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Otto-, Diesel-, Elektromotor – wer macht das Rennen?Handlungsfelder zur Sicherung des Automobilstandorts Region Stuttgart
www.stuttgart.ihk.de
Otto-, Diesel, Elektromotor – wer macht das Rennen?Handlungsfelder zur Sicherung des Automobilstandorts Region Stuttgart
Herausgeber Industrie-undHandelskammerRegionStuttgartJägerstraße30,70174StuttgartPostfach102444,70020StuttgartTelefon07112005-0Telefax07112005-354www.stuttgart.ihk.deinfo@stuttgart.ihk.de
Konzeption AbteilungIndustrieundVerkehr
Autoren Prof.Dr.WilliDiez,Dipl.-Bw.(FH)MarkusKohlerInstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA),GeislingenanderSteige
Redaktion ManfredMüller,JörgSchneiderAbteilungIndustrieundVerkehr,IHKRegionStuttgart
Projektmanagement Print CathérineSwirsky,IHKRegionStuttgart
Titelbild dpaPicture-Alliance
Druck J.F.SteinkopfDruckGmbH,Stuttgart
Stand Oktober2010
© 2010 Industrie-undHandelskammerRegionStuttgartAlleRechtevorbehalten.NachdruckoderVervielfältigungaufPapierundelektronischenDatenträgernsowieEinspeisungeninDatennetzenurmitGenehmigungdesHerausgebers.AlleAngabenwurdenmitgrößterSorgfalterarbeitetundzusammengestellt.FürdieRichtigkeitundVollständigkeitdesInhaltssowiefürzwischenzeitlicheÄnderungenübernimmtdieIndustrie-undHandels-kammerRegionStuttgartkeineGewähr.
Zertifizierte Qualität bei Service, Beratung und Interessenvertretung
Inhaltsverzeichnis
Vorwort 5
1. Ergebnisse und Handlungsempfehlungen 6
1.1 ZusammenfassungderwichtigstenErgebnisse 7
1.2 Antriebstechnologie-SzenariofürDeutschland 9
1.3 Handlungsempfehlung 9
1.4 FazitundAusblick 12
2. Mobilität der Zukunft - Zukunft der Mobilität 13
2.1 Überblick 13
2.2 EnergiepolitischeRahmenbedingungen 14
2.3 GesellschaftspolitischeRahmenbedingungen 15
2.4 PolitischeRahmenbedingungen 18
2.5 TechnologischeRahmenbedingungen 20
2.6 WirtschaftspolitischeRahmenbedingungen 20
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand 22
3.1 „GrüneMobilität“alsEntwicklungsziel 22
3.2 TechnologischePotenziale 23
3.2.1 WeitereOptimierungvonVerbrennungsmotoren 23
3.2.2 EinsatzalternativerKraftstoffe 23
3.2.3 Voll-Hybrid 24
3.2.4 Elektroauto 24
3.2.5 Plug-in-Hybride 27
3.2.6 Brennstoffzelle 28
3.3 KostenanalysealternativerKraftstoffeundAntriebe 28
3.3.1 AnnahmenzurEntwicklungderKostenvonBenzin-undDieselfahrzeugen 28
3.3.2 KostenanalysegegenüberAutogasundErdgas 30
3.3.3 KostenanalysegegenüberVoll-HybridundPlug-in-Hybrid 31
3.3.4 KostenanalysegegenüberbatteriebetriebenemElektroauto 32
3.3.5 KostenanalysegegenüberBrennstoffzellenfahrzeuge 32
3.3.6 Fazit„GrüneMobilität“fürautomobileKaufentscheider 33
4. Antriebstechnologien - Was kommt, was geht, was bleibt? 36
4.1 SzenarienimÜberblick 36
4.2 SzenarioI:Evolution 38
4.3 SzenarioII:Zeitenwende 38
4.4 SzenarioIII:Strukturbruch 39
4.5 ZusammenfassungundBewertungderSzenarien 40
Abkürzungsverzeichnis und Erklärungen 45
AbbildungenAbb.1: PolitischeHandlungsfelderimÜberblick 6Abb.2a: ÜberblicküberdieSzenarienI–III(Basis:global) 8Abb.2b: ÜberblicküberdieSzenarienI–III(Basis:Deutschland) 9Abb.3: EinflussfaktorenaufkünftigeAntriebstechnologienimÜberblick 13Abb.4: StatischeReichweitevonErdölzwischen1945und2008 14Abb.5: Aufsuchungs-undEntwicklungskosten,FörderkostenundspezifischeGesamtgewinnungskosten 14Abb.6: WeltweitesGesamtpotenzialvonkonventionellemErdölsowieÖlsand,Schwerstölund
Ölschieferfür2007 14Abb.7: VerteilungderReservenankonventionellemErdöl2007nachRegionen 15Abb.8: EntwicklungdesVerbraucher-undKraftfahrerpreis-Indexes2000bis2009 15Abb.9: BevölkerunginDeutschland 16Abb.10: Entwicklungder„Car-Sharing“-NutzunginDeutschland 17Abb.11: EinflussökologischerAspekteaufdieKaufentscheidung 17Abb.12: AusgabenbereitschaftfürumweltverträglicheTechnologien 18Abb.13: EU-RichtliniezuCO2-Grenzwerten(Zusammenfassung) 19Abb.14: CO2-GrenzwerteBonus-MalussysteminFrankreich(Bonus2010) 19Abb.15: LageundEntwicklungaufdemWeltautomobilmarkt 21Abb.16: KraftstoffverbrauchvonPkw(NEFZ1)ausdeutscherProduktionzwischen1978und2008
inLitern/100Kilometern 22Abb.17: CO2-ReduktionspotenzialeaufBasisdesVerbrennungsmotors 23Abb.18: CO2-ReduktiondurchFahrzeugtechnologie 23Abb.19: TreibhausgasreduktionverschiedenerBiokraftstoffegegenüberfossilemBenzininProzent 24Abb.20: ReduzierungderHybrid-SystemkostenamBeispielPrius 24Abb.21: CO2-EmissionenElektroantriebnachjeweiligemStrom-Mix 25Abb.22: Vergleichder„mobilen“Energiespeicher 25Abb.23: MotorisierteMobilitätalsSystem 26Abb.24: SystemTransformationdurch„E-Mobility“ 26Abb.25: „Steuerbilanz“ElektroautogegenüberVerbrennungsmotoren 27Abb.26: CO2-ZertifizierungvonPlug-in-Hybriden 28Abb.27: UmweltverträglichkeitvonElektroautosgegenüberVerbrennungsmotoren 29Abb.28: AnnahmenzurKostenentwicklungbeiBenzin-undDieselfahrzeugen 30Abb.29: AnnahmenzurKostenentwicklungbeiLPG-Fahrzeugen(Autogas) 30Abb.30: AnnahmenzurKostenentwicklungbeiCNG-Fahrzeugen(Erdgas) 31Abb.31: AnnahmenzurKostenentwicklungbeiVoll-Hybrid-Fahrzeugen(Benzin) 31Abb.32: AnnahmenzurKostenentwicklungbeiPlug-in-Fahrzeugen 31Abb.33: AnnahmenzurKostenentwicklungbeiElektro-Fahrzeugen 31Abb.34: AmortisationslaufleistungfürElektroautosmitundohneAnschubfinanzierung 33Abb.35: AnnahmenzurKostenentwicklungvonBrennstoffzellen-Fahrzeugen 33Abb.36a:VergleichderAmortisationslaufleistungenderverschiedenenAntriebstechnologien 34Abb.36b:Technologie-undKostenprofile„grüner“AntriebstechnologienundKraftstoffeimÜberblick 35Abb.37: SystemanalytischeDarstellungderSzenario-Variablen 36Abb.38: DiffusionsrelevanteSchlüsselvariablen 37Abb.39: SzenarioI:Evolution(Basis:global) 38Abb.40: SzenarioII:Zeitenwende(Basis:global) 39Abb.41: SzenarioIII:Strukturbruch(Basis:global) 40Abb.42: Szenario-ErgebnisseimÜberblick 41Abb.43: VerkaufsvoluminaderverschiedenenAntriebstechnologien 41Abb.44: OECD/IEA-SzenarioAntriebstechnologien2007bis2030 42Abb.45a:BestandanPersonenkraftwagenmitGasantriebindenJahren2001bis2010 43Abb.45b:SzenarioAntriebstechnologieninDeutschland 44Abb.46: BestandanPersonenkraftwagenmitElektro-oderHybrid-AntriebindenJahren2006bis2010 44
Abbildungen
1NeuerEuropäischerFahr-Zyklus
5
Vorwort
Elektromobilitätist„in“,derVerbrennungsmotorabernicht„out“.„GrüneMobilität“istauchmitVerbrennungsmotorenmachbarundnotwendig.DieVerbrennungstechnologiehatnochgroßesVerbesserungspotenzialundkanninVerbindungmitalternativenKraftstoffendieAnforderungenderKlimapolitikerfüllenhelfen.DennochwirddemAutomobilstandortRegionStuttgartohnemassiveInvestitionenindieElektromobilitätinwenigenJahrenhierunddorteinwirtschaftlicherAbstiegvorhergesagt.Dasistvoreiligundwissenschaftlichsonichthaltbar,wiedasvorliegendeGutachtenbeweist.FahrzeugemitVerbrennungs-motorenwerdenindennächstenJahrzehntenweiterhineineentscheidendeRollespielen.ZugroßsinddieProblemebeiderFahrzeugtechnikvonElektro-undBrennstoffzellenfahrzeugen,zusehrfehltesaneinemflächendeckendenNetzvonStrom-,Wasserstoff-oderErdgastankstellen,zuoffensinddieFragenzurFörderungundBesteuerungvonElektrofahrzeugen,alsdassFahrzeugemitalternativenAntriebskonzeptenaufbreiterFrontzumEinsatzkommenkönnten.
EineeinseitigeFörderungdesElektroantriebskönntesichdeshalbalsIrrwegerweisen.DieöffentlicheUnterstützungumweltverträglicherAntriebstechnologienmusstechnologieoffenundohneDiskriminierungdervorhandenenTechnologienerfolgen.EntscheidendfürdiemittelfristigeZukunftdesAutomobilstandortsBaden-WürttembergistvorallemdieWeiterentwicklungdesVerbrennungsmotorsundseinerHybridisierungsvarianten.DahersolltediegegenwärtigschonfastinflationäransteigendeZahlvonAktivitätenaufdemGebietdesElektroantriebsnüchternabgewogenundvorallembessergebündeltwerden.DiePolitiksolltenichtdiezukünftigeFahrzeugtechnologievorschreiben,sonderninersterLinieumwelt-politischeZielevorgebenunddieUmsetzungdenForschungsabteilungenderIndustrieauferlegen–durchausmitderFlankierungdurchgeeigneteFörder-instrumente.TechnologischeVielfaltzurErfüllungderUmweltvorgabenistfürProduzentenundVerbraucherbesser,alsdiepolitischeVisioneinertechnologischenMonokultur.
StuttgartimOktober2010
Dr.HerbertMüller AndreasRichterPräsident Hauptgeschäftsführer
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DietabellarischeKurzdarstellunggibteinenerstenÜberblicküberdiewichtigstenHandlungsfelder,denabgeleitetenHand-lungsempfehlungenundMaßnahmen zurUmsetzung sowieaufdieAkteure,welchemaßgeblichaktivwerdenmüssen.
1. Ergebnisse und Handlungsempfehlungen
Handlungsfelder Handlungsempfehlungen Was getan werden muss Wer aktiv werden muss
Weiterentwickeltekonventio-nelleAntriebstechnologiemit-telfristigmiterheblichemPoten-zial
FörderungohneDiskriminie-rung:EffizienteMobilitäterfordertTechnologievielfalt
Versachlichungder„E-Hype“-DiskussionundImageaufwer-tungfürmodernenBenzin-undDieselantriebundseinerHybrid-Varianten
Staatsministerium,Wissen-schafts-undWirtschaftsminis-teriumBaden-Württemberg,Landesagenture-mobilBWGmbH
DiffusionElektro-undBrenn-stoffzellenautosführtzuSteuer-ausfallbeiMineralölsteuer
KeineweitereErhöhungderMineralölsteuerzurKompensa-tionmöglicherSteuerausfälledurchAusbreitungvonE-Autos
BundüberStaats-undFinanz-ministerium
„E-Mobility“-Initiativenwerdenzu„Modeerscheinungen“aufregionaler,lokalerundbundes-weiterEbene
Bestandsaufnahme,Bewer-tung,Priorisierungundstärke-reBündelunglandes-undbundesweiterAktivitätenzurE-Mobilität
Landesagenture-mobilBWGmbH
HohefinanzielleVorleistungendurchparalleleTechnikent-wicklung,insbesonderefürkleineundmittlereZulieferer
InnovationsfreundlicheRah-menbedingungenschaffen
EinsatzvonSteuergutschriftenzurFörderungeinesinnovati-onsfreundlichenKlimas;Verga-bevonDarlehenzurInnovati-onsfinanzierungfürAutomo-bilzulieferererleichtern
BundüberFinanzministeriumBaden-Württemberg,Wirt-schaftsministeriumBaden-Württemberg,L-BankBaden-Württemberg
ElektrifizierungerfordertAufbauneuerKernkompetenzenzurStandortsicherung
StaatlicheForschungsförde-rungundWissenstransferoptimieren
IdentifikationvonForschungs-undKnow-how-DefizitenimBereichalternativerAntriebe;BewertungundAbschätzungvonAktivitätenindiesenBe-reichen
Wissenschafts-undWirt-schaftsministeriumBadenWürttemberg,Landesagenture-mobilBWGmbH,Industrie-undHandelskammern
Überwindungderwirtschaft-lichenDiffusionsbarrierenfürBrennstoffzellenantrieb
FörderungderBrennstoffzelleinstationärenAnwendungen(z.B.Gewerbeimmobilien,Wohnungsbau)
Landesagenture-mobilBWGmbH,Wissenschafts-ministeriumBadenWürttem-berg
GanzheitlicheBewertung(tech-nisch,ökonomisch,ökologisch,gesellschaftlich)vonElektromo-bilität
EinrichtungeinesLehrstuhlsfür„E-Mobility“mitbetriebs-wirtschaftlicherundgesell-schaftswissenschaftlicherAusrichtung,ggfs.alsStif-tungsprofessur
WissenschaftsministeriumBaden-Württemberg,Unter-nehmenderEnergie-undAutomobilwirtschaft
NeueTechnologienkostenseitigzunächstnichtwettbewerbsfä-higgegenüberkonventionellerAntriebstechnik
StaatlicheInvestitionsanreizesetzen
FokussierungaufgewerblicheKundenundEinräumungbe-sondererAbschreibungsvorteilefürPlug-in-Hybride,E-AutoundBrennstoffzellenfahrzeuge
BundüberWirtschafts-undFinanzministeriumBaden-Württemberg
PopularisierungalternativerAntriebeunterAnwendungdesGesetzeszurModernisierungdesVergaberechts(2009)
ÖffentlichesBeschaffungsver-haltenzurDemonstrationalternativerAntriebenutzen
DemonstrationsinnvollerEinsatzzweckeimRahmenöffentlichenBeschaffungsver-haltensunterBerücksichtigungwirtschaftlicherAspekte(z.B.Erdgasfahrzeuge,Voll-HybrideimkommunalenBereich)
LandundKommunen
Abbildung 1: Politische Handlungsfelder im Überblick
ZielderUntersuchungwares,EntwicklungspfadeimHinblickauf die Ausbreitung unterschiedlicher Antriebstechnologienzu ermitteln und politische Handlungsfelder zur Förderungnachhaltiger Mobilität aufzuzeigen. Darüber hinaus sollen
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1. Ergebnisse und Handlungsempfehlungen
Handlungsfelder Handlungsempfehlungen Was getan werden muss Wer aktiv werden muss
SchaffungvonAnreizenfürinnovativeTechnologienundMobilitätskonzepte
Benutzervorteilefüralterna-tiveAntriebeundNutzungs-modelleschaffen
FreigabevonVerkehrsflächenzurParkierungvon„Car-Sha-ring“-Fahrzeugenmitalterna-tivemAntrieb;FortführungderSteuerbefreiungfürElektro-undBrennstoffzellenfahrzeuge
StadtStuttgartundKommu-nen,Staats-undFinanzminis-teriumBaden-Württemberg
AufbaueinerVersorgungsinfra-strukturfürElektro-undBrenn-stoffzellenfahrzeuge
NotwendigeInfrastrukturaufbauen
AusweisunggeeigneterStand-orteundFlächenfürprivateBetreiber
StadtStuttgartundKommu-nen,WirtschaftsministeriumBaden-Württemberg
SicherungdesAutomobilstand-ortsMetropolregionStuttgart
Standortsicherungvorantrei-ben
„RunderTisch“derAutomobil-herstellerundZulieferersowiederlandespolitischenEntschei-dungsträger;AnsiedlungvonEntwicklungsbereichenundNiederlassungeninternationa-lerTechnologieführerimBe-reichderElektromobilität
WirtschaftsministeriumBaden-Württemberg,Landesagenture-mobilBWGmbH,Industrie-undHandelskammernundkommunaleWirtschafts-förderer
VerschwendungvonForschungs-undEntwicklungskapazitätendurchweltweitunterschiedlichetechnischeVorschriftenundNormen
HarmonisierungtechnischerVorschriftenvorantreiben
BeschleunigungderVerhand-lungenaufglobalerundeuro-päischerEbeneübereinheit-lichetechnischeNormenfürFahrzeugemitalternativenAntrieben,insbesondereElek-trofahrzeuge
BundüberStaats-undWirtschaftsministeriumBaden-Württemberg
AlternativeAntriebesindnursoumweltverträglichwiedieEner-gie,mitdersiebetriebenwer-den;beiElektroautomobilenstelltsichzusätzlichdieHeraus-forderungdesBatterie-Recyc-lings
Energie-undRohstoffstrategieentwickeln
ÖkologischeBewertungallerAntriebskonzepteaufBasisdes„Well-to-Wheel“-Ansatzes;konsistenteStrategiehinsicht-lichStrom-undWasserstoffer-zeugungsowieEntsorgungs-konzeptfürAltbatterien
WirtschaftsministeriumundMinisteriumfürUmwelt,NaturschutzundVerkehrBaden-Württemberg
auch sich daraus ergebenden Konsequenzen für künftigeInvestitionsentscheidungenvongewerblichenFuhrpark-undFlottenbetreibern,imSpannungsfeldvonÖkologieundÖko-nomie,dargestelltwerden.
1.1 Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse
DeraktuelleHypeumdasElektroautounddieFokussierungderpolitischenAktivitätenaufdieFörderungdesElektroan-triebs könnte sich schon in wenigen Jahren als ein fatalerIrrweg erweisen. Angesichts der großen technischen undwirtschaftlichenHerausforderungenwirddasreinbatteriebe-triebeneElektroautoauf eineabsehbareZeithin eine zwarwichtige,aberdochletztlichNischebleiben.EntscheidendfürdieZukunftdesAutomobilstandortsBaden-Württembergistdie Weiterentwicklung des Verbrennungsmotors und seinerHybridisierungsvarianten. Daher sollten die gegenwärtigschon fast inflationär ansteigenden Aktivitäten auf demGebiet des Elektroantriebs auf ihre Zukunftsrelevanz hin
bewertet und gebündelt werden. Gleichzeitig sollte dieöffentlicheDiskussionumdasElektroautonichtzuletztdurchdiepolitischenEntscheidungsträgerversachlichtundeinBei-tragzurImageaufwertungvonBenzin-undDieselfahrzeugengeleistetwerden.
„Grüne Mobilität“ ist machbar. Um eine weitere AbsenkungderverkehrsspezifischenSchadstoff-undCO2-Emissionenzuerreichen, bedarf es jedoch eines breit angelegten, techno-logieoffenenKonzepts.EineFokussierungaufeinzelnealter-native Antriebstechnologien ist kontraproduktiv, da sich dienachhaltigstenökologischeEffekteerzielenlassen,wennnichtnurneue,sondernderGesamtbestandanFahrzeugenumwelt-freundlicher wird. Eine Strategie zur Emissionsminderungmussweiterhinlangfristigangelegtsein,dasichneueTechno-logienaustechnischenwieauchauswirtschaftlichenGrün-denerstlangsamamMarktdurchsetzenwerden.
Alternative Antriebskonzepte und Kraftstoffe können einenwichtigenBeitragzurVerringerungderAbhängigkeitvomÖlleisten.MitBiokraftstoffenderzweitenGeneration,dienicht
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft
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inKonkurrenzmitdermenschlichenNahrungskette stehen,könnendieCO2-Emissionendeutlichreduziertwerden.AberauchAutogasundErdgasverfügenübereineguteÖko-Bilanz.AufderAntriebsseitebietenPlug-in-Hybridemitsogenann-ten„RangeExtendern”sowiedasbatteriebetriebeElektroautound Brennstoffzellenfahrzeuge ein großes Potenzial zurEmissionsminderung.AllerdingssteheneinerschnellenAus-breitungdieserAntriebstechnologienheutenochgewichtigeDiffusionsbarrierenimWege.Diesesind:
• diefehlendeAlltagstauglichkeitaufgrundgeringerReich-weitenundlangerLadezeiten,
• diefehlende Infrastruktur, insbesondere für den Wasser-stoffbeiBrennstoffzellenfahrzeugen,
• diehohenAnschaffungskosten.
ImRahmendervorliegendenStudiewurdenzurAbschätzungderkünftigenBedeutungderverschiedenenAntriebstechno-logiendreiSzenarienentwickelt:
• SzenarioI „Evolution“: Dieses Szenario basiert auf einerFortschreibungderindenletztenJahrenerkennbarenpoli-tischen, gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und tech-nischenTrends. Esgeht zwarvoneinerVerschärfungdergesetzlichenVorgabenhinsichtlichderCO2-Emissionenso-wie einem steigendenÖlpreis aus.Dochwirdunterstellt,dassdieseHerausforderungen imRahmeneinerkontinu-ierlichen Weiterentwicklung der heutigen technischenMöglichkeitenbewältigtwerdenkönnen.
• SzenarioII„Zeitenwende“:DiesesSzenariogehtdavonaus,dasseinsichbeschleunigenderKlimawandeldiePolitikzueinerdeutlichenVerschärfunggesetzlicherVorgabenhin-sichtlich der CO2-Emissionen zwingt und sich Rohöl auf
einePreis vonüber200Dollar/Barrel bis zum Jahr2020verteuert.DieseVeränderungenführenauchzueinerwach-senden Akzeptanz neuer Antriebstechnologien, was sichaber aufgrund der notwendigen technischenAusreifezeitund dem notwendigen Aufbau einer alternativen Infra-strukturerstimZeitraumzwischen2020bis2030stärkerauswirkt.
• SzenarioIII„Strukturbruch“:IndiesemSzenariowirdnichtnur ein verstärkter Druck auf die politischen Entschei-dungsträger und die Automobilunternehmen erwartet,sondernauchdasAuftretenvonneuenAkteuren,diemitungewöhnlichen Geschäftsmodellen für eine schnelleAkzeptanzneuerAntriebstechnologiensorgen.DieKostenfürmotorisierteMobilitätsteigenindiesemSzenariosehrstarkanundführenunteranderemzueinemverstärktenAuto-Verzicht, insbesondere indenBallungszentren.Dieshat eine deutliche Abschwächung des Wachstums desweltweitenAutomobilmarktsundgleichzeitigeinemassiveVerschiebungbeidenAntriebstechnologienzurFolge.
Die Ergebnissedieser Szenarien zeigen, dass FahrzeugemitalternativenAntriebskonzeptendurchausübereinerheblichesMarktpotenzial verfügen. So könnte derAnteil vonHybrid-Fahrzeugen (Voll-Hybride und Plug-in-Hybride) an den Ge-samtverkäufenvonAutomobilenbiszumJahr2030weltweitimSzenarioIauf30undimSzenarioIIIsogaraufbiszu68Prozentsteigen.AndererseitssindaberdieWachstumspoten-ziale für batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEV) undBrennstoffzellenfahrzeuge (FCV) aufgrund der genanntenKostenundNutzungsnachteilebeschränkt.ImSzenarioIwirdderenAnteilandenGesamtverkäufenbiszumJahr2030aufweltweitfünf,imSzenarioIIIauf12Prozentgeschätzt.
