Die Volkswagen Antriebs- und Kraftstoffstrategie

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1 Die Volkswagen Antriebs- und Kraftstoffstrategie Dipl. Ing. Henning Nannen Energieperspektiven, Bern, 1. März 2005

2 Rahmenbedingungen Veränderung der umweltrelevanten Entwicklungsschwerpunkte Energie Treibhausgase CO 2 Abgasemissionen CO,NOx,HC,PM

3 Entwicklung der Pkw- Emissionen in Deutschland CO HC NOx CO 2 Fahrleistung kt/jahr Mrd. km/jahr Quelle: IFEU (TREMOD) Jahr 0

4 Selbstverpflichtung europäischer Fahrzeughersteller (ACEA) Benzin + Diesel Diesel CO 2 -Emissionen [g/km] A C E A Neu zugelassene Fahrzeugflotte Ziel 140 g/km - 25% Jahr

5 Welt-Energie-Bedarf 1500 Exajoules 1000 Erneuerbare Energie Kernenergie 500 Fossile Energie Mineralöl exa= Exajoule = Mio t Kohle äquivalent Quelle: SHELL 2030

6 Folgerungen konsequente weitere Erhöhung der Effizienz der Antriebsaggregate Einbeziehung alternativer Energiequellen zur Kraftstoffherstellung Entwicklung von CO 2 -neutralen Pfaden zum Fahrzeugbetrieb

7 Der Lupo 3L TDI

8 spezifischer Primärenergiebedarf [kj/pkm] ausgewählter Verkehrsmittel im Nahverkehr Pkw (Bestand) Bahn (Diesel-/E-Traktion) Straßenbahn Bus (Linie) Pkw (Neuzulassungen) Golf, TDI Liter-Lupo Quellen: DIW 1998, Volkswagen , eigene Berechnungen u. v. a.

9 spezifischer Primärenergiebedarf [kj/pkm] ausgewählter Verkehrsmittel im Reiseverkehr Pkw (Bestand) Flug Bahn (E-Traktion) Reisebus 369 Pkw (Neuzulassungen) 874 Golf, TDI Liter-Lupo Quellen: DIW 1998, Volkswagen , eigene Berechnungen u. v. a.

10 Das 1-Liter Auto: Demonstration des Machbaren

11 Wirkungsgrade der Antriebe Tank to Wheel Betrachtung Antriebs-Wirkungsgrade in % (im NEFZ) BZ min/max VKM min/max Betrachtungszeitraum: Benzin Diesel Erdgas/CNG Erdgas/LNG Methanol Antriebskonzepte Wasserstoff CGH2 LH2 Synfuel Otto Synfuel Diesel Quelle: VES

12 Wasserstoff bei regenerativer Erzeugung nachhaltige Umweltverträglichkeit CO 2 -freie Anwendung in der gesamten Energiekette unerschöpfliche Ressource aber: 3 kritische Technologiebarrieren Speichermedium für mobilen Einsatz fehlt Infrastruktur nicht vorhanden nachhaltige Erzeugung mittels regenerativer Energie zu wettbewerbsfähigen Kosten ungelöst langfristige Lösung

13 Forderungen an zukünftige Kraftstoffe sichere Versorgung gesamtwirtschaftlich tragbar Berücksichtigung von Umwelt- und Klimaschutz hohe Energiedichte Kein singulärer Energieträger kann diese Forderungen alleine erfüllen

14 Kraftstoffdiversifikation Methanol Ethanol Benzin SynFuel Diesel RME DME Erdgas flüssig Wasserstoff Erdgas komprimiert

15 SynFuel Verfahrensschema (vereinfacht): C- und H- Erdgas Träger O 2 Vergaser Gasreinigung Synthesegas (H 2, CO, CO 2 ) Fischer-Tropsch- Synthese Hydrotreating SynFuel

16 Fischer-Tropsch-Synthese Reaktionsmechanismus (vereinfacht): CO + H 2 H 2 H C H + H 2 O n x H C H + H 2 H H C H H C H H C H... H C H H (katalytische Reaktion)

