The role of hydrogen and fuel cells in the global energy system

Hydrogen technologies have experienced cycles of excessive expectations followed by disillusion. Nonetheless, a growing body of evidence suggests these technologies form an attractive option for the deep decarb onisation of global energy systems, and that recent improvements in their cost and performance point towards economic viability as well. This paper is a comprehensive review of the potential role that hydrogen could play in the provision of electricity, h eat, industry, transport and energy storage in a low - carbon energy system, and an assessment of the status of hydrogen in being able to fulfil that potential. The picture that emerges is one of qualified promise: hydrogen is well established in certain nic hes such as forklift trucks, while mainstream applications are now forthcoming. Hydrogen vehicles are available commercially in several countries, and 225,000 fuel cell home heating systems have been sold. This represents a step change from the situation of only five years ago. This review shows that challenges around cost and performance remain, and considerable improvements are still required for hydrogen to become truly competitive. But such competitiveness in the medium - term future no longer seems an unrealistic prospect, which fully justifies the growing interest and policy support for these technologies around the world

Quantifizierung von Beschäftigungseffekten durch Leistungselektronik und Brennstoffzellenfahrzeuge: AG 4 - Zwischenbericht

Im Zuge der Transformation des Mobilitätssystems wird sich der Anteil batterieelektrischer Fahrzeuge in Deutschland stark erhöhen. Der Neuzulassungsanteil von Pkw mit batterieelektrischem Antrieb liegt in Deutschland im Jahr 2021 bereits bei über 20 %. Vor dem Hintergrund der verschärften CO2-Reduktionsziele auf 55 % bis zum Jahr 2030 (gegenüber 1990) ist davon auszugehen, dass sich dieser Trend in den kommenden Jahren noch beschleunigen wird. Aktuelle Prognosen der Automobilwirtschaft gehen davon aus, dass Elektrofahrzeuge (batterieelektrische Fahrzeuge BEV und Plug-in-Hybrid Fahrzeuge PHEV) im Jahr 2030 bereits einen Anteil von 76 % der produzierten Fahrzeuge ausmachen werden. Für den Mobilitäts- und Produktionsstandort Deutschland ist dies von enormer Bedeutung. Zurückliegende Studien zu Auswirkungen der Fahrzeugelektrifizierung auf die Beschäftigung am Standort Deutschland konnten zeigen, dass die Komponenten für den batterieelektrischen im Gegensatz zu denen für den konventionellen und den (Plug-in-)Hybrid-Antriebsstrang in der Herstellung einen geringeren Personalbedarf aufweisen. Vor diesem Hintergrund untersucht der vorliegende Bericht den Einfluss der Herstellung von Leistungselektronik und Brennstoffzellensystemen auf den Personalbedarf in der Produktion von Antriebssträngen. Im Fall der Leistungselektronik zeigt sich, dass der Wertschöpfungsumfang im Produktentstehungsprozess in den vergangenen Jahren deutlich gesteigert werden konnte, was sich in einem erhöhten Personalbedarf widerspiegelt. Auf Basis der Daten aus der Studie ELAB 2.0 aus dem Jahr 2018 wurde ein Rückgang des Gesamt-Personalbedarfs bis zum Jahr 2030 gegenüber dem Jahr 2017 um circa 47,5 % von circa 16.300 auf circa 8.500 Beschäftigte prognostiziert (mit Berücksichtigung von Produktivitätssteigerungen). Auf Basis der aktuell erhobenen Daten für Leistungselektronik verringert sich der Personalbedarf um circa 46 % von circa 16.300 auf circa 8.800 Beschäftigte (jeweils auf Basis einer Million hergestellter Antriebsstränge). Für die Herstellung von Pkw mit brennstoffzellenelektrischem Antrieb kann ebenfalls ein nennenswerter Personal bedarf festgestellt werden, wobei ein signifikanter Marktanteil mit entsprechender Beschäftigungswirkung erst nach 2030 prognostiziert wird. Im Szenario mit einem Anteil von 3 % an Brennstoffzellenfahrzeugen bis 2030 kann eine Dämpfung des Personalrückgangs um 2,5 Prozentpunkte prognostiziert werden, was – auf Basis der Referenzgröße einer Million hergestellter Antriebsstränge – circa 450 Beschäftigten entspricht (mit Berücksichtigung von Produktivitätssteigerungen). In den Berechnungen konnte aber lediglich ein Anteil von 45 % des Wertschöpfungsumfangs (ohne Wasserstoffspeicher) des Brennstoffzellensystems betrachtet werden. Perspektivisch kann von einer Ausweitung des Wertschöpfungsumfangs ausgegangen werden. Grundsätzlich zeigt sich auf Basis der hier betrachteten Szenarien und jeweils bezogen auf den Referenzrahmen einer Million hergestellter Antriebsstränge, dass neue Komponenten in der Herstellung von Leistungselektronik und bei Brennstoffzellensystemen die negativen Beschäftigungseffekte durch den Wegfall des Verbrennungsmotors lediglich abmildern, nicht aber zu einem gleichbleibenden oder gar steigenden Gesamt-Personalbedarf führen können. Um den gesamten Rückgang des Personalbedarfs auszugleichen, ist eine Vielzahl weiterer Maßnahmen notwendig, die aber nicht Bestandteil dieses Berichts sind. Insgesamt lässt sich dennoch feststellen, dass in der Herstellung von Leistungselektronik und Brennstoffzellensystemen wichtige Stellhebel liegen, um einer negativen Beschäftigungswirkung in der deutschen Automobilwirtschaft entgegenzuwirken. [aus Kurzfassung]:Kurzfassung Executive Summary 1 Hintergrund und Vorgehensweise 2 Quantifizierung von Beschäftigungseffekten durch Leistungselektronik und Brennstoffzellenfahrzeuge (FCEV) 2.1. Übersicht über die betrachteten Technologien 2.2. Betrachtete Wertschöpfungsumfänge 2.3. Erhobene Personalbedarfe 2.4. Darstellung der Szenarien 2.5. Ermittelte Beschäftigungseffekte 3 Fazit und Handlungsempfehlungen Anhang Abkürzungsverzeichnis Quellenverzeichnis Ausführliche Tabellen und Grafiken ImpressumAs part of the transformation of the mobility system, the share of battery-electric vehicles in Germany will rise substantially. The share of newly registered cars with battery- electric drives has already exceeded 20 % in 2021. In light of the more stringent emission reduction targets of 55 % by 2030 (as opposed to 1990), this trend is set to accelerate in the coming years. Current forecasts from within the automotive sector expect the share of electric vehicles (battery-electric vehicles (BEV) and plug-in hybrids (PHEV)) to make up 76 % of newly manufactured cars in 2030. This is of utmost importance for Germany as a location for mobility and production. Past studies on the impact of the electrification of vehicles on employment in Germany have shown that the production of components for battery-electric drive trains requires less manpower than the production of those for conventional and (plugin) hybrid drive trains.2 With that in mind, this report is taking a closer look at the impact of the production of power electronics and fuel cell systems on staff needs in the production of drive trains. The case of power electronics shows that the added value in the production process has increased significantly in the past few years, which is reflected in a higher personnel need. Based on data from the ELAB 2.0 study from 2018, a decrease in the overall staff need by approx. 47.5 % from approx. 16,300 to approx. 8,500 employees by 2030 compared with 2017 was forecast (with productivity gains already taken into account). Based on current data regarding power electronics, personnel needs will drop by approx. 46 % from approx. 16,300 to approx. 8,000 employees (based on one million drive trains manufactured). There is also a significant personnel need for the production of cars with fuel cell-electric drive systems, however, substantial market shares with the relevant impact on employment are not expected until 2030. Taking the scenario in which fuel cell vehicles make up 3 % of overall vehicle numbers by 2030, the reduction in personnel needs is expected to be mitigated by 2,5 % which – based on the reference figure of one million drive trains produced – is equivalent to approx. 450 employees (with productivity gains already taken into account). The calculations only refer to 45 % of the value added in fuel cell systems (not including hydrogen storage). Going forward, the added value is expected to increase in volume. Generally, based on the scenarios considered and the reference figure of one million drive trains produced, it becomes clear that new components in the production of power electronics and of fuel cell systems can only slightly mitigate negative employment effects due to the demise of the combustion engine; they cannot help maintain or increase overall personnel needs. A number of measures are necessary to compensate for the total reduction of staff required, which goes beyond the remit of this report. All in all, it is noted that the production of power electronics and fuel cell systems will play an important role in countering negative employment trends in German car manufacturing. This is why the development of competitive value chains in the fields of power electronics and fuel cells should be given high priority. Additionally, timely preparations should get underway for appropriate development and production structures in the relevant areas(facilities, supply chains, fuel, infrastructure, staff, qualification etc.). Further research and development initiatives as well as investment decisions are also important measures to secure employment and value creation and to avoid competitive disadvantages and dependencies in car manufacturing.:Kurzfassung Executive Summary 1 Hintergrund und Vorgehensweise 2 Quantifizierung von Beschäftigungseffekten durch Leistungselektronik und Brennstoffzellenfahrzeuge (FCEV) 2.1. Übersicht über die betrachteten Technologien 2.2. Betrachtete Wertschöpfungsumfänge 2.3. Erhobene Personalbedarfe 2.4. Darstellung der Szenarien 2.5. Ermittelte Beschäftigungseffekte 3 Fazit und Handlungsempfehlungen Anhang Abkürzungsverzeichnis Quellenverzeichnis Ausführliche Tabellen und Grafiken Impressu

