Bundesministerium für Wirtschaft <Deutschland>

BMWi

Institut für Kraftfahrzeuge

CO2-Reduzierungspotenziale bei PKW bis 2020.

Abschlussbericht zur Studie im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie.

o.O. <Berlin>

2013

Inhalt

1 Einleitung ... 7

2 Methodische Vorgehensweise ... 8

3 Umfeldanalyse (AP1) ... 10
3.1 Aufschlüsselung der CO2-Emissionen in Europa ... 11
3.2 Legislative Rahmenbedingungen im Hinblick auf CO2-Emissionen ... 11
3.2.1 CO2-Gesetzgebung ... 12
3.2.1.1 Europäische Union ... 12
3.2.1.2 USA ... 16
3.2.1.3 Japan .... 18
3.2.2 Richtlinien für die Messung von CO2-Emissionen ... 20
3.2.2.1 Europäische Union ... 20
3.2.2.2 USA .... 21
3.2.2.3 Japan ... 22
3.2.3 Vergleich und Roadmap der CO2-Gesetzgebungen ... 23
3.3 Fahrzeugmarkt-Analyse für Deutschland und die Europäische Union ... 25
3.3.1 Entwicklung des Marktvolumens von Pkw (M1) ... 26
3.3.2 Entwicklung der Fahrzeugsegmente ... 27
3.3.3 Entwicklung der Antriebskonzepte... 31
3.4 Analyse der CO2-Segment- und Flottenemissionen in Europa ... 33
3.5 Entwicklungs- und Produktionszyklen auf Fahrzeug- und Technologieebene .... 36
3.6 Zwischenfazit ... 41

4 Technologische und wirtschaftliche Potenzialanalyse (AP2) ... 43

5 Entwicklungsszenarien und Darstellung der CO2-Reduktionspotenziale (AP3) ... 46
5.1 Zusammenstellung von Technologiepaketen ... 46
5.1.1 Technologiebewertung ... 46
5.1.2 Technologische Wechselwirkungen ... 48
5.1.3 Methodik zur Ermittlung der Technologiepakete ... 49
5.1.4 Einsparpotenziale der Technologiepakete .... 52
5.2 Entwicklungsszenarien und CO2-Flottenreduzierungspotenziale .... 57
5.3 Einflussanalyse der Segment-/ Kraftstoffkombinationen ... 61
5.4 Zwischenfazit ... 62

6 Validierung der bisherigen Ergebnisse durch Experteninterviews (AP4) ... 63
6.1 Methodische Vorgehensweise der Experteninterviews ... 63
6.2 Ergebnisse der Technologiebewertung ... 64
6.3 Ergebnisse der Marktprognose ... 66
6.4 Ergebnisse der offenen Fragen ... 67
6.5 Weitere Ergebnisse der Interviews ..... 69
6.6 Zwischenfazit ... 70

7 Ableitung von CO2-Zielwerten (AP5.1) ... 72
7.1 Methodische Vorgehensweise und Szenarienentwicklung ... 72
7.2 Einflussparameteranalyse für Wirtschaftlichkeitsanalyse (TCO) ... 74
7.2.1 Endkundenpreis der Technologien ... 74
7.2.2 Entwicklung des Kraftstoffpreises in der Europäischen Union ... 77
7.2.3 Laufleistung von Fahrzeugflotten ... 78
7.2.4 Fahrzeughaltedauer ... 79
7.2.5 Kapitalwertmethode ... 80
7.3 Modellierung der Szenarien ... 81
7.3.1 Modellierung der gewerblichen Kunden ... 81
7.3.2 Modellierung der privaten Kunden ...... 83
7.3.3 Zwischenergebnisse der Marktmodellierung .... 85
7.4 CO2-Flottenemissionen und CO2-Zielwerte der EU-Neuzulassungen ... 86
7.5 Szenarioanalyse ... 88
7.6 Sensitivitätsanalyse . 90
7.7 Zwischenfazit ... 90

8 Strategischen Implikationen für die deutsche Automobilindustrie (AP5.2) ... 93
8.1 Fahrzeughersteller ... 93
8.1.1 Berechnung von CO2-Flottenwerten für abstrahierte Fahrzeughersteller ... 93
8.1.2 Handlungsfelder für Fahrzeughersteller ... 96
8.2 Automobilzulieferer ... 98
8.3 Handlungsfelder Politik ... 100

9 Zusammenfassung ... 103

10 Ausblick und zukünftiger Forschungsbedarf .... 107

11 Literatur ... 108

12 Anhang A: Technologiebeschreibung ... 122
12.1 Referenzfahrzeuge ... 122
12.2 Hebel zur Reduzierung von Energieverbrauch und CO2-Emissionen .... 123
12.3 Reduzierung des Energiebedarfs zum Fahrzeugbetrieb ... 126
12.3.1 Rollwiderstandsreduzierte Reifen .... 127
12.3.2 Leichtbau ... 128
12.3.3Aerodynamische Optimierung ... 131
12.4 Effizienzerhöhung der Energiebereitstellung ... 134
12.4.1 Optimierung von konventionellen Verbrennungsmotoren .... 134
12.4.1.1 Direkteinspritzung ... 135
12.4.1.2 Gekühlte Abgasrückführung ... 137
12.4.1.3 Downsizing und Aufladung .... 138
12.4.1.4 Variabler Ventiltrieb ... 142
12.4.1.5 Zylinderabschaltung ... 144
12.4.1.6 Variable Verdichtung .... 145
12.4.1.7 Brennverfahren ... 146
12.4.1.8 Reibungsreduzierung ... 147
12.4.1.9 Reduzierung von thermischen Verlusten .... 147
12.4.2 Getriebe ... 149
12.4.3 Elektrifizierung des Antriebsstrangs ... 152
12.4.3.1 Hybridantrieb ... 153
12.4.3.2 Elektrofahrzeuge ... 157
12.4.4 Reduzierung des Energiebedarfs von Nebenverbrauchern ... 158
12.4.5 Alternative Kraftstoffe im Verbrennungsmotor.... 160
12.5 Sonstige Maßnahmen und Ökoinnovationen ... 163
12.6 Erfahrungsraten ... 164

13 Anhang B: Sonstiges ... 167

↑ https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Publikationen/Industrie/flyer-foederung-energieeffiziente-klimaschonende-produktionsprozesse.pdf?__blob=publicationFile&v=5

15.07.2019