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Szenario I Szenario II Szenario III
ICE HEV PHEV BEV/FC ICE Verbrennungsmotor (Benzin undDiesel) mit „milder“ Hybridisierungund alternativen Kraftstoffen
HEV Voll Hybrid
PHEV Plug In Hybrid (mit Range Extender)
BEV Batteriebetriebenes Elektroauto
FCV BrennstoffzelleQuelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Abbildung 2a: Überblick über die Szenarien I – III (Basis: global)
1. Ergebnisse und Handlungsempfehlungen
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1. Ergebnisse und Handlungsempfehlungen
1.2 Antriebstechnologie-Szenario für Deutschland
ImVergleichzurglobalenEntwicklungwirddieAusbreitungalternativerAntriebstechnologieninDeutschlandlangsamerverlaufen.DafürsprichtzumeinendiehoheDiesel-AffinitätderdeutschenAutofahrer.DerDieselstehtineinemdirektenWettbewerbsverhältnis mit den Voll-Hybriden. Außerdemsind in Deutschland – anders als in anderen großen Auto-mobilmärkten–überdiefünfjährigeBefreiungvonderKfz-Steuer hinaus derzeit keine staatlichen Kaufhilfen für dieAnschaffungvonElektroautoszuerwarten.ErstabdemJahr2020, wenn in Europa voraussichtlich verschärfte CO2-Flottengrenzwerte in Kraft treten werden, ist mit einerstärkerenMarktpenetrationdurchElektrofahrzeugeundPlug-in-Hybridezurechnen(Abbildung2b).
EinezukunftsorientierteStrategiezurBewältigungderökolo-gischenHerausforderungenundderReduktionderÖlabhän-gigkeitdarfnichtdemPrinzipdes„Entweder-oder“,sondernsiemussdemGrundsatzdes„Sowohl-als-auch“folgen.Dasbedeutet, dass der konventionelle Verbrennungsmotor wei-terentwickeltundoptimiertwerdenmuss,währendzugleichverstärkte Aktivitäten im Bereich alternativer Antriebskon-zepteundKraftstoffeunternommenwerdenmüssen.
1.3 Handlungsempfehlungen
Ob und mit welchen Auswirkungen auf Produktion undBeschäftigung am Automobilstandort Stuttgart die weitereSteigerungderUmweltverträglichkeitdesmotorisiertenIndi-vidualverkehrserreichtwerdenkann,hängtnichtzuletztvonderGestaltungderpolitischenRahmenbedingungenab,denensichdieAutomobilherstellerund ihreZuliefererkünftigge-genübersehen. Dabei gilt es zu berücksichtigen, dass zurErhaltungderWettbewerbsfähigkeittechnologischeUmstel-lungsprozesse immer der Marktentwicklung folgen müssenundnichtumgekehrt.DiehoheMarktakzeptanzdesVerbren-nungsmotors und die vorhandenen Potenziale zur weiterenReduktion der spezifischen Verbräuche von Benzin- undDieselmotoren sollten auch im Rahmen einer Strategie zurFörderungderElektromobilitätnichtübersehenwerden.AusdieserGrundeinsichtleitensichdiefolgendenAnforderungenaneinePolitikfür„GrüneMobilität“ab.
Förderung ohne Diskriminierung umsetzenDieEntwicklungundDurchsetzungneuerAntriebstechnolo-gienerfordertstaatlichesHandeln.DabeigiltesaberimmerimAugezubehalten,dassBenzin-undDieselmotorennochübervieleJahreundmöglicherweiseJahrzehntehinwegdieHauptantriebsquellenfürAutomobileseinwerden.Dement-sprechend muss der Grundsatz gelten: Neue Technologienfördernohnevermeintlich„alte“Technologienzudiskriminie-ren. Entscheidend für die Zukunft des AutomobilstandortsBaden-Württemberg sind der Aufbau von Kompetenzen imBereichderBatterietechnologieundderLeistungselektroniksowiedieWeiterentwicklungdesVerbrennungsmotors.Kon-ventionell betriebene Benzin- und Dieselfahrzeuge bietennoch ein enormes Potenzial zur Verbrauchseinsparung unddamitauchzurSenkungderspezifischenCO2-Emissionen.Siesolltendahernicht durch staatlicheMaßnahmenverdrängtwerden.NotwendigistinsbesondereeineVersachlichungderDiskussion um das Zukunftspotenzial von Elektroautos. Deraktuell auch von der Politik geschürte „E-Hype“ droht, dieerheblichenErfolgebeiderVerbrauchs-undEmissionsminde-rung bei konventionell angetriebenen Fahrzeugen aus deröffentlichenWahrnehmungzuverdrängen.Weiterhindürfendie zu erwartenden Steuerausfälle durch eine AusbreitungvonElektrofahrzeugennichtdurcheineErhöhungderMine-ralöl-oderEnergiesteuer (Kfz-Steuer)finanziertwerden,da
Anteile in vH 2010 2020 2030
FahrzeugemitVerbrennungsmotor(BenzinundDiesel),mit„milder“HybridisierungundalternativenKraftstoffen(bspw.Gas/Bio)
99,5 92,0 80,0
Voll-Hybrid-Fahrzeuge 0,5 5,0 3,0
Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge(mit„RangeExtender“)
0,0 1,5 12,5
BatteriebetriebeneElektroautos/Brennstoffzellenfahrzeuge
0,0 1,5 4,5
Gesamtmarkt Fahrzeuge (in Mio.) 2,95 3,00 2,85
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Abbildung 2b: Szenario II (Basis: Deutschland)
Insgesamtistfestzustellen,dassderVerbrennungsmotornochlangedieBasisdesmotorisiertenIndividualverkehrsbleibenwird.NachdendargestelltenSzenarienwerdenauchimJahr2030nochrund90ProzentallerweltweitverkauftenAuto-mobileübereinenVerbrennungsmotorverfügen,wennmanberücksichtigt,dassauchelektrifizierteAntriebskonzeptewiederVoll-HybridundderPlug-in-HybridweiterhineinenBen-zin-oderDieselmotorbenötigen.
DerTrendzur„ElektrifizierungdesAntriebsstrangs“istdaheraufmittlereSichtkeineBedrohungdesAutomobilstandortsBaden-Württemberg und der Automobilregion Stuttgart,sonderneineChance.SolltesichinsbesonderedieBrennstoff-zelledurchsetzen,würdediesdenAutomobilstandortBaden-Württembergsogarstärken,danacheinerjahrzehntelangenForschungs-undEntwicklungsarbeitindiesemTechnologie-bereicheingroßesKnow-howinderRegionvorhandenist.
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1. Ergebnisse und Handlungsempfehlungen
dieszueinerweiterenErhöhungderMobilitäts-undTrans-portkosten führen würde. Schließlich muss der fast schoninflationären Ausbreitung von „E-Mobility“-Initiativen aufregionalerundlokalerEbene,sogutgemeintdieseimEinzel-nenauchseinmögen,entgegengewirktwerden.DieGefahreinerFehlallokationöffentlicherMittelindiesemBereichisthoch, da durch isolierte Einzelaktivitäten kein nachhaltigerökologischerEffekterzieltundauchkeineneuenErkenntnisseüberdieDiffusionsbarrierenvonElektromobilitätgewonnenwerden.
Innovationsfreundliche Rahmenbedingungen schaffenWichtigsterStellhebeleinerzukunftsorientiertenWirtschafts-und Technologiepolitik ist die staatliche Forschungsförde-rung.DabeisolltedieSchaffungeinesinsgesamtinnovations-undinvestitionsfreundlichenKlimaszumBeispieldurchVer-besserungvonAbschreibungsmöglichkeitenVorrangvoreinerselektiven Förderung einzelner Technologien haben. NichtseltenhatdieFörderungeinzelnerTechnologieninderVer-gangenheit zueinerFehlallokationvonRessourcengeführt.StattdessensolltediePolitiklangfristigverlässlicheumwelt-politischeZielevorgeben,sodassdieUnternehmenihreEnt-wicklungs-undInvestitionsstrategiendaraufausrichtenkön-nen.Automotive-UnternehmenmüssenzukünftignebenderWeiterentwicklung und Optimierung des konventionellenVerbrennungsmotors parallel auch gleichzeitig ihre Aktivi-täten im Bereich alternativer Antriebskonzepte und Kraft-stoffeverstärken.Vorallemfürdieüberwiegendmittelstän-dischenZuliefererderRegionstellteinesolcheDoppelstra-tegie eine große finanzielle Herausforderung dar. DurchSteuergutschriften,derenHöhevondenAufwendungen fürForschungundEntwicklung(FuE)abhängigist,könntegeradefür kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) eininnovationsfreundliches Klima geschaffen werden. NebendemEinsatzvonSteuergutschriftenzurFörderungvonInno-vationensollteauchdieVergabevonDarlehenzurInnovati-onsfinanzierung für Automobilzulieferer erleichtert werden.Die IHK Region Stuttgart hat dazu in ihrer Studie „Mittel-standsfinanzierung“ausdemJahr2009entsprechendeVor-schlägevorgelegt.
Staatliche Forschungsförderung und Wissenstransfer optimierenEineselektivestaatlicheForschungsförderungistdortange-zeigt,woesnachweisbarDefizitegibt,dieeineschnelleEnt-wicklungvonTechnologienzurMarktreifebehindern.SolcheDefizitelassensichabernurineinerengenAbstimmungzwi-schenUnternehmen,ForschungunddenpolitischenEntschei-dungsträgern feststellen.Notwendig ist hier vor allemeineIdentifikationvonForschungs-undKnow-how-Defiziten imBereichalternativerAntriebe.Erstwenndieserfolgtist,las-sen sichnotwendigeAktivitäten imHinblickaufdieSiche-rungdesAutomobilstandortsBaden-Württembergbewerten.Speziell im Bereich Brennstoffzellentechnologie verfügt die
RegionStuttgartübereinvergleichsweisehohesKnow-how.Hier geht es nicht nur um die weitere Förderung vonForschungsaktivitäten,sonderninsbesonderedarum,dieAn-wendung der Brennstoffzelle zu unterstützen. Dabei solltenicht allein der Automobilbereich im Mittelpunkt stehen.BrennstoffzelleneignensichauchundgeradefürdieEnergie-gewinnunginstationärenAnwendungen,wiezumBeispielimImmobilienbereich. Würde es gelingen, die Anwendung derBrennstoffzellentechnologie im Bereich gewerblicher undprivatgenutzterImmobilienüberPilotprojektehinauszuer-höhen, hättedies auchpositive (Kosten-)AuswirkungenaufdenEinsatzderBrennstoffzellentechnologieimAutomobil.
SchließlichsolltedieEinrichtungeinesLehrstuhlsfür„E-Mo-bility“mitbetriebswirtschaftlicherundgesellschaftswissen-schaftlicherAusrichtungbetriebenwerden.DieDiffusionderElektromobilitätistnichtalleineinetechnischeHerausforde-rung.Wiebereitserwähnt,stelltElektromobilitäteinenSys-temwechsel dar, der ganzheitlich gesteuert werden muss.Dies erfordert über technisches Wissen hinaus auch eineAnalyse der ökonomischen und gesellschaftlichen AspekteeinersolchenSystemtransformation.
Gezielte staatliche Kaufhilfen und Investitionsanreize setzenViele Fahrzeuge mit neuen Antriebstechnologien, vor allembatteriebetriebene Elektrofahrzeuge und Brennstoffzellen-fahrzeuge, sindausheutigerSichtgegenüberkonventionellbetriebenenBenzin-undDieselfahrzeugenkostenseitignichtwettbewerbsfähig. Die notwendigen Kostensenkungen beidiesenTechnologienlassensichnurrealisieren,wenneseineausreichendeNachfragegibt.Umdiesencirculusvitiosuszudurchbrechenkannessinnvollsein,temporärstaatlicheKauf-hilfenfürprivateKäuferbeziehungsweiseInvestitionsanreizefür gewerblicheNutzer einzuführen.Die InvestitionsanreizefürgewerblicheKäuferkönntenauchinderEinführungspe-zifischerAbschreibungsmöglichkeiten für Fahrzeugemital-ternativenKraftstoffenundAntriebstechnologienbestehen.
Öffentliches Beschaffungsverhalten zur Demonstra-tion alternativer Antriebe nutzenUm das Marktpotenzial für Fahrzeuge mit alternativenAntriebenzuvergrößern, solltenBehörden,KommunenundöffentlicheUnternehmendort,wodiesvondenEinsatzzwe-ckenherSinnmacht,FahrzeugemitalternativenAntriebeneinsetzen. Selbstverständlich steht diese Forderung ange-sichtsderschwierigenLagederöffentlichenHaushalteunterdemVorbehalt derWirtschaftlichkeitundder Finanzierbar-keit.AllerdingslassensichdurchausFelderidentifizieren, indenenderEinsatzalternativerAntriebeundKraftstoffeauchunterwirtschaftlichenGesichtspunktensinnvollseinkann.SokönntenzumBeispielErdgasfahrzeugeoderauchVoll-Hybri-debeiKommunalfahrzeugenimKurzstreckenverkehrgünsti-gerseinalsFahrzeugemitkonventionellemAntrieb.
11
1. Ergebnisse und Handlungsempfehlungen
Nutzervorteile für alternative Antriebe schaffenDieEinräumungvonNutzervorteilenvonFahrzeugenmitbe-sonderentechnischenSpezifikationenkönnendieAttraktivi-tät der begünstigten Fahrzeugkategorien erhöhen, solltenabernichtmitEinschränkungenfürdieBetreibervonFahr-zeugen mit anderen Technologien verbunden werden. An-dernfallsbestehtdieGefahr,dasseffizientelogistischeStruk-turenbehindertodergarzerstörtwerden.
Nutzungsmodelle wie etwa „Car-Sharing“ können für sichgenommenzueinerVerkehrentlastungmitpositivenökolo-gischenEffekteninBallungszentrenführen.WerdenimRah-men solcher gemeinsamer Nutzungsmodelle Fahrzeuge mitalternativen Antrieben eingesetzt, erhöht sich der positiveökologische Effekt nochmals. Die Ausbreitung solcherNutzungsmodelle kannunterstütztwerden,wenndie Fahr-zeugedezentral verfügbar sind.Dies erfordert jedochunterUmständendieFreigabevonVerkehrsflächenzurParkierungvon„Car-Sharing“-Fahrzeugen,wiediesetwaimRahmendesProjekts„car2go“inUlmderFallist.
Notwendige Infrastruktur aufbauenVorallemdieAusbreitungvonElektro-undBrennstoffzellen-fahrzeugenerfordertdenAufbaueinerflächendeckendenIn-frastrukturmitStrom-undWasserstofftankstellen.DiePolitikkanndiesdurchdieAusweisungentsprechenderFlächenunddieUmsetzungsonstiger infrastrukturellerMaßnahmenun-terstützen.GrundsätzlichsolltenderAufbauundderBetriebeinerentsprechendenVersorgungsinfrastrukturnachprivat-wirtschaftlichen Grundsätzen erfolgen. Dementsprechendsindhier dieUnternehmender Energiewirtschaft gefordert,denensichhierauchdieChancebietet,neueGeschäftsfelderzuentwickeln.
So stellt das Elektroauto nicht nur einen Strom-Abnehmerdar, sondern auch einen potenziellen mobilen Energiespei-cher. Durch bidirektionale Ladesysteme ist es möglich, ineinemElektroautogespeicherteEnergiewiederindasStrom-netzzurückzuspeisen.DadurchkanneineoptimierteAuslas-tungdesStromnetzessichergestelltwerden.Allerdingsstelltsich auch hier das „Henne-Ei“-Problem: Ohne ein ausrei-chendesAngebotanVersorgungstankstellenwerdensichdieentsprechendenAntriebskonzeptenichtausbreitenundohnederen Ausbreitung rechnet sich der Aufbau einer flächen-deckendenInfrastrukturnicht.
Eine Lösung dieses Problems kann nur durch eine engeZusammenarbeitzwischenStaatundprivaterWirtschafter-reichtwerden.Konkretbedeutetdies,dassgezieltStandortefürStrom-undWasserstofftankstellendefiniertwerdenundderenpotenzielleAuslastungüber einenZeitraumvon fünfbiszehnJahrenermitteltwird.DieöffentlicheHandkanndieAusbreitungderentsprechendenTankstellendadurchunter-
stützen,dasssieFlächenfürdieseZweckeausweistunddenInfrastrukturbetreibernkostengünstigzurVerfügungstellt.
Sicherung des Automobilstandorts Baden-Württem-berg vorantreibenDerAutomobilstandortBaden-Württembergverfügtübereinweltweit einmaliges Netzwerk aus Automobilherstellern,Automobilzulieferern sowie automobilnahen Dienstleisternund Forschungseinrichtungen. Im Zentrum steht dabei dasAutomobilmitBenzin-oderDieselmotor.EsgilteinsolchesNetzwerkauchfürdenBereichderalternativenAntriebstech-nik,insbesonderederElektromobilität,aufzubauen.Dazuistes notwendig, Unternehmen mit besonderer Kompetenz imBereichderElektromobilitätinBaden-Württemberganzusie-deln.Hiergehtes insbesondereumdieBatterietechnologiesowie die Leistungselektronik für Elektrofahrzeuge. Es giltsolcheUnternehmengezieltzuakquirierenundvondenVor-teilen,Entwicklungs-undProduktionskapazitäteninBaden-Württembergaufzubauen,zuüberzeugen.
Harmonisierung technischer Vorschriften unterstützenEine wichtige Aufgabe zur Weiterentwicklung umweltver-träglicherFahrzeugeundzurDurchsetzungneuerAntriebs-technologienistdieHarmonisierungtechnischerVorschriftensowohl auf nationaler, als auch auf internationaler Ebene.NochimmermüssenMillionenvonEntwicklungsstundenbeiden Automobilherstellern und ihren Zulieferern dafür ver-schwendetwerden,FahrzeugeanunterschiedlichetechnischeVorgabenanzupassen,ohnedasdadurchderenUmweltver-träglichkeitsubstanziellgesteigertwird.HöchstePrioritäthatim Bereich der Elektromobilität die Vereinheitlichung vonVorschriftenunddieNormungdereinschlägigentechnischenBauteile,insbesondereeineseinheitlichenSteckerszurAufla-dung der Fahrzeuge. Entsprechende Aktivitäten laufen aufeuropäischerEbene.Diesemüssenvonderbaden-württem-bergischen Politik in enger Zusammenarbeit mit der Wirt-schaftunddemBundaktivunterstütztwerden.
Energie- und Rohstoffstrategie entwickelnAlternativeAntriebesindnursoökologischwiedieEnergie,mitdersiebetriebenwerden.DiesgiltvorallemfürElektro-und Brennstoffzellenautos, deren Umweltbilanz sehr starkdavonabhängt,wiederStrombeziehungsweiseWasserstofffürihrenBetriebhergestelltwird.DementsprechenddarfbeieinerökologischenBilanzierungderverschiedenenAntriebs-konzeptenichtalleindasjeweiligelokaleEmissionsverhalten(„Tank-to-Wheel“)berücksichtigtwerden.Vielmehrmussdiegesamte Energiekette von der Förderung bis zur Nutzunganalysiert werden („Well-to-Wheel“). Notwendig für eineeffizienteAbsenkungderverkehrsbedingtenSchadstoff-undCO2-EmissionenisteinekonsistenteEnergiepolitik,dienebendenökologischenauchdieökonomischenAuswirkungeneinerUmstellung auf regenerative Energieträger berücksichtigen
12
1. Ergebnisse und Handlungsempfehlungen
muss.AndernfallsbestehtdieGefahr,dassältereFahrzeugemit höheren Emissionen immer länger genutzt werden.WeiterhingiltesbeiElektrofahrzeugenauchdieEntsorgungs-und vor allemdieRecyclingmöglichkeitenbei derBatterie-entwicklungzuberücksichtigen.
1.4 Fazit und Ausblick
DieErhöhungderUmweltverträglichkeitundVerbrauchsspar-samkeitist–nebenderweiterenErhöhungderSicherheitunddesFahrkomforts–schonseitvielenJahreneinzentralesEnt-wicklungsziel in der Automobilindustrie. Im Vordergrundstand dabei bislang die Weiterentwicklung konventionellerBenzin- und Dieselmotoren, vor allem durch moderne Ein-spritzsystemeundinnermotorischeOptimierungsmaßnahmen.Dadurch konnte eine deutliche Reduktion der Schadstoff-emissionensowiedesKraftstoffverbrauchserreichtwerden.VordemHintergrunddesweltweitdramatischzunehmendenMotorisierungsgrads reichen die bislang erreichten Fort-schritte im Hinblick auf die Antriebs- und Fahrzeugtechniknichtaus,dieZukunftdesAutomobilsunterdenzuerwar-tenden energie- und klimapolitischen Rahmenbedingungenzu sichern. Die künftige technologische Entwicklung in derAutomobilindustrie wird daher vor allem von dem Ziel ge-prägtsein,dieautomobilspezifischenCO2-EmissionenunddieAbhängigkeitvonfossilenEnergieträgern,insbesondereRoh-öl,nachhaltigzureduzieren.
13
2. Mobilität der Zukunft – Zukunft der Mobilität
FahrenwirinZukunftnurnochelektrischundwirddamitderVerbrennungsmotorzumAuslaufmodell?Folgtmanderaktu-ellenöffentlichenDiskussion,sokönntemaninderTatmei-nen, die Antriebstechnologie für PKW und Nutzfahrzeugestünde unmittelbar vor eine Revolution. In einer breitgestreutenAnzeigeverbanntdieLandesregierungvonBaden-WürttembergdenBenzinmotorschoninsMuseum:„Benzin-geruch“,soheißtesda,„istbaldnurnochetwasfürNostal-giker“.
Die Automobilindustrie steht ohne Zweifel technisch wieökonomischineinerPhasedesUmbruchs.KaumeineandereRegion ist so vomAutomobil imAllgemeinenundder Ent-wicklung und Produktion von Verbrennungsmotoren imBesonderen abhängig wie die Region Stuttgart. Über vieleJahrzehnte waren moderne Benzin- und Dieselmotoren dietechnologische Basis für den wirtschaftlichen Erfolg der inderRegionbeheimatetenAutomobilherstellerundvorallemauchAutomobilzulieferer.SolldasnunzuEndesein?
Während die öffentliche Diskussion um das Elektroautobeginnt geradezu irrationale Züge anzunehmen, scheint esnotwendig und sinnvoll, die Chancen und Perspektiven fürkünftige Antriebstechnologien faktenbasiert abzuschätzenundzubewerten.DabeistehtaußerFrage,dassKlimapolitikund knapperwerdende fossile Energieträger zu einemUm-denkenzwingenunddenHandlungsdruckaufdieAutomobil-industrieerhöhen.Dabeisollteabernichtvergessenwerden,dassdiePolitikganzwesentlichenEinflussdaraufhat,wiedersichabzeichnendeStrukturwandelineinerderSchlüsselbran-chenderdeutschenWirtschaftbewältigtwird.
IndervorliegendenStudiesollenEntwicklungspfadeimHin-blickaufdieAusbreitungunterschiedlicherAntriebstechnolo-genaufgezeigtunddiesichdarausergebendenKonsequenzenfür künftige Investitionsentscheidungen von gewerblichenFuhrpark-undFlottenbetreibernimSpannungsfeldvonÖko-logieundÖkonomiedargestelltwerden.DarüberhinaussollenaberauchpolitischeHandlungsfelderzurFörderungnachhal-tigerMobilitätaufgezeigtwerden.
