Technische Möglichkeiten zur Reduzierung der CO 2 -Emissionen Fahrzeug-Kraftstoff

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1 Fahrspaß mit Sparspaß Effizienz und Effektivität in der Mobilität Technische Möglichkeiten zur Reduzierung der CO 2 -Emissionen Fahrzeug-Kraftstoff Norbert Krüger, Ford of Europe Manager, Nachhaltige Mobilität & Corporate Citizenship Wuppertal, 08. Mai 2008

2 Heute & Morgen Ford s Weg in die Nachhaltigkeit Wir stellen uns der Herausforderung: T-Modell Tin-Lizzy > 350g CO 2 /km Emissionen (ca. 25 l/100 km) Ford Focus Brennstoffzelle => 0 Emissionen Unsere Vision: Null Emission Page 2 von XX

3 Nachhaltige Mobilität Warum? Politische Unsicherheit Begrenzte fossile Ressourcen Klimawandel Emissionen/Immissionen Fahrzeugsicherheit Recycling Wettbewerbsfähigkeit Page 3 von XX

4 CO 2 Emissionen reduzieren Wie? Maßnahmen zur Minimierung der Abhängigkeit von fossilen Ressourcen und Reduktion von CO 2 im Straßenverkehr Fahrzeugtechnologien Abkehr von fossilen Treibstoffen Low/No Carbon Fuels/Elektrizität Biofuels (Fokus - 2. Generation) Infrastruktur/Verkehrsmanagement Fahrer Training Page 4 von XX

5 Schlüsseltechnologien zur CO 2 -Reduzierung Aerodynamik Motor- und Getriebekonzepte Energie- Management/ Hybridisierung Leichtbauweise Bio-Kraftstoffe Rollwiderstand/ Leichtlaufreifen Telematik Page 5 von XX

6 Ford ECOnetic Portfolio Ford Focus ECOnetic 1.6l 109PS TDCi CO 2 -Ausstoß (kombiniert): 115 g/km (Reduzierung: 4 g) Verbrauch (kombiniert): 4,3 l/100 km (Reduzierung: 0,2 l) Ford Mondeo ECOnetic 2.0l 115 PS TDCi CO 2 -Ausstoß (kombiniert): 139 g/km (Reduzierung: 17 g) Verbrauch (kombiniert): 5,4 l/100km (Reduzierung: 0,6 l) Ford Fiesta ECOnetic 1.6l 90 PS TDCi CO 2 -Ausstoß (kombiniert): 98 g/km (Reduzierung: 12 g) Verbrauch (kombiniert): 3,7 l/100km (Reduzierung: 0,5 l) Page 6 von XX

7 Optimierungspotential konventioneller Verbrennungsmotoren Kraftstoffdesign Einspritzsystem Abgasnachbehandlungssysteme Motormanagement Aufladesysteme Motorarchitektur Reibungsreduktionsmaßnahmen Brennverfahren Page 7 von XX

8 Schichtladekonzepte Technische Maßnahmen Schichtladebrennverfahren (Brennraumgeometrie) Zündfähiges Gemisch an der Zündkerze Gesamter Brennraum bis zu Lambda 6-7 Abgasrückführung Vorteile Minimierung der Drosselverluste Verbrauchminderung bei Teillast Nachteile Aufwändige Abgasnachbehandlung durch erhöhte NO X Emissionen Empfindliche, teure Technologie Keine Verbrauchsverbesserung im volllastnahen Betrieb Kombination mit Downsizing nur bedingt vorteilhaft Page 8 von XX

9 HCCI - Homogeneous Charge Compression Ignition oder CAI - Controlled Auto Ignition Technische Maßnahmen HCCI/CAI kombiniert die Vorteile des ottomotorischen mit denen des dieselmotorischen Brennverfahrens Selbstzündung eines homogenen Kraftstoff-Luftgemisches durch heißes Restgas Restgas als Steuerungselement für die Verbrennung Vorteile Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs NO X Emissionen lassen sich durch die homogene Kompressionszündung fast vollständig innermotorisch vermeiden. Daher Vorteile für Abgasnachbehandlung Nachteile HCCI-Betrieb nur bei Teillast CO und unverbrannte Kohlenwasserstoffemissionen erhöht Sehr komplexe Motorsteuerung erforderlich Page 9 von XX

10 Downsizing Leistungs- und Drehmomentsteigerung bei gleichzeitiger Verbrauchsminimierung Technische Maßnahmen Hubraumverkleinerung (ggf. Reduzierung der Zylinderanzahl) Reduzierung der Ladungswechselarbeit und der Reibung Turbo-Aufladung - Eco-Boost Direkt Einspritzung Nockenwellenverstellung Anpassung der Spitzendruckfähigkeit des Motors Vorteile Verbrauchssenkung ca. bis zu 25% Besseres Drehmomentverhalten (Viel Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen) Beispiel 6 Zylinder 2,5 l downsizing 4 Zylinder 1,6 l Page 10 von XX

