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

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

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

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

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

CO 2 Gesetzgebung 185 165 2016 155 g/km CO 2 emissions [g/km] 145 125 105 2012 130 g/km 2015 6.9 l/100 km 2020 5.0l 100/km 2025 101 g/km 85 USA: Annual target figures EU: 2012-2015; 2021 phase-in in NEDC China: Annual targets through phase-in * Source Made in China 2025 strategy paper from the Chinese authorities 2020 95 g/km 2010 2015 2020 2025 2025 4.0l 100/km*

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

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

Antriebsmatrix PHEV Applikation: z.b. Golf GTE

Antriebsmatrix BEV Applikation

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

EA211 1,5l TSI evo

EA288 2,0l TDI * ab EU6 AG

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

Der neue e-golf

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

Elektrifizierung MQB Konsequente Weiterentwicklung MEB MQB MEB

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

Hintergründe und Motivation Der CO 2 -Kreislauf I V E T 2 0 1 7 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 31064 EADV Prof. Dr. Thomas Garbe 31240 EADV/1 Hendrik Bröker 897523 A-GEPK-A

Reduktion der globalen CO 2 -Emission Gesamte EU-Flotte I V E T 2 0 1 7 Reguliert (95g in 2020) 12 Mio. EU-Neuwagen p.a. Nicht reguliert: 228 Mio. EU-Bestandsfahrzeuge Umwelt Nachhaltigkeit EA-Aggregate Dr. Ekkehard Pott 31064 EADV Prof. Dr. Thomas Garbe 31240 EADV/1 Hendrik Broeker 897523 A-GEPK-A

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

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

Agenda Politik / Ökologie

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

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) 150 125 100 75 50 25 0 113 99 92 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

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

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) 150 137 125 100 75 113 109 99 103 92 87 74 50 60 25 0 24 10 11 13 Benzin Diesel CNG 20 % Biomethan 24 15 100 % Biomethan PtG e-mobilität (EU-Strommix) 1 e-mobilität (100 % Windstrom)

CO 2 -Gesamtemissionen je Fzg. [%] Lebenszyklus-Emissionen Cradle-to-Wheel 300 E-Fahrzeug (BEV) Vergleichsfahrzeug Volkswagen Golf (Laufleistung 15.000 km/jahr) EU-Strommix EE-Strom Erdgasfahrzeug Erdgas konventionell e-gas VKM 1) Diesel 250 200 150 E-Fahrzeug 100 50 0 Erdgasfahrzeug Herstellung 1 3 5 7 9 11 13 Nutzung [Jahre]

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 2012 2020 2030 2050 Verkehrsleistung Quelle: Fraunhofer IWES, IFEU Institut für Energie- und Umweltforschung, Fraunhofer IBP, Stiftung Umweltenergierecht (2015)

Regeneratives Erdgas Methanisierung von Stroh Fermentation 7 Rundballen 1.800 kg Stroh Prozessenergie der Fermentation nicht berücksichtigt 300 kg CNG 1 Jahr fahren fast 10.000 km Reichweite 1 Strohballen Ø 1,5 m; 2,1 m³, Dichte 120 kg/m³ Polo TGI 3,2 kg CNG/100 km

Regeneratives Erdgas Power-to-Gas (PtG)

PtG Mehrdimensionale Einbindung Aufbau des zukünftigen Energiesystems Installierte Kraftwerksleistung [GW EL ] Elektrizitätsproduktion in Echtzeit www.electricitymap.org 1000 regenerative Energiequellen konventionelle Energiequellen 800 600 400 200 0 2014 2050 2050

Substitutionspotential Erdgasmobilität Deutschland Biomethan und Power-to-Gas 8.800 Biogasanlagen ~ 7,4 Mio toe Biogas ~ 7,2 Mio CNG-Fahrzeuge CO 2 CO 2 55 Zementwerke 8.800 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

Agenda Kunde / Markt

Zulassung von CNG-Fahrzeugen in Europa im Jahr 2015 Italien 72.857 Deutschland 6.126 Schweden 5.870 Tschechien 2.686 Österreich 800 Schweiz 1.053 Belgien 784 Niederlande 725 Rest 1.670 Quelle: VW-interne Marktanalysen

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

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

Aktuelle Situation in Deutschland Deutschland Status quo ca. 100.000 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 2.000 Standorte CNG-Fahrzeugflotte auf 1 Million verzehnfachen

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

Pressestimmen 02.05.2017 Volkswagen setzt stärker auf Erdgas-Mobilität

Agenda Versorger / Infrastruktur

Infrastruktur CNG in Europa * * CNG-Tankstellen 01.01.2016 Anteil Biomethan 20% CNG-Tankstellen geplant bis 2020 1.071 913 10 % 71 % 169 160 140 Italien Deutschland Österreich Schweden Niederlande 137 20 % 108 48 40 >10 % in 2020 24 100 % Schweiz Tschechien Belgien Frankreich Finnland *CNG-Tankstellen geplant bis 2025

BMWi Studie (2015): Interaktion EE-Strom, Wärme und Verkehr Szenario Energieverbrauch im Wärmesektor Haushalte Industrie Gewerbe 2012 2025 2035 2050 2012 2025 2035 2050 2012 2025 2035 2050 Investitionen in das Gasnetz Europas: 500 Mrd. Quelle: Fraunhofer IWES, IFEU Institut für Energie- und Umweltforschung, Fraunhofer IBP, Stiftung Umweltenergierecht (2015)

BMWi Studie (2015): Interaktion EE-Strom, Wärme und Verkehr Roadmap Wärmebedarf Haushalte 2012 2025 2035 2050 Quelle: Fraunhofer IWES, IFEU Institut für Energie- und Umweltforschung, Fraunhofer IBP, Stiftung Umweltenergierecht (2015)

Agenda OEM / Portfolio

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

Einbaurate CNG CNG-Strategie Volkswagen (EU) - Stufe 3: Ausweitung Produktportfolio Stufe 2: Ausbau Tankstellennetz Stufe 1: Optimierung Vertriebsstrategie 2006 2016 2018 2020 2020+

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

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

1,0l TGI Der neue Polo TGI Antrieb und Fahrzeug Reichweite CNG Gesamtreichweite Verbrauch CNG CO 2 -Emissionen CNG Beschleunigung 0-100 km/h Höchstgeschwindigkeit *vorläufige Prognosewerte 390 km 1.320 km 3,2 kg/100 km* 87 g CO 2 /km* 11,5 s 184 km/h

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

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

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 102-111 g CO 2 /km Beschleunigung 0-100 km/h 8,4 s Höchstgeschwindigkeit 226 km/h

2,0l g-tron A4 Avant g-tron / A5 Sportback g-tron Technische Daten Leistung max. Drehmoment 125 kw (170 PS) 270 Nm Hubraum 1.980 cm 3 Verdichtung 12,6 : 1

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

CNG at Volkswagen Zusammenfassung CNG

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