Der Weg in eine nachhaltige Zukunft – Die Kraftstoff- und Antriebsstrategie eines OEM

T. Garbe, M. Hönig, H. Bröker, Kaszas, E. Pott, Volkswagen AG

Der Weg in eine nachhaltige Zukunft – Die Kraftstoff- und Antriebsstrategie eines OEM

• Überblick über strategische Ziele und die Antriebsstrategie der Volkswagen AG

• Bedeutung der flüssigen und gasförmigen Kraftstoffe

• Handlungsbedarf

• Fazit

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Der Weg in eine nachhaltige Zukunft – Die Kraftstoff- und Antriebsstrategie eines OEM

• Überblick über strategische Ziele und die Antriebsstrategie der Volkswagen AG

• Bedeutung der flüssigen und gasförmigen Kraftstoffe

• Handlungsbedarf

• Fazit

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Ausgewählte strategische Ziele

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KlimaLuftqualität

Mobilität

Prognose von CO2- Emissionen und Erderwärmung

Seite 5

4.000

3.500

3.000

2.500

1.500

1.000

500

0

2.000

Kum

ulat

ive

CO2-

Emis

sion

en [G

T CO

₂]

1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080

3°C Auswirkungen auf Nahrungsmittelversorung

2°C Pariser Abkommen

aktuell +2%/Jahr

0%

-2%

-4%

2016

1,5°C substanzielle Schäden in Bio-Systemen

jährliche CO2 Senkung

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Prognose der Luftbelastung unterBerücksichtigung der RDE- Gesetzgebung

Hebel zur Zielerreichung im Verkehrssektor

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Antrieb

Energieträgerund Infrastruktur

Verhalten des mündigen Bürgers

Tätigkeitsfeld des OEM

Stakeholder

Reaktion auf Angebote

Volkswagen Kraftstoff- und Antriebsstrategie

heute

Ziel: Volkswagen Antriebs-Portfolio2025

Entwicklungsschwerpunkt Fahrzeugarchitektur für Elektrofahrzeuge

CNG-Offensive des Volkswagen-Konzerns

• praktisch partikelfrei

• Stickoxide signifikant reduziert

• CNG heute schon zu 20% regenerativ

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Entwicklungsschwerpunkt Real Driving Emissions

Source: FEV

Durchschnittliche NOx – Emissionen/Hersteller

(36) = Number of vehicles tested

Source: ADAC e.V.; 8/2017

NO

xem

issi

ons

(mg/

km)

Wettbewerb

236

(11)

250

(10)

255

(6)

263

(12)

364

(7)

421

(13)

488

(10)

561

(4)

684

(14)

141

(36)

146

(44)

149

(21)

100

200

300

400

500

600

700

0

Attraktive ProdukteVW BUDD-e - Studie 2016

• Allrad-Elektroantrieb

vordere E-Maschine: 100

kW

hintere E-Maschine:125 kW

• Höchstgeschwindigkeit: 180

km/h

• 0- 100 km/h: 7,0 Sekunden

• Energieinhalt: 92,4 kWh

• Reichweite: 533 km (NEFZ).

• Ladeleistung max. : 150 kW

(DC)

• Induktives laden

Fully ElectricFully Electric

AntriebAntrieb BatterieBatterie

User ExperienceUser Experience Fully ConnectedFully Connected Automated DrivingAutomated Driving

T. Garbe, Volkswagen AGSeite 14

Einfluss der Maßnahmen auf die Fahrzeugflotte

Reguliert (95g in 2020)

12 Mio. EU-Neuwagen p.a.

228 Mio. EU-Bestandsfahrzeuge

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• Handlungsbedarf

• Fazit

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Motivation für regenerative Kraftstoffe

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Klima

CO2-neutrale Kraftstoffe

(aufgrund: Herkunft oder Rohstoff)

Luftqualität

Verbrennungsoptimierte Kraftstoffe

(aufgrund: Kraftstoffchemie)

Nutzung

regenerativer

Kraftstoff

deutlich

weniger Abgasregenerativer Kraftstoff CO2-Abscheidung

PtX-Verfahren

CO2

reg. Energie

Herstellung von E-Fuels

Erneuerbarer Strom• Wind• Sonne• Wasser

Erneuerbare Biomasse• Reststoffe 1)

• WeiterentwickelteBiomasse 2)

1) Stroh, Altspeisefett, Klärschlamm, Holz, etc. 2) Algen, Hefen, etc.