Roadmap – Markthochläufe alternativer Antriebe und Kraftstoffe aus technologischer Perspektive: AG 2 – Bericht

Die Roadmap „Markthochläufe alternativer Antriebe und Kraftstoffe aus technologischer Perspektive“ der AG 2 basiert auf einem technologieoffenen Ansatz und betrachtet die Markthochläufe verkehrsträgerspezifisch. Dabei ist entscheidend, dass nicht jede Technologieoption in gleicher Weise für unterschiedliche Anwendungen geeignet ist. Daher werden in der Roadmap am Verkehrsträger ausgerichtete Handlungsempfehlungen für den notwendigen Antriebsoder Kraftstoffwechsel abgeleitet. Es ergibt sich ein klares Bild hinsichtlich der technologischen Entwicklungspfade für Pkw, leichte und schwere Nutzfahrzeuge und für alternative Kraftstoffe, insbesondere in der Luft- und Schifffahrt, aber auch im Straßenverkehr. Für den Markthochlauf von xEV (BEV und PHEV) definiert die AG 2 Zielkorridore. So kann der Fortschritt beim Antriebswechsel kontinuierlich überwacht und bestehende Maßnahmen können bei Bedarf frühzeitig angepasst werden. Für 2024 ergibt sich ein Korridor von 2,8 bis 3,2 Mio. kumulierten Neuzulassungen von xEV, für 2028 sind 6,5 bis 7,8 Mio. xEV notwendig und für das Jahr 2030 hat die AG 2 10,5 bis 11,8 Mio. kumulierte Neuzulassungen berechnet. Bestehende Maßnahmen wie der Umweltbonus oder die Innovationsprämie für Elektrofahrzeuge müssen im Rahmen von „Checkpoints“ fortlaufend geprüft und gegebenenfalls ergänzt werden, um den Hochlauf angesichts der Zielmarke für 2030 sicherzustellen. Zentrale Prüfkriterien sind der Bestand von xEV, der Aufbau und Betrieb der Ladeinfrastruktur, die Verfügbarkeit von FCEV und die H2-Infrastruktur. Auch für leichte Nutzfahrzeuge ist es notwendig, Checkpoints zu entwickeln und den xEV-Hochlauf in diesem Segment regulatorisch und über Anreize zu begleiten. Darüber hinaus geht mit dem Hochlauf von Elektrofahrzeugen ein xEV-Gebrauchtwagenmarkt einher, für dessen erfolgreiche Etablierung im deutschen Markt wirksame Maßnahmen entwickelt werden müssen. Im Nutzfahrzeugbereich stehen zum Erreichen der Klimaschutzziele kurz- und mittelfristig batterieelektrische Nfz, Brennstoffzellen-Nutzfahrzeuge, Oberleitungs-Lkw sowie alternative Kraftstoffe, darunter LNG/CNG und weitere nachhaltige Kraftstoffe, zur Verfügung. Anders als im Pkw-Bereich, in dem batterieelektrische Fahrzeuge den am weitesten entwickelten technologischen Entwicklungsstand aufweisen, gibt es unterschiedliche Einschätzungen zur weiteren Entwicklung von Antriebs- und Kraftstoffoptionen für schwere Nutzfahrzeuge. Für rein batterieelektrische Lkw sind ökonomische Anreize und die Schaffung einer betrieblichen Ladeinfrastruktur und gegebenenfalls einer öffentlichen Schnellladeinfrastruktur notwendig. Dafür sollten Kaufprämien zur Senkung der Anschaffungskosten oder Förderquoten zur Senkung der Investitionsmehrkosten umgesetzt werden. Für den Hochlauf von Brennstoffzellen-Lkw muss deren technologische Weiterentwicklung zur Serienreife vorangetrieben werden. Analog zu anderen Antriebsalternativen für Lkw sind Kaufprämien sowie zusätzlich eine an den Fahrzeughochlaufzahlen ausgerichtete parallele Förderung des Aufbaus einer Wasserstoffinfrastruktur für Lkw neben der für Pkw notwendig. Die AG 2 betont dabei die Notwendigkeit zur Nutzung von grünem Wasserstoff. Dieser ist Grundlage für die Handlungsempfehlungen für Wasserstoffmobilität und für synthetische Kraftstoffe. Der Einsatz von schweren Nutzfahrzeugen, die mit Biomethan, synthetischem Methan sowie reinem Biodiesel oder synthetischem Diesel fahren, sollte ebenfalls unterstützt werden (zum Beispiel durch eine Besserstellung bei der Lkw-Maut), da diese zum Erreichen der CO2-Minderungsziele bis 2030 im Straßengüterverkehr beitragen. Oberleitungssysteme für Lkw befinden sich derzeit in mehreren Forschungsprojekten in Feldtests. Auch für ein potenzielles Oberleitungssystem gilt, dass es in einem europäischen Rahmen gesetzt werden muss.:Kurzfassung Executive Summary 1 Einleitung 2 Antriebswechsel PKW und leichte Nutzfahrzeuge 2.1 Allgemeine Ausgangssituation 2.2 Beschreibung des erwarteten Markthochlaufs 2.3 Handlungsempfehlungen zur Erreichung des erwarteten Markthochlaufs 3 Antriebswechsel schwere Nutzfahrzeuge 3.1 Allgemeine Ausgangssituation 3.2 Beschreibung des erwarteten Markthochlaufs 3.3 Handlungsempfehlungen zur Erreichung des erwarteten Markthochlaufs 4 Alternative Kraftstoffe: Biokraftstoffe und E-Fuels Straßenverkehr 4.1 Beschreibung des erwarteten Markthochlauf 4.2 Handlungsempfehlungen zur Erreichung des erwarteten Markthochlaufs Luftverkehr 4.3 Beschreibung des erwarteten Markthochlaufs 4.4 Handlungsempfehlungen zur Erreichung des erwarteten Markthochlaufs Schifffahrt Abkürzungsverzeichnis Quellen Mitglieder der AG Redaktion ImpressumThe roadmap “Market ramp-up of alternative powertrain and fuels from a technological perspective”, drawn up by WG 2, does not give preference to one technology over another, but looks at the ramp-up of each mode of transport individually. It is important to understand that all technological options are not equally suited to the different applications. Hence, the roadmap provides recommendations for action specific to the various modes of transport in order to implement the necessary shift in drives and fuels. A clear picture is emerging with regard to the technological development paths of cars, light and heavy commercial vehicles, and alternative fuels, especially in aviation and shipping, but also in road transport. WG 2 has defined target ranges for the ramp-up of xEV (BEV and PHEV). In this way, progress in switching drives can be continuously monitored, and existing measures can be adjusted in a timely manner if necessary. For 2024, there is a corridor of 2.8 to 3.2 million cumulative new registrations of xEV, for 2028, 6.5 to 7.8 million xEV are required, and for 2030, WG 2 arrived at a figure of 10.5 to 11.8 million cumulative new registrations. Existing measures, such as the environmental bonus or the innovation premium for electric vehicles, need to be continuously reviewed against checkpoints and amended if necessary, in order to realise the ramp-up in light of the targets for 2030. The number of xEV on the roads, the development and operation of the charging infrastructure and the availability of FCEV and an H2 infrastructure are all key criteria for these checks. It is also necessary to develop checkpoints for light commercial vehicles and to support the xEV ramp-up in this segment by regulatory means and via incentives. Additionally, the ramp-up of electric vehicles goes hand in hand with a second-hand market for xEV; effective measures need to be developed for the successful establishment of second-hand xEV in the German market. In the commercial vehicle segment, battery electric commercial vehicles, fuel cell commercial vehicles, catenary trucks as well as alternative fuels including LNG/CNG and other sustainable fuels, are available in the short and medium term to help achieve the climate targets. In contrast to cars where battery electric vehicles are the most technologically-advanced alternative, there are different assessments as to the further development of drive and fuel options for heavy commercial vehicles. For battery electric trucks, economic incentives and the creation of a company charging infrastructure as well as possibly a public fast-charging infrastructure are needed. This requires the implementation of buyers’ incentives to lower asset costs or a funding quota to lower extra investment costs. In order to ramp up fuel cell trucks, the technology of these trucks will need to be developed to the stage of series production. Similarly to other alternative drives, buyers’ incentives as well as – according to the actual vehicle numbers – funding of the development of a hydrogen infrastructure for trucks (in addition to that of cars) are necessary. In this context, WG 2 is pointing out the importance for green hydrogen to be used which is the basis for the recommendations for actions for hydrogen mobility and for synthetic fuels. The use of heavy commercial vehicles that run on biomethane, synthetic methane as well as pure biodiesel or synthetic diesel should also be funded (e.g. via a lower HGV toll) because they help achieve the target of lowering CO2 emissions from road transport by 2030. Overhead line systems for lorries are currently undergoing field tests in several research projects. A potential overhead line system will also need to be integrated into a European framework. [from Executive Summary]:Kurzfassung Executive Summary 1 Einleitung 2 Antriebswechsel PKW und leichte Nutzfahrzeuge 2.1 Allgemeine Ausgangssituation 2.2 Beschreibung des erwarteten Markthochlaufs 2.3 Handlungsempfehlungen zur Erreichung des erwarteten Markthochlaufs 3 Antriebswechsel schwere Nutzfahrzeuge 3.1 Allgemeine Ausgangssituation 3.2 Beschreibung des erwarteten Markthochlaufs 3.3 Handlungsempfehlungen zur Erreichung des erwarteten Markthochlaufs 4 Alternative Kraftstoffe: Biokraftstoffe und E-Fuels Straßenverkehr 4.1 Beschreibung des erwarteten Markthochlauf 4.2 Handlungsempfehlungen zur Erreichung des erwarteten Markthochlaufs Luftverkehr 4.3 Beschreibung des erwarteten Markthochlaufs 4.4 Handlungsempfehlungen zur Erreichung des erwarteten Markthochlaufs Schifffahrt Abkürzungsverzeichnis Quellen Mitglieder der AG Redaktion Impressu

