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Positionspapier „Elektrische Maschine – Status Quo, Ausblick und Handlungsbedarfe für die deutsche Wirtschaft“: Arbeitsgruppe 4: Sicherung des Mobilitäts- und Produktionsstandortes, Batteriezellproduktion, Rohstoffe und Recycling, Bildung und Qualifizierung: Bericht Oktober 2020
No full textDie Ausgangslage und das Entwicklungspotenzial der deutschen und europäischen Industrie können für diese Kernkomponente des Antriebsstrangs von E-Fahrzeugen insgesamt positiv eingeschätzt werden. Die Unternehmen in Deutschland verfügen über einen großen Erfahrungsschatz aus der konventionellen Antriebstechnik in Kombination mit jahrzehntelanger Entwicklungs- und Produktionserfahrung bei elektrischen Maschinen für andere Anwendungen. Die in Deutschland bestehende Investitions- beziehungsweise Anlagenbasis für die aktuellen Bedarfe entlang der Wertschöpfungskette elektrischer Maschinen ist weitestgehend als sehr gut einzuschätzen. Für die Produktion elektrischer Maschinen für xEV kann das gewachsene Netzwerk der deutschen Automobilindustrie zum Großteil weiterhin genutzt werden. Etablierte Partnerschaften und optimierte Lieferketten können bestehen bleiben. Die bestehende Personalbasis kann aufgrund der fachlichen Nähe zu konventionellen Industriebereichen problemlos für die meisten Wertschöpfungsschritte rund um die elektrische Maschine qualifiziert werden. Um die Vorreiterrolle der deutschen Automobilindustrie bei elektrischen Maschinen auch zukünftig zu sichern, die Wettbewerbsfähigkeit weiter auszubauen und die Nachhaltigkeit zu stärken, bestehen punktuell Handlungsbeziehungsweise Optimierungsbedarfe entlang der Wertschöpfungskette für einzelne Rohstoffe und Komponenten, insbesondere in Bezug auf die Versorgungssicherheit bei Seltenen Erden und Seltene-Erden-Permanentmagneten sowie auf das Recycling der elektrischen Maschinen. Der Großteil der Roh- und Werkstoffe für die Produktion elektrischer Maschinen kann durch bereits etablierte Wertschöpfungsnetzwerke und Lieferketten beschafft werden. Für wenige Spezialwerkstoffe, wie zum Beispiel Flächenisolierstoffe mit hoher Wärmebeständigkeit, bestehen punktuelle Abhängigkeiten aufgrund von Patenten und Investitionsvorsprüngen ausländischer Unternehmen. Die Produktion dieser Werkstoffe in Europa sollte gefördert werden. Im Bereich der zentralen Komponenten nimmt die deutsche Industrie für die Bauteile des klassischen
Maschinenbaus eine Technologieführerrolle ein. Für die Entwicklung und Produktion der Komponenten Elektrobleche, Leiter beziehungsweise Wicklungen in Stator und Rotor, Verguss- beziehungsweise Füllmaterialien und Isolation ist Deutschland im weltweiten Wettbewerb auf Augenhöhe. Vereinzelte Aufholbedarfe bestehen etwa zu asiatischen Preisführern für die Produktion von Elektroblechen. Hier sind unter anderem Investitionen in moderne, leistungsfähige Anlagen erforderlich. Bei zunehmendem Volumen von elektrischen Maschinen für Automobilanwendungen ist ein Ausbau der vorhandenen Investitionsbasis notwendig, um den Automatisierungsgrad zu erhöhen. Die Lage für die Versorgung mit Seltenen Erden und Seltene-Erden-Permanentmagneten ist als kritisch einzustufen. Es besteht eine weltweite Abhängigkeit von chinesischen Lieferanten. Die Versorgung muss etwa über die Erschließung von Rohstoffabbaugebieten außerhalb von China, verstärktes Recycling von Seltenen Erden aus alten elektrischen Maschinen und den Ausbau der europäischen Produktion von Permanentmagneten in Europa gesichert werden. Zudem müssen alternative beziehungsweise disruptive Technologien
weiter erforscht werden, die ohne oder mit erheblich weniger Seltenen Erden die gleiche Magnetwirkung erzielen und damit den Rohstoffbedarf reduzieren. Im Hinblick auf die wissenschaftliche Basis sowie das Entwicklungs- und Produktions-Know-how haben asiatische Wettbewerber einen Vorsprung, den es aufzuholen gilt. Unter Berücksichtigung des Bedarfes an höherer Leistungsklassen für schwere LKW, Bahn, Luft- und Schiffsverkehr ist der Forschungsbereich in Richtung neue Architekturen der Elektromotoren zu verstärken. Skalierung aus dem Automobilbereich sind nicht ohne weiteres zielführend, insbesondere mit Hinblick auf Optimierungskriterien Bauraum und Gewicht. [aus Executive Summary]:Executive Summary
