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Elektromobilität als technisches System
Abstract
Die Herausforderung im 21. Jahrhundert besteht darin, Elektrofahrzeuge in ein Gesamtsystem bestehend aus unterschiedlichen Infrastrukturen, wie Energie und Verkehr mit deren typischen unterschiedlichen Eigenschaften und Anforderungen, zu integrieren und technisch-wirtschaftlich sinnvoll mit diesem System interagieren zu lassen. Weitere Funktionalitäten und Dienstleistungen sollen darauf aufbauen können, die einerseits die Zuverlässigkeit der jeweiligen Struktur beibehalten bzw. sogar erhöhen und anderseits neue Geschäftsmodelle/Dienste ermöglichen. Zu diesen Diensten, die nur durch eine sektorübergreifende Kopplung realisierbar sind, gehören bspw. die Rückspeicherung der elektrischen Energie des E-Kfz ins Netz
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Alexander Kunith entwickelt eine Methode zur Technologiebewertung emissionsfreier Bussysteme im ÖPNV, die der Herbeiführung eindeutiger strategischer Beschaffungsentscheidungen dient und Verkehrsunternehmen bei der Flottentransformation unterstützt. Er zeigt, dass ein kostenorientiertes Elektrifizierungsvorgehen des Busverkehrs notwendig ist, das sowohl unterschiedliche Technologien als auch eine optimierte Systemauslegung der Fahrzeuge und der Ladeinfrastruktur ermöglicht, um das erhebliche Potenzial zur langfristigen Senkung der Gesamtkosten von Flottenbetreibern zu nutzen. Die Wirtschaftlichkeit ist jedoch signifikant von technologischen und betrieblichen Faktoren abhängig.
Der Inhalt:
• Grundlagen für die Bewertung komplexer Systeme im Busverkehr
• Technisch-wirtschaftliche Bewertung elektrischer Bussysteme
• Optimierte Systemauslegung zur Elektrifizierung eines Linienbusnetzes
• Technologiebewertung zur Elektrifizierung des Berliner Linienbusnetzes
This expanded and revised fourth edition of The Geography of Transport Systems provides a comprehensive and accessible introduction to the field with a broad overview of its concepts, methods and areas of application. Aimed mainly at an undergraduate audience, it provides an overview of the spatial aspects of transportation and focuses on how the mobility of passengers and freight is linked with geography. The book is divided in ten chapters, each covering a specific conceptual dimension, including networks, modes, terminals, freight transportation, urban transportation and environmental impacts, and updated with the latest information available. The fourth edition offers new material on the issues of transport and the economy, city logistics, supply chains, security, energy, the environment, as well as a revised content structure. With over 160 updated photographs, figures and maps, The Geography of Transport Systems presents transportation systems at different scales ranging from global to local and focuses on different contexts such as North America, Europe and East Asia. This volume is an essential resource for undergraduates studying transport geography, as well as those interested in economic and urban geography, transport planning and engineering. A companion web site, which contains additional material, has been developed for the book and can be found here: http://people.hofstra.edu/geotrans/.
