DLR erarbeitet Simulationsmodell: „Die Elektromobilität ist kein Selbstläufer“

Unternehmen und Markt

Das DLR erarbeitet Simulationsmodell: „Die Elektromobilität ist kein Selbstläufer“ (Bildmaterial: DLR)Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) untersucht mit dem Simulationsmodell „Vector 21“ die Marktchancen verschiedener Fahrzeugantriebe und Kraftstoffe und will damit den Akteuren des Fahrzeugmarktes wichtige Entscheidungshilfen bieten.

Hinter der Abkürzung „Vector 21“ verbirgt sich ein Fahrzeugtechnik-Szenariomodell (Vehicle Technologies Scenario Model). Wissenschaftler des DLR haben im Auftrag der Helmholtz-Gemeinschaft ein Computermodell erarbeitet, um die Konkurrenzsituation von Fahrzeugtechnologien und Fahrzeugkomponenten zu bewerten. Die mit Vector 21 berechneten Szenarien berücksichtigen die neuesten gesellschaftlichen, politischen, technologischen und ökologischen Rahmenbedingungen des deutschen Automarktes vor dem Hintergrund einer globalen Entwicklung bis ins Jahr 2040.

Die Forscher des Stuttgarter DLR-Instituts für Fahrzeugkonzepte haben über fünf Jahre eine umfangreiche Technologiedatenbank aufgebaut, die unter anderem Angaben zu Energieverbrauch, Herstellungskosten und Verkaufspreisen verschiedener Fahrzeugtypen enthält und ständig erweitert wird. Die Bandbreite umfasst den konventionellen Verbrennungsmotor, Range-Extender-Fahrzeuge, Hybrid-, Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeuge sowie aktuelle Beschreibungen aller Technologien hinsichtlich ihres Entwicklungspotenzials.

Im Auftrag von Kunden aus Politik und Wirtschaft erstellt die Arbeitsgruppe um Dr. Stephan Schmid, Leiter des Forschungsfeldes Innovative Fahrzeugsysteme und Technikbewertung, auf Basis der Datenbank unterschiedliche Szenarien. Ihr Computermodell legt dabei drei Einflussfaktoren zugrunde, die den Fahrzeugmarkt entscheidend bestimmen: erstens die Kunden, die vom innovationsbereiten Käufer bis zum Nachzügler in verschiedene Käufertypen eingeteilt werden und mit ihrem Käuferverhalten eine entscheidende Hürde für den Markteintritt einer Technologie darstellen können; zweitens die verschiedenen Antriebskonzepte und -technologien, die in den nächsten 30 Jahren um den Markteinstieg und -erfolg konkurrieren, sowie drittens die äußeren Einflussfaktoren wie Steuern, Subventionen, CO2-Ziele oder die Kraftstoffpreisentwicklung.

So werden die Berechnungen zum Beispiel von der Steigerungsrate des Rohölpreises bis 2040, dem Anteil der Biokraftstoffe am Gesamtkraftstoffangebot, dem Anteil der Erneuerbaren Energien oder dem Preis von Wasserstoff bestimmt. Will ein Auftraggeber in einer Fahrzeugflotte eine erhebliche CO2-Reduktion erreichen, können die DLR-Forscher berechnen, mit welchen vorhandenen oder zukünftig vorhandenen Technologien ein solches Ziel mit minimalen Kosten realisierbar ist.

Stephan Schmid bringt den gemeinsamen Nenner aller Szenarien so auf den Punkt: „Die Anzahl der unterschiedlichen Antriebs- und Fahrzeugkonzepte nimmt zu. Damit steigt - zumindest zeitweise - auch die Vielfalt der Energieträger“. Erstmals seit mehr als 100 Jahren beginne damit eine Ära, in der gleichzeitig mit flüssigen und gasförmigen Kraftstoffen, Strom und wahrscheinlich Wasserstoff gefahren wird. „Elektromobilität ist dabei zwingend notwendig, um die CO2-Reduktionsziele überhaupt erreichen zu können“, ist der Vector-21-Projektleiter überzeugt.

Projektleiter Dr. Stephan Schmid (Bildmaterial: DLR)Im Interview geht Dr. Stephan Schmid zudem auf weitere Details des Vector-21-Projektes ein:

In Vector 21 untersuchen Sie, wie technische, politische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen die Autoantriebe in 25 Jahren beeinflussen. Warum ist es wichtig, sich heute mit diesen Fragen zu beschäftigen?

