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Der Weg in eine nachhaltige Zukunft – Die Kraftstoff- und Antriebsstrategie eines OEM
T. Garbe, M. Hönig, H. Bröker, Kaszas, E. Pott, Volkswagen AG
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Der Weg in eine nachhaltige Zukunft – Die Kraftstoff- und Antriebsstrategie eines OEM
• Überblick über strategische Ziele und die Antriebsstrategie der Volkswagen AG
• Bedeutung der flüssigen und gasförmigen Kraftstoffe
• Handlungsbedarf
• Fazit
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Der Weg in eine nachhaltige Zukunft – Die Kraftstoff- und Antriebsstrategie eines OEM
• Überblick über strategische Ziele und die Antriebsstrategie der Volkswagen AG
• Bedeutung der flüssigen und gasförmigen Kraftstoffe
• Handlungsbedarf
• Fazit
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Ausgewählte strategische Ziele
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KlimaLuftqualität
Mobilität
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Prognose von CO2- Emissionen und Erderwärmung
Seite 5
4.000
3.500
3.000
2.500
1.500
1.000
500
0
2.000
Kum
ulat
ive
CO2-
Emis
sion
en [G
T CO
₂]
1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080
3°C Auswirkungen auf Nahrungsmittelversorung
2°C Pariser Abkommen
aktuell +2%/Jahr
0%
-2%
-4%
2016
1,5°C substanzielle Schäden in Bio-Systemen
jährliche CO2 Senkung
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Prognose der Luftbelastung unterBerücksichtigung der RDE- Gesetzgebung
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Hebel zur Zielerreichung im Verkehrssektor
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Antrieb
Energieträgerund Infrastruktur
Verhalten des mündigen Bürgers
Tätigkeitsfeld des OEM
Stakeholder
Reaktion auf Angebote
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Volkswagen Kraftstoff- und Antriebsstrategie
heute
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Ziel: Volkswagen Antriebs-Portfolio2025
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Entwicklungsschwerpunkt Fahrzeugarchitektur für Elektrofahrzeuge
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CNG-Offensive des Volkswagen-Konzerns
• praktisch partikelfrei
• Stickoxide signifikant reduziert
• CNG heute schon zu 20% regenerativ
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Entwicklungsschwerpunkt Real Driving Emissions
Source: FEV
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Durchschnittliche NOx – Emissionen/Hersteller
(36) = Number of vehicles tested
Source: ADAC e.V.; 8/2017
NO
xem
issi
ons
(mg/
km)
Wettbewerb
236
(11)
250
(10)
255
(6)
263
(12)
364
(7)
421
(13)
488
(10)
561
(4)
684
(14)
141
(36)
146
(44)
149
(21)
100
200
300
400
500
600
700
0
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Attraktive ProdukteVW BUDD-e - Studie 2016
• Allrad-Elektroantrieb
vordere E-Maschine: 100
kW
hintere E-Maschine:125 kW
• Höchstgeschwindigkeit: 180
km/h
• 0- 100 km/h: 7,0 Sekunden
• Energieinhalt: 92,4 kWh
• Reichweite: 533 km (NEFZ).
• Ladeleistung max. : 150 kW
(DC)
• Induktives laden
Fully ElectricFully Electric
AntriebAntrieb BatterieBatterie
User ExperienceUser Experience Fully ConnectedFully Connected Automated DrivingAutomated Driving
T. Garbe, Volkswagen AGSeite 14
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Einfluss der Maßnahmen auf die Fahrzeugflotte
Reguliert (95g in 2020)
12 Mio. EU-Neuwagen p.a.
228 Mio. EU-Bestandsfahrzeuge
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Der Weg in eine nachhaltige Zukunft – Die Kraftstoff- und Antriebsstrategie eines OEM
• Überblick über strategische Ziele und die Antriebsstrategie der Volkswagen AG
• Bedeutung der flüssigen und gasförmigen Kraftstoffe
• Handlungsbedarf
• Fazit
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Motivation für regenerative Kraftstoffe
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Klima
CO2-neutrale Kraftstoffe
(aufgrund: Herkunft oder Rohstoff)
Luftqualität
Verbrennungsoptimierte Kraftstoffe
(aufgrund: Kraftstoffchemie)
Nutzung
regenerativer
Kraftstoff
deutlich
weniger Abgasregenerativer Kraftstoff CO2-Abscheidung
PtX-Verfahren
CO2
reg. Energie
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Herstellung von E-Fuels
Erneuerbarer Strom• Wind• Sonne• Wasser
Erneuerbare Biomasse• Reststoffe 1)
• WeiterentwickelteBiomasse 2)
1) Stroh, Altspeisefett, Klärschlamm, Holz, etc. 2) Algen, Hefen, etc.