Netzintegration von Elektromobilität – Branchenübergreifender Konsens und Aufgaben für die 20. Legislaturperiode: AG 5 – Bericht

Aufgrund der steigenden Neuzulassungszahlen von batterieelektrischen Fahrzeugen und Plug-in-Hybriden, der neuen Zielsetzung von 14 Millionen E-Fahrzeugen im Jahr 2030 sowie der Weiterentwicklung der EU-Flottengrenzwerte wird der Ladeinfrastrukturbedarf in Deutschland in den kommenden Jahren weiter deutlich ansteigen. Die erfolgreiche Netzintegration von Elektromobilität in das Stromnetz stellt dafür eine zentrale Voraussetzung dar. Vor diesem Hintergrund hat die AG 5 der Nationalen Plattform Zukunft der Mobilität (NPM) gemeinsam mit Vertreter:innen der AG 1 und AG 6 das Thema der Netzintegration von privater Ladeinfrastruktur erneut diskutiert. Das Ziel des Berichts ist es, branchenübergreifende Konsenspunkte aufzuzeigen sowie Handlungsempfehlungen für die 20. Legislaturperiode zu erarbeiten. Im Fokus standen dabei insbesondere die Möglichkeiten zur präventiven netzdienlichen Steuerung von privater Ladeinfrastruktur. Die NPM kam zu dem Ergebnis, dass ein differenzierter Blick auf dieses Thema notwendig ist. Die Branchen sind sich einig, dass es bei einer präventiven netzdienlichen Steuerung wechselseitige Verantwortlichkeit je nach vorliegender Ampelphase gibt und dringend eine rechtliche Grundlage geschaffen werden muss, die sowohl die Verlässlichkeit und Planbarkeit gegenüber dem heutigen Status quo erhöht als auch technologischen Innovationen den notwendigen Spielraum bietet. Zur Realisierung der präventiven netzdienlichen Steuerung im Sinne des gemeinsamen, branchenübergreifenden Grundverständnisses müssen technische, rechtlich-finanzielle und prozessuale Fragen in der 20. Legislaturperiode geklärt werden. Neben den Ergebnissen zur präventiven netzdienlichen Steuerung empfiehlt die NPM für die 20. Legislaturperiode außerdem folgende Punkte: Zeitnaher Abschluss der technischen Arbeiten am Smart Meter Gateway (SMGW) und Steuerbox mit Fokus auf Funktionalität der Steuerbarkeit, Ermöglichung alternativer Lösungen zum SMGW für den Start-Zeitraum, welche die Anforderungen an die präventive netzdienliche Steuerung ohne SMGW erfüllen können. Die Fortsetzung und Aufstockung des Förderprogramms „Saubere Luft“ und des KfW-Förderprogramms sowie die mögliche Ergänzung um Energiemanagementsysteme. Die Stärkung des dreiphasigen AC-Ladens mit 11 kW. Die erneute Durchführung der Cleanroom-Gespräche. Die Umsetzung des BMWi-Konzepts zur verbesserten Informationsbereitstellung. Die Vereinfachung und Beschleunigung des Netzausbaus.:Kurzfassung Executive Summary 1 Einleitung und Motivation 2 Bisherige NPM-Empfehlungen zum Thema Netzintegration 3 Netzintegration - Herausforderung und Chance 3.1 Marktentwicklung – Treiber und Nutznießer der Netzintegration 3.2 Konsenspunkte zur präventiven netzdienlichen Steuerung 3.3 Offene Punkte: Umsetzungsfragen zur Klärung der präventiven netzdienlichen Steuerung 4 Empfehlungen für die nächste Legislaturperiode Abkürzungsverzeichnis Literaturverzeichnis ImpressumDue to the increasing number of new registrations of battery- electric and plug-in hybrid vehicles, the new target of 14 million electric vehicles in 2030 and the EU’s more stringent fleet emission targets, the need for charging infrastructure in Germany will continue to rise significantly over the next few years. One important condition in this context is the successful integration of electric mobility into the grid. In light of this, working group (WG) 5 of the National Platform Future of Mobility (NPM) has anew held discussions with representatives of WG 1 and WG 6 on the topic of grid integration of private charging infrastructure. The aim of the report is to demonstrate cross-sectoral points of consensus and to develop recommendations for action for the 20th parliamentary term. The report focussed above all on how private infrastructure can be managed in a pre-emptive and grid-friendly way. The NPM drew the conclusion that a nuanced approach is needed to address this topic. The different sectors agree that in the case of pre-emptive, grid-friendly management, there are mutual responsibilities depending on the current traffic light cycle, and that a legal basis needs to be created to not only increase reliability and calculability compared to the status quo today, but to give technological innovations the necessary scope for action. Technological, legal/financial and process-related questions need to be answered in the 20th parliament in order to implement pre-emptive, grid-friendly management in the sense of a shared, cross-sectoral fundamental understanding. On top of the results on pre-emptive, grid-friendly management, the NPM has issued the following recommendations for the 20th parliamentary term: Timely conclusion of technological works on the Smart Meter Gateway (SMGW) and control boxes, focussing on functionality and controllability. Enabling alternative solutions for SMGW during the initial period which can meet the requirements for pre-emptive, grid-friendly management without SMGW. Continuing and enhancing the support programme “Clean air” and the KfW subsidy programme and complementing them by energy management systems. Reinforcing three-phase AC charging at 11 kW. Recommencing cleanroom talks. Implementing the BMWi concept of improved information provision. Simplifying and accelerating grid expansion.:Kurzfassung Executive Summary 1 Einleitung und Motivation 2 Bisherige NPM-Empfehlungen zum Thema Netzintegration 3 Netzintegration - Herausforderung und Chance 3.1 Marktentwicklung – Treiber und Nutznießer der Netzintegration 3.2 Konsenspunkte zur präventiven netzdienlichen Steuerung 3.3 Offene Punkte: Umsetzungsfragen zur Klärung der präventiven netzdienlichen Steuerung 4 Empfehlungen für die nächste Legislaturperiode Abkürzungsverzeichnis Literaturverzeichnis Impressu

