TU Wien Energy Economics Group Ergebnisse: Wirtschaftliche Analyse NANUPOT Workshop 29.10.2010 NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Wirtschaftliche Analyse Gesamtkosten 2010 (konventionelle Antriebe) Klasse N1 20 000km/Jahre Klasse N2 50 000km/Jahre Preisniveau 2010 Klasse N3 100 000km/Jahr Sattelzug 150 000km/Jahr Kostenvergleich der Antriebsysteme in 2010 Investitionskostenanalyse Gesamtkostenvergleich (Investitionskoste & Kraftstoffkosten) Barwerte der Hybridisierung Szenarien der Kostenentwicklung 2010 2050 Kostenentwicklung: Batterien & elektrische Antriebskomponenten Entwicklung der Kraftstoffpreise NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Fixkoste: Kapitalkosten KFZ Steuer Versicherung Fahrpersonalkosten Fuhrparkverwaltung Unterstellung Garage Gesamtkosten 2010 Variable Kosten: Kraftstoffkosten Schmierstoffkosten Reifenkosten Reparatur & Wartung Maut NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Klasse N1: Gesamtkosten: Gesamtkosten 2010 Diesel konventionell Fahrleistung: 20 000 km/jahr Neupreis: 23 740 Nutzungsdauer: 10 Jahre Restwert: 5 000 Zinssatz: 7% Kraftstoffverbrauch: 12,55 l/100km Kapitalkosten 0,16 /km Kraftstoffkosten 0,13 /km KFZSteuer 0,01 /km Versicherung 0,10 /km Fahrpersonalkosten 0,71 /km Maut 0,00 /km Schmierstoffe 0,00 /km Reifen 0,01 /km Wartung 0,07 /km Gesamt 1,20 /km NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Klasse N2: Gesamtkosten: Gesamtkosten 2010 Diesel konventionell Fahrleistung: 50 000 km/jahr Neupreis: 47 440 Nutzungsdauer: 8 Jahre Restwert: 15 000 Zinssatz: 7% Kraftstoffverbrauch: 15,38 l/100km 20% der Strecken auf Mautstraßen Kapitalkosten 0,13 /km Kraftstoffkosten 0,16 /km KFZSteuer 0,01 /km Versicherung 0,06 /km Fahrpersonalkosten 0,30 /km Maut 0,03 /km Schmierstoffe 0,00 /km Reifen 0,03 /km Wartung 0,12 /km Gesamt 0,84 /km NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Klasse N3Sattelzug: Gesamtkosten: Gesamtkosten 2010 Diesel konventionell Fahrleistung: 150 000 km/jahr Neupreis: 72 690 Nutzungsdauer: 4 Jahre Restwert: 25 000 Zinssatz: 7% Kraftstoffverbrauch: 34,28 l/100km 70% der Strecken auf Mautstraßen Kapitalkosten 0,17 /km Kraftstoffkosten 0,36 /km KFZSteuer 0,01 /km Versicherung 0,03 /km Fahrpersonalkosten 0,43 /km Maut 0,23 /km Schmierstoffe 0,01 /km Reifen 0,02 /km Wartung 0,10 /km Gesamt 1,35 /km NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Wirtschaftliche Analyse Gesamtkosten 2010 (konventionelle Antriebe) Klasse N1 20 000km/Jahre Klasse N2 50 000km/Jahre Preisniveau 2010 Klasse N3 100 000km/Jahr Sattelzug 150 000km/Jahr Kostenvergleich der Antriebsysteme in 2010 Investitionskostenanalyse Gesamtkostenvergleich (Investitionskoste & Kraftstoffkosten) Barwerte der Hybridisierung NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Komponentengruppen: Investitionskosten Basisfahrzeug Verbrennungsmotor + Getriebe Elektrische Antriebskomponenten +Getriebe Batterien Brennstoffzelle Tanksystem NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Investitionskosten Antriebsysteme (netto) N1 2010 [] CDDiesel CDCNG MildHybrid FullHybrid PHEV (100km) EV (200km) BZ Basisfahrzeug 18.000 18.000 18.000 18.000 18.000 18.000 18.000 VKM 5.440 4.960 4.840 4.240 3.340 EDrive 3.000 6.000 5.500 5.500 5.500 Batterie 150 150 1.550 2.950 21.000 42.000 2.800 Brennstoffzelle 100.000 Tanksysteme 150 2.348 150 150 100 2.875 Gesamt 23.740 25.458 27.540 31.340 47.940 65.500 129.175 140.000 1 100.000 80.000 60.000 40.000 Tanksysteme Brennstoffzelle Batterie EDrive VKM 35.000 30.000 25.000 15.000 10.000 5.000 Basisfahrzeug Tanksysteme Brennstoffzelle Batterie EDrive VKM Basisfahrzeug NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Investitionskosten Antriebsysteme (netto) N2 2010 CDDiesel CDCNG Mild Hybrid Basis 40.000 40.000 