Paraffin
Paraffin, Ether
CO2• Industrieanlagen• Luft
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Well-to-Wheel CO2-Emissionen bei Einsatz von E-Fuels (ohne Berücksichtigung möglicher Effizienzsteigerungen)
Emis
sion
en [g
CO₂ e
q/km
]
2412 11 4 10 17
60
109
92106
0
20
40
60
80
100
120
140
160
e-Benzin(2. Generation)
Benzin CNG e-Gas Diesel e-Diesel(1. Generation)
E-Mobilität
(EU-Mix)
E-Mobilität(100% Wind)
Σ 133 - 89% - 23% - 96%Σ 116 - 82%
Well-to-Tank Tank-to-Wheel
Well-to-Wheel Emissionen
(VW 370)
1
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Nutzung der Rohemissionsvorteile durch Einsatz von e-Diesel
NOx-Emissionen [g/h]
Part
ikel
emis
sion
en [g
/h]
0
1
2
3
4
5
10 15 20 25 30 35 40
Diesel
Rohemissionsvergleich2,0l TDI EA288 – 1.550 1/min, 90 Nm
e-Diesel – 1. Gen. (100% Paraffine)
e-Diesel – 2. Gen. (70% Paraffine, 30% OME)
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Potenzial der Partikel Senkung durch optimierten E 20 ROZ 102
Rohemission Abgasemission
PN E
mis
sion
Typische Feldqualität EU heute
Ziel E 20 ROOZ 102
OPF Filter-Wirkungsgrad von η = 83%*
Quelle: ACEA Seite 21
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Kraftstoffverbrauch in Abhängigkeit der Qualität(1.5L TGI, 110 kW EA 211evo)
E10 ROZ 95 E20 ROZ 102- dedicated engine
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Langzeiteffekte werden durch Additive optimiert(1,4l EA 211)
Organic deposits Possible effects Results
- Injector coking
- Coking of inlet valve
- Coking of intake tract
- Throttle coking
- OBD mistakes
- Higher emissions
- Risk of engine deposits
- Negative impact on gas flow,spray pattern,mixture behaviour
- Inner flow handicap
- Pre ignistion risk
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Source SGS Conference 2014, ShanghaiJohnny Shen, Alex Cantlay, Thomas Garbe
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Roadmap Dieselkraftstoffe
24
2020 2025 2030 2035 2040
EN 590 Maingrade
Paraffinanteil erhöhen
Paraffinischer Diesel
EN 15940 EN 15940Maingrade
für spezifische Anwendungenleichte Anpassung heutiger Motorkonzepte
Option: „City-Diesel“
Paraffin + Zumischung OME
EN 15940 mod. EN 15940 mod.Maingrade
für spezifische AnwendungenHardwareanpassungen
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Phase out:
– Rohöl
– Anbau-Biomasse
Timeline DieselkraftstoffHerstellungsmethoden alternativer Dieselkomponenten
25
unvermeidbare
2000 2010 2020 2030 2040Diesel
GtL
aus Anbau-Biomasse
aus Reststoffen
mit Rohöl (Tiefenhydrierung)
in Raffinerie
aus Algen, Hefen
in Raffinerie
aus Luft
Größe der Pfeile: Illustrativ für Mengenpotenzial
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Roadmap Ottokraftstoffe
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2020 2025 2030 2035 2040
EN 228 Maingrade
Durchgängig E 10 in Europa
Phase in synthetischer Ottokomponenten
„E20 ROZ 102 PN arm“ E20 ROZ 102 PN arm Maingrade
für spezifische Anwendungenleichte Anpassung heutiger Motorkonzepte
Option: „City-Diesel“
E 20 mod E 20 mod.Maingrade
für spezifische AnwendungenHardwareanpassungen
+ neue Komponenten
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Der Weg in eine nachhaltige Zukunft – Die Kraftstoff- und Antriebsstrategie eines OEM
• Überblick über strategische Ziele und die Antriebsstrategie der Volkswagen AG
• Bedeutung der flüssigen und gasförmigen Kraftstoffe
• Handlungsbedarf
• Fazit
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Handlungsfelder
Technik
PolitikGesellschaft
Herstellung
