e-gas der Wegbereiter für CO 2 -neutrale Mobilität? Dr. techn. Wolfgang Demmelbauer-Ebner Leiter Entwicklung Ottomotoren, Volkswagen AG

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1 e-gas der Wegbereiter für CO 2 -neutrale Mobilität? Dr. techn. Wolfgang Demmelbauer-Ebner Leiter Entwicklung Ottomotoren, Volkswagen AG

2 Agenda 1. Herausforderungen 2. Optimierung der konventionellen Antriebe 3. Elektrifizierung des Antriebsstrangs 4. Regenerative Kraftstoffe und e-gas

3 Agenda 1. Herausforderungen 2. Optimierung der konventionellen Antriebe 3. Elektrifizierung des Antriebsstrangs 4. Regenerative Kraftstoffe und e-gas

4 Herausforderungen in der Aggregateentwicklung Was und bewegt Variantenvielfalt Innovations- zyklen Gesetzgebung

5 Schnittstellen Aggregateentwicklung & Gesetzgebung Recycling z.b. Richtlinie 2000 / 53 / EG Abgasgesetzgebung Geräuschemissionen Gesetzgebung Bzgl. Kraftstoffanforderungen / -verträglichkeit Crashtest z.b. Euro NCAP

6 Schnittstellen Aggregateentwicklung & Gesetzgebung Fokus: Emissionen Stickoxide NO x Kohlendioxid CO 2 Kohlenwasserstoffe HC Kohlenmonoxid CO Partikel PN / PM

7 CO 2 Gesetzgebung g/km CO 2 emissions [g/km] g/km l/100 km l 100/km g/km 85 USA: Annual target figures EU: ; 2021 phase-in in NEDC China: Annual targets through phase-in * Source Made in China 2025 strategy paper from the Chinese authorities g/km l 100/km*

8 CO 2 Flottenverbrauch in Europa (ab 2020) Antriebsvielfalt erlaubt bezahlbare Mobilität im Rahmen der gesetzlichen Anforderungen.

9 Komplexität / Ressourcenbedarf Auswirkungen auf den Entwicklungsprozess Engine Transmission Fuel tank Concept Platform Region Belt-driven starter/ generator Power electronics Front electric motor Battery Rear electric motor Heute Morgen Variantenvielfalt Gesetzgebung Innovationszyklen Zeit

10 Antriebsmatrix PHEV Applikation: z.b. Golf GTE

11 Antriebsmatrix BEV Applikation

12 Agenda 1. Herausforderungen 2. Optimierung der konventionellen Antriebe 3. Elektrifizierung des Antriebsstrangs 4. Regenerative Kraftstoffe und e-gas

13 Der Antriebsmix 2016 BEV / PHEV 2025 EA211 EA288 DQ/MQ CNG 3% TRANSFORMATION Erfüllung Gesetzesanforderungen Erfüllung Marktanforderungen Sicherstellung Wettbewerbsfähigkeit Entfall Varianten EA211evo EA288 DQ/MQ CNG 25% BEV PHEV MHEV HEV Reduzierung Aufwand Reduktion Komplexität

14 EA211 1,5l TSI evo

15 EA288 2,0l TDI * ab EU6 AG

16 DQ381

17 Agenda 1. Herausforderungen 2. Optimierung der konventionellen Antriebe 3. Elektrifizierung des Antriebsstrangs 4. Regenerative Kraftstoffe und e-gas

18 Elektrifizierungsstufen Einstiegselektrifizierung Hybridisiert Vollelektrisch BEV / MEB PHEV HEV MHEV μ-hybrid

19 Der neue e-golf

20 Der Antriebsstrang im neuen e-golf Ladegerät Leistungselektronik CCS-Ladedose Elektrischer Klimakompressor E-Motor Hochvoltbatterie

21 Elektrifizierung MQB Konsequente Weiterentwicklung MEB MQB MEB

22 Systemarchitektur der Studie I.D. BUZZ mit elektrischem Allradantrieb Hochvolt-Flachbatterie CCS-Ladedose Elektrischer Klimakompressor Integrierte E-Motoren mit Getriebe und Leistungselektronik (Allradantrieb)