DieStudiebasiertaufExpertengesprächenundeinerumfas-senden Analyse der ökonomischen Vorteilhaftigkeit unter-schiedlicher Energieträger und Antriebskonzepte. Die dazuentwickeltenSzenarienundbetriebswirtschaftlichenBerech-nungenkönnendazubeitragen,diewirtschaftlichenImplika-tionen von Investitionsentscheidungen transparenter zumachenunddamitRisikenzuminimieren.
Die Botschaft dieser Studie ist klar und eindeutig: „GrüneMobilität“ ist machbar. Allerdings helfen der Umwelt nurFahrzeugemitniedrigerenSchadstoffemissionenundKraft-stoffverbräuchen, die auch wirklich auf der Straße fahren.Futuristische Studien von vermeintlichen „Zero Emission“-
Fahrzeugen, die nicht alltagstauglich oder nicht bezahlbarsind, mögen die Fantasie und den Forschergeist beflügeln,sind jedoch kaum geeignet, die Umweltbelastungen durchden motorisierten Individual- und Güterverkehr zu senken.Um„GrüneMobilität“heuteumzusetzen,bedarfeslangfris-tiger Weichenstellungen in der Wirtschaft wie auch in derPolitik,aufBasisrealistischerAnnahmen.
2.1 Überblick
DieAusbreitungneuer Technologien ist ein komplexer Pro-zess.LetztlichsindesdieNutzer–privateodergewerblicheKunden–diedarüberentscheiden,obsichneuetechnischeKonzeptedurchsetzenodernicht.DerAntriebmitVerbren-nungsmotorenwurdeundwird seitübereinhundert JahrenweiterentwickeltundoptimiertundverfügtdaherübereinenhohenAusreifungsgrad.ModerneBenzin-undDieselmotorensind High-Tech-Produkte, die in der Summe ihrer positivenEigenschaftenvonanderenAntriebstechnologienerstüber-troffenwerdenmüssen.
Das einzelwirtschaftliche Kalkül privater oder gewerblicherEntscheidungsträger, das über die Ausbreitung einer neuenTechnologiebestimmtundindessenMittelpunktimmerKos-ten-undNutzenüberlegungenstehen,wirdjedochvoneinerVielzahl von makroökonomischen und politischen Faktorenbestimmt,diedemEinflussdereinzelnenWirtschaftssubjekteentzogensind.NebenderVerfügbarkeitvonEnergieressour-cen und der Veränderung gesellschaftlicher Werthaltungenspielen technologische und wirtschaftliche EinflussfaktoreneinezentraleRolle.DarüberhinauskommtderUmwelt-,Ver-kehrs-undSteuerpolitikeinewichtigeSteuerungsfunktionzu(Abbildung3).
Abbildung 3: Einflussfaktoren auf künftige Antriebs-technologien im Überblick
ImFolgendensollendiewesentlichenEntwicklungstrendsindiesemBereichaufgezeigtwerden,bevordann inKapitel3diefürprivateHaushalteundUnternehmenentscheidungs-relevantenFaktorenbehandeltwerden.
Energiepolitische Einflussfaktoren
Gesellschaftspolitische Einflussfaktoren
Umwelt-, verkehrs- und steuerpolitische
Einflussfaktoren
Technologische Einflussfaktoren
Wirtschaftliche Einflussfaktoren
Antriebs- technologie
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
14
2. Mobilität der Zukunft – Zukunft der Mobilität
2.2 Energiepolitische Rahmenbedingungen
ZwarhabenGottliebDaimler undKarlBenzdasAutomobilerfunden,denProzessderMassenmotorisierunghabenaberzweiAmerikanereingeleitet:HenryFordundJohnD.Rocke-feller.HenryForddadurch,dasserdasAutomobildurchdieEinführung der Fließbandfertigung für jeden erschwinglichgemachthatundJohnD.Rockefeller,indemerfüreinenuni-verselleinsetzbarenundpreiswertenKraftstoffgesorgthat.DieVerbindungvonAutoundÖlistseithundertJahrendieBasismotorisierterMobilität.
KönnteneinsichabzeichnendesVersiegenderRohölreservenundeineTreibstoff-VerknappungfüreinEndedieserSymbio-se sorgen? Die sogenannte statische Reichweite von Erdöl,definiert als dasVerhältnis zwischendenReservenundderaktuellen Jahresproduktion, bewegt sich seit Endeder80erJahrerelativkonstantzwischen40und45Jahren(Abbildung4). DazuträgtnichtnurdieTatsachebei,dassständigneueVorkommenentdecktwerden,sondernauch,dassdurchtech-nischeMaßnahmendas Potenzial der bereits in ProduktionbefindlichenLagerstättenerhöhtwird.
Quelle:BundesanstaltfürGeowissenschaftenundRohstoffe(BGR),2009
Quelle:BundesanstaltfürGeowissenschaftenundRohstoffe(BGR),2009
Quelle:BundesanstaltfürGeowissenschaftenundRohstoffe(BGR),2009
Gigatonnen
Abbildung 4: Statische Reichweite von Erdöl zwischen 1945 und 2008
TrotzdieseraufdenerstenBlickberuhigendenPrognosegiltalsunstrittig,dassdieÖlpreise indennächstenJahrenundJahrzehntendeutlichansteigenwerden.VerantwortlichdafüristzumeinenderweltweitsteigendeÖlverbrauch.DazuträgtnichtzuletztdieraschvoranschreitendeMotorisierunginvie-len Entwicklungs- und Schwellenländern bei. So wird derweltweiteAutomobilbestand,derheutebeietwa750Millio-nenFahrzeugenliegt,biszumJahr2050aufüberzweiMilli-ardenFahrzeugezunehmen.DieInternationaleEnergieAgen-tur(IEA)gehtdaherdavonaus,dassderWeltrohölverbrauchbiszumJahr2030umjährlicheinbiszweiProzentansteigenwird.
AlsweitererGrundfüreinendeutlichenAnstiegdesÖlpreiseswerden die steigenden Explorations- und Förderkosten ge-
Abbildung 5: Aufsuchungs- und Entwicklungskosten, Förderkosten und spezifische Gesamtgewinnungskosten
nannt.SosindbereitsindenletztenJahrenalsFolgederim-merschwererzugänglichenunderschließbarenÖlfeldervorallemdieAufsuchungs-undEntwicklungskostendeutlichan-gestiegen (Abbildung5). Es ist davonauszugehen, dass dieÖlkatastropheimGolfvonMexiko(„DeepwaterHorizon“)zuweitersteigendenSicherheitsauflagenführenwird,wasdenÖlpreisanstiegzusätzlichbeschleunigenkönnte.
NachzahlreichenPrognosenwirddieErschließungneuerÖl-felderindennächstenJahrennichtmehrmitdersteigendenProduktionSchritthalten,sodassdieÖlförderungzurückge-hen wird. Wann und ob dieser als „Peak Oil“ bezeichnetePunktschoneingetretenistodereintretenwirdistallerdingsumstritten.
Mit den wachsenden Problemen bei der Erschließung undFörderung konventionellen Erdöls könnte die ÖlgewinnungausÖlsandenundÖlschieferanBedeutunggewinnen.DiePo-tenzialewerdenalserheblichangesehenundübertreffendie
Abbildung 6: Weltweites Gesamtpotenzial von konventio-nellem Erdöl sowie Ölsand, Schwerstöl und Ölschiefer für 2007
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2. Mobilität der Zukunft – Zukunft der Mobilität
RessourcenundReservenvonkonventionellemErdöl(Abbil-dung6).AllerdingssinddieGewinnungskostenbeiÖlsandenundÖlschiefersehrhoch,sodassauchvonderenverstärktenNutzungeinekosten-undpreistreibendeWirkungausgeht.SounstrittigdieFeststellungist,dassderÖlpreissteigenwird,sowenigzuverlässigwarenÖlpreisprognoseninderVergan-genheit.DazuhabennichtzuletztspekulativbedingteVerzer-rungen beigetragen. Nach verschiedenen Prognosen könntederÖlpreisbiszumJahr2020auf180bis200US-DollarjeBarrel steigen.DieswürdegegenüberdemheutigenNiveaunahezueineVerdreifachungbedeuten.
Neben der „natürlichen“ gilt es im Zeitalter globalisierterKonflikteauchdie„politische“VerfügbarkeitderEnergieres-sourcenimAugezubehalten.Dennauchdavonhängtab,obundzuwelchemPreiskünftigEnergiefürdenmotorisiertenIndividualverkehrundGütertransportaufderStraßezurVer-fügung steht.DieUngleichverteilung zwischen Förder- undVerbrauchsregionenundinsbesonderediestarkeKonzentrati-onderÖlreservenindenOPEC-StaatenmachtdiepolitischenRisikenderkünftigenÖlversorgungdeutlich(Abbildung7).
SchließlichbildetErdölaucheinenwichtigenRohstoffinderchemischen Industrie. Da Öl dort kaum substituierbar ist,stellt sich die Frage, ob das Verbrennen dieses wertvollenRohstoffsnichtzugunstenseinerNutzunginanderenBran-chenzurückgedrängtwerdensollte.
Obwohl von einem kurz bevorstehenden Versiegen der Öl-quellen bei einer realistischen Bewertung der vorhandenenÖlreservenkeineRedeseinkann,ergibtsichausderkünftigenPreisentwicklungfürRohöldieeindeutigeSchlussfolgerung,dass die langfristige Absicherung des heutigen Mobilitäts-niveausnichtnurweitererAnstrengungenzurReduktiondesKraftstoffverbrauchs bedarf, sondern auch einen breiterenEnergie-Mixerfordert.DieeinseitigeAbhängigkeitdesmoto-risiertenIndividualverkehrsvomÖl,führt–langfristiggese-
hen–ineineSackgasse.DieEntwicklungneuerAntriebstech-nologienundKraftstoffeistfürdieAutomobilindustriewelt-weiteineÜberlebensfrage.
2.3 Gesellschaftspolitische Rahmen-bedingungen
Mobilität isteineGrundvoraussetzungmoderner,arbeitstei-ligerWirtschaft.MobilitätistaberaucheinTeilderLebens-qualitätvielerMillionenMenschen.Gleichwohlistfestzustel-len,dasssichdieEinstellungzurindividuellenMobilitätundzum Automobil in den letzten Jahren gewandelt hat. Dazuhaben viele Faktoren beigetragen – ökonomische vielleichtnochmehralsökologische.SosindindenletztenJahrendieKostendesAutofahrensdeutlichstärkeralsdieallgemeinenLebenshaltungskostenangestiegen(Abbildung8). DerKraft-fahrerpreis-Index,derallerelevantenKostenderAutomobil-anschaffungund-nutzungumfasst,stiegimZeitraum2000bis 2009 um 21,4 Prozent, während sich die Verbraucher-preise im gleichen Zeitraum nur um 15,9 Prozent erhöhthaben.
DiesteigendenKostendesAutofahrenshabenimMobilitäts-verhaltenundbeimAutokaufSpurenhinterlassen.Soistdiedurchschnittliche Haltedauer von Neuwagen seit 2000 von59Monatenauf92Monate imJahr2009angestiegen.DieentsprechendenKonsequenzensindbeiderEntwicklungderNeuzulassungen deutlich erkennbar. Ohne die Abwrackprä-mieimJahr2009sinddieNeuwagenverkäufeinDeutschlandseitdemJahr1999tendenziellrückläufigundwerdenimJahr2010voraussichtlicheinenneuenTiefstanderreichen.
Gleichzeitig ist ein deutliches „Downsizing“ im Automobil-markterkennbar:VorallembeidenprivatenAutokäufernlie-genKlein-undKompaktwagenimTrend.DerenAnteilandengesamtenNeuzulassungenistvon23,5ProzentimJahr2006auf33,9ProzentimJahr2009gestiegen.NachdemAuslau-fen der Abwrackprämie lag dieser Anteil in den erstenMonatendesJahres2010immernochbei26,6Prozent.
100,0102,8
104,3106,2
108,7
112,8
116,1
120,7 124,4121,4
102,0 103,4104,5
106,2
108,3110,0
112,5
115,4 115,9
100,0
105,0
110,0
115,0
120,0
125,0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Kraf tfahrerpreisindex Verbraucherpreisindex
Abbildung 8: Entwicklung des Verbraucher- und Kraft-fahrerpreis-Indexes 2000 bis 2009
Quelle:BundesanstaltfürGeowissenschaftenundRohstoffe(BGR),2009
Abbildung 7: Verteilung der Reserven an konventionellem Erdöl 2007 nach Regionen in Gigatonnen (Gt)
Quelle:Destatis
16
2. Mobilität der Zukunft – Zukunft der Mobilität
Schließlich sind die durchschnittlichen Fahrleistungen proPKWundJahrrückläufig.Siesankenvon13.100KilometerimJahr 2010 auf mittlerweile knapp 12.500 Kilometer. Nebenveränderten Fahrgewohnheiten trägt dazu auch der demo-grafische Wandel bei: Zwar wollen auch ältere Menschenmobil sein,die von ihnenzurückgelegtenFahrstrecken sindaberdeutlichgeringeralsdiejungerMenschen,dadieregel-mäßigenFahrtenvomundzumArbeitsplatzoderauchDienst-reisenfürgeschäftlicheZweckewegfallen.
EinwichtigerTreiberfürdasMobilitätsverhalten istdiezu-nehmendeUrbanisierung.WeltweitbetrachtetwerdennachBerechnungenderUNObiszumJahr2030zwischen50und80ProzentderWeltbevölkerunginurbanenRegionenleben,davonetwa40ProzentinStädtenmitmehralseinerMillionEinwohnern. Aber auch in Deutschland ist ein anhaltenderTrendzurVerstädterungerkennbar:WährenddieEinwohner-zahlindengroßenStädtenzwischen1999und2008umfastdrei Prozent gestiegen ist, ist die deutscheBevölkerung imgleichenZeitraumleichtgeschrumpft(Abbildung9).
Der Urbanisierungs-Trend hat gravierende Folgen für dasMobilitätsverhalten. So nimmt beispielsweise im GroßraumTokyo,derweltweitgrößtenMega-City,derTrendzumvoll-ständigenAutoverzichtzu–einPhänomen,dasinJapanunterdemBegriff„kurumabanare“fürgroßeDiskussionensorgt.
Aberauch inDeutschlanderklärt einewachsendeZahl vonMenschen, ihr Mobilitätsverhalten ändern zu wollen. SogabenineinerUmfrageimJahr2009immerhin29ProzentderBefragtenan,innaherZukunftaufzumindesteinAutoimHaushalt verzichten zu wollen. Dabei lag der Anteil bei
Personen,dieinderStadtwohnen,mit31ProzenterkennbarhöheralsbeiBewohnernländlicherGebiete(26Prozent).
Deutlicherkennbaristauch,dassjüngereMenscheneheraufeinAutoverzichtenwollenalsältere.Sogabenbeiderglei-chenBefragung35Prozentder18bis34-Jährigenan,aufeinAutozuverzichten,währendesbeiderAltersgruppeder35bis54-Jährigennur27Prozentwaren.AlswichtigsteGründefürdenAutoverzichtwerdenwirtschaftlicheAspekte(88Pro-zent der Nennungen) genannt. Ökologische Gründe spielenbei46Prozentderjenigen,dieaufeinAutoverzichtenwolleneineRolle,wobeihier jüngereMenschenüberdurchschnitt-lichvertretensind.
GleichzeitiggewinnenalternativeNutzungskonzepteanBe-deutung.SoistdieZahlder„Car-Sharing“-Nutzerindenletz-tenJahrenkontinuierlichgestiegen–wenngleichvoneinemniedrigenNiveauaus(Abbildung10).
MittlerweilebietenaberauchimmermehrkommerzielleAn-bieter innovative Mobilitätsdienstleistungen, insbesonderefür den innerstädtischenVerkehr an. So etwadieDeutscheBahn, die mit dem Konzept „Flinkster“ ihren Fahrgästenmotorisierte Anschlussmobilität zur Verfügung stellt. SehrerfolgreichistdasMobilitätskonzept„car2go“,dasdieDaimlerAGinUlmundmittlerweileauchinAustin(Texas)erprobt.
Exkurs: „car2go“ – ein innovatives Mobilitätskonzept„car2go“ ist ein neues Mobilitätskonzept zur Fortbewegung in der Stadt, mit dem auch ohne eigenes Auto Mobilität und Unabhängigkeit möglich wird. Das Konzept besteht seit Herbst 2008 und verzeichnet rund 18.000 angemeldete Kunden, hier-von sind circa 60 Prozent zwischen 18 und 35 Jahre alt. „car2go“ baut auf einer Flotte von 200 smart „fortwo cdi“ auf, die im Stadtgebiet von Ulm und Neu-Ulm verteilt und mit einem schlüssellosen Entry-System (Kartenlesegerät) ausge-stattet sind. Dieses ermöglicht nach einmaliger Anmeldung und dem Erwerb eines „car2go“-Siegels (einmalig 19 Euro), das auf dem Führerschein angebracht wird, die Anmeldung am jeweiligen Fahrzeug sowie das Öffnen und Schließen der Türen. Nach Eingabe der PIN im Telematikgerät mit „Touchscreen“ und der Entnahme des Zündschlüssels aus dem Handschuh-fach kann die Fahrt beginnen.
Die Philosophie der Flexibilität wird durch die Erreichbarkeit der Fahrzeuge zu Fuß unterstrichen: Ein Fahrzeug soll maximal drei Minuten Fußweg vom individuellen Standort entfernt ver-fügbar sein. Die Buchung eines Fahrzeugs kann telefonisch oder „online“ erfolgen oder das Fahrzeug, das gerade an der Straße steht und nicht von einem Nutzer belegt ist, kann spon-tan genutzt werden. Das Fahrzeug kann nach der Nutzung auf allen öffentlichen, nicht gebührenpflichtigen Parkplätzen oder den sogenannten „car2go“-Parkspots abgestellt werden.
Index 1999 = 100
99
100
101
102
103
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Städte1
Umland2
Deutschland
1 Kreisfreie Städte mit mehr als einer halben Million Einwohnern.2 Das Umland der Städte besteht aus den Land- und Stadtkreisen im
Einzugsbereich der jeweiligen Kernstädte.
Quelle:DIWBerlin
Abbildung 9: Bevölkerung in Deutschland
17
2. Mobilität der Zukunft – Zukunft der Mobilität
Im Vergleich zum klassischen Mietwagen werden die spezi-fischen Unterschiede deutlich: Die Miet- und Rückgabestatio-nen sind flexibel und vom Kunden frei auswählbar. Die Zah-lung erfolgt nur bei tatsächlicher Nutzung, das heißt, solange wie der Kunde am Fahrzeug angemeldet ist, zu einem attrak-tiven Einheitspreis von 0,19 Euro pro Minute mit minuten-genauer Abrechnung bzw. einem Maximalbetrag pro Stunde von 9,90 Euro. Dem Kunden entstehen pro Tag maximal 119 Euro Mietgebühren, ab der zwölften Stunde ist die Nutzung kostenfrei. Die Tarifstruktur zeigt, dass der Befriedigung kurz- bis mittelfristiger Mobilitätsbedürfnisse in der Stadt sowie dem angrenzenden Gebiet das Hauptaugenmerk gilt. Ein wei-terer Faktor ist die Einfachheit der Kostenstruktur. Kosten für Kraftstoff, Service, Steuern, Versicherung usw. sind „all inclu-sive“ im Minutenpreis inbegriffen.
WährendsichaufdereinenSeitedasMobilitätsverhaltenderMenschenunterdemEinflussökonomischer,aberauchinfra-struktureller Faktorenverändert, zeigt sichaufderanderenSeite,dassderFaktorÖkologiefürsichbetrachtetbislangei-nenehergeringenEinflussaufdasKaufverhaltenderAuto-fahrerausübt.SorangiertdasKriterium„Umweltverträglich-keit“beidenKaufentscheidungenderAutofahrernurimMit-telfeld, ohne dass sich hier in den letzten Jahren einewesentlicheVerschiebungergebenhätte.
AucheinevomInstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)durch-geführteBefragungzeigt,dassdieMehrheitderAutofahrerdieUmweltverträglichkeiteheralseinenHygiene-dennalsMotivations-Faktor bei ihrer Kaufentscheidung sehen: Ein
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Ökologie als Motivations-Faktor
Ich kaufe mir nur ein Auto mit maximaler Umweltverträglichkeit
und bin bereit, bei anderen Produkteigenschaften (z.B. bei
der Leistung, beim Komfort) Abstriche zu machen.
Ökologie als Hygiene-Faktor
Ich möchte ein Fahrzeug mit optimalen Fahrleistungen und hohem Komfort, erwarte aber, dass es Umweltanforderungen angemessen erfüllt.
22,8%
77,2%
Abbildung 10: Entwicklung der „Car-Sharing“-Nutzung in Deutschland
Abbildung 11: Einfluss ökologischer Aspekte auf die Kauf-entscheidung
gewissesMaßanUmweltverträglichkeitwirdbeimKaufdeskünftigen Autos erwartet, ökologische „Verzichts“-AutosfindenabernurbeieinemFünftelderAutofahrerAkzeptanz(Abbildung11).DementsprechendniedrigistdieBereitschaftderAutofahrer, fürbesondersumweltverträglicheTechnolo-gienmehrGeldauszugeben.AufdieFrage:„WärenSiegrund-sätzlichbereit,füreinenumweltverträglichenAntriebeinenMehrpreisgegenübereinemkonventionellenMotorzuzah-len?“ gaben 21 Prozent der Befragten „weniger als 1.000Euro“anundweitere37Prozentwollennurzwischen1.000und2.000Euromehrausgeben.LediglicheinekleineMinder-heit vonneunProzentderbefragtenAutofahrerwäreauchbereit,mehrals3.000Eurofüreinenbesondersumweltver-träglichenAntriebauszugeben(Abbildung12).
Quelle:BundesverbandCarSharing(BCS),2009
18
2. Mobilität der Zukunft – Zukunft der Mobilität
BeigewerblichenKundenzeigtsichdagegeneinwachsenderEinflussvonökonomischenundökologischenMotivenaufdieFahrzeugwahl. Bei einer im Mai 2010 durchgeführten Um-frageunterLeasing-undFuhrparkmanagementdienstleisterngaben 71 Prozent der Befragten an, dass ihre Kunden ihre„Car Policy“ in jüngerer Vergangenheit überarbeitet hättenund verstärkt auf den CO2-Ausstoß der zu beschaffendenFahrzeugeachtenwürden.AußerdemgibteszunehmendBe-schaffungsverbote für bestimmte Fahrzeugkategorien wieOberklasselimousinen,Gelände-undSportwagen.AllerdingsarbeitetnureineMinderheitvonwenigeralszehnProzentdergewerblichenUnternehmenmitstriktenCO2-Obergrenzen.
Zusammenfassendlässtsichalsofeststellen,dassvieleAuto-fahrersichbereitsdurchihrKauf-undNutzungsverhaltenandieverändertenenergiepolitischenRahmenbedingungenan-gepasst haben–durchdenKauf kleinerer und verbrauchs-sparsamerFahrzeuge,dieReduktionihrerFahrleistungenundein insgesamt verändertes Mobilitätsverhalten. Gleichzeitigsind die Spielräume, um neue Technologien im Markt mithöheren Anschaffungskosten für den Verbraucher durch-zusetzen,gering.DiePreisbereitschaftfürÖkologie-Innovati-onenistsehrbegrenztundmussbeiderFahrzeugentwicklungzwingend beachtet werden, will man am Ende keine Flopsproduzieren.
2.4 Politische Rahmenbedingungen
AuchwennderKlimagipfelinKopenhagenimDezember2009letztlichzukeinenverbindlichenBeschlüssenhinsichtlichderzu ergreifenden Maßnahmen zur Begrenzung des globalenTemperaturanstiegs geführt hat, gibt es doch einenbreiten
politischenKonsens, die Erderwärmung langfristig auf zweiGrad zu begrenzen. Es ist davon auszugehen, dass immermehrLänderndiesesZielzurLeitlinieihrerUmwelt-undVer-kehrspolitik erklären und dies zu einem wachsenden poli-tischen Druck hinsichtlich einer Reduktion der CO2-Emissi-oneninallenBereichen,vorallemimTransportwesen,führenwird.