11 Alternative Kraftstoffe Heute verfügbar Flexifuel- Bio-Ethanol/ Benzin Bivalente CNG/Benzin Bivalent LPG/Benzin Trivalent Bio-Ethanol/LPG/Benzin Page 11 von XX

12 Bioethanol Kraftstoff mit Geschichte 1860 verwendete Nikolaus August Otto Ethanol als Kraftstoff in den Prototypen seines Verbrennungsmotors entwickelte Henry Ford das Modell T ( Tin Lizzy ) mit Ethanol als Kraftstoff. Er wollte ein Fahrzeug bauen, das für jedermann erschwinglich ist und von einem Kraftstoff angetrieben wird, der die landwirtschaftlichen Haushalte wirtschaftlich fördert. Der Treibstoff der Zukunft kommt aus den Sträuchern vom Straßenrand oder aus Äpfeln, Unkraut, Sägemehl praktisch allem. Page 12 von XX

13 Einspritzventile mit erhöhter Durchflußrate (korrosionsbeständig) Gehärtete Ventilsitze Beheizte Lambdasonde zur Ermittlung der EtOH- Konzentration, die die Einspritzdauer und den Zündzeitpunkt bestimmt Kraftstoffpumpe (korrosionsbeständig / gekapselte Anschlüsse) Geber der Kraftstoffvorratsanzeige mit Wechselstrom angesteuert korrosionsbeständige Kraftstoffleitungen Zylinderblockheizung

14 Bio-Ethanol flexifuel Kalibrierung / Software Bestimmung des Ethanolgehaltes: Analyse des Lambda-Sonden Signals Anpassung des Zündkennfelds an die jeweilige Kraftstoffmischung (Zündzeitpunkt, Einspritzdauer) Ethanol Zündkennfeld Software Flex Fuel Sensor (SFS) Benzin Zündkennfeld λ = f (% Ethanol) ZZP = f (% Ethanol) ESD = f (% Ethanol) Page 14 von XX

15 Flexifuel Fahrzeuge Vorteile Flexible Technologie für den Betrieb mit Benzin und/oder E85 sowie jede beliebige Mischung untereinander nur ein Kraftstofftank Preiswerte Technologie Nahezu unabhängig von der Entwicklung des Rohöl- und Benzinpreises und deren Verfügbarkeit Hoher Wiederverkaufswert gebrauchter flexifuel Fahrzeuge CO 2 Reduktion 30-70% durch Ethanol der 1. Generation und bis zu 90% bei 2. Generation Geringere NO X and CO Emissionen, keine Partikel/Ruß Energie-Diversifikation und Arbeitsplatzgenerierung Erhöhung des Bruttosozialprodukts Verminderung von Importen Voraussetzung Sicherstellung einer nachhaltigen, effizienten Ethanolproduktion Page 15 von XX

16 Flexifuel Fahrzeuge derzeitige Produkte Ford Focus Flexifuel Duratec Benzinmotor 1,8 l (92 kw) 5 Gang manuelles Getriebe Ford C-MAX Flexifuel Page 16 von XX

17 Flexifuel Fahrzeuge derzeitige Produkte Ford S-MAX Ford Mondeo Ford Galaxy Duratec Benzinmotor 2,0 l Flexifuel (107 kw) 5 Gang manuelles Getriebe Page 17 von XX

18 Compressed Natural Gas Vehicles CNG Focus CNG 2.0l (3-/5-Türer) Ford C-MAX CNG 2.0l

19 Compressed Natural Gas Vehicles CNG Ford Transit CNG 2.3l Page 19 von XX

20 Compressed Natural Gas Vehicles CNG Vorteile Bivalente Technologie Reichweite total mehr als 1000 km (CNG 290 km; Benzin 770 km) Bio-Gas geeignet Bis zu 25% weniger CO 2 im CNG-Betrieb Geräuschärmer im CNG Betrieb Energiegewichtet CNG Betrieb 50% preisgünstiger als Benzin und 40% als Diesel CNG Ressourcen länger verfügbar als Rohöl und weiter gestreut Auspuff nach km - keine Partikel/Ruß Page 20 von XX

21 Liquefied Petroleum Gas Vehicles LPG Focus LPG 2.0l (3-/5- Türer, Kombi) C-MAX LPG 2.0l Transit LPG 2.3l LPG Tank Page 21 von XX

22 Liquefied Petroleum Gas Vehicles LPG Vorteile Bivalente Technologie Reichweite total mehr als 1000 km (LPG 400 km; Benzin 770 km) LPG in vielen europäischen Ländern verfügbar (B, F, GB, I, NL, PL ) Geringe CO 2 Reduktion im LPG-Betrieb Geräuschärmer im LPG-Betrieb Energiegewichtet LPG-Betrieb 40% preisgünstiger als Benzin und 30% als Diesel Keine Gepäckraumeinschränkung Gastank in Reserveradmulde Page 22 von XX