17 SynFuels aus fossilen Quellen (Benzin/Diesel) Anwendungsvorteile wie heutige Kraftstoffe bestehende Infrastruktur nutzbar Potential für weitere Verbrauchsminderungen Möglichkeit für neue optimierte Brennverfahren wirtschaftliche Herstellung aus Erdgas möglich Diversifikation der Primärenergie möglich endliche Verfügbarkeit bei fossilem Ursprung begrenztes Minderungspotential für Treibhauseffekt Kurz- bis mittelfristige Lösung

18 GTL: Volkswagen - Shell, Berlin Versuch Source: VW, May 2003

19 Emissionsvergleich Diesel / Synfuel Diesel < 10ppm S Emissionen [g/km] 0.3 EU 4 Grenzwerte 0.2 GtL 0.1 EU 4 0 NO x -6.4% Partikel - 26% HC - 63% CO = - 91%

20 Direkteinspritzung strahlgeführt Direkteinspritzung selbstzündend Teilhomogenisiert fremdgezündet Hochdruck -einspritzung Brennverfahrensentwicklung Ottomotor Saugrohr einspritzung Direkteinspritzung wandgeführt Combined combustion system Wirbelkammer Direkteinspritzung Dieselmotor

21 Neues Brennverfahren CCS Kraftstoffpotenziale NOx-Emission [g/h] Naphtha homogen Kerosin Naphtha 100 Nm und /min Diesel Referenz-PD 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Rußzahl [FSN]

22 Abgefackeltes Erdgas (1998) Nordamerika 18% Kanada& Südamerika 12% Westeuropa 3% Gesamt: m 3 /a ~ 25% Kraftstoffverbrauch EU Osteuropa& FSU 6% Mittlerer Osten 15% Ferner Osten& Ozeanien 8% Afrika 38% Quelle: Prof. Ernst TU Kaiserslautern 2003

23 Übersicht der GtL-Anlagen weltweit Kapazität [Mio t/a] 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 diskutiert diskutiert; mit Termin geplant bestehend Diesel-Bedarf Deutschland ,0 0,

24 Entwicklung der Pkw- Emissionen in Deutschland CO HC NOx CO 2 Fahrleistung kt/jahr Mrd. km/jahr Quelle: IFEU (TREMOD) Jahr 0

25 SunFuel Verfahrensschema (vereinfacht): Energieträger Biomasse O 2 modifizierter Vergaser Vergaser modifizierte Gasreinigung Gasreinigung Synthesegas (H 2, CO, CO 2 ) Fischer-Tropsch- Synthese Hydrotreating SunFuel SynFuel

26 CO 2 Kreislauf mit SunFuel Verwertung Biomasse SunFuel

27 Pflanzen basierte feste Biomasse Reststoffe Biomasse Anbau Hölzer Gräser - Hölzer Halmgüter Waldabfälle z.b. Stroh z.b. Pappel Getreide, Mais Industrieholz Gräser Restholz

28 SunFuel aus regen. Quellen gleiche Vorteile wie SynFuels + weitreichende Verfügbarkeit durch regenerative Energiepfade CO 2 neutral (< -80%) deutlicher Kostennachteil gegenüber heutiger Kraftstoffherstellung (60-80 Cent/l) mittelfristige Lösung

29 SunFuel regenerativ Wasserstoff regenerativ Diesel/Otto Kraftstoff erdölbasiert SynFuel erdgasbasiert

30 Die Volkswagen Kraftstoff- und Antriebsstrategie Mineralöl Erdgas Biomasse CO Solar-H 2 aus 2 Kreislauf Synthesegas (H 2, CO, CO 2 ) Benzin, Diesel Syn Fuel Diesel Benzin spezielle Syn Fuel- Übergang zu Sun Fuel Wasserstoff- Kraftstoff FSI,TDI opt. Otto u. Diesel FSI, TDI, Hybrid Motor mit CCS-Hybrid- Brennverfahren H 2 - Brennstoffzelle Jahr spez. CO2 -Emissionen [g CO 2 /km]

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Weitere Informationen: