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Electric mobility received a new boost with the recent turn of the millennium, when mankind realized that the progressing climate change is attributable to the greenhouse gas carbon dioxide (CO2), which is also emitted through traffic worldwide. Within the traffic sector, CO2 emissions through road mobility increased in particular, which is why the focus is on electric vehicles and especially on plug-in hybrid electric vehicles (PHEV) and battery electric vehicles (BEV). For the realization of electric mobility, electrochemical energy storage is being considered a key technology primarily because of their significant contribution to value creation, for which reason an international competition has begun in order to secure large market shares as early as possible. As to the methodology for analysis which countries worldwide have the best prerequisites for this competition, the fundamentals of technological innovation systems (TIS) in the field of renewable energy technologies have been chosen, documented and discussed in detail. The TIS-approach developed evolutionary across different approaches of innovation system research and today allows not only for a functional analysis of TIS, but also offers a phase model for TIS development that is being discussed and revised in the present dissertation. An investigation of relevant case studies in renewable energy technologies according to the three criteria hypothesis, result and lesson learned allowed to derive best practices for the following, detailed comparative innovation system analysis. A comprehensive roadmapping until the year 2030 shows that technological development paths are available, which application variety and market development can be expected and which specific challenges have to be solved in order to reconcile technological progress with market-related demand. Hence, against this background, the TIS revolving around energy storage for electric mobility on battery system level and before the integration into specific vehicle concepts respectively in Germany in the context of the European Union has been analyzed and compared with the TIS in the countries China, Japan, Korea, the USA and France in this dissertation. These six countries have been determined as leading as a result of a patent analysis, whereby after initial leadership by the USA in the 80's, in particular Japan is today by far the undisputed technology leader. The analysis started with significant structural components and therewith the energy storage industry/battery manufacturers. The automobile industry and electric vehicle manufacturers respectively have been analyzed, too, separated into PHEV and BEV manufacturing companies. With the three companies Toyota Motor Corp. (from the pioneer and innovation leader in hybrid electric vehicles (HEV) to the pioneer and innovation leader in fuel cell electric vehicles (FCEV)), Tesla Inc. (from attacker to world market leader in BEV) and the BMW Group (Plug-in-hybridization of the product range on the way to the premium manufacturer of BEV), three entirely different business strategies have been analyzed in detailed case studies. Further structural components like networks and non-technical institutions/framework conditions were also taken into account during the analysis. Subsequently, the functional pattern of the TIS in the six leading countries has been analyzed, along the seven key processes and functions respectively of the influence on the direction of search, knowledge development, entrepreneurial experimentation, knowledge diffusion/development of positive externalities, legitimation, resource mobilization and market formation. Overall, a big lead by the Asian countries follows from the investigation results and especially Japan ahead of China and Korea, ahead of the USA, France and Germany that becomes smaller but has still not been caught up yet. In conclusion, the functionality of the TIS surrounding energy storage for electric mobility in Germany has been evaluated, which is in a formative phase and therewith on one level with the neighbor country France and the USA. From the strengths and weaknesses, the inducing and blocking key factors of the TIS surrounding energy storage for electric mobility were derived and shown as drivers and blockages. From this, political key questions resulted, which need to be answered regarding the further positioning of the German automotive industry for electric mobility in general and electrochemical energy storage technologies in particular.