Die Shell Nutzfahrzeug-Studie 2016 ist die Nachfolgestudie der ersten Shell Lkw-Studie 2010 (Shell 2010). Sie wurde inhaltlich auf Nutzfahrzeuge erweitert und behandelt nun auch die Kraftomnibusse. Shell knüpft damit im Nutzfahrzeugbereich an die seit 1958 veröffentlichten Shell Pkw-Szenarien an, die inzwischen in der 26. Auflage erschienen sind (Shell 2014). Die Shell Nutzfahrzeuge-Studie 2016 wurde erneut in Zusammenarbeit mit dem Institut für Verkehrsforschung im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt erstellt. Ziel der Shell Nutzfahrzeug-Studie 2016 ist es, die Zukunft des Straßengüterverkehrs sowie des öffentlichen Straßenpersonenverkehrs mit Bussen bis in das Jahr 2040 zu erforschen. Hierzu wurden zum einen aktuelle Trends in der Transportlogistik für Güter und Personen und der Nutzfahrzeugstatistik untersucht sowie Potenzialabschätzungen relevanter Technologien vorgenommen. Zum anderen erfolgte mit Hilfe von Güterverkehrsmodellierung und Szenariotechnik sowie der Verknüpfung wichtiger verkehrs-, energie- und umweltpolitischer Parameter des Lkw- und Busverkehrs eine umfassende Betrachtung der Entwicklung in Deutschland. Die wichtigsten Ergebnisse der Shell Nutzfahrzeug-Studie lassen sich wie folgt zusammenfassen: 1) Die Logistikwirtschaft ist ein wichtiger, wachsender Wirtschaftszweig; Deutschland ist ein weltweit führender Logistikstandort. Die Güterverkehrsleistung in Deutschland ist in den vergangenen 25 Jahren um 60 % gewachsen und wird bis 2040 nochmals um 50 % zulegen. Die Straße ist und bleibt der Hauptverkehrsträger für den Gütertransport. 2) In Deutschland sind heute (2016) knapp drei Mio. Lkw und knapp 80.000 Busse zugelassen. Die Bestandsentwicklung wird von leichten Nutzfahrzeugen bestimmt. Die Schadstoffklassen (Euro-Normen) variieren deutlich nach Fahrzeugsegmenten. Dieselfahrzeuge besitzen einen Flottenanteil von insgesamt 95 %. 3) Der Dieselantrieb als Standard für Nutzfahrzeuge besitzt weitere Effizienzpotenziale. Für Fernverkehrs-Lkw könnten Gasantriebe auf Basis verflüssigten Erdgases (LNG) eine Alternative darstellen. Potenziale für Elektromobilität weisen leichte Nutzfahrzeuge und Fahrzeuge mit urbanen Fahrprofilen auf. 4) Bis 2040 wird der Nutzfahrzeugbestand in Deutschland auf 3,5 Mio. Fahrzeuge zulegen; die Lkw-Fahrleistungen steigen um 39 %. Aufgrund von Effizienzfortschritten sinkt der Energiebedarf aller Nutzfahrzeuge von heute bis 2040 um bis zu 13 %. Die gesamten CO2-Emissionen gehen um bis zu 20 % zurück. Die 1990er CO2-Emissionswerte werden in 2040 noch deutlich überschritten.
In this paper, we present a case study on planning the locations of public electric vehicle (EV) charging stations in Beijing, China. Our objectives are to incorporate the local constraints of supply and demand on public EV charging stations into facility location models and to compare the optimal locations from three different location models. On the supply side, we analyse the institutional and spatial constraints in public charging infrastructure construction to select the potential sites. On the demand side, interviews with stakeholders are conducted and the ranking-type Delphi method is used when estimating the EV demand with aggregate data from municipal statistical yearbooks and the national census. With the estimated EV demand, we compare three classic facility location models – the set covering model, the maximal covering location model, and the p-median model – and we aim to provide policy-makers with a comprehensive analysis to better understand the effectiveness of these traditional models for locating EV charging facilities. Our results show that the p-median solutions are more effective than the other two models in the sense that the charging stations are closer to the communities with higher EV demand, and, therefore, the majority of EV users have more convenient access to the charging facilities. From the experiments of comparing only the p-median and the maximal covering location models, our results suggest that (1) the p-median model outperforms the maximal covering location model in terms of satisfying the other’s objective, and (2) when the number of charging stations to be built is large, or when minor change is required, the solutions to both models are more stable as p increases.
Public transport authorities particularly in conurbations and mega-cities undertake growing endeavors to improve their CO 2 footprint and become less dependent on fossil fuels. Electric buses are an obvious alternative to conventional diesel vehicles. However, public transport authorities face several different options of electric bus technologies and different system solutions to implement electric buses. These options have specific assets and drawbacks concerning technology, capital and operational cost. Despite the importance of this issue only very limited research has been published on that matter so far. This study presents a technology assessment of battery-electric public bus systems based on technical and economical key performance indicators. The methodology is applied to an electric bus project for the city of Berlin. To facilitate the selection of a suitable technology a step-wise approach is applied. Firstly, an energetic simulation model has been set up to forecast the needed energy for daily service based on bus operating profiles in Berlin. Secondly, a pre-selection of potential electric bus solutions is made by qualitative evaluation of different systems using defined technical and economic indicators. Thirdly, a detailed comparison is made between the remaining technological alternatives taking monetary-based aspects into account. The economic analysis is conducted by means of a total cost of ownership (TCO) approach. In conclusion the examination reveals that under Berlin conditions inductive opportunity charging technology fulfills the comprehensive system's requirements and shows relatively low TCO values.