1 Hintergrund und Vorgehensweise
2 Das Wertschöpfungsnetzwerk zur Produktion elektrischer Maschinen: Status Quo und Handlungsfelder
Betrachtung entlang der Wertschöpfungstiefe (spaltenweise)
Rohstoffe und Werkstoffe
Komponenten und Hauptbauteile
Antriebssystem und Anwendung
Recycling
Betrachtung entlang der Wertschöpfungsinhalte (zeilenweise)
Wissenschaftliche Basis
Entwicklungs- und Produktions-Know-how
Marktzugang
Personalakquise und -entwicklung
Bestehende und aufzubauende Investitionsbasis
Geschäftsmodelle und Investitionsbereitschaft
Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit
3 Handlungsbedarfe
Seltene Erden und Permanentmagnete
Recycling
4 Fazit
5 Anhang
Glossar und Abkürzungsverzeichnis
ImpressumWith regard to this key drivetrain component of electric vehicles, the starting position and the development potential of the German and European industries can be described as positive. Businesses in Germany have got a wealth of experience in conventional drive technology, combined with decades of experience in developing and manufacturing electric machines for other applications. The existing investment base in Germany for the current needs along the value chain for electric machines can largely be considered to be very good. For the most part, the evolved network of the German automotive
industry can be continued to be used for the production of electric machines for xEV. Established partnerships and optimised supply chains can remain. Due to technical similarities with conventional industry sectors, existing employees can easily be trained for most of the value added steps in the context of electric machines. In order to further secure the leading role of the German automotive industry in the area of electric machines, to continue to develop its competitivity and to strengthen its sustainability, there is a need for targeted action and/or optimisation at various points along the value chain for individual raw materials and components, in particular with regard to the security of supply for rare earths and rare-earth permanent magnets as well as the recycling of electric machines. The lion share of the raw and processed materials required for the production of electric machines can be procured via established value networks and supply chains. For some special materials, e.g. high-temperature
resistant surface insulating materials, there are specific dependencies due to patents and investment advantages of foreign companies. The production of these materials in Europe is to be supported. In the area of key components, the German industry plays a prominent role for elements of traditional mechanical engineering. In terms of development and production of components such as electrical sheets,
conductors or winding in the stator and the rotor, casting or filling materials and insulation, Germany is competing on an equal footing internationally. In isolated cases, there is a need to catch up e.g. with Asian price leaders for the production of electrical sheets. This requires, among other things, investment in modern, high-performance equipment. As the volume in electric machines for automotive applications increases, the existing investment basis needs to be expanded in order to achieve a higher level of automation. The situation for the supply of rare earths and rare-earth permanent magnets can be classed as critical.:Executive Summary
1 Hintergrund und Vorgehensweise
2 Das Wertschöpfungsnetzwerk zur Produktion elektrischer Maschinen: Status Quo und Handlungsfelder
Betrachtung entlang der Wertschöpfungstiefe (spaltenweise)
Rohstoffe und Werkstoffe
Komponenten und Hauptbauteile
Antriebssystem und Anwendung
Recycling
Betrachtung entlang der Wertschöpfungsinhalte (zeilenweise)
Wissenschaftliche Basis
Entwicklungs- und Produktions-Know-how
Marktzugang
Personalakquise und -entwicklung
