Masterplan Elektromobilität
Nordrhein-Westfalen
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Vorbemerkung
Elektroautos gehört die Zukunft. Das Thema „Elektromobilität“ ist ein hochaktuelles und eines mit großem Stellenwert. Im Jahr 2020 sollen nach den
Vorstellungen der Bundesregierung bereits eine Million batteriebetriebene
Elektrofahrzeuge auf den bundesweiten Straßen verkehren.
Ebenso konkrete Vorstellungen hat auch die Landesregierung in NordrheinWestfalen, denn ein Viertel dieser Fahrzeuge sollen hier zugelassen und zudem
ein Großteil der relevanten Komponenten am Wirtschaftsstandort NordrheinWestfalen produziert werden. Auch Fahrzeuge sollen hier hergestellt werden.
Zur Erreichung dieser Ziele bietet Nordrhein-Westfalen schon jetzt hervorragende Voraussetzungen, die das Ministerium für Wirtschaft, Mittelstand und
Energie (MWME) des Landes gezielt nutzen und ausbauen möchte. NordrheinWestfalen soll langfristig bedeutendster Innovations- und Produktionsstandort
Deutschlands für Elektrofahrzeuge werden.
Im Jahr 2020 sollen in Deutschland eine Million elektrisch angetriebene Fahrzeuge zugelassen sein, 250.000 davon in Nordrhein-Westfalen.
Die Automobilindustrie – eine Branche unter Strom
Mobilität ist ein substanzielles Element der industrialisierten Gesellschaft. Vor
dem Hintergrund notwendiger Klimaschutzmaßnahmen und endlicher Rohölreserven ist die Sicherung der Mobilität insofern eine große Herausforderung.
Elektromobilität ist daher ein Thema, das für die kommenden Jahre von immenser strategischer Relevanz ist. Als alternative Antriebsquelle für Fahrzeuge
werden Elektromotoren die Verbrennungstechnik in absehbarer Zeit ergänzen
und auf lange Sicht ablösen, um eine umweltverträgliche und erdölunabhängige Technologie zu garantieren.
Konsequenterweise hat die Bundesregierung dieses Thema daher im Integrierten Energie- und Klimaprogramm (IEKP) verankert und im Spätsommer 2009
einen „Nationalen Entwicklungsplan Elektromobilität“ beschlossen, um diese
Technologie am Standort Deutschland voranzutreiben und im internationalen
Vergleich eine Vorreiterrolle einzunehmen.
Experten erwarten auf diesem Gebiet nichts weniger als einen Strukturwandel,
der die automobile Wertschöpfung weltweit grundsätzlich verändern wird, da
die Notwendigkeit einer klimafreundlichen Mobilität allseits unbestritten ist.
Der batteriebetriebene Elektroantrieb von Fahrzeugen ist ein wichtiger Zukunftsfaktor, um eine umweltverträgliche und erdölunabhängige Mobilität zu
gewährleisten.
Nordrhein-Westfalen als innovativer Automobilstandort
Schon frühzeitig hat auch die Landesregierung die Bedeutung der Elektromobilität für den Wirtschaftsstandort Nordrhein-Westfalen erkannt. Im Rahmen
der ganzheitlichen Kraftstoff- und Antriebsstrategie des Landes ist die Elektromobilität mit den Aspekten Plugin-Hybride, batteriebetriebene Elektrofahrzeuge sowie Brennstoffzelle/Wasserstoff, neben den „Clean Fuels“ ein fester
Bestandteil. Dies erfolgt im Einklang mit dem genannten „Nationalen Entwicklungsplan Elektromobilität“ des Bundes. Eine Folge daraus sind die besonderen
Anstrengungen, die mit Blick auf die Elektromobilität das Land NordrheinWestfalen in eine Führungsposition als Innovations- und Produktionsstandort
bringen sollen.
Dabei wissen die beteiligten Ministerien, dass sie auf exzellente Voraussetzungen für diese Zukunftstechnologie zurückgreifen können, denn NordrheinWestfalen ist schon jetzt einer der bedeutendsten Automobilstandorte in
Deutschland und Europa. Im zukunftsträchtigen Segment der kleineren und
verbrauchsarmen Fahrzeuge sind Ford und Opel exzellent positioniert! Weitere Fahrzeughersteller und eine Vielzahl an forschenden und produzierenden
Zulieferbetrieben bedeuten für das Land mehr als 200.000 Beschäftigte in
der Automobilindustrie. Desweiteren bietet das land Nordrhein-Westfalen eine
hohe Hochschuldichte, die weltweit ihresgleichen sucht.