Draft standards for the determination of organic pollutants in the solid matter of environmental matrices such as sludge, treated biowaste and soil have been basically developed in the framework of the European standardization project HORIZONTAL. A research project financed by the German Federal Environment Agency was initiated to finalize some of these CEN standard drafts, since fully validated standard procedures are crucial for the evaluation of their reliability in the context of implementation in legislation on environmental health. Approach: Appropriate test materials (< 2mm particle size) were prepared and homogenized from contaminated soils, sludge and treated biowaste containing polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), polychlorinated biphenyls (PCB), dioxins, furans and dioxin-like-PCB and served, along with reference solutions, as the basis for international interlaboratory comparisons. Performance data of three analytical standard procedures were obtained by the statistical evaluation of results received from 11 to 29 participants per test material. Results: The overall variation coefficients of reproducibility (between-lab standard deviations) for the sum parameters were roughly between 10 and 35 %. The variation coefficients of repeatability (within-lab standard deviations) range between 3 % and 8 % and show no trend considering the substance groups or matrices. The highest coefficients of reproducibility were found for the analysis of PAHs, which were between 26 and 35 %, depending on the matrix, whereas 7-17 % reproducibility was observed for toxicity equivalents (TEQ) comprising dioxins, furans and dl-PCB. Conclusions: Overall, the results confirm that the procedures described in the Technical Specifications are fit for purpose for all three matrices and that the feasibility of the HORIZONTAL approach, to cover several matrices with one standard per analyte, was thereby proven.

AbstractPhosphorus recycling from sewage sludge will be obligatory in Germany from 2029. Phosphorus content determination in sewage sludge is crucial to assess the prescribed recycling rates. Currently, German law regards sample preparation using aqua regia digestion in a microwave or under reflux conditions as well as instrumental phosphorus determination by ICP-OES, ICP-MS, or photometric determination with ammonium molybdate as equivalent. However, it is questionable whether these methods are indeed equivalent regarding phosphorus quantification in sludges near the limit of 20 g/kg for mandatory recycling. To answer this question, 15 sewage sludges of 11 different wastewater treatment plants were investigated with all permitted method (digestion and measurement) combinations. Moreover, one sewage sludge was also examined in an interlaboratory comparison (ILC) with 28 participants. This study shows that the above-mentioned methods differ in some cases significantly but across all method combinations and sludges, phosphorus recovery was between 80 and 121% after normalization to the grand mean (average of 15 sludges between 85 and 111%). The ILC and the examination of 15 sludges produced largely similar results. There is a tendency to higher phosphorus recovery after microwave digestion compared to reflux digestion and ICP-OES measurements determine higher phosphorus contents than ICP-MS and photometric phosphorus determination. As a result, the authors recommend ICP-OES determination of phosphorus in sewage sludge after microwave digestion.
Graphical Abstract

Gesellschaft und Politik knüpfen große Hoffnung an die Elektromobilität. Allerdings wird sehr kontrovers diskutiert, ob und wie eine umfassende und nachhaltige Verbreitung von Elektrofahrzeugen erreichbar ist. Für die Fortsetzung dieser Debatte ist es wichtig, die Ergebnisse aus der Vielzahl von Förderprogrammen und Studien, die in den letzten Jahren mit unterschiedlichen Fragestellungen und Perspektiven angestoßen wurden, in einem umfassenden Überblick zusammenzuführen – dieser Aufgabe unterziehen sich die Autor/inn/en dieses Bandes. Sie präsentieren hier eine mit zahlreichen Fakten und Daten untermauerte Gesamtschau über den technischen Entwicklungsstand, aussichtsreiche Erstmärkte, Markthochlaufszenarien sowie politische Aktivitäten und veranschaulichen im Rahmen einer ganzheitlichen Bewertung die ökologische, ökonomische und soziale Dimension der Integration von Elektrofahrzeugen in die heutigen Verkehrs- und Energiesysteme. Auf dieser Basis diskutieren sie Handlungsoptionen und liefern die Grundlage für politische Entscheidungen über Ziele und Maßnahmen. Als Baustein einer nachhaltigen Entwicklung hat die Elektromobilität großes Potenzial, dessen Entfaltung freilich Zeit und geeignete Rahmenbedingungen erfordert