Bestehende und aufzubauende Investitionsbasis
Geschäftsmodelle und Investitionsbereitschaft
Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit
3 Handlungsbedarfe
Seltene Erden und Permanentmagnete
Recycling
4 Fazit
5 Anhang
Glossar und Abkürzungsverzeichnis
Impressu
Positionspapier „Qualitative Betrachtung des Wertschöpfungsnetzwerks Batterierecycling“: Arbeitsgruppe 4: Sicherung des Mobilitäts- und Produktionsstandortes, Batteriezellproduktion, Rohstoffe und Recycling, Bildung und Qualifizierung: Bericht Oktober 2020
No full textWeltweit wurden im Jahr 2019 2,3 Millionen Elektrofahrzeuge verkauft. Die Verkaufszahlen von batterieelektrischen Fahrzeugen und Plug-in-Hybriden wuchsen damit um 9 % im Vergleich zum Vorjahr. In Europa, dem wichtigsten Absatzmarkt für Fahrzeuge aus deutscher Inlandsproduktion, stiegen sie sogar um 44 % auf 600.000 Fahrzeuge an (Vgl. McKinsey 2020). Es kann erwartet werden, dass dieser globale Trend anhalten wird. Elektromobilität wird in vielen Staaten als zentrale Technologie für eine klimafreundlichere und nachhaltige Mobilität der Zukunft gesehen und der Umstieg aufs Elektrofahrzeug etwa durch finanzielle Anreize unterstützt. Allein in Deutschland sollen bis 2030 sieben bis zehn Millionen Elektrofahrzeuge zugelassen sein. Dieses Ziel wurde im Herbst 2019 im Klimaschutzgesetz
festgeschrieben und wird etwa durch Steuererleichterungen, einen verstärkten Ausbau der öffentlichen Ladeinfrastruktur und gemeinsame von Bundesregierung und Händlern finanzierte Kaufprämien unterstützt (Vgl. Bundesregierung 2019). Während die Anzahl der Fahrzeuge mit batterieelektrischem oder hybridem Antrieb steigt, ist die Rohstoffverfügbarkeit für die Produktion zentraler Fahrzeugkomponenten begrenzt und die Rohstoffgewinnung häufig mit externen Kosten durch negative Umwelt- und Sozialauswirkungen der Primärgewinnung verbunden. Insbesondere für die Produktion von Traktionsbatterien, Lithium-Ionen-Batterien der aktuellen Generation, werden ebenso wie für die Produktion von elektrischen Maschinen wertvolle und teilweise sogar kritische Rohstoffe wie Lithium, Kobalt,Nickel, Kupfer oder Graphit benötigt. Auch wenn in der Vergangenheit zeitweise ein Überangebot mit entsprechend sinkenden Preisen für einige Rohstoffe zu verzeichnen war, ist in Zukunft bei steigender Nachfrage mit einer (zumindest temporären) Verknappung, etwa von Kobalt und Lithium, zu rechnen. Um die Batterieproduktion für die europäische Automobilindustrie auch in Zukunft nachhaltig und verantwortungsvoll mit diesen Rohstoffen versorgen zu können, müssen prioritär auch sekundäre Rohstoffquellen erschlossen werden, die sich mittel- bis langfristig aus dem Recycling der steigenden Anzahl an Altbatterien aus Elektrofahrzeugen ergeben. Daneben sollte die Zweitnutzung (2nd Life) von Altbatterien und -komponenten für Anwendungen insbesondere im Mobilitäts- und Energiesektor als
sinnvolle Alternative zur Neuproduktion gefördert werden. Der Aufbau einer effektiven und ökonomischen Kreislaufwirtschaft für Lithium-Ionen-Batterien stellt eine unerlässliche Voraussetzung für eine nachhaltige Nutzung der Elektromobilität dar und muss als gesellschaftliches und politisches Ziel engagiert vorangetrieben werden. Auch wenn ein größerer Rücklauf der automobilen Antriebsbatterien erst ab 2025 zu erwarten ist, müssen hierfür bereits heute die notwendigen Strukturen für Recycling und Re-Use aufgebaut werden. Dabei müssen das gesamte Wertschöpfungsnetzwerk betrachtet und gemeinsame europäische Strategien zum Umgang mit Altbatterien (End-of-Life-Batterien) und Sekundärrohstoffen erarbeitet werden. [aus 'Motivation']:1 Motivation
2 Wertschöpfungsnetzwerk
Batterierücknahme
Batteriedemontage
Wertstoffrückgewinnung
Wiederverwertung
3 Handlungsempfehlungen
Nachhaltigkeit
Rücknahmelogistik
Batterie „Second Life“
Prozess-Skalierung
Kreislaufwirtschaft
4 Fazit
5 Conclusion
6 Anhang
Literaturverzeichnis
Impressu
Verbundbericht ... / Verkehrs- und Tarifverbund Stuttgart (VVS)
No full textBerichte des Verkehrs- und Tarifverbund Stuttgart (VVS) über das Geschäftsjahr ..