23 Agenda 1. Herausforderungen 2. Optimierung der konventionellen Antriebe 3. Elektrifizierung des Antriebsstrangs 4. Regenerative Kraftstoffe und e-gas

24 Hintergründe und Motivation Der CO 2 -Kreislauf I V E T Umwelt Nachhaltigkeit regenerative Energie CO 2 CO 2 konventioneller Kraftstoff CO 2 -Eintrag in die Atmosphäre regenerativer Kraftstoff neutraler CO 2 -Kreislauf CO 2 Raffinerie Erdöl PtX-Verfahren EA-Aggregate Dr. Ekkehard Pott EADV Prof. Dr. Thomas Garbe EADV/1 Hendrik Bröker A-GEPK-A

25 Reduktion der globalen CO 2 -Emission Gesamte EU-Flotte I V E T Reguliert (95g in 2020) 12 Mio. EU-Neuwagen p.a. Nicht reguliert: 228 Mio. EU-Bestandsfahrzeuge Umwelt Nachhaltigkeit EA-Aggregate Dr. Ekkehard Pott EADV Prof. Dr. Thomas Garbe EADV/1 Hendrik Broeker A-GEPK-A

26 CNG Produktionspfade CNG Compressed Natural Gas Fossiles Methan EE-Strom und Biomasse Erdgas fossil regenerativ / synthetisch e-gas

27 Agenda Kunde / Markt Versorger / Infrastruktur Politik / Ökologie OEM / Portfolio

28 Agenda Politik / Ökologie

29 Bilanzrahmen CO 2 Tank-to-wheel Fokus auf Kraftstoffverbrauch aus Kraftstoffeigenschaften Kraftstoffverbrauch

30 Tank-to-wheel Vergleich verschiedener Antriebskonzepte Tank-to-wheel-Emissionen in g CO 2 äq/km Vergleichsfahrzeug VW Golf; LK 80 kw Quelle: Volkswagen Forschung Nutzung (Tank-to-wheel) Benzin Diesel CNG Der Gesetzgeber ermöglicht eine fzg. spezifische Anrechnung der CO 2 -Einsparungen i.d. Kraftstoffvorkette 74 CNG mit 20 % Biomethan Ab 2020 in Verbindung mit e-gas Werte < 20 g/km möglich. 15 CNG mit e-gas Anrechnung

31 Bilanzrahmen CO 2 Well-to-wheel Fokus auf Kraftstoffproduktion und -verbrauch z. B. in NAR! Kraftstoffproduktion Kraftstoffverbrauch

32 Well-to-wheel Vergleich verschiedener Antriebskonzepte Well-to-wheel-Emissionen in g CO 2 äq/km Vergleichsfahrzeug VW Golf; LK 80 kw Quelle: Volkswagen Forschung Nutzung (Tank-to-wheel) Kraftstoffbereitstellung (Well-to-tank) Benzin Diesel CNG 20 % Biomethan % Biomethan PtG e-mobilität (EU-Strommix) 1 e-mobilität (100 % Windstrom)

33 CO 2 -Gesamtemissionen je Fzg. [%] Lebenszyklus-Emissionen Cradle-to-Wheel 300 E-Fahrzeug (BEV) Vergleichsfahrzeug Volkswagen Golf (Laufleistung km/jahr) EU-Strommix EE-Strom Erdgasfahrzeug Erdgas konventionell e-gas VKM 1) Diesel E-Fahrzeug Erdgasfahrzeug Herstellung Nutzung [Jahre]