Mobilitätsbudget und digitalisiertes Parkraummanagement als Befähiger für inter- und multimodale Mobilität: AG 3 - Sechster Zwischenbericht

Den Schlüssel zur Erreichung der AG3-Ziele1 bietet ein inter- und multimodales Mobilitätssystem. Inter- und multimodale Mobilität2 kann einen wesentlichen Beitrag leisten die ökologische Nachhaltigkeit des Verkehrs zu steigern. Dies wird erreicht durch die konsequente Vernetzung der Verkehrsmittel und -teilnehmer:innen sowie durch die bessere Anbindung insbesondere umweltfreundlicher Verkehrsmittel. Zentral ist dafür, die Umsteigewiderstände zu umwelt- und klimafreundlichen Alternativen zu senken und deutliche Anreize für die Verkehrsteilnehmenden zu setzen, ihr Mobilitätsverhalten zu ändern.3 Über die diesbezüglich bisher empfohlenen Maßnahmen hinaus sollen in diesem Bericht zwei weitere Hebel dargestellt werden mit denen inter- und multimodales Mobilitätsverhalten der Bürger:innen gefördert werden sollte: Das Mobilitätsbudget und die Digitalisierung des Parkraummanagements. Es werden für beide Maßnahmen zentrale Handlungsfelder identifiziert und entsprechende Empfehlungen abgeleitet. Ziel des Mobilitätsbudgets sowie der Digitalisierung des Parkraummanagements ist es, wirkungsvolle Anreize für Nutzer:innen zu setzen, sich vermehrt multi- und intermodal fortzubewegen. Hinsichtlich der Umsetzung ist das Ziel, mithilfe eines digitalen Tools (etwa eines plattformbasierten Services o. Ä.) eine allgemeine und einfache Verfügbarkeit von Mobilitätsbudgetangeboten und Abrechnungsmodalitäten für jeden Arbeitgeber zu erreichen. Des Weiteren sind steuerliche Anreize notwendig. Die Ausgestaltung ist dabei noch genauer zu spezifizieren Weiterhin ist das Ziel, den Parksuchverkehr deutlich zu reduzieren und ökologische Effekte im Verkehrsverhalten zu erreichen, um Emissionen einzusparen. Ziel ist zudem, die zunehmende Raumkonkurrenz in Städten durch ein digitales Flächenmanagement zu adressieren. Hinsichtlich der Umsetzung ist das Ziel, dass mindestens umfassende statische und dynamische Park-Informationen öffentlich vorliegen. Darüber hinaus ist die Integration von Diensten zur Buchung beziehungsweise Reservierung und Bezahlung wichtig.:Kurzfassung Executive Summary 1 Maßnahme Mobilitätsbudget 1.1 Definition und Erläuterung der Maßnahme 1.2 Ökologische Lenkungswirkung und zusätzliche Nutzungsanreize 1.3 Status quo und Problemstellung 1.4 Handlungsbedarfe und -empfehlungen 2 Maßnahme digitalisiertes Parkraummanagement 2.1 Problemstellung und Anforderungen aus unterschiedlichen Perspektiven 2.2 Definition, Erläuterung und Zweck der Maßnahme 2.3 Ökologische Lenkungswirkung und Rebound-Effekte 2.4 Handlungsbedarf und -empfehlungen ImpressumAn inter- and multimodal mobility system is key for achieving the goals set by WG 3.4 Inter- and multimodal mobility can make a significant contribution to increasing ecological sustainability in transport. This can be achieved by consistently interlinking modes of transport and transport users and by integrating ecological modes of transport in particular. It is essential in this context to lower the hurdles that prevent users from switching to environmentand climate-friendly alternatives and to provide strong incentives for users to change their mobility behaviour. On top of the measures recommended so far, this report presents two further mechanisms that should help promote citizens’ inter- and multimodal mobility behaviour: mobility budget and digitising parking management. Both measures are underpinned by key action points and relevant recommendations. Both the mobility budget and digitalisation of parking management aim at providing meaningful incentives for users to increasingly use multi- and intermodal mobility. In terms of their implementation, the aim is to achieve general and simple availability of mobility budget offers and billing modalities for every employer via a digital tool (e. g. a platform-based service). Moreover, tax incentives are necessary, however, their exact shape and size is yet to be specified. Another aim is to reduce traffic caused by people searching for car parking spaces and to gain ecological effects from mobility behaviour in order to save emissions. Increasing competition for space in cities is to be addressed through digital space management. When it comes to implementation, one aim is the availability of comprehensive static and dynamic parking data at least. The integration of booking, reservation and payment services is also important.:Kurzfassung Executive Summary 1 Maßnahme Mobilitätsbudget 1.1 Definition und Erläuterung der Maßnahme 1.2 Ökologische Lenkungswirkung und zusätzliche Nutzungsanreize 1.3 Status quo und Problemstellung 1.4 Handlungsbedarfe und -empfehlungen 2 Maßnahme digitalisiertes Parkraummanagement 2.1 Problemstellung und Anforderungen aus unterschiedlichen Perspektiven 2.2 Definition, Erläuterung und Zweck der Maßnahme 2.3 Ökologische Lenkungswirkung und Rebound-Effekte 2.4 Handlungsbedarf und -empfehlungen Impressu