Die Zukunft der Eisenbahn in Deutschland: Szenarien für das Jahr 2040
No full textDie Zukunft der Eisenbahn in Deutschland ist aus heutiger Sicht ungewiss. Technologische Entwicklungen, Innovationen, Veränderungen der Konkurrenzsituation und das Spannungsfeld zwischen gemeinwohl- und gewinnorientierten Anforderungen führen zu vielschichtigen Herausforderungen. Zudem haben die nationale wie internationale Politik, Gewerkschaften und Verbände sowie beteiligte Unternehmen diametral unterschiedliche Vorstellungen über die zukünftige Entwicklung der Eisenbahn. Es ist derzeit weder eine politische, unternehmerische noch gesellschaftliche Tendenz erkennbar, die der Eisenbahn eine klare Richtung vorgeben würde. Der Bedarf an gemeinsamen Leitbildern, zielgerichteten Strategien und konkreten Maßnahmen ist offensichtlich und eine Debatte über die Rolle der Eisenbahn in Deutschland überfällig.
Diese Arbeit soll dazu beitragen, eine Auseinandersetzung mit dieser Thematik anzustoßen und liefert die dazu benötigte wissenschaftliche Grundlage. Um mögliche Zukünfte der Eisenbahn in Deutschland aufzuzeigen, wurde methodisch auf den explorativen Szenarioprozess zurückgegriffen und folgende Forschungsfrage formuliert: „Wie sehen mögliche Zukünfte des Schienenpersonenverkehrs in Deutschland im Jahre 2040 aus?“. Das Hauptziel der Arbeit bestand also in der wissenschaftlichen Erarbeitung von möglichen Zukünften für die Eisenbahn in Deutschland im Jahr 2040. Dazu wurden eine Vielzahl an Einflussfaktoren gesammelt, ein Wirkungsgefüge erstellt und acht Schlüsselfaktoren identifiziert. Aus den Kombinationen der erarbeiteten 31 Ausprägungen entstanden Rohszenarien, von denen drei möglichst konsistente ausgewählt und ausführlich in Zukunftsbildern beschrieben wurden. Zur Unterstützung des Prozesses wurden Expertinnen und Experten miteinbezogen und die Software Parmenides EIDOS eingesetzt.
Das Ergebnis des Prozesses sind neben wichtigen Erkenntnissen über das System Bahn drei Szenarien für das Jahr 2040: „New-Rail-Deal“, „Big Mix“ und „AUTOnomie“. In diesen wird unteranderem auf die Rolle und Relevanz der Eisenbahn, das Schienenpersonenverkehrsangebot, die Rolle der Politik, die Konkurrenzsituation, die Entwicklung der Automatisierung sowie Organisationsformen eingegangen. Die Szenarien und die gewonnenen Erkenntnisse können von großer Bedeutung für die Eisenbahn- und Mobilitätsbranche, die Politik und die Gesellschaft sein. Durch die festgehaltenen Zukünfte besteht die Möglichkeit, durch einen nachgelagerten Strategiebildungsprozess Maßnahmen abzuleiten und Planungen in der Gegenwart zu treffen. Weiterhin ergeben sich eine Vielzahl weiterer Anknüpfungspunkte für Forschungen
Climate Protection through Cycling: Nationaler Radverkehrsplan - Fahrradportal - Cycling Expertise
No full textCycling Facilities: Designing for Safety: Nationaler Radverkehrsplan - Fahrradportal - Cycling Expertise
No full textMethodenbericht Fokusgruppen
No full textIm Forschungsprojekt MobilBericht wurde die Entscheidungsfindungsmethode der Fokusgruppen für den Zieldefinitionsprozess angewendet. Der Methodenbericht erläutert die theoretischen Grundlagen und beschreibt den Ablauf, wie die Methode in der Mobilitätsberichterstattung von Berlin-Pankow angewendet wurde.Weitere Informationen befinden sich auf der Seite https://mobilbericht.mobilitaet.tu-berlin.de/fokusgruppen/.:1. Ziele der Methode Fokusgruppen ........................................................................................... 4
2. Vorgehensweise ...................................................................................................................... 5
3. Zielgruppe................................................................................................................................ 5
4. Zeit und Ort ............................................................................................................................. 6
5. Input ........................................................................................................................................ 6
6. Moderation.............................................................................................................................. 7
7. Ablaufplan ............................................................................................................................... 8
8. Dokumentation........................................................................................................................ 8
9. Datenanalyse und -interpretation ........................................................................................... 9
10. Qualitätskriterien ................................................................................................................ 9
11. Weiterführende Literatur .................................................................................................. 1