40.000 VKM 6.940 6.460 6.040 EDrive 10.000 Batterie 200 200 3.700 Brennstoffze Tanksysteme 300 4.895 300 Gesamt 47.440 51.555 60.040 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 10.000 Tanksysteme Brennstoffzelle Batterie EDrive VKM Basisfahrzeug CDDiesel CDCNG Mild Hybrid NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Investitionskosten Antriebsysteme (netto) N3 2010 N3 N3Sattelzugmaschine CDDiesel Diesel Mild Hybrid CDDiesel Diesel Mild Hybrid Basisfahrzeug 62.000 62.000 60.000 60.000 VKM 11.440 9.940 11.440 9.940 EDrive 17.000 19.500 Batterie 250 7.250 250 8.650 Brennstoffzelle Tanksysteme 1.000 1.000 1.000 1.000 Gesamt 74.690 97.190 72.690 99.090 N3 N3 Sattelzugmaschine 90.000 90.000 80.000 80.000 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 10.000 Tanksysteme Brennstoffzelle Batterie EDrive VKM Basisfahrzeug 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 10.000 Tanksysteme Brennstoffzelle Batterie EDrive VKM Basisfahrzeug CD Mild Hybrid CD Mild Hybrid NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Kostenvergleich der Antriebsysteme 2010 N1 Kostenvergleich: Fahrleistung: Diesel Preis: 20 000km/Jahr 1,1/l /km 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 Kraftstoffkosten Kapitalkosten N2 Kostenvergleich: Fahrleistung: 50 000km/Jahr N3 Sattelzugmaschine: Fahrleistung: 150 000km/Jahr 0,35 0,30 0,60 /km 0,30 0,25 0,25 0,20 0,20 0,15 0,15 0,10 0,10 0,05 Kraftstoffkosten Kapitalkosten /km 0,50 0,40 0,30 0,20 Kraftstoffkosten Kapitalkosten 0,10 CD Diesel Hybrid NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Kostenvergleich der Antriebsysteme 2010 N1 Kostenvergleich: Fahrleistung: 20 000km/Jahr Diesel Preis: 1,1/l +1 Batteriesatz mit Batterietausch! /km 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 Batterietausch Kraftstoffkosten Kraftstoffkosten Kapitalkosten Kapitalkosten N2 Kostenvergleich: Fahrleistung: +1 Batteriesatz 50 000km/Jahr N3 Sattelzugmaschine: Fahrleistung: 150 000km/Jahr +2 Batteriesätze 0,35 0,60 0,30 0,25 0,50 /km 0,20 0,15 0,10 0,05 Batterietausch Kraftstoffkosten Kraftstoffkosten Kapitalkosten Kapitalkosten /km 0,40 0,30 0,20 Batterietausch Kraftstoffkosten Kapitalkosten 0,10 CD Diesel Hybrid NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Barwert der Hybridisierung Wieviel darf Hybridisierung aus wirtschaftlicher Sicht kosten? NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Barwert der Hybridisierung N1: 20 000km/Jahr 1.600 1.400 1.200 1.000 800 Dieselpreis: 1,1/l 600 400 200 DieselpreisSensitivität: 9.000 8.000 7.000 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 Kostenschätzung VollHybrid 2010 /l (Diesel) Elektrif. AUX ecvt EDrive Recup./Boost StartStop NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Barwert der Hybridisierung N2: 50 000km/Jahr 7.000 6.000 5.000 4.000 3.000 Dieselpreis: 1,1/l 2.000 1.000 18.000 DieselpreisSensitivität: 16.000 14.000 12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 Kostenschätzung Hybrid 2010 Elektrif. AUX Waste Heat Rec. ecvt Recup./Boost StartStop /l (Diesel) NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Barwert der Hybridisierung N3S: 150 000km/Jahr 35.000 30.000 25.000 15.000 Dieselpreis: 1,1/l 10.000 5.000 60.000 50.000 40.000 Waste Heat Rec. 30.000 Kostenschätzung Hybrid 2010 GPS based EMM Elektrif. AUX Recup./Boost DieselpreisSensitivität: 10.000 Downspeeding Downsizing /l (Diesel) NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Wirtschaftliche Analyse Gesamtkosten 2010 (konventionelle Antriebe) Klasse N1 20 000km/Jahre Klasse N2 50 000km/Jahre Preisniveau 2010 Klasse N3 100 000km/Jahr Sattelzug 150 000km/Jahr Kostenvergleich der Antriebsysteme in 2010 Investitionskostenanalyse Gesamtkostenvergleich (Investitionskoste & Kraftstoffkosten) Barwerte