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Antriebe und Energiesysteme von morgen 2023

Autoren: Sven Eisenkrämer, Marc Ziegler

Tagungsbericht vom 17. Internationalen MTZ-Fachkongress Zukunftsantriebe
Antriebe und Energiesysteme von morgen 2023

Der Technologiewandel in der individuellen Mobilität auf Basis regenerativ erzeugter Primärenergie bedarf eines intensivierten fachlichen Austauschs führender Vertreter der Automobil- und Energiewirtschaft mit Wissenschaft und Politik. Daher lag der Fokus des 17. MTZ-Fachkongresses Zukunftsantriebe auf Themen, die den Wandel bei Fahrzeug­antrieben ebenso beschreiben wie die technologischen Lösungen in der zugehörigen Infrastruktur bis hin zur Bereitstellung der Primärenergie. Politische Rahmen­bedingungen wurden ebenso diskutiert wie systemisch geprägte Innovationen für die Zukunft und digitale Lösungsansätze.

130 Teilnehmende aus acht Ländern waren Ende März dieses Jahres zur Tagung nach Berlin gekommen. Prof. Peter Gutzmer, Herausgeber der Zeitschriften der ATZ/MTZ-Gruppe und Wissenschaftlicher Leiter des Kongresses, sprach bei seiner Eröffnung von der Herausforderung, die Lücke der notwendigen CO₂-Einsparungen zu schließen. Allein mit der angepeilten Menge an batterie­elektrischen Fahrzeugen sei keine Klimaneutralität des individuellen Verkehrs zu erreichen.

SUSTAINABILITY AWARD IN AUTOMOTIVE

Erstes Highlight des Kongresses war die Verleihung des Sustainability Awards in Automotive, der herausragende Beispiele für nachhaltige Lösungen in den Bereichen Umwelt- und Klimaschutz sowie Gesellschaft und Governance in der Automobil- und Mobilitäts­industrie auszeichnet. 2023 wurden Auszeichnungen in sieben Kategorien vergeben. Preisträger waren die Autoneum Management AG in der Kategorie Technology: Materials and Circularity, die Volkswagen AG in der Kategorie Technology: Supply Chain, die Edag Engineering GmbH in der Kategorie Technology: Full Vehicle. Die Kategorie Start-up entschied Mobility for Africa Ltd. für sich. Die Auszeichnung in Mobility Concepts: Business Models ging an die Quantron AG, Mobility Concepts: Infrastructure gewann die Numbat GmbH und in der Kategorie Mobility Concepts: Services die AVL List GmbH.

OFFENE DISKUSSION

Die Podiumsdiskussion wurde als sogenannte Fish Bowl angelegt. Dabei soll das Publikum deutlich stärker miteingebunden werden. Keynote-Speaker und Moderatoren antworten also direkt auf Anregungen aus dem Auditorium. Prof. Johann-Dietrich Wörner, President von Acatech, plädierte während der offenen Diskussion um Elektromobilität und Infrastruktur für tatsächliche Technologie­offenheit. „Wer kann sagen, welche Technologien es in 20 Jahren gibt? Ich kann nur sagen: Bloß nicht die Türen zu machen! Gebt dem Markt eine Chance!“ Wörner kritisierte deutlich, dass einige Fahrzeug­hersteller schon komplett auf die Entwicklung von batterieelektrischen Fahrzeugen umgeschwenkt seien. Sich frühzeitig für einen Weg zu entscheiden, sei noch nie erfolgreich gewesen. Als Beispiel eines großen Zulieferers wurde aus dem Plenum ZF heran­ge­zogen, der eine Neuent­wicklung von Hybrid­getrieben ausschließt, der Optimierung der vorhandenen Technologien aber zunehmend Bedeutung zumisst. Dr. Urban Keussen von EWE stellte klar, dass Technologie­offenheit auch ihren Preis habe. Man müsse schon wissen, ob man das Strom- oder das Wasserstoffnetz ausbaue. „Das sind Investitionen mit 40 Jahren Dauer. Das kostet unsere Volkswirtschaft viel Geld“. Keussen hinterfragte, ob der Prozess, das politisch zu entscheiden, richtig aufgesetzt sei.

BRENNSTOFFZELLENENTWICKLUNG

Wie eine nachhaltige Mobilität entlang der Wasserstoffkette bei Schaeffler angegangen wird, zeigte Prof. Tim Hosenfeldt, Senior Vice President Central Technologies beim Zulieferer aus Herzogenaurach, auf. Dabei stehe bei allen wasserstoff­bezogenen Aktivitäten der CO₂-Fußabdruck der Komponenten und damit die Verbesserung der Klimabilanz im Vordergrund. Die theoretische Auslegung einer Brennstoff­zelle mit hoher Leistungs­dichte bei geringen, bestenfalls konkurrenzfähigen Kosten für eine Nutzfahrzeug­anwendung beschrieb Dr. Alexander Schenk, Lead Engineer PEM Fuel Cell System Architecture bei AVL. Noch tiefer in die Brennstoff­zellen­forschung tauchte Dr. Marius Zobel von der FEV Europe GmbH ein, der den aktuellen Stand eines jungen Forschungsprojekts zu einem neuartigen verbund­folienbasierten Zell- und Stapeldesign einer Schwerlast­brenn­stoffzelle und das theoretische Zelldesign zeigte.

BATTERIEN UND BIDIREKTIONALES LADEN

Die Entwicklung von Solid-State-Batterien werde gerne als die allumfassende Lösung für viele Probleme der Elektromobilität dargestellt, sagte FEV-Experte Dr. Moritz Teuber in seinem Vortrag. „Die Frage ist nicht, wann die Festkörperbatteriezelle verfügbar ist, sondern wann sie mit ausreichend hoher Energiedichte in den Fahrzeugsystemen integriert sein wird. Unsere Erwartung ist, dass Solid-State-Batterien mit geringerer Energiedichte im Markt starten und dann optimiert werden“, so Teuber. Im Folgenden ging er tiefer auf das Pack- und Systemdesign von Solid-State-Batterien ein und darauf, wie die FEV plant, die Energiedichte von Batterien deutlich zu verbessern. Im Forschungsprojekt konnte bisher eine um 30 % höhere Energiedichte erreicht werden als bei aktuellen Zellen. Dabei handelt es sich um den ersten von vier Schritten in der geplanten Entwicklungsforschung. Es gebe noch sehr viele offene Fragen, und es sei keineswegs sicher, dass Solid-State-Batterien funktionieren. Es komme auf die erfolgreiche System­integration an.

Ziel des Verbund-Forschungsprojekts Bidirektionales Lademanagement (BDL) sei es gewesen, eine Win-Win-Situation für den Kunden zu erreichen, in der er das bidirektionale Laden nutzen und Kosten sparen könne, sagte Mark Pilkington von BMW. Verschiedene Use Cases in den Bereichen Vehicle-to-Home, Vehicle-to-Business und Vehicle-to-Grid seien im Projekt untersucht worden. Reale Demonstrationen mit 20 Privat- und 30 Geschäftskunden hätten am Ende gezeigt, dass BDL „wunderbar“ funktioniere. „Die Fahrzeuge laden und entladen schnell genug, wir können alles schnell genug regeln.“ Die Standards funktionierten. „Aber wir haben auch gesehen, dass die Anwendungsfälle immer sehr individuell sind.“ Nicht für jeden potenziellen BEV-Kunden komme BDL daher infrage.

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