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Auto/Motor

Der moderne Fuhrpark: Worauf die Anbieter heute setzen

BMW iX3 Symbolbild
BMW iX3 Symbolbild

Bereits im laufenden Jahr 2021 wurden in Deutschland deutlich weniger Diesel zugelassen – dafür aber wesentlich mehr Elektroautos. Schaut man sich die Zahlen an, wurden bis Ende Juli 367.905 Elektroautos zugelassen, bei den Dieselmodellen waren es 6.754 weniger. Zudem waren gut 22 Prozent aller Neuzulassungen Plug-in-Hybride und E-Fahrzeuge. Im Jahr 2019 lag dieser Anteil bei gerade Mal vier Prozent. Sicher mag da die Kaufprämie eine große Rolle gespielt haben, doch auch die Reichweite war mit großer Wahrscheinlichkeit ein Grund, auf Stromer umzustellen. Außerdem setzen auch die Hersteller immer mehr auf Elektroautos und wollen in Zukunft keine Verbrennungsmotoren anbieten. Doch wie schnell ist dies umsetzbar und welche Hersteller haben das Aus für den Verbrenner wann geplant?

Audi – 2026 ist das Ziel

Audi hat bereits im Frühjahr diesen Jahres angekündigt, dass ab 2026 nur noch neue Modell mit Elektromotor auf den Markt kommen sollen. Bis 2033 soll die Produktion der Verbrenner dann nach und nach auslaufen. Deshalb baut Audi sein Angebot an Stromern deutlich aus. So sollen bis zum Jahr 2025 mehr als 20 weitere Elektroautos entwickelt und ins Angebot aufgenommen werden. Die neuesten Modell sind der Q4 e-tron sowie der Q4 e-tron Sportback, die Reichweiten von bis zu 520 km haben. Dies heißt auch, dass man sich mit diesen Reichweiten keine Gedanken mehr machen muss, in den Urlaub zu fahren oder ein Elektroauto als Firmenwagen zu nutzen. Denn auch das Fuhrparkmanagement wird sich in Zukunft ändern. Hilfe, um den Fuhrpark zu organisieren und richtig aufzustellen, gibt es beispielsweise von www.arifleet.de.

BMW – es hakt noch etwas

Bei BMW hakt es noch etwas und der Hersteller möchte bis 2030 etwa die Hälfte des Absatzmarktes weltweit mit Elektroautos erzielen. Dabei sind auch die Kunden von BMW noch nicht so zu überzeugen. Nicht nur die Reichweite war ein Problem, auch mit der Form und den Kosten konnte sich die Kundschaft nicht so ganz anfreunden. Bisher wurden nur rund 165.000 Stromer von BMW verkauft. Dies mag durchaus an der Reichweite liegen. Denn während Audi mit seinen Stromern eine Reichweite von 520 km anbietet, kommt BMW mit dem iX3 gerade Mal auf rund 400 km. Der Hersteller ist aber davon überzeugt, dass bereits in zwei Jahren in jeder Fahrzeugklasse mindestens ein Stromer als Alternative zur Verfügung stehen soll.

Auch die anderen Hersteller haben schon einige Modelle am Markt, wobei auch hier bei vielen die Reichweite wie auch der Preis ein Problem ist. Irgendwie kommt der Markt nicht richtig in Schwung. Denn noch immer kostet ein Elektroauto im Schnitt 10.000 bis 15.000 Euro mehr. Zudem fahren sie oftmals nur kurze Strecken und auch die Ladestellen muss man suchen. In Deutschland gibt es bisher knapp 26.000 Ladestellen – noch zu wenig, wenn ein Land auf Elektromobilität umstellen möchte. Sagte doch der damalige Verkehrsminister Wolfgang Tiefensee im Jahr 2008 noch, dass es Ziel sei, bis spätestens 202 eine Million Elektroautos in Deutschland zu haben. Weit gefehlt, da es noch immer an Ladestellen, günstigen Stromern und auch Akzeptanz fehlt. Ob dies mit der neuen Regierung vorangetrieben wird, bleibt natürlich abzuwarten. Aber die Hoffnung stirbt bekanntlich zuletzt.