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Ziel/Vision PTX - Forschung
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HerstellungRohprodukt
Anwendung
-Potenzialanalyse(Mengen , CO2- Benefit)
- Verfahrensoptimierung
auf WTT – Effizienz
- Stabilisierung Netz und Energiespeicher
- Ertüchtigung Motoren
- Verfahrensoptimierung
- „Freifahren“
- Demonstration
Kraftstoff-design
+ Effizienz/Motor
- Emissionen im Bestand
- Optimierung Komponenten
- Entwicklung Additivpakete
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Wünsche an die Politik
• Technologieoffene Gesetzgebung
• Unterstützung des Infrastrukturaufbaus für Elektromobilität undregenerative flüssige und gasförmige Kraftstoffe
• Schaffung geeigneter Rahmenbedingungen für die Sektorenkopplung
• Aufnahme paraffinischen Diesels in die 10. BImschV
• Normungsmandat E 20
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Empfehlungen an die Mineralölindustrie
• Klare Positionierung mit Projekten und Produktenzur Senkung von Treibhausgasen und Schadstoffen
• Engagement für den aufgezeigten Pfad
• Klare Bekenntnisse zu Einführungsszenarien
• Mitarbeit an der Infrastruktur für Gas und verbesserteflüssige Kraftstoffe
• Deutliche Weiterentwicklung der Produktqualität
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Empfehlungen an den Handel
• Weiterentwicklung der AdBlue Infrastruktur
• Weiterentwicklung der CNG Infrastruktur
• Angebot umweltfreundlicher Kraftstoffsorten
• Aktive und langfristig geplante Kommunikation zum Kunden
• Vorbereitung auf Phase in von- E 20- paraffinischem Diesel in der nächsten Dekade
• Aufbau von Lademöglichkeiten für BEV und PHEV
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Best Practice: Die Entwicklung von R33 Blue Diesel
Spezifikation von Diesel R33
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EN 590
hochwertige Additivierung
Variante:Ganzjahresqualität „ready for PHEV“
Nachhaltigkeits-parameter =
bis zu 33% Biokrafstoff
20% CO2 – Minderungin der Vorkette
Offen für neue Kraftstoffkomponenten
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Die Entwicklung von R33 Blue Diesel
Erprobung von R 33
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• Fahrversuch mit über 280 Fahrzeugen
• Untersuchungen der limitierten und nicht limitierten Emissionen
• Untersuchung von Dauerhaltbarkeit
• Befundung von Bauteilen und Motorenöl
• Bewertung der Akzeptanz bei Kunden
• Kooperation von über 20 Partnern
• Vorstellung gegenüber der Politik
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R33 Blue Diesel
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7 % Altspeiseölmethylester
67 % hochwertig additivierter
Dieselkraftstoff
26 % Hydriertes Pflanzenöl
aus Reststoffen
20% CO2 - Einsparung
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seit 30.1.2018 an der Volkswagen Werkstankstelle
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Fazit
• Die individuelle Mobilität steht vor gigantischen Umbrüchen.
• Antriebe und Energieträger spielen eine wichtige Rolle im Wandel.
• Elektromobilität mit grünem Strom und Verbrennungsmotoren mit regenerativen Kraftstoffen ergänzen sich ideal.
• Alle Beteiligten müssen intensiv, technologieoffen und positiv miteinander zusammen arbeiten, damit der Wandel gut gelingt.
• Marktteilnehmer müssen attraktive Produkte für die Kunden anbieten
• Was heute getan werden kann, muss heute getan werden.
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Vielen Dank für die Aufmerksamkeit
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