Fortschrittsbericht der Nationalen Plattform Zukunft der Mobilität: 2020 mit Innovationen Transformationen gestalten

Innovationen sind das Fundament eines zukunftsfähigen Mobilitätssystems Im Jahr 2020 haben sich die klima- und wirtschaftspolitischen Rahmenbedingungen für den Verkehrssektor auf Bundes- und europäischer Ebene verändert. Beispiele sind die in Kraft getretenen CO2-Flottengrenzwerte der EU oder die Nationale Wasserstoffstrategie. Geprägt war das Jahr auch von einem starken Markthochlauf der Elektromobilität mit zum Teil dreistelligen Zuwachsraten pro Monat bei den Elektrofahrzeugen und einem 50-prozentigen Zuwachs an Ladepunkten verglichen zum Vorjahreszeitraum. Laut Kraftfahrtbundesamt waren zum 1. Oktober 2020 in Deutschland knapp 222.000 batterieelektrische und 195.000 Plug-in Hybrid-Fahrzeuge im Bestand. Gleichzeitig erfassten die Folgen der COVID-19-Pandemie nahezu alle Bereiche der Mobilitätwirtschaft – von der Luftfahrt und dem öffentlichen Verkehr über die Automobilindustrie bis hin zu Tourismus und Veranstaltungen. Die NPM hebt aufgrund dieser Entwicklungen den Stellenwert von technischen und gesellschaftlichen Innovationen noch einmal explizit hervor. Innovationen sind Garant für die Zukunftsfähigkeit eines Landes. Im Bereich der Mobilität werden Innovationen mehr denn je durch die weiter zunehmenden Klimaschutzanstrengungen und die umfassende Digitalisierung befeuert. Mit resilienten Maßnahmen eine bessere Zukunft vorbereiten Sowohl in Deutschland als auch auf EU-Ebene hat die wirtschaftliche Erholung neben der Eindämmung der Pandemie oberste Priorität. Das zur Krisenbewältigung im Juni 2020 beschlossene Corona-Konjunkturpaket ist an Klimaschutz und der Förderung von Zukunftstechnologien ausgerichtet. Es setzt sich für den öffentlichen Verkehr ein, fördert Wasserstofftechnologien sowie Elektromobilität und unterstützt die Fahrzeugindustrie in ihrer Transformation. In einem Sonderauftrag der Konzertierten Aktion Mobilität legte die NPM Handlungsempfehlungen für einen optimierten elektrischen Nutzungsgrad von Plugin-Hybridfahrzeugen (PHEV) vor. Die Empfehlungen entlang der Themen Fahrzeugtechnik, Lade- und Netzinfrastruktur sowie Nutzungsverhalten zielen darauf ab, dass sie einen elektrischen Fahranteil von PHEV von mindestens 50 % unterstützen. Innovationsmotor Digitalisierung schafft nutzerfreundliche Mobilität Digitalisierung ermöglicht eine plattformbasierte intermodale Vernetzung von Verkehrsmitteln und damit eine Optimierung von Wegeketten. Bürgerinnen und Bürger wünschen sich eine einfache, jederzeit verfügbare, bezahlbare und komfortable Mobilität „aus einer Hand“. Eine wichtige Voraussetzung hierfür ist die Schaffung eines Mobilitätsdatenökosystems, das einen sicheren Datenaustausch zwischen Fahrzeugherstellern, Mobilitätsanbietern und Infrastrukturbereitstellern leistet. Damit können neue Dienstleistungen umgesetzt, automatisierte Fahrfunktionen unterstützt und perspektivisch der Weg zur Nutzung autonomer Flotten geebnet werden. Standards und Normen beschleunigen die Umsetzung nachhaltiger Lösungen Um die Transformation im Mobilitätssektor zu beschleunigen, braucht es Standards und Normen, an denen Unternehmen ihre Entwicklungen ausrichten können. Die NPM hat zum intelligenten Lastmanagement sowie zum automatisierten und vernetzten Fahren Schwerpunkt-Roadmaps vorgelegt, die wichtige Fragen der Sektorkopplung bzw. der Typgenehmigung und Zertifizierung adressieren Darüber hinaus hat sie aufgezeigt, wie Standards und Normen die Marktfähigkeit von Innovationen für eine nachhaltige Mobilität, zum Beispiel über ein einheitliches System der Bilanzierung, fördern können. Für wirksamen Klimaschutz CO2-Ziele in konkrete Maßnahmen übersetzen Um die CO2-Minderungslücke im Verkehrssektor zu schließen, besteht insbesondere im Nutzfahrzeugbereich ein erheblicher Handlungsdruck. [aus Executive Summary]:Vorwort 1 Executive Summary 2 Die Arbeit der NPM im Jahr 2020 2.1 Politik setzt den Rahmen für die Zukunft der Mobilität Sondereffekt COVID-19-Pandemie Sonderaufträge für die NPM 2.2 Mit Innovationen Transformation gestalten Mobilität der Zukunft: Innovationsmotor Digitalisierung Neue Märkte: Standards und Normen beschleunigen die Umsetzung von Innovationen CO2-Ziele im Verkehr erreichen: Elektrifizierung schwerer Nutzfahrzeuge Technologieoffenheit: Die Zukunft fährt vielfältig Infrastruktur für eine erfolgreiche Verkehrswende 2.3 Mobilitätsstandort Deutschland sichern Im Fokus: Wertschöpfung und Beschäftigung 2.4 Den Realitätstest bestehen – Zukunft der Mobilität Das Reallabor für digitale Mobilität RealLabHH 3 Ein Ausblick auf 2021 4 Veröffentlichungen der NPM 5 Abbildungsverzeichnis Vorsitz und Mitglieder des Lenkungskreises der NPM Impressu