Außerdem sind drei weitere unternehmerische Faktoren zu betonen, die eine
ideale Basis für zukunftsträchtige Entwicklungen und eine Spitzenstellung
Nordrhein-Westfalens im Bereich der Elektromobilität darstellen: die Unternehmensstruktur der Automobilindustrie, entscheidend gekennzeichnet durch
kleine und mittelständische Unternehmen (KMU), die Synergie zwischen
Industrie und Wissenschaft sowie die Zahl an hoch qualifiierten Arbeitskräften, die kontinuierlich an den Universitäten in Nordrhein-Westfalen ausgebildet
werden.
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Hohe Innovationskraft der mittelständischen Zulieferbetriebe
Ohnehin ist die Automobilwirtschaft durch eine hohe Innovationskraft gekennzeichnet. Für kleinere Betriebe, von denen es in Nordrhein-Westfalen eine
große Anzahl gibt, ist die Entwicklungsfähigkeit und mithin die Innovationskraft
aber zusätzlich ein entscheidender Wettbewerbs- und Überlebensfaktor. Und
genau in diesem Bereich regelmäßiger technischer Neuerungen ist die Zusammenarbeit von Theorie und Praxis, in Form von Forschung und Wirtschaft, in
Nordrhein-Westfalen gelebte Realität. Eine Vielzahl an Kooperationen, Partnerschaften und gemeinsamen Projekten von Industrie und Wissenschaft lässt
Nordrhein-Westfalen für eine Zukunftstechnologie wie den batteriebetriebenen elektrischen Antrieb von Fahrzeugen in einem ersten Schritt zum idealen
Standort für Grundlagenforschung, Entwicklung und Pilotversuchen werden,
dem als zweiter Schritt die Industrialisierung der Ergebnisse nahtlos folgen
kann und sollte.
Um diese hervorragende Situation weiter zu forcieren und die Pläne, Nordrhein-Westfalen als zukünftigen Leitmarkt für Elektromobilität zu etablieren,
und in die Realität umzusetzen, hat das MWME für diesen Bereich ein Gutachten in Auftrag gegeben, mit Hilfe dessen das Land eine führende Position für
die neue Antriebsart einnehmen soll. Der AutoCluster.NRW, ein Verbund, der
sich als Informations- und Kommunikationsdrehscheibe im Fahrzeugbau und
der Automobilzulieferindustrie versteht, und der Fachkenntnis, Innovationsstärke sowie Clustermanagement bündelt, hat daraufhin einen Masterplan
entwickelt, welcher der Landesregierung konkrete Handlungsempfehlungen
liefert.
Mit namhaften Fahrzeugherstellern, einer Vielzahl mittelständischer Zulieferbetriebe und einer großen Hochschuldichte gehört Nordrhein-Westfalen zu
Europas führenden Automobilstandorten. Gepaart mit der funktionierenden
Zusammenarbeit von Wirtschaft und Wissenschaft sowie einer hohen Innovationskraft bietet das Land exzellente Voraussetzungen, eine führende Position
bei der Entwicklung und Produktion von elektrisch betriebenen Fahrzeugen
einzunehmen.
Masterplan Elektromobilität Nordrhein-Westfalen
In der Landesregierung wird für Nordrhein-Westfalen von der „Vision“ eines
„Innovations- und Produktionsstandortes für Elektrofahrzeuge“ gesprochen.
Diese Vision mit Leben zu füllen, Eckpfeiler für den Weg dorthin aufzustellen
und die notwendigen Konsequenzen in Gang zu bringen, ist die Aufgabe des
Masterplans Elektromobilität Nordrhein-Westfalen.
Das komplexe Themenfeld der Elektromobilität wurde auf drei Tätigkeitsbereiche heruntergebrochen: Batterietechnik, Fahrzeugtechnik sowie Infrastruktur und Netze. Mittels klassischer Methoden der empirischen Forschung für
Situationsanalyse, Screening und Stärken-Schwächen-Analyse entstand eine
Kompetenzlandkarte für diese Forschungsfelder. In jedem der drei identifiierten Themengebiete gibt es gute strukturelle Voraussetzungen, eine Spitzenstellung aufzubauen.
