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MoNaL - Mobilität nachhaltig über den Lebenszyklus gedacht

Ausgangslage in Ghana

Die Bevölkerung und der Wohlstand der Republik Ghana wächst. Mit der wirtschaftlichen Entwicklung steigt die Nachfrage nach Mobilitäts-Angeboten, welche vor Ort vor allem für Autos und Mopeds besteht. Da diese Fahrzeuge gleichzeitig für eine hohe Umweltbelastung sorgen und diese zusätzlich verstärken, bieten sich Möglichkeiten für umweltfreundlichere Alternativen durch e-Mobilität. Um die Umweltwirkung zu verbessern, ist es allerdings wichtig, dass die benötigte Energie für die Versorgung aus einer erneuerbaren Quelle bezogen wird.

Das Stromnetz in Ghana ist nur mangelhaft ausgebaut. Die Elektrifizierungsrate konnte in den letzten Jahren zwar erhöht werden auf 86%, jedoch kommt es weiterhin häufig zu Stromausfällen. Auch PV-Heiminstallationen können keine ausreichende Leistung zum Laden von E-Fahrzeugen bieten, was eine Herausforderung für E-Mobilitätslösungen in Ghana darstellt. Weitere Faktoren wie örtlichen Gegebenheiten, geeignete Straßen, Elektroschrott und fehlendes Know-How im Betrieb und der Wartung von Fahrzeugen erschweren die Situation weiter.

Mobilität für Subsahara-Afrika - Nachhaltig über den Lebenszyklus gedacht

Das Projekt MoNaL verfolgt das Ziel, nachhaltige Mobilitätsangebote für die Länder Subsahara-Afrikas zu schaffen. Die Wirkung des Angebots wird ganzheitlich über den gesamten Lebenszyklus – von der Produktion und dem Design der Fahrzeuge, über die Energieversorgung bis zum Recycling der Fahrzeuge und der Energieversorgungsinfrastruktur – berücksichtigt, verbessert und durch Lebenszyklusanalysen überprüft. Im Rahmen einer Pilotumsetzung in Ghana am Standort des lokalen Partners Don Bosco wird ein Ausleihsystem für E-Mopeds und -Lastenrädern technisch und wirtschaftlich erprobt und unter Berücksichtigung lokaler Bedingungen und Nutzeranforderungen angepasst. Nachhaltige Mobilität muss im Zusammenhang mit erneuerbarer Energieversorgung gedacht werden. Deshalb wird im Vorhaben ein smartes Mini-Grid aus autarken Solaranlagen und Ladestationen entwickelt, das anders als einzelne Anlagen über eine ausreichende Leistung zur Versorgung der E-Fahrzeuge verfügt. Teil des Mini-Grids ist eine automatische Abrechnung, die Stromverbräuche der Fahrzeuge und smartes Lastenmanagement durch eine Echtzeit-Anpassung des Strompreises an Angebot, Nachfrage, Wetter und Batteriestand ermöglicht.

Ziel ist es, die Nutzung von nachhaltigen Mobilitätsalternativen zu intensivieren und gleichzeitig den notwendigen Zugang zu verlässlicher und nachhaltiger Energie mitzudenken. Da im Zielland ein erhebliches Problem mit Elektroschrott besteht, wird im Sinne einer ganzheitlichen Betrachtung die Endphase des Lebenszyklus des entwickelten Produktsystems berücksichtig. Dazu werden vorhandene Recyclingstrukturen in Ghana analysiert, Optionen für Second-Life Anwendungen von Solarmodulen und Batterien geprüft, Workshops zur Erarbeitung von Umweltstandards mit Stakeholdern vor Ort veranstaltet sowie Qualifizierungsmaßnahmen im Bereich Recycling bzw. Upcycling durchgeführt. Ferner wird durch Qualifizierungsmaßnahmen in den Bereichen E-Mobilität, Solartechnik und Recycling die nachhaltige Nutzung des Produkts gesichert.