DieEU-KommissionhatimJahr2009ineinerRichtlinieklareVorgabenhinsichtlichderkünftigenCO2-EmissionenvonPkwgemacht. So soll der durchschnittliche CO2-Ausstoß begin-nendabdemJahr2012auf120Gramm/Kilometerbegrenztwerden.BiszumJahr2020sollenneuzugelassenePkweinenGrenzwert von 95 Gramm/Kilometer einhalten (Abbildung13).
AbernichtnurbeiPKW,sondernauchbeileichtenNutzfahr-zeugensollendieCO2-Emissionenkünftigdeutlichreduziertwerden.SohatdieEU-KommissionfürNutzfahrzeugebis3,5Tonnen zulässigen Gesamtgewichts (N1) einen Richtlinien-entwurfvorgelegt,derfürjedenHerstellerabdemJahr2014einen maximalen durchschnittlichen Flotten-CO2-Ausstoßverbindlich vorsieht, dessen Wert vom durchschnittlichenFahrzeuggewichtderFlotteabhängigist.
FürdasdurchschnittlicheFlottengewichtderN1-Fahrzeugevon rund1.700Kilogrammsoll derCO2-Grenzwert in2014bei 175 Gramm/Kilometer liegen. Bis zum Jahr 2016 mussjederHerstellerdiesenGrenzwertzu100Prozenteinhalten.DeranvisierteZielwertvon175Gramm/Kilometerliegtum14Prozent unter dem Ist-Wert des Jahres 2007 (203 Gramm/Kilometer).BiszumJahr2020solldieserGrenzwertauf135Gramm/Kilometerabgesenktwerden.
31 29 33 26 33
44 4050
44
44
1721
12
20
16
4 62
54
4 4 3
53
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Gesamt Männer Frauen Bis 39 Jahre 40 Jahre +
weiß nicht
über 3.000 Euro
2.000 bis unter 3.000 Euro
1.000. bis unter 2.000 Euro
weniger als 1.000 Euro
Fragestellung:Wären Sie grundsätzlich bereit, für einen umweltverträglichen Antrieb einen Mehrpreis gegenüber einem konventionellen Motor zu zahlen?
Quelle:ARAL,2009
Abbildung 12: Ausgabenbereitschaft für umweltverträgliche Technologien
19
2. Mobilität der Zukunft – Zukunft der Mobilität
LangfristzielBiszumJahr2020sollenneuzugelassenePkweinenWertvon95gCO2/kmeinhalten.DieserZielwertwirdimJahr2013vonderKommissionüberprüft.
ÜbergangsfristDerAutomobilindustriewirdeineÜbergangsfristeingeräumt.65ProzentderNeuwagenflotteimJahr2012müssendieneuenWerteerfüllen,imFolgejahrsteigtdieQuoteauf75Prozent,imJahr2014sind80Prozentzuerreichen.ImJahr2015haben100ProzentderNeu-wagenflottedasZielzuerfüllen.
Gewichtsbasierter GrenzwertDerdurchschnittlicheeuropäischeFlottenwertsollübermotor-undantriebsseitigeMaßnahmenauf130gCO2gemindertwerden.Weitere10gCO2/kmwerdenfürdenEinsatzvonBiokraftstoffenunddensoge-nannten„ergänzendenMaßnahmen“,wieSchaltpunktanzeige,effizienteKlimaanlagen,ReifendruckanzeigesystemeundLeichtlaufreifenange-setzt,sodassinsgesamteinZielvon120gCO2/kmfürdieNeuwagen-flotteerreichtwerdensoll.DaseinzelneFahrzeugmusseinjeweilsindividuellesZielerfüllen.DieEU-KommissionhatdieGewichte,dieVerkaufszahlenunddenCO2-AusstoßallerFahrzeugeermittelt.DamitimDurchschnittdereuropäischenNeuwagenflottederZielwertvon120/130gCO2/kmerreichtwird,mussjedesFahrzeugderheutigenFlottekünftig19ProzentwenigerCO2ausstoßen.DurchdieFestlegungderEU-KommissionmüssendieHerstellerschwerererFahrzeugeeinedeutlichhöhereCO2-Minderungals20ProzenterbringenalsHerstellerkleinererFahrzeuge,dielediglich12bis16Prozentmindernmüssen.
Öko-InnovationenDieCO2-GrenzwertebeziehensichaufdentypischeneuropäischenneuenFahrzyklus(NEFZ).EsbestehtjedochauchdieMöglichkeit,außerhalbdesimFahrzyklusgemessenenVerbrauchsCO2einzusparen.DamitdiesesPotentialnichtungenutztverlogengeht,hatdieEUdieEinführungvon„Öko-Innovationen“ermöglicht,alsoMaßnahmen,dienichtimNEFZmessbarundnichtTeilder„ergänzendenMaßnahmen“sind.Diesedürfenallerdingsnurbismaximal7gCO2/kmaufdenFlottendurchschnittangerechnetwerden.DasAnerkennungsverfahrenundhiervorallemdieQuantifizierungvonÖkoinnovationenmussbis2010definiertwerden.
SanktionszahlungenDieSanktionszahlungenbeiÜberschreitungderZielwertewerdenzeitlichundinderHöhevariiert.Von2012bis2018sindfürdasersteÜber-schreitungsgrammCO25Euro,fürdaszweite15undfürdasdritte25undabdemviertenGramm95EurojeGrammCO2zuzahlen.Beispiels-weisewärefüreinFahrzeug,dessenCO2-EmissionenimJahre2019um10güberdemZielwertlägen,eineStrafzahlungvon950Eurofällig.
AusnahmeregelungFürKleinstherstellerinderEUunter10.000FahrzeugensowiefürNischenherstellergibtesAusnahmeregelungen.
Super CreditsBeibesonderssparsamenFahrzeugenoderFahrzeugen,diekeinCO2ausstoßen,sollensogenannte„SuperCredits“möglichsein,alsoeineMehrfachanrechnungvonFahrzeugen,diewenigerals50gCO2/km
emittieren.Fahrzeuge,dieunter50gCO2/kmemittierensollen2012und20133,5xzumFlottendurchschnittzählen,2014dann2,5x,2015nur1,5xundab2016schließlicheinfachzählen.
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)/VDA
NebenderEU-GesetzgebungzurReduktionderCO2-Emissi-onengibteszahlreicheEU-weite,nationale,aberauchlokaleVorschriftenundMaßnahmen,diedenmotorisiertenIndivi-dualverkehrundGüterverkehrbeeinflussen:
• DieEU-Schadstoffrichtlinienwurdenundwerden fortge-schriebenunderzwingeneineweitereReduktionderStick-oxid-undPartikelemissonen.Nachdem im Jahr2009dieSchadstoffrichtlinieEURO5inKraftgetretenist,folgtimJahr2014dieRichtlinieEURO6.Dieseschreibtinsbeson-derefürDiesel-FahrzeugeeinenochmaligedeutlicheAb-senkungderStickoxydemissionenvor.Zudemhatauchdie
UmsetzungderFeinstaubrichtlinienweitreichendeKonse-quenzenfürdeninnerstädtischenPersonenindividual-wieauchdenGüterverkehr.
• AufnationalerEbenegibteszahlreichepolitischeAnsätze,FahrzeugemitbesondersniedrigenCO2-Emissionensteu-erlichzufördernoderfürFahrzeugemitalternativenAn-triebenKaufhilfenzugewähren.EinBeispieldafüristdasBonus-Malus-SysteminFrankreich.DadurchsollderKaufvonumweltverträglichenAutosbegünstigtwerden,indemfinanzielleAnreize(Boni)fürdenKaufvonNeuwagenmitgeringem CO2-Ausstoß geschaffen und Käufer von Fahr-
Quelle:www.developpement-durable.gouv.fr
CO2-Ausstoß Bonus 2010
unter60gCO2/km 5000u
zwischen60gund95gCO2/km 1000u
zwischen96gund115gCO2/km 500u
zwischen116gund125gCO2/km 100u
zwischen126gund155gCO2/km 0u
CO2-Ausstoß Malus 2010
zwischen156gund160gCO2/km 200u
zwischen161gund195gCO2/km 750u
zwischen196gund245gCO2/km 1600u
darüberliegendeCO2-Werte 2600u
Abbildung 13: EU-Richtlinie zu CO2-Grenzwerten (Zusammenfassung)
Abbildung 14: CO2-Grenzwerte Bonus-Malussystem in Frankreich (Bonus 2010)
20
2. Mobilität der Zukunft – Zukunft der Mobilität
zeugen mit hohem CO2-Ausstoß benachteiligt (Malus)werden. Die Bonus-Malus-Regelung im Jahr 2010 zeigtAbbildung14.
• SchließlichgibtesauchaufkommunalerEbenevielfältigepolitische Initiativen, um Einfluss auf die Fahrzeugan-schaffung und -nutzung zu nehmen. Dies reicht von –abhängig von den CO2-Emissionen – gestaffelten City-Mautgebühren bis hin zu partiellen Nutzungsbeschrän-kungenfüreinzelneFahrzeugkategorien.EinBeispieldafüristdieCity-Maut in London.Siewurde imFebruar2003eingeführt. Während der Startphase betrug die Tagesge-bührfünfbritischePfund,imJuli2005wurdesieaufachtPfund angehoben.Die EntwicklungderMautzone schritt2007voran,indemderWestendesStadtgebieteszueinereinheitlichengroßenCity-Mautzoneintegriertwurde.
Von der Entwicklung der politischen RahmenbedingungengehteinwachsenderDruckaufdieAutomobilindustrieaus,KraftstoffverbrauchundSchadstoffemissionenvonAutomo-bilenweiterzureduzieren.FürdieAutomobilherstellergleichtdiese Aufgabe einem Spagat: Auf der einen Seite wird dieweiteretechnischeOptimierungderFahrzeugeerwartet,aufderanderenSeitesolldiesaberzugleichenoderzumindestnichtwesentlichhöherenKostenundPreisenfürdenAuto-käufergeschehen.
Problematischistauch,dasssichdieeinzelnenMaßnahmenteilweisegegenseitigkonterkarieren.SohatdieVerschärfungder Schadstoffgrenzwerte (EURO-Normen) und die Einfüh-rungvonDieselpartikelfilternseitMitteder90erJahrtenden-ziell zu einemMehrverbrauch von0,4 Litern/100Kilometergeführt.
Hinzukommt,dassdieFüllederpolitischenRegulierungenfürPkwundNutzfahrzeuge,diesichbeiglobalerBetrachtungs-weisenochpotenziert,nichtnurfürdieAutomobilherstellereinwachsendesProblemdarstellt, sondernauchfürprivateund gewerbliche Automobilkäufer: Angesichts einer kaumnochüberschaubarenFlutgesetzlicherundsteuerlicherRe-gelungen steigt das individuelle Investitionsrisiko aufgrundeineskaumkalkulierbarenRestwertverhaltensdergekauftenFahrzeugeundsomitwirddasKaufverhaltennegativbeein-flusst.
2.5 Technologische Rahmenbedingungen
Die Weiterentwicklung der vorhandenen und die Markt-einführung neuer Antriebstechnologien hat für die Auto-mobilindustrie vor dem Hintergrund der geschildertenenergiepolitischen, gesellschaftlichen und politischen Rah-menbedingungen in den nächsten Jahren höchste Priorität.InsgesamtgabendiedeutschenAutomobilherstellerundihre
Zulieferer im Jahr 2008 etwa 19 Milliarden Euro für For-schungundEntwicklungaus,wovoneinerheblicherTeilderSteigerungderUmweltverträglichkeitdiente.
AbernichtnurdieUnternehmen,sondernauchRegierungenundStaatenengagierensichimWettlaufumeinetechnolo-gischeFührungspositionbeineuenAntriebstechnologien.Vorallem in China und Nordamerika werden erhebliche MitteldirektoderindirektfürdiesenBereichzurVerfügunggestellt.DasZielzumLeitmarktfürElektromobilitätzuwerden,fördertdietechnischeundforschungsseitigeAusrichtungaufdiesesTechnologiefeld.Esistdaherdavonauszugehen,dasssichdertechnischeFortschrittimBereichderAntriebstechnologieindennächstenJahrenbeschleunigenwird.
Auch in Deutschland verbessern sich die technologischenRahmenbedingungen imHinblickauf „grüne“Antriebstech-nologien. Zahlreiche politische Initiativen zielen darauf ab,WissenschaftundIndustriezuunterstützen:
• Sohat die Bundesregierung im Jahr 2009 einen „Natio-nalen Entwicklungsplan Elektromobilität“ beschlossen,dessenZielesist,DeutschlandzueinemLeitmarktfürElek-tromobilitätzumachen.Am3.Mai2010wurdeinBerlindie Nationale Plattform Elektromobilität eingerichtet, inder Vertreter aus Industrie, Politik und Wissenschaft einKonzeptzurMarkteinführungvonElektroautosentwickelnsollen.
• Unterder FederführungdesBundesministeriums fürVer-kehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) wurden achtModellregioneninDeutschlandeingerichtet,derenZielesist,regionaleineInfrastrukturfürdenEinsatzvonElektro-automobilen aufzubauen. Eine dieser Modellregionen istdieRegionStuttgart.
• MitderSchaffungeinerLandesagenturfürElektromobili-tätundBrennstoffzellentechnologie (e-mobilBWGmbH)imFrühjahrdiesesJahreswilldiebaden-württembergischeLandesregierungdieAktivitätenindiesemBereichkoordi-nierenundzumAufbaueinesClustersbeitragen.
Esistdavonauszugehen,dasstrotzengerfinanziellerSpiel-räume der öffentlichen Haushalte in den nächsten Jahrenerhebliche Mittel zur Förderung der Elektromobilität bereitgestelltwerden.
2.6 Wirtschaftspolitische Rahmen-bedingungen
Innovationen sind sowohlUrsachewie auch Folgegesamt-wirtschaftlichenWachstums:InnovationenschaffenMärkte,verbessern die Wettbewerbsfähigkeit und führen damit zu
21
2. Mobilität der Zukunft – Zukunft der Mobilität
einemAnstiegvonProduktionundBeschäftigung.Anderer-seitsverbessertgesamtwirtschaftlichesWachstumaberauchdieRahmenbedingungenfürdieEntwicklungundDurchset-zung von Innovationen, soweit Wachstum mit steigendenGewinnenbeidenUnternehmenundsteigendenEinkommenbeidenVerbrauchernverbundenist.
DieEntwicklungderWeltwirtschaftwirdauch indenkom-mendenJahrenvonhohenUnsicherheitengeprägtsein.DieGefahr eines konjunkturellen Rückschlags ist noch nichtgebanntunddieextremhoheStaatsverschuldungstellteinestrukturelleBremsefüreinbeschleunigtesWirtschaftswachs-tumindenreifenIndustrienationendar.
DavonbeeinflusstwirdauchdasKonsumklima,dadieSpiel-räume für Realeinkommenssteigerungen eng sein werden.AngesichtsderweitverbreitetenUnsicherheitüberdiekünf-tigewirtschaftlicheEntwicklungwirdauchdieSparquotezurVorsorgesicherung hoch bleiben. Die Budgets der privatenHaushalte für individuelle Mobilität werden daher in dennächstenJahrenkaumsteigen.GleichesgiltauchfürFuhr-parkbetreiberangesichtseinesanhaltendenKostendrucks indenmeistenBranchen.
DerweltweiteAutomobilmarkthatsichnachdemAbsturzimWinterhalbjahr2008/09zwischenzeitlichwiedererholt,teil-weise jedoch nur mit massiven staatlichen Stützungsmaß-nahmen,derennegativeZweitrunden-EffekteindiesemJahr,namentlich in Deutschland, sichtbar werden. Während sich
der nordamerikanische Automobilmarkt allmählich, voneinem allerdings sehr niedrigen Niveau aus, erholt, bleibendieasiatischenSchwellenmärkteChinaundIndiensowieBra-siliendiewichtigstenWachstumstreiber.ImJahr2010könntederweltweiteAutomobilmarkt bereits fastwieder dasVor-Krisenniveauerreichen(Abbildung15).
Der wirtschaftliche Druck auf die Automobilhersteller undihre Zulieferer wird aber weiter hoch bleiben. Die paralleleEntwicklung vorhandener und neuer Technologien wird er-heblicheVorleistungeninForschungundEntwicklungerfor-dern.DavonsindvorallemdieüberwiegendmittelständischenZulieferer betroffen, die diese Vorleistungen heute weitge-hendselbstfinanzierenmüssenunderstbeiSerienanlaufvonneuenModellenmitentsprechendenMittelrückflüssenrech-nen können. Angesichts der anhaltend angespannten LageaufdenFinanzmärktenundderteilweiseerheblichenRisiko-aufschläge für Kredite steht die Zulieferindustrie in dennächstenJahrenvorgroßenHerausforderungen.
In der Summebildendie absehbarenwirtschaftspolitischenRahmenbedingungen einen nur schwer abschätzbaren Hin-tergrundimHinblickaufdieEntwicklungundDiffusionneuerTechnologien, insbesondere dann, wenn diese TechnologienzunächstmithöherenKostenfürdieHersteller,Zuliefererunddie Käufer verbunden sind. In wirtschaftlich schwierigenZeiten steigt dieRisikoaversion und damit dieNeigung, imInvestitionsfallaufbewährteProduktkonzepteundTechnolo-gienzurückzugreifen.
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)/VDA
46,88 46,46
49,56
47,62
49,97
51,43
53,32
55,61
52,43
50,28
54,34
45,00
47,00
49,00
51,00
53,00
55,00
57,00
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
in Mio. Einheiten
Abbildung 15: Lage und Entwicklung auf dem Weltautomobilmarkt
22
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand
3.1 „Grüne Mobilität“ als Entwicklungsziel
DieErhöhungderUmweltverträglichkeitundVerbrauchsspar-samkeitist–nebenderweiterenErhöhungderSicherheitunddesFahrkomforts–schonseitvielenJahreneinzentralesEnt-wicklungsziel in der Automobilindustrie. Im Vordergrundstand dabei bislang die Weiterentwicklung konventionellerBenzin- und Dieselmotoren, vor allem durch moderne Ein-spritzsystemeundinnermotorischeOptimierungsmaßnahmen.Dadurch konnte eine deutliche Reduktion der Schadstoff-emissionen sowie des Kraftstoffverbrauchs erreicht werden(Abbildung16).
VordemHintergrundderweltweitdramatischzunehmendenMotorisierungreichendiebislangerreichtenFortschritteimHinblickaufdieAntriebs-undFahrzeugtechniknichtaus,dieZukunftdesAutomobilsunterdenzuerwartendenenergie-und klimapolitischen Rahmenbedingungen zu sichern. DiekünftigetechnologischeEntwicklunginderAutomobilindus-triewirddahervorallemvondemZielgeprägtsein,dieauto-mobilspezifischenCO2-EmissionenunddieAbhängigkeitvonfossilen Energieträgern, insbesondere Rohöl, nachhaltig zureduzieren.
Abbildung 16: Kraftstoffverbrauch von PKW (NEFZ2) aus deutscher Produktion zwischen 1978 und 2008 in Litern/100 Kilometer
Quelle:VDA
2NeuerEuropäischerFahr-Zyklus
6
11
7
8
9
10
19831978 1988 1993 1998 2003 2008
23
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand
3.2 Technologische Potenziale
3.2.1 Weitere Optimierung von VerbrennungsmotorenWiesehennundiekünftigentechnologischenRahmenbedin-gungen für die Ausbreitung neuer alternativer Antriebs-technologienaus?Zunächsteinmalistfestzustellen,dassdasPotenzial zur weiteren Optimierung der Verbrennungsmo-torennochnichtausgeschöpftist.SogibtesnochzahlreicheAnsatzpunktezurVerbesserungdesEmissionsverhaltensundder Effizienz von Benzin- und Dieselmotoren, und zwarinsbesondere das „Downsizing“, das Thermo-ManagementsowiedieweitereVerbesserungderEinspritz-undVerbren-nungstechnik. Mit zusätzlichen Hybridisierungsmaßnahmen(Micro-, Mild- und Voll-Hybrid) werden zusätzliche Ver-brauchssenkungspotenzialeerschlossen.
Insgesamt liegtdasVerbrauchs-undCO2-Reduktionspoten-zialbeiBenzin-Motorenbei39Prozent,beiDiesel-Motorenbei40Prozent.NachUmsetzungdergenanntenMaßnahmenwürdedamitderKraftstoffverbrauchbeieinemBenzinerbei4,7Litern/100Kilometerliegen,waseinerCO2-Emissionvon112 Gramm/Kilometer entspräche. Der KraftstoffverbrauchvonDiesel-FahrzeugenkannalleindurchMaßnahmenimAn-triebsstrangauf3,2Liter/100KilometerabgesenktunddamitdieCO2-Emissionauf86Gramm/Kilometerreduziertwerden(Abbildung17).
Eine technische Option auf Basis des konventionellen Ver-brennungsmotorsstelltdasPrinzipderhomogenenVerbren-nungdar(„Diesotto“).DabeihandeltessichumeineKombi-nation aus Benzin- und Dieselmotor. Im Mittelpunkt stehtdabeieindemDieselähnlichesBrennverfahren,beidemdasKraftstoff-Luft-Gemisch bei niedrigen und mittleren Dreh-zahlenineinerkontrolliertenSelbstzündunganvielenStellengleichzeitig entflammt. Demgegenüber schaltet das SystembeihoherLastanforderungautomatischaufeinekonventio-nelle Verbrennung mit Fremdzündung um. EinschließlicheinesHybrid-ModulsermöglichtdiesesKonzeptVerbrauchs-reduktionenumbiszu50Prozent.
3.2.2 Einsatz alternativer KraftstoffeEinPotenzial,dasbislangnichtvollständigausgeschöpftist,istdieWeiterentwicklungundderEinsatzalternativerKraft-stoffe.BeiErdgasundAutogasgibtesweitereMöglichkeitenzurEffizienzsteigerung.WährenddasCO2-Reduktionspoten-zialbeiErdgasgegenüberBenzinbeietwasmehrals20Pro-zentliegt,werdenbeiBiokraftstoffendererstenundzweitenGenerationAbsenkungenvonüber90Prozenterreicht (Abbil-dung19).
BeidenBiokraftstoffendererstenGeneration,alsoBiodieselundEthanol,stelltsichallerdingsdasProblemihresKonkur-renzverhältnisseszurLebensmittelkette.Esistdaherfraglich,ob diese Kraftstoffe global betrachtet eine größere Bedeu-tunggewinnenwerdenundsollen.
Auch das CO2-Reduktionspotenzial von Biokraftstoffen derzweiten Generation (BTL) ist erheblich. Durch ihren EinsatzbeiallenFahrzeugenkönntevon ihneneinerheblicherBei-trag zur Emissionsminderung ausgehen. Allerdings sind dieKosten zur Herstellung solcher Kraftstoffe noch sehr hoch
Quelle:RobertBoschGmbH/InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Quelle:RobertBoschGmbH
CO2 g/km
182 130 112
Heute Down- Hybridsizing
7.7
6.0
5.0
4.0
3.0
-29% -39%
7.7 5.5 4.7
l/10
0 k
m
CO2 g/km
144 97 86
5.0
4.0
3.0
-33%
5.4 3.6
-40%
3.2
CO2 Reduktionspotenzial Benzin-Motor CO2 Reduktionspotenzial Diesel-Motor
Heute Down- Hybridsizing
Otto-Technologie Diesel-Technologie
CO
2E
mis
sio
ne
n (g
/km
)
200
160
120
80
40
0
7,7 l/100 km
5,4 l/100 km
An
trie
bst
ech
nik
Fah
rzeu
g
An
trie
bst
ech
nik
Fah
rzeu
g
2,6
3,23,8
4,7
Abbildung 17: CO2-Reduktionspotenziale auf Basis des Verbrennungsmotors
EinzusätzlichesReduktionspotenzialüberdiereineAntriebs-technikhinauskanndurchfahrzeugtechnischeMaßnahmenerschlossenwerden.DurchdieweitereSenkungdesRoll-undLuftwiderstands,vorallemdurcheinenverstärktenLeichtbau,könnte der Kraftstoffverbrauch nochmals bei Benzin-Fahr-zeugenvon4,7auf3,8Liter/100KilometerundbeiDiesel-Fahrzeugen von 3,2 auf 2,6 Liter/100 Kilometer reduziertwerden(Abbildung18).