Konkret belegt wird diese Einschätzung durch
•die Anzahl der für die drei Tätigkeitsbereiche relevanten Akteure und Forschungsprojekte und
•die Verteilung dieser Akteure und Forschungsprojekte nach Regionen und
Tätigkeitsbereichen, aus denen sich für die drei Felder auch geeignete Kompetenzzentren herauskristallisieren.
Gelebte Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft und Wissenschaft
Derzeit sind bereits rund 100 relevante Akteure im Bereich der Elektromobilität
identifiiert worden, wobei nicht einzelne Forschungsinstitute in die Statistik
eingegangen sind, sondern einmalig die Hochschulen, in der diese beheimatet
sind.
Neben dieser hohen Anzahl an Akteuren verspricht vor allem deren Verteilung
auf unterschiedliche Gruppierungen eine erfolgreiche Zukunft. Zusätzlich zur
Industrie und den Hochschulen sind auch Dienstleister aus Forschung und Entwicklung sowie Energieversorger mit der Elektromobilität befasst. Im Bereich
der Fahrzeugtechnik dominieren dabei zwar die Industrie und F&E-Dienstleister, doch in den anderen beiden Feldern brachte die Analyse eine relative
Gleichverteilung ans Licht.
Erfreulicherweise ist eine solche Gleichverteilung der beteiligten Organisationen auch mit Blick auf die Forschungsprojekte zu konstatieren. Die 25 ermittelten Projekte, von denen mit 15 der Großteil auf die Batterietechnik entfällt,
werden von 13 Konsortialführern geleitet, die sich aus allen Akteursgruppen
gleichmäßig rekrutieren. Zu bedenken ist bei diesen Zahlen überdies die Sensibilität des Forschungsgegenstands und die verständliche Vorsicht mancher Unternehmer in ihrer Kommunikationsarbeit, so dass sich sicherlich eine größere
Anzahl an Akteuren mit dem Thema befasst, als statistisch zu erfassen war.
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Ein zukunftsentscheidender Faktor und Wettbewerbsvorteil ist durch die Vernetzung relevanter Expertengruppen samt folgender effiienter Zusammenarbeit und der Schaffung von Synergien in Nordrhein-Westfalen somit schon
zum Teil existent. Für die weitere Entwicklungsarbeit bieten sich damit beste
Grundlagen und Anknüpfungspunkte, entscheidende Fortschritte zu erzielen.
Kompetenzzentren und Aufbau der
Produktionskapazitäten
Trotz der günstigen personellen und strukturellen Lage in Nordrhein-Westfalen
sind auf dem Feld der Elektromobilität noch einige Forschungsschritte erforderlich. Für diese hat der Masterplan Anforderungsprofie und Handlungsempfehlungen ermittelt. Die Landesregierung Nordrhein-Westfalen stellt jetzt die
Weichen, um Test-, Forschungs- und Produktionskapazitäten zu vernetzen und
weitere aufzubauen.
Vor allem mit Blick auf die Energiespeicher für den Elektroantrieb ist der technologische Reifegrad aktuell noch niedrig. Auch bei der Fahrzeugtechnik und
der Infrastruktur ist der technische Status quo eher von einem mittleren Reifegrad. Zu den Feldern Energiespeicher, Energiebilanz von Elektrofahrzeugen,
Prototypen von Elektrofahrzeugen und der Beurteilung der Netzinfrastruktur
sind daher noch umfassende technologische Untersuchungen und Weiterentwicklungen durchzuführen.
Aus diesem Grund sollen für jedes Forschungsfeld Kompetenz- und Entwicklungszentren aufgebaut werden, die als offenes Konsortium zu verstehen sind,
in das jeder relevante Akteur seinen Input leisten soll. Die Daten der Situationsanalyse haben Schwerpunkte in Bezug auf die Dichte vorhandener Einrichtungen, Akteure und Forschungsprojekte in den drei Tätigkeitsbereichen herauskristallisiert. Daher sind die Standorte mit diesen ermittelten Schwerpunkten
auch als Fokus der Kompetenzzentren vorgesehen, so dass für die Batterietechnik Münster, für die Fahrzeugtechnik Aachen und für die Infrastruktur die
Region Rhein-Ruhr federführend sein werden.
Pilotversuch in der Modellregion
Wichtige Erkenntnisse für die konkrete Entwicklungsarbeit der Kompetenzzentren liefert der Pilotversuch „Modellregion Rhein-Ruhr“, der bereits im Jahr
2009 anläuft. Das Gebiet um Rhein und Ruhr ist von der Bundesregierung als
eine von acht Modellregionen ausgewählt worden, in denen unter anderem das
Nutzerverhalten und die Anforderungen an den Elektroantrieb getestet werden.