Das vorliegende Lehrbuch führt in die wesentlichen Teilgebiete der Verkehrsgeographie ein. Es behandelt Verkehrssektoren (Straße, Schiene,Wasserweg usw.) sowie Verkehrsräume, Personenmobilität und Gütertransport in Verdichtungsräumen, im ländlichen Raum sowie auf den überregionalen Verkehrskorridoren. Vor dem Hintergrund des gesellschaftlichen und ökonomischen Strukturwandels findet auch das Problem einer nachhaltigen Entwicklung von Mobilität und Verkehr Berücksichtigung. Neben den Verkehrsträgern, Infrastrukturnetzen und Transportsystemen werden die räumlich-institutionellen und politischen Randbedingungen der Organisation von Mobilität betrachtet. Das auf den aktuellen Forschungsstand abgestimmte Buch ist insbesondere für den Einsatz in Hochschule, Bildung und Unterricht gedacht und folgt damit dem Konzept der bisher erschienenen Bände der Reihe Grundriss Allgemeine Geographie.
Das vorliegende Buch gibt eine Einführung in das Gebiet der Verkehrswirtschaft. Verkehrsträgerübergreifend werden grundlegende volks- und betriebswirtschaftliche Fragen des Personen- und Güterverkehrs behandelt. Der Heterogenität des Verkehrs wird das Buch dadurch gerecht, dass unabhängig von den Erscheinungsformen des Verkehrs, den Verkehrsarten und Verkehrsträgern allgemeingültige Aussagen gemacht werden. Außerdem werden interessante Besonderheiten der unterschiedlichen Verkehrsträger diskutiert. Der Band richtet sich sowohl an Studierende der Bereiche Verkehr und Logistik als auch an alle am Verkehr Interessierten.
Das Buch gibt einen umfassenden Einblick in die Grundlagen und den gesamten Prozess der Verkehrsplanung. Der Autor erläutert die Zusammenhänge von Stadt, Raum und Verkehr, stellt Methoden und Verfahren der Verkehrserhebung, -modellierung und -prognose vor und beschreibt moderne verkehrsplanerische Konzepte mit ihren spezifischen Wirkungen.
Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem landgebundenen Stadt- und Regionalverkehr, während der Fernverkehr nur am Rand betrachtet wird. Der Autor macht deutlich, dass alle Verkehrsarten (Fußverkehr, Radverkehr, öffentlicher Personennahverkehr und Kraftfahrzeugverkehr) in der Verkehrsplanung gleichgewichtig zu behandeln sind. Dem Kraftfahrzeugverkehr wird dabei zwangsläufig mehr Aufmerksamkeit gewidmet als dem Fußverkehr, weil seine Anforderungen an das gesamte Verkehrssystem komplexer sind und somit komplexere Lösungen erfordern.
Mit einer Zusammenstellung der verschiedenen Verfahren zur Entscheidungsfindung und einem Ausblick auf die Zukunft des Verkehrs bietet das Buch einen kompakten, aber vollständigen Überblick über das komplexe Thema Verkehrsplanung.
This book describes the factory planning process with its manifold practical characteristics. Previous planning approaches only emanate from the product model. Future plannings need to allow for dissimilarity of an individual factory more strongly, i.e. the factory will feature even more individual characteristics according to its position in the value-added chain. With the methodology presented in the book new factory types can be realized according to the respective requirements. The described methodology has been developed by the authors. Being an extendible concept, it is very useful for the permanent excess planning, rescheduling and replanning of factories.
The Global EV Outlook 2017 provides insights on recent EV technology, market, and policy developments, in particular with regards to the sector's status outlined previously in the Global EV Outlook 2016. Detailed information for the past five to ten years on EV registrations (vehicle sales), number of EVs on the road, and modal coverage across the most relevant global vehicle markets is provided. The analysis also looks at the availability and characteristics of Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE). The Global EV Outlook 2017 reports on battery cost and energy density improvements, holding promises for further progress in EV performance and cost-competitiveness. A review and discussion of key elements on policy support for both EVs and EVSE is included, identifying policy requirements for a successful transition to mass market adoption. Finally, the report assesses the potential of EVs in CO2 emissions reduction in the transportation sector, in conjunction with requirements for successful grid integration and synergies with low-carbon, renewable electricity.