34 Energieverbrauch BMWi Studie (2015): Interaktion EE-Strom, Wärme und Verkehr Roadmap Individualverkehr Straße Phase 1 Markthochlauf Phase 2 Flexibilisierung PKW Phase 3 Forcierte Integration erneuerbarer Energien BEV PHEV Benzin/elektrisch Diesel/elektrisch CNG CNG inkl. CNG Hybrid konventionell Benzin/Diesel inkl. Hybrid Verkehrsleistung Quelle: Fraunhofer IWES, IFEU Institut für Energie- und Umweltforschung, Fraunhofer IBP, Stiftung Umweltenergierecht (2015)

35 Regeneratives Erdgas Methanisierung von Stroh Fermentation 7 Rundballen kg Stroh Prozessenergie der Fermentation nicht berücksichtigt 300 kg CNG 1 Jahr fahren fast km Reichweite 1 Strohballen Ø 1,5 m; 2,1 m³, Dichte 120 kg/m³ Polo TGI 3,2 kg CNG/100 km

36 Regeneratives Erdgas Power-to-Gas (PtG)

37 PtG Mehrdimensionale Einbindung Aufbau des zukünftigen Energiesystems Installierte Kraftwerksleistung [GW EL ] Elektrizitätsproduktion in Echtzeit regenerative Energiequellen konventionelle Energiequellen

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39 Substitutionspotential Erdgasmobilität Deutschland Biomethan und Power-to-Gas Biogasanlagen ~ 7,4 Mio toe Biogas ~ 7,2 Mio CNG-Fahrzeuge CO 2 CO 2 55 Zementwerke PtG-Anlagen ~ 5,9 Mio toe PtG 55 PtG-Anlagen ~ 7,3 Mio toe PtG = 46 % ~ 5,5 Mio CNG-Fahrzeuge + ~ 6,9 Mio CNG-Fahrzeuge Fahrzeugbestand gesamt

40 Agenda Kunde / Markt

41 Zulassung von CNG-Fahrzeugen in Europa im Jahr 2015 Italien Deutschland Schweden Tschechien Österreich 800 Schweiz Belgien 784 Niederlande 725 Rest Quelle: VW-interne Marktanalysen

42 Erkenntnisse Marktforschung und Analysen 2015 Kaufgründe Ökonomische Aspekte Ökologische Aspekte Regionale Förderungen Barrieren Tankstellennetz unzureichend Informationen unzureichend Geringes Angebot an Fahrzeugmodellen Wirtschaftlichkeit (Gewerbl. Kunden) Quelle: VW-interne Marktanalysen

43 Best Practice Italien Italien Status quo Förderung und langfristiges Bekenntnis der Politik Gute CNG-Tankstelleninfrastruktur in Ballungsräumen hoher Bekanntheitsgrad des Kraftstoffs CNG CNG mit Image eines sauberen Energieträgers Einbaurate CNG in 2016: Mineralölgesellschaft als aktiver Marktpartner aktuell ca. 1 Million CNG-Fahrzeuge im Markt etabliert Konsortium aus Politik, Automobilindustrie und Gasversorger investieren weiter in Erdgas-Technologie Verdopplung der Gas-Tankstellen 3 Millionen Gasfahrzeuge

44 Aktuelle Situation in Deutschland Deutschland Status quo ca Fahrzeuge im Markt etabliert ca. 900 CNG-Tankstellen bundesweit geringe Akzeptanz von CNG-Fahrzeugen in der Öffentlichkeit Etablierung von CNG am Markt dringend erforderlich CNG-Offensive in Deutschland braucht Unterstützung aller Fraktionen Volkswagen Konzern treibt gemeinschaftlichen Ausbau der Erdgas-Mobilität voran * schematische Illustration Ausbau des CNG-Tankstellennetzes auf Standorte CNG-Fahrzeugflotte auf 1 Million verzehnfachen

45 Gemeinschaftlicher Ausbau der Erdgas-Mobilität Unternehmen unterzeichnen Erklärung zum Ausbau der Erdgas-Mobilität alle Industriekreisteilnehmer haben unterzeichnet Aufbau auch in anderen europäischen Ländern forciert weitere Partner haben sich bereits angekündigt

