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Kosten- und Verbrauchsentwicklung zukünftiger Fahrzeugmodelle

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Kosteneffiziente und nachhaltige Automobile

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Zusammenfassung

Die zukünftigen Entwicklungen hinsichtlich des Verbrauchs und der Kosten von Fahrzeugen mit unterschiedlichen Antriebstechnologien werden an dieser Stelle untersucht. Zudem werden Preisprognosen für verschiedene Energieträger vorgestellt. Ein besonderer Fokus wird auf die zukünftigen Gasgestehungs- und Tankstellenkosten von Wasserstoff und synthetischem Methan wie auch auf die Stromkosten gelegt. Es wird gezeigt, dass sich vermutlich zukünftig die Herstellkosten von Fahrzeugen verschiedener Antriebstechnologien annähern. Dadurch steigt die Bedeutung der Energiekosten. Diesbezüglich wird eine deutliche Reduktion der Energiepreise für erneuerbare Energieträger sowie des Fahrzeugverbrauchs erwartet.

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Notes

  1. 1.

    Verbrauchseinsparung HEV gegenüber konventionellen ICEV: 22,5 % (Otto) und 19,5 % (Diesel) in 2030/2050 gegenüber 17,4 % im Jahr 2016.

  2. 2.

    http://www.gason.eu/

  3. 3.

    Vgl. Innermotorische Verbrauchseinsparungen ICEVOtto (Benzin) in Tab. 6.1.

  4. 4.

    25 TWh als maximales Potenzial und 20 TWh als minimales Potenzial, soweit 2016 bereits 2 Vol. % H2 im gesamten Erdgasnetz vorlagen.

  5. 5.

    Vgl. Tab. 2.9.

  6. 6.

    ca. 2000 Vollbenutzungsstunden bezogen auf die Nennleistung des Kompressors: \( \frac{{4\;{\text{GWh}}/{\text{a}}}}{{18\;{\text{GWh}}/{\text{a}}}} = 22\;{\text{\% }} \).

  7. 7.

    Vgl. Abschn. 3.1 – Stromeinsatz: 0,32 kWh/kgCNG; Heizwert: 13,1 kWh/kg.

  8. 8.

    Preisniveau am 1. April 2016 für den Abnahmefall 116 MWh/Jahr: 1,2 ct/kWh [22, S. 340].

  9. 9.

    Abschn. 6.5.2 enthält weitere Kostenprognosen für eine Verflüssigung im Ausland und einen Flüssiggastransport nach Deutschland.

  10. 10.

    Stromnetzkosten: 21 Mrd. € im Jahr 2015, 29 Mrd. € im Jahr 2030 (TM80) und 32 Mrd. € im Jahr 2050 (TM-Szenarien) [23, S. 252]; 21 Mrd. € entsprechen bei 600 TWh Jahresstromverbrauch spez. Kosten von 3,5 ct/kWh bei gleichverteilter Kostenweitergabe.

  11. 11.

    ≙ 57 €/t und 126 €/t bei einem Umrechnungskurs von 0,9 €/US$ nach [26].

  12. 12.

    ≙ 1,27 ct/kWh bei durchschnittlich 15.000 km Jahresfahrleistung mit 20 kWh/100 km.

  13. 13.

    Fahrleistungen wie bei den Wasserstofffahrzeugen im Abschn. 6.6.

  14. 14.

    Unter der Annahme: 20. Mio. Fahrzeuge mit 15.000 km Jahresfahrleistung und durchschnittlich 20 kWh/100 km; annuitätische Netzkosten von 0,71 Mrd. € p. a bei 12,2 Mrd. € Netzausbaukosten, 40 Jahren Nutzungsdauer und 5 % ireal; annuitätische Ladeinfrastrukturkosten von 1,53 Mrd. € p. a. bei 26,3 Mrd. € für Ladestationen, mit 15 Jahren Nutzungsdauer und 3,5 % ireal (Zinssatz bei 50 % privater Finanzierung).

  15. 15.

    Kosten für Heimladestationen weichen von den Annahmen in Tab. 6.12 gemäß [31] ab.

  16. 16.

    Szenario mit einer Steigerung der Energieeffizienz, wobei bewusst eine breitere Variation bei den eingesetzten Technologien und Energieträgern zugelassen wird [23, S. 15].

  17. 17.

    Szenario mit einer Steigerung der Energieeffizienz und mit einer breiten Elektrifizierung in allen Sektoren, wodurch die Stromnachfrage zunimmt. Synthetisch erzeugte Energieträger werden berücksichtigt, soweit zwingend erforderlich [23, S. 15].

  18. 18.