Standards und Normen für die Mobilität der Zukunft: Ergebnisse der Arbeitsgruppe 6 der NPM 2018–2021: AG 6 – Bericht

Das Mobilitätssystem befindet sich in einem umfassenden Transformationsprozess, der noch lange andauern wird. Megatrends wie Digitalisierung, Elektrifizierung oder Automatisierung stellen den gesamten Mobilitätssektor vor große technische Herausforderungen. Um die Transformation erfolgreich und insbesondere markttauglich umzusetzen, sind international abgestimmte Standards und Normen von entscheidender Bedeutung. Ein zukunftsorientiertes, integriertes Mobilitätssystem führt zur Entwicklung neuer Produkte, Anwendungen und Geschäftsmodelle und bietet Wachstumschancen. Um sie auf dem Markt erfolgreich anbieten zu können, müssen hohe Anforderungen an Qualität, Sicherheit und Benutzbarkeit erfüllt sein. Das setzt ein einheitliches Verständnis des technischen Rahmens sowie Standards und Normen voraus, um für alle Marktteilnehmer gleiche Voraussetzungen zu schaffen. Gerade vor dem Hintergrund eines immer komplexer werdenden Mobilitätssystems, das sich bereits heute über eine Vielzahl von Branchen und Technologien erstreckt, wie die Automobiltechnik, die Elektro- und Energietechnik sowie die Informations- und Kommunikationstechnologie, ist dies von großer Bedeutung. Dieser Trend zum branchenübergreifenden Zusammenwirken wird sich in Zukunft noch weiter verstärken. Standards und Normen stellen die notwendige Kompatibilität, Interoperabilität und vor allem die Sicherheit der vielfältigen Mobilitätssysteme her. Sie sorgen für Investitionssicherheit, fördern Innovationen und bilden damit die Grundlage für eine Mobilität der Zukunft. Mit dem vorliegenden Kompendium Standards und Normen für die Mobilität der Zukunft legt die NPM einen umfassenden und strategisch ausgerichteten Bericht vor, der verschiedene Schlüsselthemen zur Zukunft der Mobilität gezielt betrachtet. Die daraus abgeleiteten Handlungsempfehlungen wurden in einem fachübergreifenden Austausch mit allen Arbeitsgruppen der NPM erarbeitet, der sich für die Beteiligten als enorm gewinnbringend herausstellte. Das Kompendium baut auf den erarbeiteten Schwerpunkt- Roadmaps auf und bildet damit sowohl den strategischen Rahmen als auch den Ausgangspunkt für die weitere Diskussion zur Zukunft der Standardisierungs- und Normungsarbeit im Mobilitätssektor. Der Transformationsprozess im Mobilitätssystem setzt sich weiterhin fort und wird auch zukünftig neue Fragen und Herausforderungen mit sich bringen. Mein herzlicher Dank gilt allen, die sich an der Entwicklung der Schwerpunkt-Roadmaps und der zusammenfassenden Darstellung in diesem Kompendium beteiligt haben. Wichtig ist es nun, die Ergebnisse und Empfehlungen auch in die Tat umzusetzen, um das Ziel einer bezahlbaren, nachhaltigen und klimafreundlichen Mobilität zu verwirklichen. [aus Vorwort]:Vorwort 1 Aktuell Entwicklungen und Herausforderungen zur Zukunft der Mobilität aus Sicht von Standardisierung und Normung Current Development and Challenges for the Future of Mobility from the Viewpoint of Standards and Norms 2 Schwerpunktthemen der AG 6 2.1 Nachhaltige Mobilität 2.2 Intelligentes Lastmanagement 2.3 Automatisiertes und vernetztes Fahren 2.4 Daten und Vernetzung - Standards und Normen für intermodale Mobilität 2.5 Künstliche Intelligenz - Mobilität und Logistik 3 Ausblick 4 Gesamtübersicht Handlungsempfehlungen 5 Publikationen der AG 6 (2019 - 2021) 6 Mitglieder der NPM AG 6 ImpressumIn the National Platform Future of Mobility (NPM), experts in industry, associations, ministries and science work together towards one vision: a sustainable mobility that remains affordable for everybody in Germany. The topic “Standardisation and norms” assumes a special significance in this context. Standards and norms enable society, the economy and the political establishment to work together to formulate technical recommendations and framework conditions that not only ensure quality, reliability and usability, but also systemic integration capability and interoperability. They are therefore the key to innovation in an increasingly complex interconnected world, protect investments and are the basis for ensuring that the vision “Future of Mobility” becomes reality. Standards and norms define the state of the art and the requirements for products and services. They also increase acceptance by society and trust in new technologies. The requirements to be met by products and services are defined in a transparent process. In this case, the fundamental principle that standardisation projects are worked out consensually with the participation of all interested groups for the benefit of the general public applies. The compendium Standards and norms for mobility of the future is the result of intensive inter-thematic collaboration within the NPM working group 6 “Standardisation, norms, certification and type approval”. The first step was to agree on and collate the most important interrelated themes on the future of mobility with all working groups of the NPM. The result was an initial white paper, which summarised the key challenges and cross-industry standardisation requirements. WG 6 used this white paper as a strategic guideline for subsequent work. In the next step, the members of WG 6 and other experts working in the field of standardisation examined the thematic areas defined in the white paper in detail and on this basis developed focal roadmaps. These focal roadmaps describe the current situation as well as existing challenges, and provide specific recommendations for action in relation to further development of standards and norms. WG 6 developed four focal roadmaps for the themes “Sustainable mobility”, “Intelligent load management”, “Automated and connected driving”, “Data and networking – standards and norms for intermodal mobility”. An additional roadmap on the topic of “Artificial intelligence and mobility”, which was derived from the overarching German standardisation roadmap artificial intelligence initiated by DIN and DKE, was adopted and integrated into this compendium. The roadmap for sustainable mobility contains countless examples and recommendations that demonstrate the enormous contribution that standards and norms can make towards establishing a sustainable transportation system. They have one added value in particular, namely to facilitate the evaluation and comparison of sustainability measures, and also ensure their traceability. In the area of electromobility, the Intelligent load management roadmap indicates that the increasing number of charging cycles is posing significant but not insurmountable challenges to the grid. In future the loads that occur at specific points on the grid must be balanced out so that the grid remains stable. The prerequisite for this is that the charging infrastructure communicates with the vehicles and grid in all directions and can be intelligently controlled. [from Current Developments and Challenges for the Future of Mobility from the Viewpoint of Standards and Norms]:Vorwort 1 Aktuell Entwicklungen und Herausforderungen zur Zukunft der Mobilität aus Sicht von Standardisierung und Normung Current Development and Challenges for the Future of Mobility from the Viewpoint of Standards and Norms 2 Schwerpunktthemen der AG 6 2.1 Nachhaltige Mobilität 2.2 Intelligentes Lastmanagement 2.3 Automatisiertes und vernetztes Fahren 2.4 Daten und Vernetzung - Standards und Normen für intermodale Mobilität 2.5 Künstliche Intelligenz - Mobilität und Logistik 3 Ausblick 4 Gesamtübersicht Handlungsempfehlungen 5 Publikationen der AG 6 (2019 - 2021) 6 Mitglieder der NPM AG 6 Impressu