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Benzinpreise: Eine Bremse wäre das falsche Signal

Die Preise an deutschen Tankstellen sind in den vergangenen Monaten
deutlich gestiegen. Das hat viele Ursachen: hohe Rohölpreise, ein
schwächerer Euro und – zu einem geringen Teil – auch der seit 2021 gültige
CO2-Preis auf fossile Brenn- und Kraftstoffe. Die Gewinnmarge von
Tankstellenbetreibern hat sich dabei nicht erhöht. Sie liegt aktuell sogar
auf einem besonders niedrigen Niveau, wie der Benzinpreisspiegel des RWI –
Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung zeigt. Für eine
Benzinpreisbremse, wie sie von Teilen der Politik gefordert wird, gibt es
daher kaum Spielraum. Zudem wäre sie das völlig falsche Signal im Kampf
gegen den Klimawandel.

Das Wichtigste in Kürze:

- Die Preise für Benzin und Diesel sind seit Anfang des Jahres stark
gestiegen (Abbildung 1, siehe unten sowie anbei). Sie liegen derzeit
ähnlich hoch wie 2011, als die Rohölpreise mit knapp 120 US-Dollar pro
Barrel das Maximum der vergangenen Dekade erreichten. Aktuell liegt der
Preis für Rohöl der Sorte Brent bei rund 85 US-Dollar. Unter anderem der
kommissarische Bundesverkehrsminister Andreas Scheuer fordert angesichts
der hohen Kraftstoffpreise eine Benzinpreisbremse. Dies würde eine
Begrenzung oder Verringerung der Margen bei Kraftstoffen implizieren.

- Der RWI-Benzinpreisspiegel zeigt jedoch, dass die Marge an deutschen
Tankstellen im Jahr 2021 besonders niedrig ist. Wie Abbildung 2 (s.u.)
zeigt, ist die Differenz zwischen dem um Steuern und CO2-Preis bereinigten
Preis für Diesel und dem Rohölpreis im Vergleich zu den Vorjahren deutlich
gesunken.

- Am größten war diese Differenz im Jahr 2020, als die Rohölpreise infolge
der Corona-Pandemie abstürzten. Die Marge lag dadurch zeitweise bei über
50 Cent pro Liter. Danach geriet die Marge bei Kraftstoffen durch die
hohen Rohölpreise unter Druck.

- Die Gründe für die derzeit hohen Preise liegen neben den hohen
Rohölpreisen auch in einem schwächeren Euro sowie zu einem geringen Teil
auch in der 2021 eingeführten CO2-Bepreisung fossiler Brenn- und
Kraftstoffe, die Benzin und Diesel um rund sieben bzw. acht Cent je Liter
verteuerte.

„Eine Benzinpreisbremse, wie sie von Teilen der Politik gefordert wird,
würde vor allem die mit der CO2-Bepreisung forcierten Bemühungen zur
Treibhausgasreduktion ausbremsen“, sagt der Leiter des Kompetenzbereichs
„Umwelt und Ressourcen“ am RWI, Manuel Frondel. „Eine Benzinpreisbremse
wäre in Bezug auf die Verkehrswende das völlig falsche Signal.“

Dieser RWI-Benzinpreisspiegel basiert auf Berechnungen und Abbildungen von
RWI-Wissenschaftler Matthias Kaeding.

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»LamA – Laden am Arbeitsplatz«: Ladeinfrastruktur geht auch in Würzburg offiziell in Betrieb

Einer von fünf neuen öffentlich zugänglichen Ladepunkten am Fraunhofer ISC  Righi  Fraunhofer ISC
Einer von fünf neuen öffentlich zugänglichen Ladepunkten am Fraunhofer ISC Righi Fraunhofer ISC

Die Fraunhofer-Gesellschaft baut im Projekt »LamA – Laden am Arbeitsplatz«
seit 2019 deutschlandweit Ladeinfrastruktur an den Standorten von
Fraunhofer-Instituten aus. Dabei steht ein Teil der insgesamt rund 480
Ladepunkte auch externen Nutzern zur Verfügung. Am 21. Oktober werden nun
auch die neuen Ladesäulen am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC
in Würzburg zur Nutzung freigegeben.