    Unter der Annahme das im Gegensatz zu Smart Charging für Anwendungen im Niederspannungsnetz (z. B. Elektromobilität) keine Erhöhung der Netzlast zu jeglichen Zeiten hervorgerufen wird.

  19. 19.

    Vgl. Potenzialanalysen im Abschn. 2.2 sowie [16, 23, 34].

  20. 20.

    Netzanbindungskosten: 1,5 ct/kWh (2017), 1,16 ct/kWh (2030) und 0,7 ct/kWh (2050).

  21. 21.

    Vgl. Abschn. 6.5.1, Annahme bezüglich der zukünftigen Kostenentwicklung konservativer und bezüglich Wirkungsgrad optimistischer als in Tab. 6.21.

  22. 22.

    Vgl. Abschn. 6.5.1, selbst im optimistischen Szenario werden höhere Investitionskosten im Vergleich zu den Werten in Tab. 6.21 angenommen.

  23. 23.

    „Hierbei wird das CO2 in einem Filter aufgefangen und durch Wärme wieder aus dem Filter gelöst“ [37, S. 70].

  24. 24.

    In [41] werden für die CO2-Abscheidung aus der Luft spezifische Kosten von 94– 232 \( {\rm{US}}\$ /{{\rm{t}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_2}}} \) angegeben. Diese Veröffentlichung analysiert die Kosten für ein vollständiges DAC-System, bei dem alle Hauptkomponenten aus etablierten kommerziellen technischen Lösungen stammen oder ausreichend detailliert beschrieben sind, um eine Bewertung durch Dritte zu ermöglichen. Alle angenommen Werte für die CO2-Abtrennung aus der Luft in Tab. 6.26 bewegen sich innerhalb dieser Kostenbandbreite. Weitere Analysen zu CO2-Bereitstellungskosten mittels DAC enthält Abschn. 6.5.2.5.

  25. 25.

    Basierend auf [42]; Vgl. Audi e-gas Anlage (Angabe AUDI AG): \( 2{,}6 9 2 {\text{ kg}}_{{{\text{CO}}_{ 2} }} {/}{\text{kg}}_{{{\text{CH}_{4}} }} \overset{\wedge}{=}0{,}20 5 {\text{ kg}}_{{{\text{CO}}_{ 2} }} {/}{\text{kWh}}_{{{\text{CH}_{4}} }} \) unter der Annahme eines Heizwertes von 13,1 kWh/kg.

  26. 26.

    Je nach Anlagenkonfiguration sind auch höhere Anteile denkbar.

  27. 27.

    Das europäische Erdgasnetz wird u. a. in [16, S. 202] gezeigt.

  28. 28.

    Weitere Kostenprognosen für Wasserstofftankstellen enthält [52, S. 51].

  29. 29.

    Kosten für Verteilung und Verkauf: ca. 10 ct/kWh bei Wasserstoff im Vergleich zu 2,5 ct/kWh bei CNG.

  30. 30.

    Exkl. On-board Charger.

  31. 31.

    Ablesewert mit Genauigkeit ± 100 €.

  32. 32.

    Vgl. Abschn. 2.4.3.2.

  33. 33.

    Mit einem Umrechnungskurs von 0,9 €/US$ nach [26] resultieren etwa 70 und 90 €/kWh.

  34. 34.

    300 km zusätzliche Reichweite (Kundverbrauch) im Jahr 2030 führen zu etwa 250 kg Zusatzgewicht und damit zu einem Mehrverbrauch von etwa 6,25 % ≙ 1,34 kWh beim Standardfahrzeug.

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  1. Institut für Hochspannungstechnik, Energiesystem- und Anlagendiagnose (IHEA), Hochschule Coburg, Hochschule Coburg, Coburg, Deutschland

    Martin Zapf

  2. Institut für Hochspannungstechnik, Energiesystem- und Anlagendiagnose (IHEA), Hochschule Coburg, Audi AG, Ingolstadt, Deutschland

    Hermann Pengg

  3. Empa – Material Science and Technology, Dübendorf, Schweiz

    Thomas Bütler

  4. Empa – Material Science and Technology, Dübendorf, Schweiz

    Christian Bach

  5. Institut für Hochspannungstechnik, Energiesystem- und Anlagendiagnose (IHEA), Hochschule Coburg, Hochschule Coburg, Coburg, Deutschland

    Christian Weindl

Authors
  1. Martin Zapf
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  2. Hermann Pengg
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  3. Thomas Bütler
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  4. Christian Bach
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  5. Christian Weindl
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Zapf, M., Pengg, H., Bütler, T., Bach, C., Weindl, C. (2019). Kosten- und Verbrauchsentwicklung zukünftiger Fahrzeugmodelle. In: Kosteneffiziente und nachhaltige Automobile . Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-24060-8_6

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