektromobilität kann in Deutschland nur entstehen, wenn leistungsfähige Batteriesysteme im eigenen Land produziert werden können. Das BMBF wird daher die Wirtschaft bei der Entwicklung industrieller Produktionstechnologien von Lithium-Ionen-Batteriesystemen unterstützen. In der vom BMBF geförderten Innovationsallianz "Lithium-Ionen-Batterie LIB 2015" sollen Speicherkapazität, Ladegeschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit von Batteriesystemen entscheidend verbessert werden.

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  Aus dem Themenbereich Forschung

  DRIVE-E - das Programm zur Nachwuchsförderung in der Elektromobilität geht in eine neue Runde

  "Für Elektroautos brauchen wir neue mutige Ideen und eine große Portion Kreativität. Hier setzen wir auf die Studierenden von heute, die die Ingenieure von morgen sein werden." Mit diesen Worten kündigte Bundesforschungsministerin Annette Schavan 2009 in Berlin DRIVE-E, das erste umfassende Programm zur Nachwuchsförderung im Bereich Elektromobilität an. Es wird gemeinsam von Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und Fraunhofer-Gesellschaft getragen und soll den technischen Nachwuchs an den Universitäten und Fachhochschulen für eine Karriere im Bereich Elektromobilität motivieren. Es besteht aus zwei Modulen, der DRIVE-E-Akademie und dem DRIVE-E-Studienpreis.
  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/14015.php)
   
  
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  Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

  Innovationsallianz "Lithium Ionen Batterie LIB 2015"

  Die Umsetzung der Hightech-Strategie zielt darauf ab, die Kräfte von Wissenschaft und Wirtschaft auf wichtigen Zukunftsfeldern zu bündeln und mit öffentlichen Mitteln ein Vielfaches an privaten Investitionen in Forschung und Entwicklung zu mobilisieren. Im Rahmen der Innovationsallianz "Lithium Ionen Batterie LIB 2015" hat sich ein Industriekonsortium von BASF, BOSCH, EVONIK, LiTec, und VW verpflichtet, in den nächsten Jahren 360 Millionen Euro für Forschung und Entwicklung an der Lithium Ionen Batterie zu investieren. Gleichzeitig wird das BMBF 60 Millionen Euro für diesen Bereich zur Verfügung stellen.
  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/11828.php)
   
  
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  Aus dem Themenbereich Forschung

  Mobilität

  Mikrosystemtechnik macht Warenströme und Menschen mobil: So können Assistenzsysteme für Autofahrer Kollisionen mit anderen Verkehrsteilnehmern vermeiden helfen. Sogenannte RFID-Etiketten, also hoch integrierte und dennoch preiswerte Transponder, bieten die Möglichkeit, etwa Produktdaten über Funksignale zu lesen und zu speichern - was nicht nur die Logistik-Branche revolutionieren könnte. Fest steht: Mikrosystemtechnik wird der Mobilität ganz neue Wege eröffnen.
  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/10585.php)