Im Rahmen der virtuellen LamA-Transferveranstaltung »Zeitenwende
Elektromobilität?« in Würzburg können sich interessierte Unternehmen im
Gespräch mit Vertretern der Stadt Würzburg, des Netzbetreibers
Mainfrankennetze, Bayern Innovativ und der Fraunhofer-Gesellschaft über
innovative Lösungen für die Herausforderungen nachhaltiger Mobilität
informieren und über die Möglichkeiten, selbst Ladeinfrastruktur
aufzubauen. Das Würzburger Institut arbeitet selbst intensiv an den
Voraussetzungen für eine nachhaltige Elektromobilität mit. »Mit seinem
Fraunhofer Forschungs- und Entwicklungszentrum Elektromobilität ist das
Fraunhofer ISC an der Entwicklung von zukunftssicheren und
ressourcenschonenden Batterie- und Recyclingtechnologien maßgeblich
beteiligt. Ein Grund mehr für uns, auch den Ausbau der Ladeinfrastruktur
voranzutreiben und so zu einer umweltfreundlichen Mobilität beizutragen«,
so Prof. Dr. Gerhard Sextl, Leiter des Fraunhofer ISC. Am Hauptstandort
des Instituts in Würzburg werden fünf Ladepunkte auf dem öffentlich
zugänglichen Teil des Betriebsgeländes am Neunerplatz zur Verfügung
stehen, darunter auch eine Schnellladesäule mit maximal 150 kW
Ladeleistung.

Auch die Stadt Würzburg begrüßt das Fraunhofer-Engagement, wie
Klimabürgermeister Martin Heilig betont: »Die Einführung der
Elektromobilität stellt viele Arbeitgeber vor neue Herausforderungen. Das
Fraunhofer-Institut meistert diese Herausforderung und schafft dabei auch
noch ein Angebot für die breite Öffentlichkeit. Ein wegweisender Ansatz,
der hoffentlich Schule macht.« Zu den Gesprächspartnern bei der LamA-
Transferveranstaltung gehört auch die Geschäftsführerin des Würzburger
Unternehmens Beck Elektrotechnik GmbH, Frau Beck-Meidt Sie wird aus der
Unternehmenspraxis berichten, welchen Weg Beck Elektrotechnik
eingeschlagen hat, um seine Mitarbeitenden „elektromobil“ zu machen.

Mehr zum Programm am 21. Oktober 2021 und zur Anmeldung im Internet:
https://www.iao.fraunhofer.de/de/veranstaltungen/2021/zeitenwende-
elektromobilitaet-laden-am-arbeitsplatz.html

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CO2-Minderung im leichten Nfz-Verteilerverkehr:generator-elektrischer Antrieb verknüpft Energieeffizienz und Wirtschaft

Relative positive Beschleunigung als ein Maßstab zur Bewertung von Lkw-Fahrprofilen  Fraunhofer LBF
Relative positive Beschleunigung als ein Maßstab zur Bewertung von Lkw-Fahrprofilen Fraunhofer LBF

Ab 2025 müssen die in der Europäischen Union neu zugelassenen
Nutzfahrzeuge spezifische Emissionsziele erreichen. Bei zu hohen
Emissionen werden Strafzahlungen pro verkauftem Fahrzeug fällig. Als
Alternative bietet sich, speziell für Fahrzeuge des leichten
Verteilerverkehrs, das im Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und
Systemzuverlässigkeit LBF patentierte Konzept des generator-elektrischen
Antriebs an. In einem Forschungsprojekt haben wurde ein speziell, für die
Anforderungen des leichten Nfz-Verteilerverkehrs optimierten generator-
elektrischen Antriebsstrang ausgelegt. Näheres vermittelt ein Online-
Workshop des Fraunhofer LBF am 20. Oktober 2021 von 9.00 - 12.00 Uhr.

In Deutschland werden mehr als 70 Prozent des gesamten Güterverkehrs auf
der Straße abgewickelt. Es sind gerade die mittleren Lkw im leichten
Verteilerverkehr, die ihre Nutzlastkapazität unterdurchschnittlich
ausnutzen und deshalb besonders hohe Emissionen je Tonnenkilometer
aufweisen. Batterieelektrische Lkw für diese Transportaufgaben sind
emissionsfrei, allerdings auch schwer und teuer: Im Verteilerverkehr
benötigen sie für eine Fahrstrecke von 200 Kilometern eine
Batteriekapazität von deutlich mehr als 200 Kilowattstunden (kWh), was
einer Zusatzmasse von rund 2,5 Tonnen entspricht und die Fahrzeugkosten
mehr als verdoppelt.