Although the Paris Agreement's goals (1) are aligned with science (2) and can, in principle, be technically and economically achieved (3), alarming inconsistencies remain between science-based targets and national commitments. Despite progress during the 2016 Marrakech climate negotiations, long-term goals can be trumped by political short-termism. Following the Agreement, which became international law earlier than expected, several countries published mid-century decarbonization strategies, with more due soon. Model-based decarbonization assessments (4) and scenarios often struggle to capture transformative change and the dynamics associated with it: disruption, innovation, and nonlinear change in human behavior. For example, in just 2 years, China's coal use swung from 3.7% growth in 2013 to a decline of 3.7% in 2015 (5). To harness these dynamics and to calibrate for short-term realpolitik, we propose framing the decarbonization challenge in terms of a global decadal roadmap based on a simple heuristic—a “carbon law”—of halving gross anthropogenic carbon-dioxide (CO2) emissions every decade. Complemented by immediately instigated, scalable carbon removal and efforts to ramp down land-use CO2 emissions, this can lead to net-zero emissions around mid-century, a path necessary to limit warming to well below 2°C.
Electric cars have the potential for contributing to more environmentally friendly mobility. Yet in Germany, despite ambitious govern mental targets, the market share of electric cars remains minimal. Norway, on the other hand, is currently experiencing an electric car boom. We investigated what Germany, from a psychological perspective, could learn from Norway in order to achieve a higher market share of electric cars. We analyzed Norwegian studies that surveyed electric car users as well as users of conventional cars. The latter expressed concerns about the suitability of electric cars for everyday use. The same concerns were expressed in similar surveys of potential electric car buyers in Germany. In Norway, however, those concerns proved unfounded in actuality, as confirmed by actual electric car users. In the purchase decision-making process, financial incentives were not the sole aspect of consideration, as social influence, observability and knowledge also came into play. This study provides suggestions for governmental support strategies in Germany.
One of the most critical barriers to widespread adoption of electric cars is the lack of charging station infrastructure. Although it is expected that a sufficient number of charging stations will be constructed eventually, due to various practical reasons they may have to be introduced gradually over time. In this paper, we formulate a multi-period optimization model based on a flow-refueling location model for strategic charging station location planning. We also propose two myopic methods and develop a case study based on the real traffic flow data of the Korean Expressway network in 2011. We discuss the performance of the three proposed methods.
This research develops and applies a mixed-integer linear programming model that optimizes the locations of fueling stations considering not only the limited driving range of vehicles but also the necessary deviations that drivers are likely to make from their shortest paths in order to refuel their vehicles when the refueling station network is sparse. The Deviation-Flow Refueling Location Model (DFRLM) locates facilities to maximize the total flows refueled on deviation paths. The flow demand captured by the stations is assumed to decrease as the deviation that drivers must make increases. Test results indicate that the maximum allowable deviation and the specific deviation penalty functional form do have a measurable effect on the optimal locations of facilities and objective function values as well.
Im Vordergrund eines Handbuchs zur Verkehrspolitik stehen die politischen Akteure, ihre Motive und Ziele, ihre Instrumente
und Handlungen bei der Gestaltung des Verkehrsgeschehens. Der folgende Beitrag wechselt die Perspektive: Er betrachtet das
„Objekt“ dieser Politik als eigenwilliges Subjekt gesellschaftlicher Praxis, in die die politischen Akteure gezielt eingreifen
(wollen). Vermutlich sind in der Verkehrspolitik „Steuerungsillusionen“ verbreiteter als in anderen Politikfeldern, weil in
der Vergangenheit — in der Eisenbahnzeit — der Staat weitgehend über die Verkehrsmittel und -wege verfügte, d.h. die gesellschaftlichen
Gegebenheiten in von ihm bestimmte Bahnen lenken konnte. Mit dem Übergang zum „motorisierten Individualverkehr“ hat sich das
jedoch grundlegend geändert. Jetzt ergeben sich als Resultanten aus dem massenhaften Verkehrshandeln Realitäten, mit denen
sich staatliche Politik „herumschlagen“ muss. Der folgende Beitrag beschäftigt sich mit der Eigendynamik sozialer Praxis,
mit Mobilitätsbedürfnissen und Verkehrshandeln unterschiedlicher Akteure in verschiedenen Konstellationen des Alltags.