Dies ist wichtig, um im Vorfeld die Weichen richtig zu stellen. Das heißt, zu fragen, welche Fahrzeugtechnologien müssen wir erforschen und verbessern, welche Kaufanreize sind erforderlich? Wird eine Investition in Infrastruktur oder Produktionsanlagen in Zukunft zum Erfolg führen?

Das Thema wird seit fünf Jahren im DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte behandelt. Was sind die wichtigsten Ergebnisse?

Kurz gesagt: die Elektromobilität ist kein Selbstläufer. Wir haben bei allen Konzepten wie dem wiederaufladbaren Hybridauto, dem Batterieauto oder dem Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeug das Problem, dass wir eine wirtschaftliche Hürde - den vergleichsweise hohen Preis - überwinden müssen, bis diese Fahrzeuge wettbewerbsfähig gegenüber den konventionellen Fahrzeugen sind. Die Stärke unseres Ansatzes ist, dass wir Aussagen zur Höhe dieser Hürde liefern, und dazu, welche wirtschaftspolitischen Maßnahmen zum Erfolg führen könnten.

Sie arbeiten immer mit mehreren Szenarien. Warum und welche Annahmen verwenden Sie ?

Wir entwickeln Szenarien, die 20, 30 oder 40 Jahre in die Zukunft schauen. Dabei ist wichtig zu verstehen, dass auch wir keine Hellseher sind und nicht über eine „Kristallkugel“ verfügen, mit der wir in die Zukunft sehen können. Was wir aber mit unserem Modell tun, ist aus dem Vergleich mehrerer Szenarien zu lernen. Wir ermitteln, welche Annahme welche Auswirkungen für einen zukünftigen Verlauf hat, und können damit sagen, wie zum Beispiel der Erdölpreis, die Besteuerung von Fahrstrom oder neue Fahrzeug- und Antriebskonzepte sich auf einen möglichen Marktanteil in Zukunft auswirken.

Was unterscheidet Szenario 1 von Szenario 2?

Szenario 1 bezeichnen wir als „business as usual“: Der Ölpreis steigt langsam, die CO2-Ziele in der Neuwagenflotte sinken moderat. In Szenario 2 hingegen steigt der Ölpreis schneller und die CO2-Ziele sinken stärker. Im zweiten Szenario wurden zusätzlich sehr positive Annahmen für die Entwicklung der Brennstoffzellentechnologie gemacht. Die Kombination der Szenarioannahmen hat hier insgesamt zur Folge, dass sich die alternativen Antriebskonzepte sehr stark im Markt durchsetzen können.

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Die Abbildung zeigt die Gegenüberstellung zweier Pkw-Szenarien für Deutschland mit der zeitlichen Entwicklung der Zusammensetzung der Neufahrzeugflotte (oben) und des Flottenbestandes (unten). Szenario 1 (links) zeigt die Entwicklung unter leichter Ölpreis-Steigerung und moderaten Klimaschutzzielen (Referenz). Szenario 2 (rechts) basiert auf stärkeren Klimaschutzvorgaben und einer schnelleren Ölpreissteigerung sowie auf anderen Annahmen zur Fahrzeugtechnik.

Folgende Antriebskonzepte wurden berücksichtigt: Otto-Motoren (gelb), Diesel (dunkelblau), Erdgas (dunkelrot), Otto-Hybrid (orange), Diesel-Hybrid (hellblau), Erdgas-Hybrid (hellrot), Batteriefahrzeuge (dunkelgrün), Range-extender und Plug-in Hybrid (hellgrün), Brennstoffzellenfahrzeuge (flieder). Unter den Rahmenbedingungen in Szenario 2 werden alternative Antriebe bis 2040 einen sehr großen Marktanteil erringen.

Wer ist die Zielgruppe von Vector 21?

Das Vector 21-Modell adressiert sich sowohl an die Automobil- und Zulieferindustrie als auch an Stromversorger und Kraftstoffindustrie zur Analyse strategischer Fragen. Es geht zum Beispiel um die Frage, inwiefern sich die Elektromobilität durchsetzen wird. Darüber hinaus können wir auch Betreiber von Fahrzeugflotten wie Logistik-Unternehmen bei der Frage unterstützen, mit welchen Fahrzeugen, Antrieben und Kraftstoffen und für die jeweils typischen Fahrprofile kostengünstig die CO2- Unternehmens-Ziele erreicht werden.

 

(mk/wattgehtab.com)


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