Generator-elektrischer Antrieb für 12-Tonnen-Lkw

Ein wirtschaftlicher und sofort verfügbarer Weg zur emissionseffizienten
Traktionsenergie ist die Nutzung generatorisch produzierter elektrischer
Energie. Dazu dienen effiziente, stationär betriebene Wärmekraftmaschinen
für die mittlere Traktionsleistung sowie elektrische Maschinen zur
Umwandlung der kinetischen Energie bei der Fahrzeugverzögerung. Im Rahmen
des Forschungsprojektes zum »Hocheffizienten Antriebsstrang für
Nutzfahrzeuge unter Berücksichtigung der nationalen Mobilitäts- und
Wasserstoffstrategie« (HANNAe) haben Forschende des Fraunhofer LBF
gemeinsam mit dem Produktbereich »Neue Antriebssysteme« des Fraunhofer ICT
sowie Wissenschaftler*innen von Fraunhofer IMM und ISE einen speziellen,
für die Anforderungen des leichten Nfz-Verteilerverkehrs optimierten
generator-elektrischen Antriebsstrang ausgelegt. Dessen zentrale
Komponenten sind ein für den Betrieb mit biogenen gasförmigen Brennstoffen
ausgelegter 3-Zylinder Motor mit einer konstanten Leistung von 50 kW sowie
ein 32 kWh großer Energiespeicher mit Lithium-Eisenphosphat-
Hochleistungszellen. Die damit für den Antrieb des generator-elektrischen
Fahrzeugs (GEV) zur Verfügung stehende Leistung und Energie reichen für
typische Tagesfahrstrecken von bis zu 300 Kilometer vollkommen aus und
bedeuten keine Einschränkungen gegenüber konventionellen Diesel-Lkw.

Perspektiven der GEV-Technologie

»Mit der auf die durchschnittliche Leistungsanforderung im leichten
Verteilerverkehr ausgelegten stationären Wärmekraftmaschine sowie dem
besonders kompakten Hochleistungsenergiespeicher für Spitzenleistungen bis
250 kW sind die Komponenten der GEV-Technologie besonders masse- und
kosteneffizient. Aufgrund der deutlich reduzierten Kraftstoffkosten würde
sich der Mehrpreis des generator-elektrischen Lkw innerhalb von zwei
Jahren amortisieren und die CO2-Emissionen deutlich reduziert«, erklärt
Rüdiger Zinke, der das Projekt gemeinsam mit Artur Schönemann am
Fraunhofer LBF betreut.

Wesentlich für die Gesamteffizienz schwerer Straßenfahrzeuge ist die
möglichst vollständige Integration der generatorisch erzeugten
Bremsenergie. »Das wird in unserem Konzept durch besonders leistungsfähige
und alterungsbeständige Zellen gewährleistet, die den Aufbau eines
verhältnismäßig kleinen und kompakten Speichers ermöglichen. Dies ist eine
der besonderen Kompetenzen des Fraunhofer LBF«, so Artur Schönemann.

Der generator-elektrische Antrieb

Fahrzeuge mit generatorelektrischem Antrieb fahren immer elektrisch. Dabei
ist der Elektromotor in Drehmoment und Leistung bedarfsgerecht und optimal
abgestimmt. Typische Kurzstrecken können ausnahmslos mit der Batterie
bewältigt werden.

Das Besondere am generator-elektrischen Powerpack ist die große
Reichweite. Für lange Strecken wird das Batteriesystem ständig im Fahren
geladen. Dazu dient ein monovalenter Gasmotor, der über einen elektrischen
Generator Strom erzeugt, den die Batterie fortlaufend zwischenspeichert.
Der Motor läuft mit konstanter Drehzahl und immer in seinem Wirkungsgrad-
Optimum. Da die Klopffestigkeit von Methangas zudem höher ist als die der
normalen Ottokraftstoffe, verdichtet der Motor stärker. Damit ist die
Energieeffizienz des Gasmotors gegenüber Benzinmotoren deutlich besser.

Im Gegensatz zu reinen Elektrofahrzeugen besitzen generator-elektrische
Fahrzeuge eine Wärmequelle, die im Winter den Fahrgastraum wärmt und im
Sommer die Klimaanlage mit Energie versorgt. Die Geräuschentwicklung ist
dezent, da der Motor mit konstanter Drehzahl läuft. Generatorelektrische
Antriebe vereinen so die Reichweiten- und Infrastrukturvorteile von
Verbrennungsmotoren mit den Effizienzvorteilen von Elektroantrieben. Sie
sind für Pkw, Lkw und Nutzfahrzeuge geeignet.

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