46 Pressestimmen Volkswagen setzt stärker auf Erdgas-Mobilität

47 Agenda Versorger / Infrastruktur

48 Infrastruktur CNG in Europa * * CNG-Tankstellen Anteil Biomethan 20% CNG-Tankstellen geplant bis % 71 % Italien Deutschland Österreich Schweden Niederlande % >10 % in % Schweiz Tschechien Belgien Frankreich Finnland *CNG-Tankstellen geplant bis 2025

49 BMWi Studie (2015): Interaktion EE-Strom, Wärme und Verkehr Szenario Energieverbrauch im Wärmesektor Haushalte Industrie Gewerbe Investitionen in das Gasnetz Europas: 500 Mrd. Quelle: Fraunhofer IWES, IFEU Institut für Energie- und Umweltforschung, Fraunhofer IBP, Stiftung Umweltenergierecht (2015)

50 BMWi Studie (2015): Interaktion EE-Strom, Wärme und Verkehr Roadmap Wärmebedarf Haushalte Quelle: Fraunhofer IWES, IFEU Institut für Energie- und Umweltforschung, Fraunhofer IBP, Stiftung Umweltenergierecht (2015)

51 Agenda OEM / Portfolio

52 Kosten Vorteile CNG aus Unternehmenssicht CO 2 -Vermeidung konventionelle Antriebe CO 2 -Vorteil EA211 1,0l TGI 66 kw* *CO 2 -Vorteil ggü. Otto-Aggregat

53 Einbaurate CNG CNG-Strategie Volkswagen (EU) - Stufe 3: Ausweitung Produktportfolio Stufe 2: Ausbau Tankstellennetz Stufe 1: Optimierung Vertriebsstrategie

54 Performance Zukünftiges CNG-Ottomotoren-Portfolio von Volkswagen 2,0l g-tron 125 kw 1,0l MPI 50 kw 1,0l TGI 66 kw 1,4l TGI 81 kw SOP 2018 SOP 2017 SOP 2017

55 1,0l TGI Der neue Polo TGI Fahrzeugeigenschaften niedrige Emissionen geringer Verbrauch *vorläufige Prognosewerte hohe Reichweite im Erdgasbetrieb hohe Wirtschaftlichkeit keine Raum- und Komforteinbußen

56 1,0l TGI Der neue Polo TGI Antrieb und Fahrzeug Reichweite CNG Gesamtreichweite Verbrauch CNG CO 2 -Emissionen CNG Beschleunigung km/h Höchstgeschwindigkeit *vorläufige Prognosewerte 390 km km 3,2 kg/100 km* 87 g CO 2 /km* 11,5 s 184 km/h

57 1,0l TGI Der neue Polo TGI Technische Daten Leistung max. Drehmoment 66 kw (90 PS) 160 Nm Hubraum 999 cm 3 Verdichtung 10,5 : 1

58 2,0l g-tron A4 Avant g-tron / A5 Sportback g-tron Fahrzeugeigenschaften nahezu klimaneutral wirtschaftliches Flottenfahrzeug volle Alltagstauglichkeit freie Einfahrt in Umweltzonen

59 2,0l g-tron A4 Avant g-tron / A5 Sportback g-tron Antrieb und Fahrzeug Reichweite CNG Gesamtreichweite Verbrauch CNG CO 2 -Emissionen CNG 500 km 950 km 3,8-4,2 kg/100km g CO 2 /km Beschleunigung km/h 8,4 s Höchstgeschwindigkeit 226 km/h

60 2,0l g-tron A4 Avant g-tron / A5 Sportback g-tron Technische Daten Leistung max. Drehmoment 125 kw (170 PS) 270 Nm Hubraum cm 3 Verdichtung 12,6 : 1

61 Erdgasfahrzeuge im Konzern Produktportfolio up! Ecolution Polo Golf Citigo Octavia A3 Caddy A4 A5 Leon Ibiza Lion s City Mii

62 CNG at Volkswagen Zusammenfassung CNG

63 e-gas der Wegbereiter für CO 2 -neutrale Mobilität!