der Hybridisierung Szenarien der Kostenentwicklung 2010 2050 Kostenentwicklung: Batterien & elektrische Antriebskomponenten Entwicklung der Kraftstoffpreise NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Szenarien der Kostenentwicklung 20102050 Kraftstoffpreisszenario 20102050: 2,5 2,0 Dieselpreis 1,5 /l 1,0 0,5 0,0 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Kraftstoffverbrauch 20102050: (Technische Analyse) Investitionskosten 20102050: NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Investitionskosten 2010 & 2030 Technologische Lerneffekte: Batterien: 2010: 700/kWh 2030: 210/kWh 2050: 180/kWh Hybridisierung : 50% bis 2030 Brennstoffzellen: 2020: 250/kW 2050: 85/kW N1 2010: 140.000 1 100.000 80.000 60.000 40.000 Tanksysteme Brennstoffzelle Batterie EDrive VKM Basisfahrzeug N2 2010: N3 2010: 80.000 100.000 70.000 60.000 50.000 Tanksysteme Brennstoffzelle 90.000 80.000 70.000 60.000 Tanksysteme Brennstoffzelle 40.000 Batterie 50.000 Batterie 30.000 10.000 EDrive VKM Basisfahrzeug 40.000 30.000 10.000 EDrive VKM Basisfahrzeug CDDiesel CDCNG Mild Hybrid CD Mild Hybrid NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Investitionskosten 2010 & 2030 Technologische Lerneffekte: Batterien: 2010: 700/kWh 2030: 210/kWh 2050: 180/kWh Hybridisierung : 50% bis 2030 Brennstoffzellen: 2020: 250/kW 2050: 85/kW N1 2030: 140.000 1 100.000 80.000 60.000 40.000 Tanksysteme Brennstoffzelle Batterie EDrive VKM Basisfahrzeug N2 2030: N3 2030: 80.000 100.000 70.000 60.000 50.000 Tanksysteme Brennstoffzelle 90.000 80.000 70.000 60.000 Tanksysteme Brennstoffzelle 40.000 Batterie 50.000 Batterie 30.000 10.000 EDrive VKM Basisfahrzeug 40.000 30.000 10.000 EDrive VKM Basisfahrzeug CDDiesel CDCNG Mild Hybrid CD Mild Hybrid NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Szenarien der Kostenentwicklung 20102050 N1: 20 000km/Jahr 0,60 0,50 /km 0,40 0,30 0,20 0,10 CDDiesel Micro Hybrid Diesel Mild Hybrid Diesel Full Hybrid Diesel PHEV Diesel BEV N2: 50 000km/Jahr 0,45 0,40 /km 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 CDDiesel Mild Hybrid Diesel NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Szenarien der Kostenentwicklung 20102050 N3S: 150 000km/Jahr 0,90 0,70 0,80 0,60 0,70 0,50 0,60 0,50 0,40 0,40 0,30 0,30 0,20 0,20 0,10 0,10 CDDiesel 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050 /km Mild Hybrid Diesel NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
N1: CNG: StartStop: Schlussfolgerungen heute wirtschaftlich, in Zukunft von polit. Rahmenbedingungen abhängig (Steuer auf CNG, Emissionszonen) bereits 2010 kosteneffizient Kritische Faktoren: Hybride mild & voll: nur bei deutlich höheren Kraftstoffpreisen wirtschaftlich attraktiv mittelfristige Option Zero Emission Antriebe Batterie & Brennstoffzelle: hohe Kosten, Geringe Flexibilität, fehlende Infrastruktur auch in Zukunft nur bei entsprechenden Rahmenbedingungen interessant PlugIn Fahrzeuge: N2 : CNG: Hybridantriebe N3 : Hybridantriebe hohe Kosten (aber geringer als EV & BZ) kein Flexibilitätsverlust langfristig hohes Potenzial etwa gleiche Kosten wie Diesel, Nachteile in der Nutzung (Reichweite, Infrastruktur) bei steigenden Dieselpreisen wirtschaftlich (N2 50 000km/Jahr: >1,8/l) in Zukunft interessant bei steigenden Dieselpreisen wirtschaftlich (N3 150 000km/Jahr: >1,5/l) in Zukunft interessant Batterien Kosten Zyklenfestigkeit Lebensdauer Kraftstoffpreise Emissionsbestimmungen Kritische Faktoren: Kraftstoffpreise Batterielebensdauer Zuverlässigkeit NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.Ing. Maximilian KLOESS TU Wien, Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft, Gusshausstraße 2529, 1040 Wien, +43 (1) 58801 37371 kloess@eeg.tuwien.ac.at www.eeg.tuwien.ac.at NANUPOT ErgebnisWorkshop 29. Oktober 2010