The concept of a median in a weighted graph is generalized to a multimedian. Then, it is shown that the optimum distribution of p switching centers in a communication network is at a p-median of the corresponding weighted graph. The following related problem in highway networks is also considered: What is a minimum number of policemen that can be distributed in a highway network so that no one is farther away from a policeman than a given distance d? This problem is attacked by generating all vertex-coverings externally stable sets of a graph by means of a Boolean function defined over the vertices of a graph. Then this idea is extended to Boolean functions that generate all matchings, all factors, and all possible subgraphs of G with given degrees.
Beginning with Hodgson (Geogr.Anal.22(1990) 270), several researchers have been developing a new kind of location-allocation model for “flow capturing.” Instead of locating central facilities to serve demand at fixed points in space, their models aim to serve demand consisting of origin-destination flows along their shortest paths. This paper extends flow-capturing models to optimal location of refueling facilities for alternative-fuel (alt-fuel) vehicles, such as hydrogen fuel cells or natural gas. Existing flow-capturing models assume that if a flow passes just one facility along its path, it is covered. This assumption does not carry over to vehicle refueling because of the limited range of vehicles. For refueling, it may be necessary to stop at more than one facility in order to successfully refuel the entire path, depending on the vehicle range, the path length, and the node spacing. The Flow Refueling Location Model (FRLM) optimally locates p refueling stations on a network so as to maximize the total flow volume refueled. This paper presents a mixed-integer programming formulation for the nodes-only version of the problem, as well as an algorithm for determining all combinations of nodes that can refuel a given path. A greedy-adding approach is demonstrated to be suboptimal, and the tradeoff curve between number of facilities and flow volume refueled is shown to be nonconvex.
The concepts of the “center” and the “median vertex” of a graph are generalized to the “absolute center” and the “absolute median” of a weighted graph (a graph with weights attached to its vertices as well as to its branches). These results are used to find the optimum location of a “switching center” in a communication network and to locate the best place to build a “police station” in a highway system. It is shown that the optimum location of a switching center is always at a vertex of the communication network while the best location for the police station is not necessarily at an intersection. Procedures for finding these locations are given.
Smart Grid. Grundlagen und Technologien der elektrischen Netze der Zukunft
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Kleiner Begriffskanon der Mobilitätsforschung
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Zahlen - Daten - Fakten zum Fahrradmarkt in Deutschland
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Leitwarte im Smart Grid. Dissertation Otto-von-Guericke
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Infrastrukturelle Aspekte der Elektromobilität von morgen
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Sektor-und Energieträgerübergreifende, modellbasierte, ganzheitliche Untersuchung zur langfristigen Reduktion energie-bedingter CO2-Emissionen durch Energieeffizienz und den Einsatz Erneuerbarer Energien. Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
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Bericht Energieverbrauch in Deutschland - Daten für das 1
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Neue Kraftstoffe und Antriebe - sauber und kostengünstig
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Hrsg) (2012) Abschlussbericht Harz.ErneuerbareEnergien-mobility. Otto-von-Guericke
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Phasenwähler der Firma Stromnetz Berlin GmbH. Autoreninformation vom 21
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City Logistik: UPS investiert in emissionsfreie Lieferverkehre
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Grid optimal integration of electric vehicles: Examples with Matlab implementation
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E-Rad macht mobil. Potenziale von Pedelecs und deren Umweltwirkung
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Ökobilanz alternativer Antriebe-Elektrofahrzeuge im Vergleich
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Energiesystem Deutschland 2050. Sektor-und Energieträgerübergreifende, modellbasierte, ganzheitliche Untersuchung zur langfristigen Reduktion energie-bedingter CO2-Emissionen durch
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Hermes testet E-Dreirad in Göttingen
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Stuttgart: e-mobil BW GmbH; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Institut für Verkehrsforschung; Ministerium für Verkehr
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