Abbildung 18: CO2-Reduktion durch Fahrzeugtechnologie
24
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand
undeintechnologischerundkostenseitigerDurchbruchzeich-netsichbislangnichtab.
3.2.3 Voll-HybridDerHybrid-AntriebistdietechnischamweitestenausgereifteAlternativezumkonventionellenVerbrennungsmotor.JenachderelektrischenUnterstützungdesFahrbetriebesunterschei-det man Mikro-, Mild- und Voll-Hybrid. Über das größteVerbrauchsminderungspotenzialverfügtderVoll-Hybrid,mitdemesauchmöglichist,auf–allerdingssehrkurzenStre-cken–vollelektrischzufahren.
DieStärkendesVoll-Hybrid liegenganzeindeutig imStop-and-Go-Verkehr, wenn die Batterie durch Rückgewinnungvon Bremsenergie wieder aufgeladen wird (Rekuperation).DieskommtvorallemimStadtverkehrzumTragen.Zahlreichepraxisnahe Vergleichstests zeigen, dass die Verbrauchsvor-teilefürdenVoll-HybridgegenübereinemBenzin-oderDie-selfahrzeug im normalen Fahrbetrieb minimal sind bezie-hungsweisederDieselantriebbeihäufigenAutobahnfahrtendemVoll-Hybridüberlegenist.
Hinzukommt,dassdieHybridtechnologieaufwendigundda-mitauchvergleichsweiseteuerist.ToyotaalsderHersteller,derdielängsteErfahrungmitserienmäßighergestelltenVoll-Hybrid-Fahrzeugen hat, berichtet zwar über eine deutlicheSenkungderHybridSystemkosten(Abbildung20).Dochgel-tenVoll-HybridenachwievoralseinerelativteureAlternati-ve zum konventionellen Benzin- oder Dieselmotor. VielfachwirddaherderVoll-HybridalsbloßeBrückentechnologiezumreinelektrischenFahrengesehen.
3.2.4 ElektroautoAufgrund der Fortschritte bei der Weiterentwicklung derSpeichertechnologieknüpfensichgroße,teilweiseaberauchunrealistische Erwartungen an das Elektroautomobil. Zwei-fellos ist das batteriebetriebene Elektroauto eine wichtigetechnischeOption,umdieAbhängigkeitdesmotorisiertenIn-dividualverkehrs vom Rohöl zu reduzieren. Die ökologischeBilanzistdabeidavonabhängig,welcheEnergieträgerbeiderHerstellungvonStromeingesetztwerden.WieAbbildung21zeigt, istdasCO2-Reduktionspotenzialdurchbatteriebetrie-beneElektroautosindenLändernhoch,indenenzurStrom-erzeugung in großem Umfang regenerative Energien (z.B.Norwegen,Schweiz)oderAtomenergie(z.B.Frankreich)ein-gesetztwerden.
In Deutschland, mit einem nach wie vor hohen Anteil vonStein-undBraukohleamStrommix,fälltderCO2-VorteildesElektroautos mit 14 Prozent bescheiden aus, insbesonderewennmanbedenkt,dassaufBasisdesVerbrennungsmotorsauch ohne Voll-Hybridisierung CO2-Reduktionen in einerGrößenordnungvon29Prozent (Benziner)beziehungsweise33Prozent(Diesel)möglichsind.
DiemangelndeReichweiteistundbleibtvoraussichtlichauchindennächstenJahrendasentscheidendeProblemimHin-blickaufdieVerbreitungvonbatteriebetriebenenElektroau-tos.TrotzeineretwadoppeltsohohenEnergieeffizienz(„Well-to-Wheel“) von Elektroautomobilen gegenüber Fahrzeugen
Quelle:VDA
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Erdgas (CNG)
Ethanol aus Zuckerrohr
Ethanol aus Holz
Ethanol aus Zuckerrüben
Biodiesel
Biomass-to-Liquids (BTL)
CO2-Reduktion
Abbildung 19: Treibhausgasreduktion verschiedener Biokraftstoffe gegenüber fossilem Benzin in Prozent
Quelle:ToyotaMotorEurope
Hyb
rid
Sys
tem
ko
ste
n
Prius I Prius II Prius III
70%
40%
Abbildung 20: Reduzierung der Hybrid-Systemkosten am Beispiel Prius
25
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand
mitVerbrennungsmotoren,bleibendieReichweitenbegrenzt.UrsachedafüristderdeutlichgeringereEnergiespeichervonBatteriengegenüberherkömmlichemKraftstoff(Abbildung22).
Um es an einem einfachen Beispiel deutlich zu machen:Wollte man mit einem reinen Elektroauto eine Reichweitevon 500 Kilometern erreichen, würde dies bei den heute
erreichbarenEnergiedichteneineBatteriemiteinemGewichtvonmehrals800Kilogrammerfordern,dierund45.000Eurokostenwürde.SelbstwennmanimHinblickaufdieSpeicher-technikweiteregravierendeFortschritteunterstellt,istdavonauszugehen, dass ausschließlich batteriebetriebene Elektro-fahrzeugeauchlängerfristignurfürdenStadtverkehrtech-nischsinnvollundwirtschaftlichakzeptabelsind.
51
56
6
11
14
27
35
54
65
66
87
100
EU-15
EU-25
Norwegen
Schweiz
Frankreich
Belgien
Österreich Belgien
UK
Italien
Dänemark
Deutschland
Griechenland
Verbrauch MINI E: 14 kWh/100 km / Vergleich: Mini D: 103 g/km
Quelle:BMWGroup,2010
Quelle:Berger2007
10 LBenzin
oder Diesel
10 LEthanol
10 LErdgas (200bar)
10 LH2
(200bar)
10 LLi-Ion
Batterie
90 kWh 58 kWh 25,8 kWh 5,3 kWh 3 kWh
~18 kWh
~13 kWh
~5,16 kWh
~1,8 kWh ~1,5 kWh
Energieinhalt
Nutzenergie
Brennstoff-zelle & E-Motor
Abbildung 21: CO2-Emissionen Elektroantrieb nach jeweiligem Strom-Mix (in g/km)
Abbildung 22: Vergleich der „mobilen“ Energiespeicher
26
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand
Exkurs: „E-Mobility“ als SystemUm die Tragweite eines Wechsels von der ölbasierten Mobilität der Vergangenheit in die „E-Mobility“ der Zukunft zu ermessen, muss man sich bewusst machen, dass motorisierte Mobilität ein System ist. Dementsprechend bedeutet „E-Mobility“ nicht, einen Verbrennungsmotor durch einen Elektromotor auszu-tauschen. „E-Mobility“ bedeutet vielmehr, ein neues System motorisierter, individueller Mobilität zu implementieren.
Das System Mobilität ist in Abbildung 23 schematisch dar-gestellt. Im Mittelpunkt steht das Auto, das selbst als ein tech-nisches Sub-System aufgefasst werden kann. Weitere Sub-Systeme des Gesamtsystems motorisierte Mobilität sind:
• das Energie-Erzeugungssystem• das Infrastruktur-System• das Wertschöpfungs-System• das Nutzungs-System• das Besteuerungs-System sowie schließlich• das Werte-System.
Werte-System
Energieerzeugungs- System
Wertschöpfungs- System
Besteuerungs- System
Auto als technisches System
Infrastruktur- System
Nutzungs- System
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Sub-Systeme Ölbasierte Mobilität E-Mobility
SystemAuto VerbrennungsmotoralsSchlüssel-
technologie
BatteriealsSchlüssel-
technologie
Energie-erzeugungs-System
GewinnungundVerarbeitungRohöl
Stromerzeugungausregenerativen
Energien
Infrastruktur-System
VerkehrsnaheTank-stellen
Wohnort-undarbeitsnaheBetan-
kungssysteme
Wertschöpfungs-System
HierarchischeWert-schöpfungskettemitAutomobilhersteller
alsSystemführer
Wertschöpfungs-SystemalsNetz-werkmitneuen
Akteuren
Besteuerungs-System
Kraftfahrzeug-undMineralölsteuer
DifferenzierteStromsteuerfürPrivathaushalte
undAuto-Strom
Nutzungs-System
Besitzen Nutzen
Wertesystem AutoalsStatus-symbol
AutoalsAusdruckmobilerIntelligenz
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Abbildung 23: Motorisierte Mobilität als System
AufBasisderölbasiertenMobilitäthabendieseSub-SystemespezifischeAusprägungenangenommenundzwischendiesenSub-Systemen haben sich spezifische Zusammenhänge he-rausgebildet. E-Mobility bedeutet, diese ZusammenhängeneuzugestaltenunddieAusprägungenderSub-Systemezuverändern.
Der mit dem Übergang zur Elektrotraktion verbundeneSystemwechsel wird in Abbildung 24 dargestellt. Alle Sub-SystemeerhaltenweitreichendeneueInhalte,diezugleichzueinerEntwertungderbisherigenSystemstrukturenführen.
Abbildung 24: System-Transformation durch „E-Mobility“
Eswärenaivzuglauben,dasssichdieseSystemtransforma-tionorganischvollziehenwird.Vielmehrbedarfeseinerganz-heitlichen politischen Steuerung, um den Systemwechselmöglichstfriktionsfreizubewältigen.
EinSystemwechselvonderöl-zurelektrobasiertenMobilitäthätteauchweitreichendefiskalpolitischeFolgen.Dermotori-sierteIndividual-undGüterverkehrgeneriertheuteinDeutsch-landSteuereinnahmenineinemerheblichenUmfang.Alleindie Steuereinnahmen aus der fahrzeugbezogenen Energie-steuer(Kfz-Steuer)undderMineralölsteuerbeliefensichimJahr 2008 auf etwa 48 Milliarden Euro. Die zunehmendeAusbreitungvonElektroautomobilenwürdezueinemdeut-lichen Rückgang der Steuereinnahmen führen, zumal Elek-trofahrzeugenach§3ddesKraftfahrzeugsteuergesetzesfürfünfJahrevonderKfz-Steuerbefreitsind.
Abbildung25 zeigtdensteuerlichenEffekt,deneineSubsti-tutionvoneinerMillionFahrzeugenmitVerbrennungsmotordurch Fahrzeuge mit Elektroantrieb hätte. Der NettoeffektbeläuftsichaufeinDefizitvonrund179,3MillionenEuro.BeiBeachtung der anfänglichen Steuerfreiheit für Elektrofahr-zeugeimFahrzeugbestandsteigtderEffektaufrund217Mil-lionenEuroan.
27
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand
Abbildung 25: „Steuerbilanz“ Elektroauto gegenüber Verbrennungsmotoren
3.2.5 Plug-in-HybrideMöglicheAlternativenzumreinbatteriebetriebenenElektro-mobilsindsogenanntePlug-in-Hybride.Dabeihandeltessichum Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, die aber über eineDistanzvon20bis30Kilometerreinelektrischfahrenkön-nen.Plug-in-HybridebenötigeneineBatteriemiteinerdeut-lichkleinerenSpeicherkapazitätalsBatterienfürreineElek-
troautos.InteressantsindPlug-in-HybridefürdieAutomobil-hersteller auch deshalb, weil bereits bei 25 Kilometer reinelektrischer Reichweite nach dem europäischen PrüfzyklusderCO2-Zertifizierungswerthalbiertwird(Abbildung26).In-sofern stellen Plug-in-Hybride eine technisch einfache undrelativ kostengünstige Lösung dar, um die künftigen CO2-GrenzwerteinEuropazuerreichen.
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Annahmen zum Steuerszenario
Elektro Benzin Diesel
2020 2020 50 % steuerfrei
2020 2020
Fahrzeuganzahl 1.000.000 500.000 -750.000 -250.000
Kilometerleistungp.a. 11.500 11.500 11.500 11.500
Verbrauch(kWhbzw.Liter/100km) 13,0 13,0 5,0 4,6
Strompreis(u/kwh) 0,28 0,28 0 0
Kraftstoffkosten(u/Liter) – – 2,90 2,50
Steuern
Elektromotor-Steuer(bis3.000kgje200kg6,01E,hier∅1.500kg)
45,08 45,08 – –
Kfz-Steuer(u/p.a.) – – 80,40 93,80
∅Hubraum(cm3;Kfz-Bestand2009) – – 1.670 2.000
Stromsteuer(u/kWh) 0,0205 0,0205 – –
Mineralölsteuer(u/Liter) – – 0,65 0,47
Steuereinnahmeübersicht
Stromsteuer 30.647.500 15.323.750 – –
Elektromotor-Steuer 45.075.000 22.540.000 – –
Mineralölsteuer – – 280.312.500 62.157.500
Kfz-Steuer – – 60.300.000 23.450.000
Summe 75.722.500 37.863.750 340.612.500 85.607.500
DifferenzSteuereinnahmen2020Elektrovs.ICE -179.282.500
DifferenzSteuereinnahmen2020Elektrovs.ICE(Bestandzu50%steuerfrei) -217.141.250
28
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand
Abbildung 26: CO2-Zertifizierung von Plug-in-Hybriden
Quelle:BMWGroup
EineweitereVariantedesElektroantriebssindPlug-in-Hybri-demit „RangeExtender“. IndiesemFall erfolgtderAntriebgrundsätzlich elektrisch. Zur Verlängerung der ReichweiteführtdasFahrzeugzusätzlichnocheinenVerbrennungsmotormitsich,derabernurdanninBetriebist,wenndieBatterieentleertist.PraktischarbeitetderVerbrennungsmotorindie-semSystemalsGenerator.DafüristeinrelativkleinerMotormit geringem Verbrauch und CO2-Emissionen ausreichend.DieReichweitevonPlug-in-Hybridenmit „RangeExtender“liegtbeietwa500Kilometern,dieReichweitebeireinelek-trischem Antrieb bei etwa 60 Kilometern. Das System isttechnischaufwendigeralseinnormalerPlug-in-Hybridunddaherauchteurer.DennochhatGeneralMotorsangekündigt,mitdemChevrolet„Volt“beziehungsweiseOpel„Ampera“inKürzeeinenserien-undalltagstagstauglichenPlug-in-Hybridmit„RangeExtender“indenMarkteinzuführen.
3.2.6 BrennstoffzelleEineweiteretechnischeOptionistdieBrennstoffzelle.AuchbeiBrennstoffzellenfahrzeugenhandelt es sichumElektro-fahrzeuge.ImUnterschiedzureinbatteriebetriebenenElek-trofahrzeugenwirdderfürdenAntriebdesFahrzeugsbenöti-gteStromimFahrzeugmittelseinerchemischenReaktioninderBrennstoffzelleerzeugt.BasisdieserchemischenReaktionist Wasserstoff, der im Fahrzeug gespeichert werden muss.AufgrundderhohenSpeicherdichtevonWasserstoffsindmitBrennstoffzellenfahrzeugenReichweitenvonrund500Kilo-meternproblemlosmöglich.NebenderSpeichertechnikwarund ist die emissionsarme und kostengünstige HerstellungvonWasserstoffderwichtigsteHemmschuhfürdieAusbrei-tung der Brennstoffzelle. Angesichts des gegenwärtigen„Hype“umdasbatteriebetriebeneElektrofahrzeugdrohtderBrennstoffzellenantriebpolitischinsAbseitszugeraten,was
angesichts der unbestreitbarenStärkendiesesAntriebskon-zeptsundseineshohenAusreifungsgradnichtgerechtfertigtist.
Einweiteresdenkbares,technischabersehraufwendigesundteuresKonzeptstellteinbatteriebetriebenesElektrofahrzeugdar,dasmiteinerBrennstoffzelleals„RangeExtender“kom-biniertwird.IndiesemFallübernimmtalsonichteinVerbren-nungsmotordieRolledesGenerators,sonderndieebenfallsemissionsfreie Brennstoffzelle. Dadurch würden die Rest-emissionendesVerbrennungsmotors,diebeieinemPlug-in-Hybridunvermeidlichsind,beseitigt.
EinezusammenfassendeökologischeBewertungvonElektro-undBrennstoffzellenfahrzeugenimVergleichzuFahrzeugenmit Verbrennungsmotoren zeigt Abbildung 27. Dabei wirdnochmalsdeutlich,dassdieUmweltverträglichkeitvonbatte-riebetriebenen Elektroautomobilen und auch Brennstoffzel-lenfahrzeugensehrstarkvondenEnergiequellenabhängt,diezurHerstellungvonStrombeziehungsweiseWasserstoffein-gesetztwerden.
3.3 Kostenanalyse alternativer Kraftstoffe und Antriebe
3.3.1 Annahmen zur Entwicklung der Kosten von Benzin- und DieselfahrzeugenImFolgendensollendieKostenalternativerKraftstoffeundAntriebstechnologien im Vergleich zum VerbrennungsmotorausNutzersichtvorausschauendbewertetwerden.DiesdientzumeinenalsBasisfürdenmöglichenDiffusionsverlaufdie-serTechnologien.GleichzeitigistesaberaucheineOrientie-
29
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand
siewerdendaherhiernichtmitindieRechnungeinbezogen.KaumzukalkulierensindauchdiejeweiligenKostenfürdieKraftfahrzeugversicherung.DadiejeweiligeBesteuerungvonpolitischen Zielsetzungen abhängt ist, ist auch diese kaumvorhersehbar.DieNichtberücksichtigungdergenannten,teil-weise wesentlichen Kostenelemente (z.B. Wertverlust)schränktdieAussagekraftderKostenanalyseein.Andererseitswürde die Einbeziehung mehr oder weniger willkürlich ge-schätzter Kostenelemente die Genauigkeit der Analyse nurscheinbarerhöhen.
BeidenKraftstoffkostenwirdunterstellt,dasssichdieBen-zinpreiseausgehendvomJahr2010biszumJahr2020ver-doppelnwerden.EinLiterBenzinwürdedannimJahr2020etwa 2,90 Euro kosten. Gleiches gilt auch für Diesel: AuchhierwirdeineVerdoppelungdesPreisesauf2,50Eurounter-stellt.
BeidenspezifischenKraftstoffverbräuchenvonBenzin-undDieselfahrzeugenwirdmiteinemweiterenRückganggerech-net:BeiBenzinernvon6,9Litern/100KilometerimJahr2010auf5,0Liter/100KilometerimJahr2020(–27,5Prozent),beiDieselfahrzeugen von 6,3 Litern/100 Kilometer auf 4,6Liter/100Kilometer(–27,0Prozent).DieSchätzungenwur-denbewusstvorsichtiggewählt.Teilweisewerdenauchhö-hereVerbrauchseinsparungenimRahmenderkonventionellenTechnikvonBenzin-undDieselmotoren(ohneVoll-Hybridi-sierung)fürmöglichgehalten.BeiderBerechnungderjähr-lichenKraftstoffkostenwirdeinRückgangderdurchschnitt-lichenFahrleistungenvon12.500KilometerimJahr2010auf11.500KilometerproFahrzeugundJahrbiszumJahr2020angenommen.
Quelle:DaimlerAG,2010
rungfürkünftigeInvestitionsentscheidungenhinsichtlichderFahrzeuganschaffung.
DieReferenzbildetdabeijeweilsderAntriebmitkonventio-nellemBenzin-oderDieselmotor.IndieBetrachtungeinbezo-genwerdenalsalternativeKraftstoffeAutogas(LPG),Erdgas(CNG),BiokraftstoffedererstenundzweitenGenerationso-wiealsalternativeAntriebstechnologienderVoll-Hybrid,derPlug-in-Hybrid(mitundohne„RangeExtender“),dasbatte-riebetriebeneElektroautosowiedasBrennstoffzellenfahrzeug.
EsliegtaufderHand,dassjenachdemReifegradderjewei-ligen Technologie die prospektiven Kosteneinschätzungenunterschiedlichen Sicherheitsgraden unterliegen. WährendbeispielsweisefürGasundBiokraftstoffedererstenGenera-tion relativ sichere Aussagen getroffen werden können, istderUnsicherheitsgradbeiBiokraftstoffenderzweitenGene-ration sehr hoch. Gleiches gilt auch für batteriebetriebeneElektroautosundBrennstoffzellenfahrzeuge.
AlsReferenzwird–wiebereitserwähnt–dieEntwicklungderKosten bei Benzin- und Dieselfahrzeugen verwendet. ImRahmenderKostenanalysewerdennichtdiegesamten,soge-nannten„TotalCostsofOwnership“(TCO)einbezogen,sondernlediglichdieAnschaffungs-undVerbrauchskostenbetrachtet,da diese im Wesentlichen technisch festgelegt sind. Nichtberücksichtigt werden die Wartungs- und Reparaturkosten,dadiesefüreinigederhiergewähltenAntriebstechnologienimAugenblicknurschwerabgeschätztwerdenkönnen.NochschwererzuprognostizierensinddievoraussichtlichenWert-verlustesowohlfürkonventionellbetriebeneAutosalsauchfür Fahrzeuge mit alternativen Antriebstechnologien. Auch
Abbildung 27: Umweltverträglichkeit von Elektroautos gegenüber Verbrennungsmotoren
30
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand
Da die umweltpolitischen Anforderungen an Benzin- undDieselfahrzeugeindennächstenJahrennichtnurhinsichtlichdes Verbrauchs und der CO2-Emissionen, sondern auch inBezugaufdieSchadstoffemissionenansteigenwerden(EURO6),wirdbeidenAnschaffungskosteneindadurchbedingterAnstiegbiszumJahr2020um1.500EurobeiBenzin-und1.800EurobeiDieselfahrzeugenunterstellt.
Abbildung28zeigtdiewesentlichenAnnahmenhinsichtlichderKostenentwicklungfürBenzin-undDieselfahrzeuge.
3.3.2 Kostenanalyse gegenüber Autogas und ErdgasDieTreibstoffvariantenAutogasundErdgasgehörenheutezudenetabliertenAntriebsalternativen.DiesistnichtzuletztaufdasrealisierbareEinsparpotenzialzurückzuführen,sowiedenim Vergleich mit anderen Antriebstechniken moderatenMehraufwandbeiderFahrzeuganschaffung.
Abbildung29zeigtdiemöglicheEntwicklungderVerbräucheund Kraftstoffkosten für autogasbetriebe (LPG) Fahrzeugeauf.ZubeachtenistdiegeringereEnergiedichteimVergleichzuBenzin,sodasseinMehrverbrauchvoncirca20Prozenteinkalkuliertwerdenmuss.DemgegenüberstehtjedocheinmonetäresEinsparpotenzialvoncirca40bis45Prozent,be-ruhendaufdemgünstigerenPreisdesAutogases.
AufBasisderAnnahmenzurjährlichenFahrleistungunddersteigendenAnschaffungskostenhinsichtlichökologisch-tech-nischerMaßnahmenwieinKapitel3.3.1beschrieben,ergibtsich eine Amortisationslaufleistung des AutogasfahrzeugsgegenübereinemBenzinervon47.722Kilometern.WirddieunterstellteMehrausgabevonetwa1.500Eurofüreinben-zinbetriebenesFahrzeugden technischbedingtenMehrkos-teneinesFahrzeugsmitAutogasantriebimJahr2020gegen-übergestellt,soegalisierensichbeide.