Elektromobilität schürt gegenwärtig weltweit Hoffnungen auf eine nachhaltigere Entwicklung des Verkehrsbereichs. Der TAB-Bericht analysiert ökologische, ökonomische und soziale Aspekte der Elektromobilität für Deutschland und vergleicht sie mit denen konventioneller Automobile. Die ökologische Bilanz fällt insbesondere dann zugunsten der Elektromobilität aus, wenn CO2-arme oder -freie Energiequellen verwendet werden, weil neben den Treibhausgas auch andere Schadstoffemissionen deutlich sinken. Bei der ökonomischen Analyse werden Wirtschaftlichkeit, Implikationen auf die automobile Wertschöpfungskette und Arbeitsplätze sowie die Versorgung mit kritischen Rohstoffen untersucht. Mit einer zukünftigen stärkeren Verbreitung der Elektromobilität in Deutschland sind leicht positive Effekte bei der Beschäftigungssituation und der Entwicklung des BIP zu erwarten. Die sozialen Implikationen werden anhand von Akzeptanz, Nutzerverhalten, Verkehrslärm und Unfallgeschehen untersucht. Der Bericht zeigt, dass eine positive Nutzerakzeptanz mit einer größeren Modellbreite bei Einhaltung gängiger Qualitäts und Komfortstandards sowie erweiterten Testmöglichkeiten, aber auch durch die Senkung der Anschaffungskosten, ein größeres Angebot an nutzerfreundlichen Mobilitäts- und Geschäftsmodellen und nicht zuletzt durch eine transparente positive Umweltbilanz erreicht werden kann. Auf der Basis der Analysen werden kritische Aspekte und Potenziale der Elektromobilität diskutiert, die in politikrelevante Schlussfolgerungen und Handlungsoptionen münden. INHALT ZUSAMMENFASSUNG 5 I. EINLEITUNG 17 II. GRUNDLAGEN UND REFERENZRAHMEN 21 1. Technologien und Anwendungen 21 1.1 Energiespeicher 24 1.2 Leistungselektronik 37 1.3 Elektromotoren 38 1.4 Ladeinfrastruktur 41 1.5 Energiebereitstellung und Infrastrukturaufbau für FCEV 52 2. Marktpenetrationsszenarien 55 2.1 Heutiger Fahrzeugmarkt in Deutschland 56 2.2 Aktuelle Marktpenetrationsszenarien 57 2.3 Marktpenetration nach der NPE 66 2.4 Einflussfaktoren auf die Marktpenetration 68 2.5 Elektrische ...

Gesellschaft und Politik knüpfen große Hoffnung an die Elektromobilität. Allerdings wird sehr kontrovers diskutiert, ob und wie eine umfassende und nachhaltige Verbreitung von Elektrofahrzeugen erreichbar ist. Für die Fortsetzung dieser Debatte ist es wichtig, die Ergebnisse aus der Vielzahl von Förderprogrammen und Studien, die in den letzten Jahren mit unterschiedlichen Fragestellungen und Perspektiven angestoßen wurden, in einem umfassenden Überblick zusammenzuführen – dieser Aufgabe unterziehen sich die Autor/inn/en dieses Bandes. Sie präsentieren hier eine mit zahlreichen Fakten und Daten untermauerte Gesamtschau über den technischen Entwicklungsstand, aussichtsreiche Erstmärkte, Markthochlaufszenarien sowie politische Aktivitäten und veranschaulichen im Rahmen einer ganzheitlichen Bewertung die ökologische, ökonomische und soziale Dimension der Integration von Elektrofahrzeugen in die heutigen Verkehrs- und Energiesysteme. Auf dieser Basis diskutieren sie Handlungsoptionen und liefern die Grundlage für politische Entscheidungen über Ziele und Maßnahmen. Als Baustein einer nachhaltigen Entwicklung hat die Elektromobilität großes Potenzial, dessen Entfaltung freilich Zeit und geeignete Rahmenbedingungen erfordert. Das Buch basiert auf dem TAB-Arbeitsbericht Nr. 153 »Konzepte der Elektromobilität und deren Bedeutung für Wirtschaft, Gesellschaft und ...