Der Weg zum emissionsfreien Fahren

Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Neue Treibstoffe und alternative Antriebsstränge stellen die Industrie vor Herausforderungen und bestimmen die Zukunft der Automobillandschaft. Welche Vor – und Nachteile die verschiedenen Optionen mit sich bringen klärt die Studie „From CO2 neutral fuels to emission-free driving“.

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Bis 2030 werden rund 42 Millionen reine Elektrofahrzeuge (EV) pro Jahr verkauft werden und damit 35 Prozent des Marktanteils einnehmen.
Bis 2030 werden rund 42 Millionen reine Elektrofahrzeuge (EV) pro Jahr verkauft werden und damit 35 Prozent des Marktanteils einnehmen.
(Bild: Tesla)

Die PwC-Studie widmet sich den Treibern der Transformation und erläutert anhand eines hypothetischen Szenarios, bei dem alle Leichtfahrzeuge in Deutschland mit einem CO2 neutralen Treibstoff betrieben sind, die Auswirkungen der einzelnen Alternativen. Zusätzlich wird die Praktikabilität der verschiedenen Systeme analysiert, sowie ein Ausblick auf die zukünftige Entwicklung und nötige Anpassung der Industrie gegeben.

Die vier Treiber der Transformation

Das derzeitige Momentum im Wandel zu alternativen Antrieben wird auf der lokalen Ebene durch Luftreinhaltungsmaßnahmen in Schadstoff belasteten Städten getrieben. Auf der nationalen Ebene kommen - nicht erst seit dem Pariser Klimaabkommen - CO2 Emissionsregulierungen hinzu. Die öffentliche Wahrnehmung ist zusätzlich derzeit stark auf Einfahrbeschränkungen und Fahrzeugemissionen unter Realbedingungen fokussiert. Als weitere Treiber sind Handelsabkommen und der sinkende Ölpreis zu nennen.

Was wäre wenn in Deutschland alle Leichtfahrzeuge auf einen CO2 neutralen Treibstoff wechseln würden?

Hierfür wurde in einem hypothetischen Szenario die Umsetzung von CO2-neutral erzeugter elektrischer Energie aus Solar- oder Windkraft in Strom, Wasserstoff- und Synfueltreibstoffe sowie die jeweils passenden Antriebsarten der Battery Electric Vehicle (BEV), Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV) und Internal Combustion Engine (ICE) analysiert.

Umsetzungswege und Leistungsfähigkeit CO2-neutraler* Kraftstoffe.
Umsetzungswege und Leistungsfähigkeit CO2-neutraler* Kraftstoffe.
(Bild: PWC)

BEVs bieten dabei in der Nutzungsphase von der Stromproduktion bis zum Verbrauch die höchste Effizienz von rund 70 Prozent. Unter der Annahme, dass alle Leichtbaufahrzeuge in Deutschland BEVs wären, würde der elektrische Energiebedarf um 34 Prozent im Vergleich zum jetzigen Gesamtbedarf steigen und so Teil des geschätzten 300 Milliarden Euro Investments für die benötigte Infrastruktur sein.

Was würde es bedeuten, wenn alle Pkw in Deutschland zu alternativen CO2-neutralen Treibstoffen wechseln?
Was würde es bedeuten, wenn alle Pkw in Deutschland zu alternativen CO2-neutralen Treibstoffen wechseln?
(Bild: PWC)

Mobilitätskosten im Überblick

Für einen fairen technologischen Vergleich der Optionen für den Antriebsstrang definiert die Studie Referenzfahrzeuge mit ähnlichen Leistungsmerkmalen im Mittelklassesegment bei einer angenommenen Großserienproduktion. Neben den oben genannten Antriebsarten wurde hier als Mischform auch ein Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) mit Verbrennungs- und Elektromotor mit einbezogen.

Außer den Herstellungskosten, welche die Abschreibung bestimmen, flossen weitere Faktoren wie die Treibstoffkosten, Steuern oder Instandhaltungskosten in die Berechnung der „Total Cost of Ownership“ (TCO) ein. Zusätzlich wurden qualitative Faktoren, wie beispielsweise die Reichweite, die Betankungszeit, sowie Einfahrbeschränkungen in Null-Emissions-Zonen betrachtet.

Das Batteriefahrzeug (BEV) überzeugt hierbei vor allem durch geringe TCO-Kosten, weist jedoch im Vergleich zu den anderen Lösungen Schwachstellen im Bereich der Reichweite und Ladezeit auf. Diese Faktoren sind und bleiben ein großer Vorteil für das Verbrennerfahrzeug (ICE), das allerdings durch die erwartete zunehmende Einführung emissionsfreier Zonen in immer mehr Städten unter Einfahrbeschränkungen zu leiden hat.

Dies wiederum erhöht die Attraktivität für das mit Brennstoffzellen betriebene FCEV. Dieses hat eine höhere Reichweite und geringere Ladezeit im Vergleich zum BEV bei lokaler Emissionsfreiheit, weshalb erwartet wird, dass sich FCEVs zu einer attraktiven Lösung im Premium-Langstrecken-Segment entwickeln werden.

Was kommt jetzt?

Bis 2030 werden rund 42 Millionen reine Elektrofahrzeuge (EV) pro Jahr verkauft werden und damit 35 Prozent des Marktanteils einnehmen. Rechtliche Einschränkungen durch emissionsfreie Zonen und striktere Abgaswerte werden diesen Trend fördern und vermutlich 2025 das Benutzen von ICE Fahrzeugen in emissionsfreien Zonen verbieten.

Zusätzlich fallen die Kosten für den Antriebsstrang eines BEVs mit rund 400 Kilometer Reichweite auf ein vergleichbares Niveau von ICEs, welche Mehrkosten durch strengere Abgas- und Effizienzziele verkraften müssen. Durch den Ausbau eines öffentlichen Ladenetzes werden Hemmnisse für den Verkauf von BEVs verringert werden, während der Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur FCEVs zunehmend attraktiv werden lässt. Entsprechend wird der Anteil von BEVs, PHEVs und FCEVs ab dem Jahr 2025 dynamisch zunehmen. Nichtsdestotrotz werden ICE Fahrzeuge auch noch 2030 den größten Marktanteil haben.

Schätzung der globalen Fahrzeug-Verkäufe nach Antriebsarten (in Mio. Fahrzeuge pro Jahr).
Schätzung der globalen Fahrzeug-Verkäufe nach Antriebsarten (in Mio. Fahrzeuge pro Jahr).
(Bild: PWC)

Implikationen für OEMs und Zulieferer

OEMs und Zulieferer müssen jetzt strategisch wertvolle Entscheidungen treffen, um weiterhin ihre Wettbewerbsfähigkeit aufrecht zu halten. Dazu gehören die Anpassung und Revision des Produktportfolios, die Sicherung von ausreichenden Margen durch eine Optimierung der Produktkosten sowie die Realisierung von Skaleneffekten unter der Verbesserung der Wertschöpfungskette. Schließlich erfordert der Einstieg in neue Technologien und Geschäftsfelder auch eine adäquate Gestaltung der Organisation, um Innovationskraft und –geschwindigkeit aufrechtzuerhalten.

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