DeraktuelleVergleichzumDieseltreibstofffälltnichtzuletztaufgrunddessparsamenVerbrauchsdeutlichzuGunstendes
Verbrennungsmotor
2010 2015 2020
Benziner Verbrauch(l/100km)Kraftstoffpreis(u/l)Kraftstoffkosten(u/100km)Öko-Zusatzkosten
6,9
1,4510,01
–
5,9
2,1712,801.600
5,0
2,9014,501.500
DieselVerbrauch(l/100km)KraftstoffpreisKraftstoffkosten(u/100km)Öko-Zusatzkosten
6,3
1,257,88
–
5,4
1,8810,151.200
4,6
2,5011,501.800
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
LPG (Autogas) gegenüber Verbrennungsmotor
2010 2015 2020
LPGVerbrauch(l/100km)Kraftstoffpreis(u/l)Kraftstoffkosten(u/100km)
8,300,655,40
7,000,976,79
5,801,307,54
TechnischbedingteMehrkostenÖko-Zusatzkosten
2.200–
–1.600
–1.500
AmortisationslaufleistungLPGgegenüberBenziner(inkm) 47.722 0 0
AmortisationslaufleistungLPGgegenüberDiesel(inkm) 88.710 11.898 0
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Abbildung 28: Annahmen zur Kostenentwicklung bei Benzin- und Dieselfahrzeugen
Abbildung 29: Annahmen zur Kostenentwicklung bei LPG-Fahrzeugen (Autogas)
Dieselaggregatesaus.DennochergibtsichauchhierfürdasJahr 2020 ein Gleichstand beziehungsweise ein Anschaf-fungskostenvorteilfürdieLPG-Variante.
UnterderAmortisationslaufleistungverstehtmandieinsge-samtzufahrendeKilometerlaufleistungeinesAutomobilsmitalternativemAntrieb,beidersichdieAnschaffungs-undVer-brauchskosten dieses Fahrzeugs mit denen eines vergleich-baren Fahrzeugs mit konventionellem Antrieb egalisieren.UnterhalbderAmortisationslaufleistung liegendieGesamt-kosten eines Fahrzeugs mit alternativem Antrieb über denKosteneinesvergleichbarenFahrzeugsmitkonventionellemBenzin-oderDieselverbrennungsmotor,oberhalbdieserLauf-leistung liegen die Gesamtkosten für das alternativ betrie-bene Fahrzeug dann unterhalb der Vergleichskosten einesBenzin- oder Dieselfahrzeugs. Das Beispiel eines Autogas-Fahrzeugs mit einer Amortisationslaufleistung von 40.000Kilometernbesagtalso,dasssichdiegesamtenAnschaffungs-und Verbrauchskosten gegenüber einem benzingetriebenenAutomobilbeieinerFahrleistungvon10.000KilometernproJahrnachvierJahren,bei20.000KilometernnachzweiJah-renundbeieinerjährlichenFahrleistungvon40.000Kilome-ternschonnacheinemJahramortisierthätten.
DieAnalysevonerdgasbetriebenen(CNG)Fahrzeugenistan-nähernddeckungsgleich.LediglichderhöhereAnschaffungs-mehraufwandlässtdiekritischeAmortisationsschwellenachobenschnellen:70.524Kilometerbenötigtes,bisdasErdgas-fahrzeugeinenSpareffekterzielt(Abbildung30).AberauchdieseAmortisationslaufleistungwirddurchdieAngleichungdes Anschaffungsmehraufwandes aufgrund der technisch-ökologischenAnpassungskostenfürkonventionelleFahrzeugebiszumJahr2020ausgeglichen.
DerVergleichzwischenErdgasundDieselführtimErgebniszu einem ähnlichen Bild wie zuvor der Vergleich zwischen
31
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand
AutogasundDiesel.LediglichdieheutigeAmortisationslauf-leistungisthöheraufgrundderhöherenAnschaffungskostendes Erdgasfahrzeugs. Die Angleichung im Zeitverlauf zeigteineidentischeEntwicklung.
BeieinerBewertungdieseralternativenKraftstoffartengiltesjedochzubeachten,dassdiesteuerlicheFörderungvonAuto-gas und Erdgas nach dem Energiesteuergesetz (§ 2 Abs. 2EnergieStG),dasbiszum31.Dezember2018inKraftseinwird,einennichtunerheblichenWettbewerbsvorteildarstellt.
CNG (Erdgas) gegenüber Verbrennungsmotor
2010 2015 2020
CNG (Erdgas) Verbrauch(kg/100km)Kraftstoffpreis(u/kg)Kraftstoffkosten(u/100km)
4,701,024,79
4,001,536,12
3,302,046,73
TechnischbedingterMehraufwandÖko-Zusatzkosten
3.6751
–
–
1.600
–
1.500
AmortisationslaufleistungCNGgegenüberBenziner(inkm)
70.524 0 0
AmortisationslaufleistungCNGgegenüberDiesel(inkm) 119.279 9.921 0
1PreisdeltaVWTouran„Freestyle“1.4TSIgegenüber1.4TSIEcoFuel(Modelljahr2010)
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Voll-Hybrid (Benzin) gegenüber Verbrennungsmotor
2010 2015 2020
Voll-Hybrid(Benzinaggregat)Verbrauch(l/100km)Kraftstoffpreis(u/l)Kraftstoffkosten(u/100km)
4,001,455,80
3,402,177,38
2,802,908,12
TechnischbedingteMehrkostenÖko-Zusatzkosten
585–
6751.600
6081.500
AmortisationslaufleistungVoll-HybridgegenüberBenziner(inkm)
13.912 12.442 9.522
AmortisationslaufleistungVoll-HybridgegenüberDiesel(inkm)
28.193 38.753 9.098
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Plug-in-Hybrid1 gegenüber Verbrennungsmotor
2010 2015 2020
Plug-in (Elektroanteil) Batteriekostenu/kwh
450 337,50 225
Batterieleistungkwh 15 15 15
Batteriekosten 6.750 5.063 3.375
Strompreis(inu/kwh) 0,25 0,26 0,28
Verbrauch(kwh/100km) 8,00 8,00 6,00
Stromkosten(u/100km) 2,00 2,08 1,68
Plug-in (Dieselaggregat) Verbrauch(l/100km)
2,5 2,1 1,8
Kraftstoffpreis(u/l) 1,25 1,88 2,50
Kraftstoffkosten(u/100km) 3,13 4,00 4,38
Öko-Zusatzkosten - 1.600 1.500
Summe Kraftstoffkosten(v/100 km)
5,13 6,08 6,06
AmortisationslaufleistungPlug-ingegenüberBenziner(inkm)
138.320 69.397 43.517
AmortisationslaufleistungPlug-ingegenüberDiesel(inkm)
245.455 124.459 61.983
1VWGolfTwinDrive(Prototyp)alsPlug-in-HybridReferenzfahrzeug
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)/VolkswagenAG
Abbildung 30: Annahmen zur Kostenentwicklung bei CNG-Fahrzeugen (Erdgas)
Abbildung 31: Annahmen zur Kostenentwicklung bei Voll-Hybrid-Fahrzeugen (Benzin)
3.3.3 Kostenanalyse gegenüber Voll-Hybrid und Plug-in-HybridAbbildung 31 zeigt den Vergleich der Kostenstruktur einesVoll-Hybrid-FahrzeugesmiteinemBenzinfahrzeug.
Die technischbedingtenMehrkosteneinesVoll-Hybridsge-genüber einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor ergebensichausderaufwändigerenKonstruktion,demzusätzlichenElektromotor sowie der leistungsstärkeren Batterie. In derGesamtbetrachtungergibtderVergleichdesVoll-HybridsmiteinemkonventionellenBenzinereinegeringeAmortisations-laufleistungvon13.912Kilometer,diesichbis2020auf9.522Kilometerreduziert.ImVergleichzumDieselwerden28.193KilometerzurAmortisationbenötigt,diebiszumJahr2020auf9.098Kilometersinken.
Eine Alternative zum Voll-Hybrid stellt der in Kapitel 3.2.5beschriebene Plug-in-Hybrid dar, dessen primäre Antriebs-quelle, der Verbrennungsmotor, durch einen Elektroantriebergänztwird.DieelektrischeAntriebseinheitistindiesemFallimVergleichzumVoll-Hybridstärkerausgelegt.DieZielset-
Abbildung 32: Annahmen zur Kostenentwicklung bei Plug-in-Fahrzeugen
32
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand
zungdieserAuslegungistes,längereStreckenreinelektrischfahrenzukönnen.
Für die Analyse des Plug-in-Hybrids werden Kosten für dieBatterie von 450 Euro/Kilowattstunde angenommen. DabeiwirdeineReduzierungbiszumJahr2020aufetwa225Euro/Kilowattstundeunterstellt.DerVerbrauchdesPlug-in-Fahr-zeugeswirdmitachtKilowattstundenStromund2,5LiternKraftstoffangenommen.DementsprechendfolgtdieKosten-kalkulationdemaktuellenStrompreisproKilowattstundeso-wie den gegenwärtigen Kraftstoffpreisen. Auf Basis dieserGrößenordnungenergebensichinSummeEnergiekostenvon5,13Eurofür100Kilometer,diesichbiszumJahr2020auf6,06 Euro erhöhen. Die Kostenanalyse des Plug-in-AntriebswirdinAbbildung32detailliertdargestellt.
AufBasisderunterstelltenKosten,insbesonderefürdieBat-terietechnologie,errechnensichAmortisationslaufleistungen,diefürdasJahr2010sowie2015fernvoneinerakzeptablenökonomischenBasisliegen.ErstimJahr2020liegtderVer-gleicheinesBenzinersgegenüberdemPlug-inFahrzeugmit43.517KilometerAmortisationslaufleistungineinemrealisti-schenRahmen.DerVergleicheinesDieselfahrzeugesmitdemPlug-in-Hybridfälltnachwievormit61.983Kilometernhochaus.
3.3.4 Kostenanalyse gegenüber batteriebetriebenem ElektroautoDieKostenanalysefürdasbatteriebetriebeneElektroautoba-siertaufdendreifolgendenAnnahmen:
• HalbierungderBatteriekostenvon11.250Euroauf5.625EuroimZeitraum2010bis2020.
• NurmoderaterAnstiegderStrompreisevon0,25Euro/Kilo-wattstundeimJahr2010auf0,28Euro/KilowattstundeimJahr2020(+12Prozent).
• KeinestaatlichenKaufhilfenfürElektroautos.
WieAbbildung33zeigt,ergebensichunterdengewählten–durchaus optimistischen Annahmen hinsichtlich der Kos-tenentwicklungbeiElektroautos–durchgängigLaufleistun-gen,dieüberderkritischenAmortisationsschwelleliegen.FüreinimJahr2010gekauftesbatteriebetriebenesElektrofahr-zeug liegt die Amortisationslaufleistung gegenüber einemBenzinfahrzeug bei 178.750 Kilometern, gegenüber einemDieselfahrzeugsogarbei272.500Kilometern.
AufgrundderunterstelltenFortschritteinderBatterietechnikergibtdieBerechnungfürdasJahr2015eineAmortisations-laufleistung von 76.800 Kilometern (Benziner) beziehungs-weise116.400Kilometern(Diesel).ErstimJahr2020nähernsichdieAmortisationslaufleistungenderkritischenAmortisa-tionsschwelle:GegenüberBenzinernlägesiebei38.065Kilo-metern,gegenüberDieselfahrzeugenbei48.645Kilometern.Auf Basis der gewählten Annahmen wäre die AnschaffungeinesElektrofahrzeugesunterKostengesichtspunktenimBe-trachtungszeitraumkeinesinnvolleInvestition.
Diein§3dKraftfahrzeugsteuergesetzfestgeschriebenefünf-jährigeBefreiung vonElektrofahrzeugen vonderKraftfahr-zeugsteuerhataufgrundderengeringerHöhekeinenwesent-lichenEinflussaufdieKostenanalyse.
DiesesErgebnisändertsich,wennmandieGewährungstaat-licher Kaufhilfen unterstellt. Bei der folgenden Berechnungwurden zeitlich gestaffelte staatliche Kaufhilfen angenom-men:
• FürdieAnschaffungeinesElektroautosimJahr2010eineeinmaligestaatlicheKaufhilfeinHöhevon5.000Euro.
• FürdieAnschaffungeinesElektroautosimJahr2015einesKaufhilfeinHöhevon3.500Euro.
• FürdieAnschaffung eines Elektroautos im Jahr 2020 imHöhevon2.000Euro(Abbildung34).
In diesem Fall werden bereits für das Jahr 2015 attraktiveAmortisationslaufzeitenineinerGrößenordnungvon60.000Kilometern(Diesel)beziehungsweise37.200Kilometern(Ben-ziner)erzielt.
3.3.5 Kostenanalyse gegenüber Brennstoffzellen-fahrzeugeDie Kostenanalyse von Brennstoffzellenfahrzeugen gegenü-berbenzin-unddieselbetriebenenFahrzeugenistmitgroßenUnsicherheiten behaftet. Die Übersicht zu den Annahmenzeigt Abbildung 35. Die Unsicherheiten betreffen nicht nurdieAnschaffungsmehrkostenderBrennstoffzelleselbst,son-
Elektrofahrzeug gegenüber Verbrennungsmotor
2010 2015 2020
Elektroauto Batteriekostenu/kwhBatterieleistungkwhBatteriekostenStrompreis(inu/kwh)Verbrauch(kwh/100km)Stromkosten(u/100km)
45025
11.2500,2515,03,75
337,50
258.4380,2615,03,90
22525
5.6250,2813,03,64
AmortisationslaufleistungElektroautogegenüberBenzi-ner(inkm)
178.750 76.800 38.065
AmortisationslaufleistungElektroautogegenüberDiesel(inkm)
272.500 116.400 48.645
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Abbildung 33: Annahmen zur Kostenentwicklung bei Elektro-Fahrzeugen
33
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand
dernauchdieHerstellungvonWasserstoff.Unterstelltwird,dass die Mehranschaffungskosten bis zum Jahr 2020 vonetwa250.000Euroauf12.000Euroverringertwerdenkön-nen. Grundlage für diese Annahme ist eine zu erwartendeEtablierung der Brennstoffzellentechnologie in größeremAusmaß.Zugleichwirdangenommen,dassderPreis füreinKilogrammWasserstoffvon9,99Euroum20Prozentauf7,99Euroreduziertwerdenkann.
Diese Prämissen führen zu einer Amortisation bei 129.502Kilometern gegenüber dem Benzinmotor und über 199.687KilometernimVergleichzumDieselaggregat.Damitüberstei-gendieErgebnissediekritischeAmortisationsschwelledeut-lich.EinewirtschaftlichsinnvolleInvestitionfürdenKonsu-
mentenwirdmitgroßerWahrscheinlichkeiteinenochlänge-re Ausreifezeit der Technologie und ihrer Etablierung amMarktbenötigen.
3.3.6 Fazit „Grüne Mobilität“ für automobile Kauf-entscheiderEineGegenüberstellungdertechnologischenPotenzialeundder angenommenen Kostenentwicklung alternativer Kraft-stoffe und Antriebstechnologien lässt im Hinblick auf dieKaufentscheidungen privater und gewerblicher Nutzer diefolgendenAussagenzu:
• KonventionelleundpermanentweiteroptimierteBenzin-undDieselmotorenstellenmiteinemZeithorizontbiszumJahr2020unterökonomischenGesichtspunkteneineguteWahldar.DafürsprechenderReifegradunddieZuverläs-sigkeit der heutigen Antriebstechnologien, die eine hoheAlltagstauglichkeitsicherstellen.AuchunterökologischenGesichtspunkten verfügen weiterentwickelte konventio-nelleAntriebenochübereingroßesVerbrauchs-undCO2-Einsparpotenzial von rund 30 Prozent. Geht man davonaus,dassesindennächstenJahrenzukeinerkrisenhaftenZuspitzung der Situation auf den Weltrohölmärkten mitexplosionsartigenPreissteigerungenodergarVersorgungs-engpässenkommenwird,sohabenkonventionellangetrie-bene Fahrzeuge auch denVorteil einer verlässlichenundberechenbarenKostenbasis.
• Voll-Hybridestellen eine Option für Fahrzeuge dar, dieüberwiegend im städtischen Kurzstreckenverkehr einge-setzt werden. Hier können Voll-Hybride ihre Verbrauchs-vorteileausspielenunddamitdiehöherenAnschaffungs-
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
37,5
2010 2015 2020
1.000 km
Zeit
EV vs. ICE (Diesel) 272.500 km
EV vs. ICE (Benzin) 178.500 km
EV vs. ICE (Diesel) 48.645 km
EV vs. ICE (Benzin) 38.065 km
EV vs. ICE (Diesel) 116.400 km
EV vs. ICE (Benzin) 76.800 km
EV vs. ICE (Diesel) 151.250 km
EV vs. ICE (Benzin) 100.000 km
EV vs. ICE (Diesel) 60.000 km
EV vs. ICE (Benzin) 37.200 kmEV vs. ICE (Diesel) 23.000 km
EV vs. ICE (Benzin) 19.550 km
Amortisation ohne Anschubfinanzierung
Amortisation mit gestaffelter Anschubfinanzierung
Brennstoffzelle gegenüber Verbrennungsmotor
2010 2015 2020
Brennstoffzelle (Wasserstoff) Verbrauch(kg/100km)Kraftstoffpreis(u/kg)Kraftstoffkosten(u/100km)
0,879,998,69
0,858,997,64
0,807,996,39
AmortisationslaufleistungBrennstoffzellegegenüberBenziner(inkm)
– – 129.502
AmortisationslaufleistungBrennstoffzellegegenüberDiesel(inkm)
– – 199.687
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Abbildung 34: Amortisationslaufleistung für Elektroautos mit und ohne Anschubfinanzierung
Abbildung 35: Annahmen zur Kostenentwicklung von Brennstoffzellen-Fahrzeugen
34
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand
kosten am ehesten amortisieren. Dies gilt nicht nur fürVoll-HybrideaufBasiseinesBenzin-,sondernauchfürsol-cheaufBasis desDieselmotors.Mittel-und längerfristigwerden jedoch in diesen Einsatzfeldern Plug-in-Hybrideund batteriebetriebene Elektrofahrzeuge in eine Konkur-renzzumVoll-Hybridtreten.
• Plug-in-HybridemitReichweitenvon30bis50KilometerninelektrischenBetriebenermöglichenimStadtverkehrge-genüberVoll-Hybriden–abhängigvomStrom-Mix–noch-malseineAbsenkungderCO2-EmissionenundderKraft-stoffkosten. Allerdings stehen dem auch deutlich höhereAnschaffungskostengegenüber.Ursachedafüristvorallemdie Notwendigkeit, leistungsstärkere Batterien einzuset-zen. Verlässliche Kostenschätzungen für Plug-in-Hybridesindheutenochkaummöglich.
• BatteriebetriebeneElektrofahrzeugewerden–möglicher-weisealsLife-Style-FahrzeugefürurbaneElitenundFir-menwagenzurökologischenProfilierungderBetreiber–imStadtverkehr eine zunehmende Bedeutung bekommen.NochsinddieKostenfürdieBatterietechnikundLeistungs-elektronik sehr hoch, so dass sich dieAnschaffung einesElektrofahrzeugesunterreinbetriebswirtschaftlichenGe-sichtspunktennicht lohnendürfte.Anderswärees,wennihreAnschaffungüberdieheuteschonbestehendefünf-jährigeBefreiungvonderKraftfahrzeugsteuerhinauskünf-tig staatlich bezuschusst würde. Kaufwillige sollten aberdie infrastrukturellenVoraussetzungenfürdieBetankungvonElektrofahrzeugengenauprüfen,danursoeinflexiblerEinsatzderFahrzeugegewährleistetist.
• AutogasundErdgasstellenschonheutefürVielfahrereineökologisch und ökonomisch akzeptable Alternative zumklassischenVerbrennungsmotordar,wobeibeiErdgasdienoch immergeringeFlächenabdeckungdurchTankstellenberücksichtigtwerdenmuss.
• AuchBiokraftstoffedererstenGenerationodersogennanteFlex-Fuel-FahrzeugestelleneineberechenbareAlternativezukonventionellangetriebenenFahrzeugendar.Allerdingsist die gesellschaftliche und politische Akzeptanz dieserKraftstoffe aufgrund des damit verbundenen Eingriffs indie Lebensmittelkette in den letzten Jahren deutlich zu-rückgegangen. Dies könnte auch Auswirkungen auf diekünftigeBesteuerungvonBiokraftstoffendererstenGene-rationhaben.BiokraftstoffederzweitenGenerationwer-denbeieinemZeithorizontvonfünfbiszehnJahrenunterwirtschaftlichenGesichtspunktenkaumzueinerernstzu-nehmenden Alternative zu Fahrzeugen mit konventio-nellemVerbrennungsmotorwerden.
• Brennstoffzellenfahrzeugebleiben weniger unter tech-nischen,alsunterwirtschaftlichenGesichtspunktendieam
schwerstenzubewertendeAlternativezumVerbrennungs-motor.AufgrundderReichweitehatderBrennstoffzellen-antriebdasPotenzialzumAllround-Fahrzeug,dassowohlinnerstädtischwieauchaufLangstreckeneingesetztwer-den kann. Noch immer gibt es aber keine verlässlichenGrundlagenfüreineAbschätzungderAnschaffungskostenderFahrzeugeundderPreisefürWasserstoff.DasBrenn-stoffzellenfahrzeugdrohtdamitzum„ewigenHoffnungs-träger“zuwerden.
Esmussnochmalsbetontwerden,dassindieseAnalysenichtdiegesamten„TotalCostsofOwnership“einbezogenwurden.Weiterhinistzuberücksichtigen,dassdiedenBerechnungenzugrundegelegtenVerbrauchswerteteilweisestarkvondenjeweiligenEinsatzzweckenderFahrzeugeunddensichdarausergebendenFahrzyklenbestimmtwerden.Soliegtbeispiels-weisederVerbrauchsvorteilvonVoll-Hybridenvorallem imStadtverkehrmithäufigenStopp-and-go-Verkehren.Beihö-herenAnteilenvonÜberlandverkehrenoderschnellenAuto-bahnfahrten sinkt der Verbrauchsvorteil von Voll-Hybridendeutlich ab, beziehungsweise erweisen sich konventionelleBenzin-undvorallemDieselfahrzeugedemVoll-Hybridüber-legen.
InsofernstelltdiehiervorgenommeneKostenanalysenureineOrientierungüberdierelativenKostenalternativerKraftstoffeundAntriebstechnologiendar.SiekanneinedetaillierteKauf-oderInvestitionsanalysenichtersetzen.