Unter dem Motto „Alles testen, was man mit Strom in Fahrzeugen machen
kann“ prüfen Städte, Energieversorger, Stadtwerke, Logistikdienstleister und
Forschungseinrichtungen kleinere Flotten elektroangetriebener Fahrzeuge bei
Auslieferaufgaben, Abfallentsorgung oder im Personen- und Pakettransport.
Betreibergesellschaft „Elektromobilität.NRW“
Insgesamt ergeben sich eine Reihe von unterschiedlichen Tätigkeitsfeldern im
Bereich der Elektromobilität und in Konsequenz daraus viele Schnittstellen
zwischen den einzelnen Forschungsfeldern, den unterschiedlichen Akteursgruppen und der Verknüpfung von Theorie und Praxistests. Eine wichtige
Aufgabe besteht in der umfassenden Koordination der zukünftigen Entwicklungsarbeit bis hin zur Industrialisierung. Der Landesregierung fällt die Aufgabe zu, alle relevanten Akteure für das Themenfeld Elektromobilität rechtzeitig
und gemäß ihrer Innovationskraft einzubinden. Forschung und Produktion
sollen Hand in Hand geschehen, um so neue Wertschöpfungsketten entstehen
zu lassen und die Automobilindustrie in Nordrhein-Westfalen wettbewerbsfähig
und international führend zu machen.
Aus Sicht des AutoCluster.NRW ist für einen derartigen Auftrag eine landeseigene Betreibergesellschaft an der Spitze der Organisationspyramide sinnvoll.
Pilotversuche, Grundlagenforschung und einsetzende Industrialisierung benö-
tigen nach innen einen Initiator, Moderator und Steuerungsstrategen und nach
außen einen Kommunikator und Repräsentanten.
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Für die Vision des „Innovations- und Produktionsstandorts für Elektrofahrzeuge Nordrhein-Westfalen“ hat die Landesregierung einen Masterplan entwickeln
lassen. Dieser schlägt vor, dass Batterietechnik, Fahrzeugtechnik sowie Infrastruktur und Netze durch den Aufbau von Kompetenzzentren vorangebracht
werden sollen. Eine Vielzahl für diesen Bereich relevanter Akteure und schon
bestehender Forschungsprojekte bilden hierbei eine hervorragende Ausgangsposition, deren Ausbau nach den Vorstellungen der Gutachter eine landeseigene Betreibergesellschaft koordiniert.
Forschungsfeld Batterietechnik
Den entscheidenden Technikfaktor des neuen Antriebs stellt die Batterietechnik dar. In Nordrhein-Westfalen entfallen mehr als die Hälfte der identifiierten
Forschungsprojekte zum Thema „Elektromobilität“ auf diesen Bereich, auch
weil der technologische Reifegrad noch eher als niedrig einzustufen ist.
Die Reichweite von Elektroantrieben ist noch deutlich verbesserungsfähig, so
dass vor allem in Fragen der Energiedichte ein hoher F&E-Bedarf besteht. Gleiches gilt für die Verfügbarkeit von Batteriezellen und deren Kosten.
Erst in Ansätzen sind die relevanten Akteure auch zufrieden mit den Forschungsergebnissen bei Fragen der Sicherheit, dem Gewicht, der Lebensdauer
und dem Recycling, das die Wiedernutzung der relevanten Ausgangsmaterialien ermöglichen soll.
Großer Forschungsbedarf auf Zellebene
Daher besteht in der Batterietechnik gerade auf dem Forschungsfeld der
Zellebene noch Handlungsbedarf, um den geeigneten Aufbau herauszufitern,
die richtige chemische Mischung zu fiden und letztlich eine optimale Materialpaarung und Form präsentieren zu können.
Das bedeutet eine immense Herausforderung, zumal die Testverfahren gerade
in diesem Forschungsbereich sehr aufwendig und zusätzlich sehr kostenintensiv sind. Denn im Gegensatz zu Batterien im Consumerbereich werden die
Zellen im Automobil wesentlich härteren Bedingungen ausgesetzt, darunter
hohen Temperaturschwankungen, Nässe und permanenten Schwingungen. Ein
zuverlässiger Antrieb muss daher auch für derartige Schwierigkeiten eine gut
funktionierende Lösung anbieten.
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