23 Ford Hybrid Fahrzeuge Micro-Hybrid Technologie Start/Stop Funktion Energierückgewinnung Kraftstoffeinsparung: - konservative Rechnung 5.8% - in der Praxis bis zu 15% Ford Escape Hybrid E85 Full-Hybrid Technologie Mild-Hybrid Funktionen verbunden mit zusätzlichem rein elektrischen Antrieb Kraftstoffeinsparung bis zu 30% im Stadtverkehr US Markteinführung: Sept Ford Escape Plug-in Hybrid Plug-in Hybrid Technology Ford Escape Plug-in-Hybrid Concept Page 23 von XX

24 Ford Wasserstoff-Fahrzeuger Wasserstoffverbrennungsmotor Brückentechnologie zur Brennstoffzelle; Synergien bei Tank- und Speichertechnologien, Sensorik, Aufbau der Infrastruktur Ford C-MAX with hydrogen internal combustion engine Brennstoffzelle Wasserstoff erzeugt Strom als Antriebsenergie für Elektromotor Testflotte in Berlin Neueste Entwicklung Ford Edge Fuel Cell Plug-In Hybrid Null Emissionen Fahrzeuge, wenn der Wasserstoff mit Hilfe von erneuerbaren Energien hergestellt wird Page 24 von XX

25 Well to Wheel Vorteil CO 2 Ausstoß Benzin Diesel Benzin Hybrid Bio-Ethanol (Zuckerrübe) Absorbed by plants Bio-Ethanol (Zellulose) Absorbed by plants Wasserstoff Focus flexifuel Brennstoffzelle CO 2 g/km Page 25 von XX

26 Vergleich Kosten CO2 Einsparung % CO 2 Reduktion Diesel Diesel Micro Hybr. HyTrans Gasoline Gasoline DIMicro Hybr. Gasoline Ethanol ECOnetic CNG Gasoline Full Hybrid Kosten Diesel Hybrid H2 ICE Fuel Cell Page 26 von XX

27 Infrastruktur Verkehrsmanagement: Effizientere Nutzung des Straßennetzes durch intelligentes Verkehrsmanagement Grüne Wellen Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation Fahrzeug-zu-Infrastruktur- Kommunikation Allein in Deutschland: Staus verursachen 30 Mio. t CO2 jährlich, entsprechend 20% der Gesamt-CO 2 Emissionen des Straßenverkehrs Page 27 von XX

28 Fahrverhalten ECO-Driving Eco-Driving is an important step towards sustainable mobility. Eco-Driving = Win-Win-Win Situation Defensives entspannendes Fahren Schonendes Fahren im niedrigen Drehzahlbereich Flüssiges Fahren ohne überflüssiges Beschleunigen/Bremsen Geringerer Kraftstoffverbrauch (kurzfristig bis zu 25%, nachhaltig ca. 10%) Geringere (CO 2 ) Emissionen Weniger Lärm Erhöhte Verkehrssicherheit Bessere Fahrgefühl: weniger Stress, mehr Komfort Insgesamt: Neue Fahrkultur Page 28 von XX

29 Reduktion von CO 2 im Straßenverkehr Gesetzgebung Infrastruktur Zulieferer Integrierter Ansatz Automobilindustrie Energieerzeuger Fahrverhalten Page 29 von XX

30 Fazit (1) Konventionelle Verbrennungsmotoren bleiben für absehbare Zeit dominant und marktführend. Eine Vielzahl von Entwicklungen werden in naher Zukunft verfügbar sein, die sowohl den Kraftstoffverbrauch wie auch die (CO 2 )Emissionen weiter senken werden. Flexifuel Fahrzeuge bieten ein erhebliches CO 2 - Reduktionspotential. Die Politik ist gefragt (Förderung, Normierung), Infrastruktur muss aufgebaut werden. In verschiedenen Studien wird den Bio-Kraftstoffen eingeräumt, bis zu 50% der fossilen Kraftstoffe ersetzten zu können. CNG/LPG Fahrzeuge werden aufgrund steigender Benzin- und Dieselpreise interessant für Vielfahrer (Steuerbefreiung vorausgesetzt). Der Anteil an Hybrid Fahrzeugen wird steigen, wenn die Technologie bezahlbar wird und Batterien in sich bezüglich Kosten, Kapazität, Stand- und Ladezeit verbessern. Neue Batterieentwicklungen können auch zu reinen Elektrofahrzeugen führen. Page 30 von XX

31 Fazit (2) Der wasserstoffbetriebene Verbrennungsmotor stellt eine interessante Brückentechnologie zur Brennstoffzellentechnik dar. Die Brennstoffzelle kombiniert mit einem Elektroantrieb kann die Lösung für einen nachhaltigen Fahrzeugantrieb sein. Hierzu muss die Technologie jedoch noch entscheidend verbessert werden und zwar auch vor dem Hintergrund der Bezahlbarkeit. Ungelöst ist die umweltverträgliche Erzeugung des Wasserstoffs. Ford hat ein attraktives Portfolio, mit bereits bestehenden Angeboten bei flexifuel und CNG/LPG, mittelfristigen Perspektiven bei Hybrid und langfristigen Optionen bei der Brennstoffzelle/Batterie! Page 31 von XX

32 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt Ford of Europe Henry-Ford-Strasse Köln/Cologne Germany Norbert Krüger nkrueger@ford.com Page 32 von XX