Vergleich Amortisationslaufleistungen
2010 2015 2020
Autogas (LPG) gegenüberBenziner(inkm)gegenüberDiesel(inkm)
47.72288.710
0
11.898
00
Erdgas (CNG) gegenüberBenziner(inkm)gegenüberDiesel(inkm)
70.524
119.279
0
9.921
00
Voll-Hybrid gegenüberBenziner(inkm)gegenüberDiesel(inkm)
13.91228.193
12.44238.753
9.5229.098
Plug-in gegenüberBenziner(inkm)gegenüberDiesel(inkm)
138.320245.455
69.397
124.459
43.51761.983
Elektroauto gegenüberBenziner(inkm)gegenüberDiesel(inkm)
178.750272.500
76.800
116.400
38.06548.645
Brennstoffzelle gegenüberBenziner(inkm)gegenüberDiesel(inkm)
––
––
129.502199.687
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Abbildung 36a: Vergleich der Amortisationslaufleistungen der verschiedenen Antriebstechnologien
35
3. Neue Antriebstechnologien auf dem Prüfstand
DieWeltderAntriebstechnologienundKraftstoffewirdaufder Suchenachdem Konzept der Zukunft in dennächstenJahrennochkomplexerwerden,dieVielfaltanTechnologienweiter zunehmen. Mehr denn je sind es die Einsatzzweckeund individuellen Anforderungen die darüber entscheiden,
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Einsatzzweck Fahrzeugkategorie Alltagstauglichkeit Ökologie Kosten
Ottomotor Kurz-undLangstrecken-verkehr
AlleFahrzeug-segmente,bevor-zugtKlein-undKompaktwagen
Sehrhoch Hoch RelativniedrigeAnschaffungskosten,hoheKraftstoffkosten
Dieselantrieb KurzundLang-streckenverkehr
AlleFahrzeug-segmente,bevor-zugtgrößereundschwerereFahr-zeuge
Sehrhoch Hoch RelativniedrigeAnschaffungskosten,hoheKraftstoffkosten
Voll-Hybrid KurzstreckemithäufigemStop-and-go
AlleFahrzeug-segmente,bevor-zugtgrößereundschwerereFahr-zeuge
Sehrhoch Sehrhoch,abhängigvonFahrzyklen
AnschaffungskostenhöheralsVerbrennungsmotor,Kraftstoffkostenidentisch
Plug-in-Hybrid KurzstreckemithäufigemStop-and-Go
AlleFahrzeug-segmente
Sehrhoch Hoch,abhängigvonFahrzyklen
AnschaffungskostendeutlichhöheralsVerbrennungsmotor,Verbrauchskostenniedriger
Plug-in-HybridmitRangeExtender
Kurz-undLangstrecken
AlleFahrzeug-segmente
Sehrhoch Sehrhoch,abhängigvonFahrzyklen
AnschaffungskostendeutlichhöheralsVerbrennungsmotor,Verbrauchskostenniedriger
Elektroauto(Batterie)
Kurzstrecke Klein-undKompaktwagen
Eingeschränkt(Reichweite)
AbhängigvomStrom-Mix
AnschaffungskostendeutlichhöheralsVerbrennungsmotor,Verbrauchskostenerheblichniedriger(Strom)
Brennstoffzelle KurzundLang-streckenverkehr
AlleFahrzeug-segmente,bevor-zugtgrößereundschwerereFahr-zeuge
AbhängigvonAusbauWasserstoff-Infra-struktur
AbhängigvonWasserstoff-erzeugung
AnschaffungskostenextremhochimVergleichzumVerbrennungsmotor,hoheKraftstoffkosten(Wasserstoff)
Autogas KurzundLang-streckenverkehr
AlleFahrzeug-segmente
Sehrhoch BesseralskonventionellerVerbrennungs-motor
Anschaffungskostenhöher,KraftstoffkostenniedrigeralskonventionellerVerbrennungsmotor
Erdgas KurzundLang-streckenverkehr
AlleFahrzeug-segmente
Hoch,Betankungsin-frastrukturausbaufä-hig
BesseralskonventionellerVerbrennungs-motor
Anschaffungskostenhöher,KraftstoffkostenniedrigeralskonventionellerVer-brennungsmotor
Biokraftstoff1.Generation
KurzundLang-streckenverkehr
AlleFahrzeug-segmente
GeringeDichtederBetankungsinfra-struktur
MitBlickaufLebensmittel-ketteumstrit-ten
KraftstoffkostenbesseralsVerbrennungsmotor
Biokraftstoff2.Generation
KurzundLang-streckenverkehr
AlleFahrzeug-segmente
AbhängigvomAufbaueinerBetankungs-infrastruktur
Sehrhoch HoheAnschaffungskosten,extremhoheKraftstoff-kosten
welchesdiejeweilsoptimaletechnischeKonfigurationeinesFahrzeugesoderFuhrparksist.Abbildung36bstelltdenVer-such einerOrientierungs-undEntscheidungshilfe aufBasiseinerganzheitlichenBewertungderverschiedenenAntriebs-alternativendar.
Abbildung 36b: Technologie- und Kostenprofile „grüner“ Antriebstechnologien und Kraftstoffe im Überblick
36
4. Antriebstechnologien – Was kommt, was geht, was bleibt?
4.1 Szenarien im Überblick
Der Wettbewerb zwischen alten und neuen TechnologienstehtimSpannungsfeldunterschiedlicherpolitischer,gesell-schaftlicher, wirtschaftlicher und technischer Einflussfak-toren.DementsprechendkomplexundunsichersindProgno-sen,dieversuchen,diekünftigeBedeutungeinzelnerTechno-logienvorherzusagen.DasRegistervonFehlprognosenistindiesemFeldebensolangwieprominentbesetzt.
UmdennichtzuübersehendenUnsicherheitenRechnungzutragen,werdenimFolgendenanhandvondreiSzenariendiekünftigenMarktpotenzialefürunterschiedlicheAntriebstech-nologienabgeschätzt.Esmussnochmalsbetontwerden,dassessichdabeinurumGrößenordnungenundnichtumexakteMarktanteilsberechnungenhandelnkann.
Innerhalb der gewählten Szenarien werden politische,wirtschaftliche, gesellschaftliche und technische Variablenbetrachtet.DieWechselbeziehungenzwischendiesenVariab-lensindinAbbildung37nurangedeutet,umeinenEindruckvon der Komplexität der Szenario-Struktur zu vermitteln.
Nicht alle der genannten Variablen lassen sich quanti-fizieren,sodassinerheblichemUmfangerfahrungsbasierte,qualitative Einschätzungen in die Szenario-Ergebnisse ein-fließen.
Diezahlreicheninsgesamt36Szenario-VariablenkönneninvierwesentlichenSchlüsselvariablengeclustertwerden(Ab-bildung38).Essinddies:
• dieVorgabestaatlicherCO2-Grenzwerte,• dieMarktstrategienderAutomobilhersteller(OEM),• dierelativen„TotalCostsofOwenrship“(TCO)unterschied-
licher Antriebstechnologien, wobei hier der Ölpreis eineganzdominierendeRollespieltsowie
• diezuerwartendeNutzerakzeptanzinnovativerAntriebe.
Auf Basis dieser hierarchisierten Variablen-Struktur lassensichdreiSzenarienformulieren:
• SzenarioI „Evolution“: Dieses Szenario basiert auf einerFortschreibungderindenletztenJahrenerkennbarenpo-litischen, gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und tech-
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Klimapolitik
CO2-Grenzwerte
SanktionenKaufanreize
Besteuerung
Nutzungs-beschränkungen
Forschungs-förderung
Öffentliche Haushalte
Ausbau Verkehrs-
infrastruktur
Energiepolitik
Realeinkommen Wirtschafts-struktur
Wirtschafts-wachstum
Eneriepreiseibs. Ölpreis
Energieressourcen
Versorgungs-sicherheit
Energie-Infrastruktur
Alternative Kraftstoffe
Potenzial Zulieferer Konv. Technik (ICE) Marktstrategien OEM
AlltagstauglichkeitSpeichertechnik Relative Kosten Entsorgung
OEM Konzentration/ Kooperation
Relative TCO
Gesellschaftliche Akzeptanz
NutzeranforderungenAttraktivität
Verkehrsträger
Nutzerakzeptanz
Nutzungsprofile
Werte- und Präferenzstrukturen
Ökologischer Wandel
Demographischer Wandel
Siedlungsstruktur, ibs. Urbanisierung
Politik
Wirtschaft & Energie
Gesellschaft & Mobilität
Industrie & Technik
Abbildung 37: Systemanalytische Darstellung der Szenario-Variablen
37
4. Antriebstechnologien – Was kommt, was geht, was bleibt?
nischenTrends. Esgeht zwarvoneinerVerschärfungdergesetzlichenVorgabenhinsichtlichderCO2-Emissionenso-wie einem steigendenÖlpreis aus.Dochwirdunterstellt,dassdieseHerausforderungen imRahmeneinerkontinu-ierlichen Weiterentwicklung der heutigen technischenMöglichkeitenbewältigtwerdenkönnen.
• SzenarioII„Zeitenwende“:DiesesSzenariogehtdavonaus,dasseinsichbeschleunigenderKlimawandeldiePolitikzueiner deutlichenVerschärfung der gesetzlichenVorgabenhinsichtlichderCO2-EmissionenzwingtundsichRohölaufeinen Preis von über 200 US-Dollar/Barrel bis zum Jahr2020verteuert.DieseVeränderungenführenauchzueinerwachsenden Akzeptanz neuer Antriebstechnologien, wassichaberaufgrunddernotwendigentechnischenAusreife-zeitunddemnotwendigenAufbaueineralternativen In-
frastruktur erst im Zeitraum 2020 bis 2030 stärker aus-wirkt.
• SzenarioIII„Strukturbruch“:IndiesemSzenariowirdnichtnur ein verstärkter Druck auf die politischen Entschei-dungsträger und die Automobilunternehmen erwartet,sondernauchdasAuftretenvonneuenAkteuren,diemitungewöhnlichenGeschäftsmodellenfüreineschnelleAk-zeptanzneuerAntriebstechnologiensorgen.DieKostenfürmotorisierte Mobilität steigen in diesem Szenario sehrstarkanund führenunter anderen zueinemverstärktenAuto-Verzicht, insbesondere indenBallungszentren.Dieshat eine deutliche Abschwächung des Wachstums desweltweitenAutomobilmarktesundgleichzeitigeinemas-siveVerschiebungbeidenAntriebstechnologienzurFolge.ImFolgendenwerdendiesedreiSzenariennähererläutert.
*)TotalCostofOwnership
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
1. Ebene Staatliche CO2- Grenzwerte
Marktstrategien der OEM
Relative TCO*)
AntriebstechnikNutzerakzeptanz innovativer Antriebe
2.Ebene KlimapolitischeZieleEnergiepolitikWirtschaftswachstumÖkologischerWertewandelWerte-undPräferenzstruk-turhinsichtlichMIVPotenzialkonv.TechnikRelativeKostenAntriebstechnologien
CO2-abhängigestaatlicheSanktionen/BesteuerungStaatlicheKaufanreizeForschungsförderungRelativeEnergiepreise,insbesondereÖlpreisEnergie-InfrastrukturAngebotalternativerKraftstoffeÖkologischerWertewandelWerte-undPräferenzstrukturAutomobileNutzungsprofileRelativeKostenSpeichertechnikAlltagstauglichkeit
CO2-abhängigeBesteuerungStaatlicheKaufanreizeEnergiepolitikRelativeEnergiepreiseAutomobileNutzungsprofileRelativeKostenAntriebstechnologienOEMKonzentration/Kooperation
CO2-abhängigeNutzungsbeschränkungenEnergieversorgungs-InfrastrukturAutomobileNutzungsprofileWerte-undPräferenzstrukturGesellschaftlicheAkzeptanzAutoAlltagstauglichkeitSpeichertechnik
Abbildung 38: Diffusionsrelevante Schlüsselvariablen
38
4. Antriebstechnologien – Was kommt, was geht, was bleibt?
4.2 Szenario I: Evolution
PolitikDas Szenario Evolution geht davon aus, dass sich weltweitkeineeinheitlicheundvorallemauchkeineverbindlicheKli-mapolitikdurchsetzt.Dementsprechendunterschiedlichsinddie jeweiligenCO2-ReduktionszieleundCO2-Grenzwertefürden motorisierten Individualverkehr. In Abhängigkeit vonwirtschaftlichenErwägungenwerdenineinigenLändernres-triktivepolitischeStrategienzurDurchsetzungderRedukti-onsziele eingesetzt, in anderen Ländern jedoch nicht. Aushaushaltspolitischen Gründen unterbleiben in den meistenLändern staatliche Kaufanreize für Elektroautomobile. Eswerden keine besonderen Anstrengungen unternommen,regenerativeEnergienzufördernundbilligerzumachen.
Wirtschaft und EnergieDerAnstiegderÖlpreise liegtnur leichtüberdemZuwachsder verfügbaren Haushaltseinkommen, so dass sich dieölpreisbedingten zusätzlichen finanziellen Belastungen inengenGrenzenhalten.EstretenkeineakutenVersorgungs-engpässefürRohölaufunddiegesamteEnergieversorgungs-InfrastrukturistweiterhinsehrstarkauffossileEnergieträgerausgerichtet.GaswirdzunehmendalsKraftstoffakzeptiert,BiokraftstoffederzweitenGenerationbleibensehrteuer.
nehmen die Anforderungen an Verbrauch und Umwelt-verträglichkeit im Sinne eines „Hygiene-Faktors“ zu. Dersteigende Urbanisierungsgrad verändert die Mobilitäts-bedürfnisse und auch die automobilen Nutzungsprofile. IndenurbanenZentrenderIndustrieländergibteseinenwach-sendenTrendzukleinerenFahrzeugen.Aufgrunddesdemo-graphischenWandelssinkendiedurchschnittlichenjährlichenFahrleistungenjeFahrzeugweiter.
Industrie und TechnikDieMarktstrategienderAutomobilherstellerfolgendenKun-denanforderungen. Zur Vermeidung von Absatzrisiken wirdeinebreitePalettevonAntriebstechnologienangeboten.VorallemmitBlickaufKostenundPreiseliegtderSchwerpunktaber ganz eindeutig bei konventionell angetriebenen Fahr-zeugenmitVerbrennungsmotor.InderSpeichertechnikwer-denFortschritte,jedochkeineQuantensprüngeerzielt.
IndiesemSzenariokommteszueinemkontinuierlichenRück-gangdesAnteils konventionellerVerbrennungsmotorenvonheute95Prozentaufetwa80ProzentimJahr2020undetwa65ProzentimJahr2030.AlternativeAntriebskonzeptekön-nenihrenAnteilentsprechenderhöhen,wobeidiebatteriebe-triebene Elektrofahrzeuge (BEV) und Brennstoffzellenfahr-zeuge(FCV)nureinemarginaleBedeutungerlangen.Indie-semSzenarioverfügenauchimJahr2030noch95ProzentderweltweitverkauftenFahrzeugeübereinenVerbrennungs-motor,wenngleichmiteinemvergleichsweisehohenHybridi-sierungsanteil(Abbildung39).
4.3 Szenario II: Zeitenwende
PolitikDieRegierungenderwichtigsten Industrie-undSchwellen-ländereinigensichauflangfristigeundverbindlicheCO2-Re-duktionsvorgabenmitdemZiel,dendurchschnittlichenTem-peraturanstiegaufzweiGradzubegrenzen.ZurDurchsetzungdieser Reduktionsvorgaben wird ein ganzheitliches Politik-Paketgeschnürt,dassowohlGrenzwerteundSanktionsmaß-nahmen,alsauchstaatlicheFördermaßnahmenundKaufan-reizeumfasst. InderEnergiepolitikwerdenunterschiedlicheWegezurReduktionderCO2-Emissionenverfolgt:EineReihevonLändernsetztaufdenAusbauderKernkraft,andereaufeinenverstärktenAusbauregenerativerzeugterEnergien.
Wirtschaft und EnergieDerRohölpreissteigtunterleichtenSchwankungenkontinu-ierlichan,ohnedasseszuernsthaftenVerknappungserschei-nungenkommt.VorallemGasgewinntalsEnergieträgereinezunehmendeBedeutung.UnterstütztdurchstaatlicheFörder-maßnahmen,vorallemaberdurcheinenwachsendenBestandanFahrzeugenmitalternativenAntriebstechnologiendiversifi-ziertsichdieEnergieinfrastruktur.DieEnergieversorgungsun-
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Abbildung 39: Szenario I: Evolution (Basis: global)
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
2010 2020 2030
ICE HEV PHEV BEV/FCV
ICE Verbrennungsmotor (Benzin und Diesel) mit „milder“ Hybridisierung und alternativen Kraftstoffen
HEV Voll-Hybrid
PHEV Plug-In-Hybrid (mit Range Extender)
BEV Batteriebetriebenes Elektroauto
FCV Brennstoffzelle
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
2010 2020 2030
ICE HEV PHEV BEV/FCV
ICE Verbrennungsmotor (Benzin und Diesel) mit „milder“ Hybridisierung und alternativen Kraftstoffen
HEV Voll-Hybrid
PHEV Plug-In-Hybrid (mit Range Extender)
BEV Batteriebetriebenes Elektroauto
FCV Brennstoffzelle
Gesellschaft und MobilitätDas Auto wird in den Industrieländern weiterhin, in denSchwellenländern zunehmend als Basis der individuellenMobilitätundalsTeilderLebensqualitätgeschätzt.Allerdings
39
4. Antriebstechnologien – Was kommt, was geht, was bleibt?
ternehmentreibendenTrendzurElektrifizierungdesmotori-siertenIndividualverkehrsdurcheinewachsendeZahlöffent-licherStromtankstellenundBatteriewechselstationenvoran.
Gesellschaft und MobilitätDas Automobil behält seinen Stellenwert in den Konsum-plänenderprivatenHaushalte.DerWunschnacheinemindi-viduellen,den jeweiligenNutzungszweckenentsprechendenFahrzeugbleibthoch.LediglichindenBallungszentrennimmtder Trend zum Autoverzicht und zur Nutzung alternativerMobilitätskonzepte zu. Aufgrund beschränkter AttraktivitätwirdderöffentlichePersonennahverkehrnurfürdietäglichenFahrtenzurArbeitundzumEinkaufengenutzt.Elektro-Veloserfreuen sich in den Städten einer wachsenden Beliebtheitundgeltenalschic.
Industrie und TechnikDieAutomobilherstellerverfolgeneineoffensiveModell-undTechnologiestrategie: Eine wachsende Zahl von Serienfahr-zeugen wird mit alternativen Antriebstechnologien ausge-stattet.UmdiesezuattraktivenPreisenanbietenzukönnen,werden sowohl horizontal als auch vertikal zunehmendSystempartnerschaften mit anderen Automobilherstellernund Zulieferern eingegangen. Dadurch kommt es zu einersehrstarkenStandardisierungbeidenAntriebskonzeptenmitderFolgegroßerTechnologiesprüngeunddeutlichsinkenderKosten.DieDifferenzierungzwischendenverschiedenenAu-tomobilherstellernund-markenverlagertsichdaherstärkeraufKomfort,SicherheitundDesign.
ImSzenario„Zeitenwende“kommtesabdemJahr2020zueinerbeschleunigtenSubstitutionvonkonventionellmitVer-brennungsmotorangetriebenFahrzeugendurchPlug-in-Hy-bride.DieseerweisensichfürdenVerkehrinBallungszentrenmiteinemhohenAnteilanKurzstreckenverkehrenalsbeson-ders verbrauchssparsam und umweltverträglich, erlaubenaber eineflexibleNutzungauchauf längerenStrecken.SieverdrängendamitauchdenklassischenVoll-Hybrid.Batterie-elektrischeundBrennstoffzellenfahrzeugeerreichenindiesemSzenariozwareinehöhere,abergemessenamGesamtmarktnachwievornuruntergeordneteBedeutung(Abbildung40).
Szenario III: Strukturbruch
PolitikVordemHintergrundeinesdramatischenTemperaturanstiegsmitsichtbarennegativenKonsequenzenfürdieLebensquali-tätkommtesimJahr2015zueinerweltweitverbindlichenKlimakonvention,diedieRegierungenderführendenIndus-trienationen verpflichtet, die CO2-Emissionen bis zum Jahr2030 um 50 Prozent zu reduzieren. Die Schwellenländerihrerseits verpflichten sich, ihre CO2-Emissionen auf demNiveau des Jahres 2015 einzufrieren. Die Folge sind CO2-GrenzwertefürAutomobilevon80Gramm/KilometerbiszumJahr2020undvon50Gramm/KilometerbiszumJahr2030.FahrzeugemiteinemCO2-Ausstossvonmehrals100Gramm/Kilometer werden massiv besteuert. Die sich daraus erge-bendenSteuereinnahmenwerdenzurSubventionierungrege-nerativerEnergiensowiefürstaatlicheKaufanreizefürElek-troautomobileeingesetzt.
Wirtschaft und EnergieAufgrunddesraschvoranschreitendenweltweitenMotorisie-rungsprozessessteigtderRohölpreisbiszumJahr2015aufüber200US-DollarjeBarrel.DerweltweiteVerteilungskampfumdasknapperwerdendeRohölspitztsichzu.UmdieAbkehrvonfossilenEnergieträgernzubeschleunigen,erhöhenzahl-reicheRegierungendieMineralölsteuer,was zuüberdurch-schnittlichenPreissteigerungenbeiBenzinundDieselführt.Erhebliche Mittel werden nicht nur von den Regierungen,sondern auch von den Ölkonzernen, den Energieversorgernund den Automobilherstellern in den raschen Aufbau einerVersorgungsstrukturvonStrom-undWasserstofftankstelleninvestiert.
Gesellschaft und MobilitätNichtnurindenGesellschaftenderIndustriestaaten,sondernzunehmendauchindenEntwicklungs-undSchwellenländernvollziehtsicheingrundlegenderundnicht-reversiblerWandelhinsichtlich der Einstellung zum motorisierten Individual-verkehr:ZwarwirdindividuelleMobilitätauchweiterhinalseinwichtigesElementmodernerLebensqualitätempfunden,Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
2010 2020 2030
ICE HEV PHEV BEV/FCV
ICE Verbrennungsmotor (Benzin und Diesel) mit „milder“ Hybridisierung und alternativen Kraftstoffen
HEV Voll-Hybrid
PHEV Plug-In-Hybrid (mit Range Extender)BEV Batteriebetriebenes Elektroauto
FCV Brennstoffzelle
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
2010 2020 2030
ICE HEV PHEV BEV/FCV
ICE Verbrennungsmotor (Benzin und Diesel) mit „milder“ Hybridisierung und alternativen Kraftstoffen
HEV Voll-Hybrid
PHEV Plug-In-Hybrid (mit Range Extender)BEV Batteriebetriebenes Elektroauto
FCV Brennstoffzelle
Abbildung 40: Szenario II: Zeitenwende (Basis: global)
40
4. Antriebstechnologien – Was kommt, was geht, was bleibt?
das betrifft jedoch vorrangig die primäre Transportfunktionund nicht die psychologischen und sozialen Sekundär-funktionen. In den Ballungszentren kommt es angesichtssteigender Kosten und eines sinkenden Nutzens zu einemweitgehenden Autoverzicht. Mobilitätsbedürfnisse werdenvorrangigdurchöffentlicheVerkehrsmittelbeziehungsweisedurchdiegemeinschaftlicheundsituativeNutzung„öffent-licher“Automobile(beispielsweiseimRahmenvonCar-Sha-ring-Modellen) befriedigt. In den meisten BallungszentrendürfennurnochemissionsfreieFahrzeugegenutztwerden.
Industrie und TechnikNeueAkteure, nämlich sogenannte „Mobility Provider“, be-stimmendasGeschehenaufdemMarktfürMobilität.Eshan-deltsichdabeiteilweiseumklassischeTransportdienstleisterwie die Betreiber öffentlicher Verkehrsmittel, teilweise umehemalige Automobilvermieter und Leasinggesellschaften,teilweiseumEnergieversorgungsunternehmenundteilweiseumAutomobilhersteller,die ihrGeschäftsmodellvollständigumgestellt haben. Automobile werden aus nur wenigenModulenzusammengestellt,diewiederumvoneinigenweni-gen weltweit tätigen Modulherstellern entwickelt und imMarktangebotenwerden.BeidiesenModulherstellernhan-deltessichumehemaligeAutomobilherstelleroderumehe-maligeSystemzulieferer.AufgrundsinkenderAnforderungenandieFahrleistungen,einerzunehmendenStandardisierungder Fahrzeuge sowie erheblicher staatlicher Förderungenkommt es zu einem deutlichen Preisverfall für AutomobilemitalternativenAntriebstechnologien.
Im Szenario „Strukturbruch“ das – wie erläutert – weitrei-chende politische und wirtschaftliche Veränderungen mitentsprechenden Konsequenzen für das Mobilitätsverhaltenbringt,gewinnenderElektroantriebunddieBrennstoffzelleeinegrößereBedeutung:IhrAnteilsteigtnunaufüberzehnProzentimJahr2030.GewinnerindiesemSzenariosindPlug-in-Hybride,diemitoderohne„RangeExtender“,einenAnteilvon40Prozenterreichen.DerAnteildeskonventionellenVer-brennungsmotorswürde indiesemSzenarioauf20ProzentimJahr2030sinken(Abbildung41).
4.5 Zusammenfassung und Bewertung der Szenarien
Abbildung42gibteinenÜberblicküberdiegeschätztenVer-teilungenderunterschiedlichenAntriebstechnologienindendreidargestelltenSzenarien.Zubeachtenistdabeidieszena-rioabhängige Entwicklung des Weltautomobilmarktes. SokönntederWeltautomobilmarktimSzenario„Evolution“biszumJahr2030aufrund87MillionenverkaufteAutomobileansteigen.ImSzenario„Strukturbruch“würdenaufgrundderin diesem Szenario unterstellten Verteuerung des Autofah-renseinMarktvolumenvonnurrund70MillionenFahrzeugenerreichtwerden.