Fortschrittsbericht 2019 der Nationalen Plattform Zukunft der Mobilität

Die Mobilität befindet sich im Wandel: Aktuell wirkt eine Vielzahl von Faktoren auf das Mobilitätssystem ein, die mit tiefgreifenden strukturellen Veränderungen und Herausforderungen einhergehen. Gesellschaftliche Entwicklungen, etwa sich verändernde Mobilitätsbedürfnisse, die zunehmende Vernetzung aller Lebensbereiche sowie die Notwendigkeit für mehr Klimaschutz im Verkehrssektor, spielen dabei eine wichtige Rolle. Hinzu kommen technologische Innovationen und Entwicklungen im Bereich alternativer Antriebstechnologien und Kraftstoffe sowie im Bereich der Digitalisierung und Automatisierung. Diese wirken auf das Mobilitätssystem als Ganzes ein. All diese Faktoren führen zu einem Transformationsprozess, den es gesamtgesellschaftlich zu gestalten gilt. Klar ist, Mobilität ist unabdingbarer Bestandteil des gesellschaftlichen Lebens und muss weiterhin allen Menschen – unabhängig vom sozialen Status – zugänglich sein. Es bietet sich die Chance, ein zukunftsorientiertes Mobilitätssystem zu schaffen, das ökologisch, ökonomisch und sozial ausgewogen ist. Der Erfolg wird maßgeblich davon abhängen, inwieweit neue Mobilitätsformen und -lösungen akzeptiert werden und den Lebenswirklichkeiten der Menschen und deren aktuellen und zukünftigen Bedürfnissen entsprechen. Vor diesem Hintergrund hat die Bundesregierung im September 2018 die Nationale Plattform Zukunft der Mobilität eingesetzt. Ziel der NPM ist es, zukunftsweisende Konzepte und Handlungsempfehlungen zu entwickeln, um auch künftig wettbewerbsfähige Unternehmen und Arbeitsplätze in Deutschland zu erhalten. Gleichzeitig soll eine tragfähige, bezahlbare, bedarfsgerechte, klimafreundliche und nachhaltige Mobilität sichergestellt werden. Experten und Akteure aus Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft arbeiten in der Plattform übergreifend zusammen. Auf Basis dieser breit aufgestellten Struktur können ausgewogene, interessenübergreifende und konkrete Handlungsempfehlungen formuliert und ein gemeinsames Verständnis über die Zukunft der Mobilität entwickelt werden. [aus Executive Summary]:Vorwort 4 1 | Ein Jahr NPM – Erkenntnisse und Thesen 8 2 | Executive Summary 14 3 | Die Transformation des Mobilitätssystems 22 4 | Struktur und Arbeitsweise der NPM 32 5 | Ergebnisse der Arbeitsgruppen 40 5.1 | Klimaschutz im Verkehr 40 5.2 | Alternative Antriebe und Kraftstoffe für nachhaltige Mobilität 52 5.3 | Digitalisierung für den Mobilitätssektor 60 5.4 | Sicherung des Mobilitäts- und Produktionsstandortes, Batteriezellproduktion, Rohstoffe und Recycling, Bildung und Qualifizierung 68 5.5 | Verknüpfung der Verkehrs- und Energienetze, Sektorkopplung 80 5.6 | Standardisierung, Normung, Zertifizierung und Typgenehmigung 90 6 | Handlungsempfehlungen 102 Glossar 110 Abkürzungsverzeichnis 117 Literaturverzeichnis 121 Abbildungsverzeichnis 127 Publikationsübersicht der NPM 128 Vorsitz und Mitglieder des Lenkungskreises der NPM 129 Endnoten 130 Impressum 13