Publikationen

Publikationen im Projekt
  • Adjei, F., Mesah, E., Pflug, T., Bauer, O., Severengiz, S., "Social acceptance and sustainability assessment of light electric vehicles in Ghana", 8th International Electric Vehicle Conference, Edinburgh, 21-23 June 2023. Full paper submitted.
  • Adjei, F., Sperling, D., Atia-Abugbilla, I., Anokye, A., Appiah, J., Ayetor, G., Severengiz, S., “Converted and shared Light Electric Vehicles in Ghana: A technical and economic analysis based on converted ICE motorbikes and e-mopeds’’, In: Kohl, H., Seliger, G., Dietrich, F. (eds), Manufacturing Driving Circular Economy, GCSM 2022, Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer, Cham. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-28839-5_114
  • Schneider, S., Velenderic, M., Staib, M., Küpper, E., Severengiz, S.; "The Potential of Hydrogen-based Storage Systems in Sub-Saharan Africa”, IRES 2022 – 16th International Renewable Energy Storage Conference (IRES), Düsseldorf, 20-22 September 2022. DOI: https://doi.org/10.2991/978-94-6463-156-2_31
  • Adjei, F., Cimador, T., Severengiz, S., “Electrically powered micro mobility vehicles in Ghana: transition process with focus on social acceptance”, LCE 2022 – 29th CIRP Conference on Life Cycle Engineering, Leuven, 4-6 April 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procir.2022.02.127
  • Schünemann, J.,Finke, S., Severengiz, S., Schelte, N., Gandhi, S., „Life Cycle Assessment on Electric Cargo Bikes for the Use-Case of Urban Freight Transportation in Ghana”, LCE 2022 – 29th CIRP Conference on Life Cycle Engineering, Leuven, 4-6 April 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procir.2022.02.120
  • Stinder, A., Finke, S., Velenderic, M., Severengiz, S., “A generic GHG-LCA model of a smart mini grid for decision making using the example of the Don Bosco mini grid in Tema, Ghana“, CIRP Conference on Life Cycle Engineering, Leuven, 4-6 April 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procir.2022.02.129
  • Finke, S., Velenderic, M., Severengiz, S., Pankov, O., Baum, C., “Transition towards a Full Self-Sufficiency Through PV Systems Integration for Sub-Saharan Africa. - A Technical Approach for a Smart, Decentralized, Blockchain-Based Mini-Grid", Renewable Energy and Environmental Sustainability, vol. 7, no. 8, 6 January 2022. DOI: https://doi.org/10.1051/rees/2021054
  • Fortkort, M., Finke, S., Severengiz, S., „Blockchain-Based Consumer Stock Ownership Plans (CSOP) As a Catalyst For Impact Investments in Sustainable Energy Infrastructure”, Renewable Energy and Environmental Sustainability, vol. 6, no. 43, 3 November 2021. DOI: https://doi.org/10.1051/rees/2021043
  • Finke, S., Velenderic, M., Severengiz, S., „Developing a real-time power price algorithm for an autonomous demand side management in solar community-grids with battery storage​“, 9th European Conference on Renewable Energy Systems (ECRES), Istanbul, 21-23 April 2021.

Ansprechpartner

Semih Severengiz
Prof. Dr.-Ing. Semih Severengiz
Fachbereich Elektrotechnik und Informatik
Raum: D 3-03
+49 234 32 10328
E-Mail schreiben
vCard
  • Laufzeit: 01.08.2020 bis 30.04.2023
  • Themengebiet: Kreislaufwirtschaft, Umweltfreundliche Mobilität
  • Förderprogramm: Exportinitiative Umwelttechnologien
  • Förderschwerpunkt: Pilot- und Modellvorhaben im Ausland
  • Förderkennzeichen: FKZ 67EXI4011A
  • Fördermittelgeber: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV)
  • Projektträger: Zukunft – Umwelt – Gesellschaft (ZUG) GmbH
  • Zielland: Ghana
  • Fördersumme: 397.382,00 €

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