DementsprechendergebensichhinsichtlichdesMarktpoten-zialsfürdieunterschiedlichenAntriebstechnologienszenari-oabhängig deutlich unterschiedliche Größenordnungen. SowürdenbeispielsweiseimSzenario„Evolution“imJahr2030weltweitnochrund57MillionenFahrzeugemitkonventio-nellemVerbrennungsmotorverkauft,währendesimSzenario„Strukturbruch“nurnoch14MillionenEinheitenwären(Ab-bildung43).
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
2010 2020 2030
ICE HEV PHEV BEV/FCV
ICE Verbrennungsmotor (Benzin und Diesel) mit „milder“ Hybridisierung und alternativen Kraftstoffen
HEV Voll-HybridPHEV Plug-In-Hybrid (mit Range Extender)
BEV Batteriebetriebenes Elektroauto
FCV Brennstoffzelle
Abbildung 41: Szenario III: Strukturbruch (Basis: global)
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10,0
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40,0
50,0
60,0
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80,0
90,0
100,0
2010 2020 2030
ICE HEV PHEV BEV/FCV
ICE Verbrennungsmotor (Benzin und Diesel) mit „milder“ Hybridisierung und alternativen Kraftstoffen
HEV Voll-HybridPHEV Plug-In-Hybrid (mit Range Extender)
BEV Batteriebetriebenes Elektroauto
FCV Brennstoffzelle
41
4. Antriebstechnologien – Was kommt, was geht, was bleibt?
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Anteile in % Szenario I: Evolution
Szenario II:Zeitenwende
Szenario III:Strukturbruch
2010 2020 2030 2020 2030 2020 2030
ICE3 95,0 79,0 65,0 77,0 59,0 67,0 20,0
HEV4 5,0 15,0 20,0 15,0 13,0 20,0 28,0
PHEV5 0,0 4,0 10,0 5,0 20,0 8,0 40,0
BEC6/FCV7 0,0 2,0 5,0 3,0 8,0 5,0 12,0
WeltmarktFahrzeuge(inMio.)
54,34 74,09 87,40 70,40 78,66 66,68 70,00
3Verbrennungsmotor(BenzinundDiesel)mit„milder“HybridisierungundalternativenKraftstoffen
4Voll-Hybrid5Plug-in-HybridmitRangeExtender6BatteriebetriebenesElektroauto7Brennstoffzelle
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Einheiten in Mio. Szenario I:Evolution
Szenario II:Zeitenwende
Szenario III:Strukturbruch
2010 2020 2030 2020 2030 2020 2030
ICE3 51,62 58,53 56,81 54,21 46,41 44,68 14,00
HEV4 2,72 11,12 17,48 10,56 10,23 13,34 19,60
PHEV5 – 2,96 8,74 3,52 15,73 5,33 28,00
BEC6/FCV7 – 1,48 4,37 2,11 6,29 3,33 8,40
WeltmarktFahrzeuge(inMio.)
54,34 74,09 87,40 70,40 78,66 66,68 70,00
Abbildung 42: Szenario-Ergebnisse im Überblick
Abbildung 43: Verkaufsvolumina der verschiedenen Antriebstechnologien
42
4. Antriebstechnologien – Was kommt, was geht, was bleibt?
Die regionale Verteilung der ermittelten Absatzpotenzialelässtsichnurgrobabschätzen,dafürdiemeistenRegionenkeinehistorischenVergleichswertevorhandensind.Generellkann aber davon ausgegangen werden, dass elektrifizierteundreinelektrischbetriebeneAutomobileihrengrößtenAb-satzindenasiatischenMärktenfindenwerden.Dafürspre-chenzumindestdreiGründe:
• IneinerReihevonasiatischenMärktenwirdsichderMo-torisierungsprozess über elektrisch betriebene Zweirädervollziehen. EinGroßteil der potenziellenAutokundenhatalso schon Erfahrungen mit elektrisch betriebenen Fahr-zeugen.
• DerUrbanisierungsgradwirdinvielenasiatischenLändernweiterschnellvoranschreiten.DasElektromobilistfürsol-cheEinsatzzweckebesondersgeeignet.
• EsscheinteinennachhaltigenpolitischenWillenineinigenasiatischenLändern,voralleminChinaundJapan,zuge-ben,dieElektromobilitätpolitischzufördern.DazudienenauchfinanzielleKaufhilfenfürElektroautomobile.
DemgegenüberdürftesichdieAusbreitungvonElektroauto-mobileninEuropaaufgrundderhiervorherrschendenSied-lungsstrukturenundFahrgewohnheitenlangsamervollziehen.VorallemgilteshierauchdiehoheundweltweiteinmaligeAkzeptanz desDieselantriebs in Personenkraftwagen insbe-sondereinWesteuropazubeachten.
InNordamerikagibtesvorallemindenBallungszentrenanderOst-undWestküstezweifelloseingroßesPotenzialfürFahr-
zeugemitelektrifiziertemoder reinelektrischenAntrieb.VorallemKalifornienkönntedieRolleeinesPioniermarktesspie-len,nichtzuletztauchaufgrundweitreichenderVorschriftenzur Luftreinhaltung. Demgegenüber erscheint das Potenzialvon Elektrofahrzeugen in Lateinamerika eng begrenzt. Vorallem im stark wachsenden brasilianischen AutomobilmarktdürftenBiokraftstoffehistorischbedingteineweiterhingroßeBedeutungimHinblickaufdieKlimapolitikspielen.
BezüglichderpolitischenEinordnungderabgeleitetenSzena-rienscheinteinVergleichmiteinemvonderOrganisationfürwirtschaftlicheZusammenarbeit (OECD)undder Internatio-nalenEnergieAgentur(IEA)erarbeitetenSzenarionichtunin-teressant.DiesesSzenariowurdeimHinblickaufdasklima-politischeZieleinerBegrenzungderglobalenErderwärmungaufzweiGradentwickelt.EinesolcheBegrenzungwürdenachdenBerechnungendesOECD/IEA-SzenarioseineAbsenkungderklimarelevantenCO2-Emissionenauf450TeilevoneinerMillion (ppm)erfordern.Damitdieseserreichtwird,müsstedie durchschnittliche CO2-Emission des Weltautomobilbe-standesimJahr2030auf90Gramm/Kilometerreduziertwer-den. Nach den Berechnungen der OECD/IEA korrespondiertdiesesZielmitdeninAbbildung44dargestelltenAnteilenderverschiedenen Antriebstechnologien an den weltweitenAutomobilverkäufen. Vergleicht man diese Zahlen mit denhierabgeleitetenSzenarien,soliegendieseinetwazwischendenSzenarienIIundIII.AuchimOECD/IEA-SzenariowürdenimJahr2030nochüber90ProzentderweltweitverkauftenAutomobilezumindestauchnochübereinenVerbrennungs-motor verfügen – ohne, dass deshalb die klimapolitischenZiele der Weltklimakonferenz 2010 in Kopenhagen verfehltwürden.
Quelle:OECD/IEA2009
100%
80%
60%
40%
20%
0%
250
200
150
100
50
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125
90
Gra
mm
es
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r ki
lom
etr
e
ICE vehicles
Hybrid vehicles
Plug-in hybrids
Electric vehicles
CO2 intensity(right axis)
Abbildung 44: OECD/IEA-Szenario Antriebstechnologien 2007 bis 2030
2007 2020 2030
43
4. Antriebstechnologien – Was kommt, was geht, was bleibt?
Exkurs: Eine Million Elektroautos für Deutschland bis 2020?Die Bundesregierung hat im Rahmen des „Nationalen Ent-wicklungsplans Elektromobilität“ das Ziel ausgegeben, dass bis zum Jahr 2020 eine Million Elektroautos auf Deutschlands Straßen fahren. Unterstellt man, dass der Kraftfahrzeugbe-stand bis dahin von heute 41,7 Millionen auf rund 43 Millio-nen Fahrzeuge steigen wird, so würde dies einem Anteil von lediglich 2,3 Prozent entsprechen.
Am 1. Januar 2010 waren nach Angaben des Kraftfahrtbun-desamtes in Deutschland 1.588 Elektrofahrzeuge zugelassen. Rein rechnerisch müssten also in den nächsten zehn Jahren jährlich 100.000 Elektrofahrzeuge neu zugelassen werden, da-mit dieses Ziel erreicht wird. Dabei ist unterstellt, dass es in diesem Zeitraum zu keinen Fahrzeug-Löschungen kommt. In den Jahren 2010 bis 2012 wird diese Zahl schon allein auf-grund des fehlenden Angebots mit Sicherheit nicht erreicht werden. Somit müssten in den Jahren 2013 bis 2020 jährlich gut 140.000 Elektroautos verkauft werden, was einem Anteil an den gesamten Neuzulassungen von immerhin knapp fünf Prozent entspräche.
Wie die Entwicklung der Verkäufe von Gas-Autos zeigt, hängt die Ausbreitungsgeschwindigkeit alternativer Antriebe sehr stark von ökonomischen Faktoren ab. So ist die Zahl der Fahr-zeuge mit Gasantrieb seit Anfang des letzten Jahrzehnts von lediglich 5.600 Fahrzeugen im Jahr 2001 auf immerhin 437.900 zu Beginn des Jahres 2010 gestiegen. Diese Zahl umfasst auch die auf Gasbetrieb umgerüsteten Fahrzeuge. Der mit Abstand
stärkste Anstieg war in den Jahren 2006 bis 2009 zu verzeich-nen – einer Phase, in der die Kraftstoffpreise besonders stark gestiegen sind (Abbildung 45a).
Ein Szenario für die künftigen Antriebstechnologien für Deutschland muss die strukturellen Besonderheiten des deut-schen Marktes berücksichtigen. Dies gilt vor allem für den im internationalen Vergleich hohen Dieselanteil, der in einem konjunkturellen Normaljahr wie 2008 bei 44,1 Prozent lag. Der Rückgang des Dieselanteils im Jahr 2009 auf 30,7 Prozent war im wesentlichen durch die Verschiebung der Nachfrage zu kleineren Fahrzeugen bedingt, die eher mit Benzinantrieben betrieben werden. Im Jahr 2010 dürfte der Dieselanteil wieder bei über 40 Prozent liegen. Der Diesel steht in einem direkten Konkurrenzverhältnis mit den Voll-Hybriden, deren Marktak-zeptanz in Deutschland – wie bereits heute erkennbar ist – deutlich hinter der in anderen Ländern zurückbleibt.
Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass es in Deutschland bis-lang keine Anzeichen dafür gibt, dass für die Anschaffung von batteriebetriebenen Elektroautos Kaufhilfen gewährt werden, was in zahlreichen anderen Ländern der Fall ist. Insofern ist davon auszugehen, dass aufgrund der deutlichen höheren Kosten für Elektroautos zumindest bis zum Jahr 2020 diese Fahrzeuge überwiegend von gewerblichen Flottenkunden ge-kauft werden, die sich davon eine Image-Verbesserung ver-sprechen. Der Anteil des Flottengeschäfts an den gesamten Neuwagenverkäufen in Deutschland liegt bei rund einem Vier-tel. Erst ab dem Jahr 2020 kann eine stärkere Penetration von Elektroautos im Privatkundensegment erwartet werden.
Quelle:KBA/InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
0,0%
0,2%
0,4%
0,6%
0,8%
1,0%
1,2%
-50
50
150
250
350
450
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Anteilin 1.000 Einheiten
Gasantrieb Anteil Gasantrieb
Abbildung 45a: Bestand an Personenkraftwagen mit Gasantrieb in den Jahren 2001 bis 2010
44
4. Antriebstechnologien – Was kommt, was geht, was bleibt?
Weiterhin wird unterstellt, dass es ab dem Jahr 2020 zu einer weiteren Verschärfung der CO2-Flottengrenzwerte auf unter 100 Gramm/Kilometer in Europa kommen wird. Dies wird dazu führen, dass die Automobilhersteller verstärkt Plug-in-Hybri-de anbieten werden, deren Anteil dann kontinuierlich bis zum Jahr 2030 steigen dürfte.
Das in Abbildung 45b dargestellte Szenario basiert auf den Annahmen des Global-Szenarios „Zeitenwende“. Wie ersicht-lich, werden bis zum Jahr 2020 Plug-in-Hybride und Elektro-fahrzeuge im deutschen Markt voraussichtlich keine größere Bedeutung bekommen. Auch der Anteil von Voll-Hybriden an den gesamten Fahrzeugverkäufen dürfte kaum über fünf Pro-zent steigen.
Ab dem Jahr 2020 ist dann mit einer stärkeren Marktpenetra-tion alternativer Antriebe zu rechnen. Auch in diesem Szenario
wird der Anteil von Verbrennungsmotoren im Jahr 2030 noch bei rund 80 Prozent liegen.
Ein sehr ernüchterndes Bild bietet die Entwicklung des Be-stands an Voll-Hybrid-Fahrzeugen in Deutschland, Im Jahr 2006 waren knapp 6.000 Fahrzeuge als Voll-Hybride in Deutschland zugelassen. Diese Zahl stieg bis zum 1. Januar 2010 auf 28.800 Einheiten (Abbildung 46). Auch wenn man das beschränkte Angebot von Voll-Hybrid-Fahrzeugen in die-sem Zeitraum in Rechnung stellt, zeigt dies, dass ohne klaren wirtschaftlichen Vorteil das Marktpotenzial von Fahrzeugen mit alternativem Antrieb eng begrenzt ist.
Vor diesem Hintergrund erscheint eine Steigerung des Be-stands an Elektroautos in den nächsten Jahren nur unter den Annahmen als realistisch, dass die Batteriekosten dramatisch sinken und die Kraftstoffpreise ebenso dramatisch ansteigen oder dass in erheblichem Umfang Kaufhilfen für Elektroautos gewährt werden, damit der Kostennachteil der Elektrofahr-zeuge ausgeglichen wird. Im Gegensatz zu Fahrzeugen mit Gasantrieb oder Hybrid-Fahrzeugen verbliebe dann aber im-mer noch der Nachteil der geringen Reichweite und damit die Einschränkung der Alltagstauglichkeit.
Geht man von einem realistischen Preis- und Kosten-Szenario aus und unterstellt man, dass der Verkauf von Elektroautos über die fünfjährige Steuerbefreiung hinaus steuerlich nicht gefördert würde, so dürfte der Anteil von Elektrofahrzeugen an den gesamten Verkäufen bis zum Jahr 2020 kaum mehr als zwei Prozent betragen. Dies würde jährlich bei einem Gesamt-markt von drei Millionen Neuzulassungen 60.000 Einheiten betragen. Bis zum Jahr 2020 würde damit der Bestand an Elek-trofahrzeugen bei 420.000 Einheiten liegen und damit um mehr als die Hälfte unter dem Zielwert der Bundesregierung.
Quelle:InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
Anteile in vH 2010 2020 2030
FahrzeugemitVerbrennungsmotor(BenzinundDiesel),mit„milder“HybridisierungundalternativenKraftstoffen(bspw.Gas/Bio)
99,5 92,0 80
Voll-Hybrid-Fahrzeuge 0,5 5,0 3,0
Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge(mitRangeExtender)
0,0 1,5 12,5
BatteriebetriebeneElektroautos/Brennstoffzellenfahrzeuge
0,0 1,5 4,5
Gesamtmarkt Kfz (in Mio.) 2,95 3,00 2,85
Abbildung 45b: Szenario Antriebstechnologien in Deutschland
Quelle:KBA/InstitutfürAutomobilwirtschaft(IFA)
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
0
5
10
15
20
25
30
2006 2007 2008 2009 2010
Elektroautosin 1.000
Hybridautosin 1.000
Hybridfahrzeuge
Elektrofahrzeuge
Abbildung 46: Bestand an Personenkraftwagen mit Elektro- oder Hybrid-Antrieb in den Jahren 2006 bis 2010
45
Abkürzungsverzeichnis und Erklärungen
Amortisationslaufleistung LaufleistunginKilometern,dieeinFahrzeugmitalternativemAntriebbetriebenwerdenmuss,bissichdieantriebsspezifischenMehrkostengegenübereinemFahrzeugmitVerbrennungsmo-torausgleichen
AlternativeAntriebskonzepte AntriebefürKraftfahrzeuge,diesichvonihrerFunktionundWirkungsweiseinsbesonderehin-sichtlichökologischerAspektevondenbisherigenkonventionellenAntriebenauffossilerBrenn-stoffbasis(BenzinundDiesel)unterscheiden,z.B.Biokraftstoffe,Elektro-undHybridantriebe
BEV „BatteryElectricVehicle“=BatteriebetriebenesElektrofahrzeug
BidirektionalesLadesystem BatteriesysteminElektrofahrzeugen,dasnichtnurmitStromgeladenwerdenkann,sondernauchselbstStromwiederindasöffentlicheNetzeinspeisenkann
Biokraftstoff FlüssigeodergasförmigeKraftstoffe,dieausBiomassewiebeispielsweiseÖlpflanzen,Getreide,ZuckerrohroderHolzhergestelltwerden
Brennstoffzelle ZelleausElektrodenundElektrolyten,diediechemischeReaktionsenergieeineskontinuierlichzugeführtenBrennstoffes(meistWasserstoff[H2])undeinesOxidationsmittels(meistSauer-stoff[O2])inelektrischeEnergieumwandelt
Car-Policy Unternehmensinterne Richtlinie, die Regelungen bezüglich des Kaufs, der Ausstattung undNutzungvonDienstfahrzeugenenthält
Car-Sharing Organisierte,gemeinschaftlicheNutzungeinesodermehrererFahrzeuge
CNG „CompressedNaturalGas“=FahrzeugmitErdgasantrieb
Diffusionsbarriere Ökonomische, ökologische, soziale oder rechtliche Rahmenbedingung, die das massenhafteAusbreiteneinesneuenProdukts(z.B.alternativeAntriebe)aufeinemMarktverhindert
Downsizing „Verkleinerung“;einerseitsvonHubraumundZylinderanzahlinFahrzeugmotorenbeigleich-bleibenderoderähnlicherLeistung,andererseitsauchdasWechselnvonFahrzeugenausobe-renFahrzeugklassenindasKlein-undKompaktwagensegment,jeweilsmitdemZiel,Einspa-rungenvonKraftstoffzurealisieren
Elektroantrieb Fahrzeug,dessenAntriebssystemkomplettoderzumindestteilweiseaufeinemElektromotoraufbaut
Elektromobilität IndividuelleBewegungsformen(Mobilität),derentechnischeAntriebssystemeaufElektroan-triebenberuhen
Explorationskosten KostenfürdasAufsuchenundErschließenvonLagerstättenundRohstoffvorkommeninderErdkruste
FCV Fuel-Cell-Vehicle=BrennstoffzellenfahrzeugmitWasserstoff(H2)betrieben
Fehlallokation NichtoptimaleZuordnungbeschränkterRessourcen(z.B.Finanzmittel)aufpotenzielleVer-wender
Flex-Fuel-Fahrzeug Fahrzeug,daswahlweisemitBenzin,denAlkoholenMethanolsowieEthanoloderbeliebigenMischungendieserdreiKraftstoffebetriebenwerdenkann
FossilerEnergieträger Brennstoffe,diewieBraunkohle,Steinkohle,Torf,ErdgasundErdölingeologischerVorzeitausAbbauproduktenvontotenPflanzenundTierenentstandensind
46
Abkürzungsverzeichnis und Erklärungen
HEV HybridElectricVehicle=Voll-Hybrid-Fahrzeug
Hybridfahrzeug Fahrzeug,dasnebeneinemkonventionellenVerbrennungsmotoraucheinenElektromotorzumZweckedesAntriebsundderKraftstoffeinsparungbesitzt
ICE InternalCombustionEngine=Verbrennungsmotor(BenzinundDiesel)mitmilderHybridisie-rungundalternativenKraftstoffen(bspw.Gas/Bio)
KMU KleineundmittlereUnternehmen
LPG LiquefiedPetroleumGas=FahrzeugmitAutogas-Antrieb
Micro-Hybrid Fahrzeug,daskeinenElektromotorzumZweckedesAntriebsbesitzt,aberdurcheineStart-Stopp-AutomatikundBremsenergierückgewinnunghilft,Kraftstoffzusparen
Mild-Hybrid Fahrzeug,dessenElektromotordenkonventionellenVerbrennungsmotorjenachFahrzustandbeimAntriebunterstützt(z.B.beimAnfahrenoderStop-and-go-Verkehr),ohnereinelektrischfahrenzukönnen
Mobilitätsdienstleistung Dienstleistung, die die individuelle Bewegung (Mobilität) von Personen entweder schafft(insbesondereFinanzdienstleistungen),sichert (z.B.Mobilitätsgarantie)odererweitert (z.B.Car-Sharing)
NEFZ NeuerEuropäischerFahr-Zyklus=Messmethode,diederErmittlungdesKraftstoffverbrauchsvonFahrzeugendient
PeakOil GlobalesÖlfördermaximum=kritischerZeitpunkt,zudemetwadieHälftederglobalenErdöl-ressourcengefördertwordensind
PHEV Plug-in-HybridElectricVehicle=Voll-Hybrid-Fahrzeug,dessenBatteriezusätzlichdurchdasStromnetz(perKabel)geladenwerdenkann
RangeExtender Reichweitenverlängerer=inseinerBauformgegenüberherkömmlichenVerbrennungsmotorendeutlichkleinererVerbrennungsmotor,deranBordvonElektroautomobilenzumEinsatzkommt,wennderLadezustandderBatteriefastleeristunddurchseineVerbrennungstätigkeitEnergieproduziert,mitderdieBatteriewährendderFahrtaufgeladenwirdundsomitdieReichweiteeinesElektroautomobilsdeutlichverlängernkann
Systemtransformation DerWechselbzw.dieUmwandlungeinesbestehendenSystems(z.B.MobilitätaufBasisfossilerBrennstoffe)ineineneueForm(z.B.Elektromobilität)
Tank-to-Wheel EmissionsverhaltendesFahrzeugsohneBetrachtungderEnergieerzeugung
TCO TotalCostofOwnership=HalterkostenfüreinFahrzeug,inDeutschlandüblicherweiseRest-wertverlust,Kraftstoff,Steuern,Versicherung,WartungundReparatur
Voll-Hybrid Fahrzeug,dessenElektromotorvonderLeistungherinderLageist,dasFahrzeugzumindestübereinegewisseDistanzreinelektrischvoranzutreiben
Well-to-Wheel EmissionsverhaltendesFahrzeugsmitBetrachtungderEnergieerzeugung
Zero-Emission-Fahrzeug Null-Emissions-Fahrzeug= Fahrzeug, daswährenddesBetriebs keineumweltschädigendenStoffeandieUmgebungabgibt
47
Anschriften
Industrie- und Handelskammer Region StuttgartJägerstraße30,70174StuttgartPostfach102444,70020StuttgartTelefon07112005-0,Telefax-354www.stuttgart.ihk.deinfo@stuttgart.ihk.de
Bezirkskammer BöblingenSteinbeisstraße11,71034BöblingenTelefon070316201-0,Telefax-60info.bb@stuttgart.ihk.de
Bezirkskammer Esslingen-NürtingenFabrikstraße1,73728EsslingenPostfach100347,73703EsslingenTelefon071139007-0,Telefax-30info.esnt@stuttgart.ihk.de
GeschäftsstelleNürtingenBismarckstraße8-12,72622NürtingenPostfach1420,72604NürtingenTelefon070223008-0,Telefax-30
Bezirkskammer GöppingenFranklinstraße4,73033GöppingenPostfach623,73006GöppingenTelefon071616715-0,Telefax0716169585info.gp@stuttgart.ihk.de
Bezirkskammer LudwigsburgKurfürstenstraße4,71636LudwigsburgPostfach609,71606LudwigsburgTelefon07141122-0,Telefax-235info.lb@stuttgart.ihk.de
Bezirkskammer Rems-MurrKappelbergstraße1,71332WaiblingenTelefon0715195969-0,Telefax-26info.wn@stuttgart.ihk.de
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