Paraffin

Paraffin, Ether

CO2• Industrieanlagen• Luft

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Well-to-Wheel CO2-Emissionen bei Einsatz von E-Fuels (ohne Berücksichtigung möglicher Effizienzsteigerungen)

Emis

sion

en [g

CO₂ e

q/km

]

2412 11 4 10 17

60

109

92106

0

20

40

60

80

100

120

140

160

e-Benzin(2. Generation)

Benzin CNG e-Gas Diesel e-Diesel(1. Generation)

E-Mobilität

(EU-Mix)

E-Mobilität(100% Wind)

Σ 133 - 89% - 23% - 96%Σ 116 - 82%

Well-to-Tank Tank-to-Wheel

Well-to-Wheel Emissionen

(VW 370)

1

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Nutzung der Rohemissionsvorteile durch Einsatz von e-Diesel

NOx-Emissionen [g/h]

Part

ikel

emis

sion

en [g

/h]

0

1

2

3

4

5

10 15 20 25 30 35 40

Diesel

Rohemissionsvergleich2,0l TDI EA288 – 1.550 1/min, 90 Nm

e-Diesel – 1. Gen. (100% Paraffine)

e-Diesel – 2. Gen. (70% Paraffine, 30% OME)

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Potenzial der Partikel Senkung durch optimierten E 20 ROZ 102

Rohemission Abgasemission

PN E

mis

sion

Typische Feldqualität EU heute

Ziel E 20 ROOZ 102

OPF Filter-Wirkungsgrad von η = 83%*

Quelle: ACEA Seite 21

Kraftstoffverbrauch in Abhängigkeit der Qualität(1.5L TGI, 110 kW EA 211evo)

E10 ROZ 95 E20 ROZ 102- dedicated engine

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Langzeiteffekte werden durch Additive optimiert(1,4l EA 211)

Organic deposits Possible effects Results

- Injector coking

- Coking of inlet valve

- Coking of intake tract

- Throttle coking

- OBD mistakes

- Higher emissions

- Risk of engine deposits

- Negative impact on gas flow,spray pattern,mixture behaviour

- Inner flow handicap

- Pre ignistion risk

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Source SGS Conference 2014, ShanghaiJohnny Shen, Alex Cantlay, Thomas Garbe

Roadmap Dieselkraftstoffe

24

2020 2025 2030 2035 2040

EN 590 Maingrade

Paraffinanteil erhöhen

Paraffinischer Diesel

EN 15940 EN 15940Maingrade

für spezifische Anwendungenleichte Anpassung heutiger Motorkonzepte

Option: „City-Diesel“

Paraffin + Zumischung OME

EN 15940 mod. EN 15940 mod.Maingrade

für spezifische AnwendungenHardwareanpassungen

Phase out:

– Rohöl

– Anbau-Biomasse

Timeline DieselkraftstoffHerstellungsmethoden alternativer Dieselkomponenten

25

unvermeidbare

2000 2010 2020 2030 2040Diesel

GtL

aus Anbau-Biomasse

aus Reststoffen

mit Rohöl (Tiefenhydrierung)

in Raffinerie

aus Algen, Hefen

in Raffinerie

aus Luft

Größe der Pfeile: Illustrativ für Mengenpotenzial

Roadmap Ottokraftstoffe

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2020 2025 2030 2035 2040

EN 228 Maingrade

Durchgängig E 10 in Europa

Phase in synthetischer Ottokomponenten

„E20 ROZ 102 PN arm“ E20 ROZ 102 PN arm Maingrade

für spezifische Anwendungenleichte Anpassung heutiger Motorkonzepte

Option: „City-Diesel“

E 20 mod E 20 mod.Maingrade

für spezifische AnwendungenHardwareanpassungen

+ neue Komponenten

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• Bedeutung der flüssigen und gasförmigen Kraftstoffe

• Handlungsbedarf

• Fazit

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Handlungsfelder

Technik

PolitikGesellschaft

Herstellung

Ziel/Vision PTX - Forschung

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HerstellungRohprodukt

Anwendung

-Potenzialanalyse(Mengen , CO2- Benefit)

- Verfahrensoptimierung

auf WTT – Effizienz

- Stabilisierung Netz und Energiespeicher

- Ertüchtigung Motoren

- Verfahrensoptimierung

- „Freifahren“

- Demonstration

Kraftstoff-design

+ Effizienz/Motor

- Emissionen im Bestand

- Optimierung Komponenten

- Entwicklung Additivpakete

Wünsche an die Politik

• Technologieoffene Gesetzgebung

• Unterstützung des Infrastrukturaufbaus für Elektromobilität undregenerative flüssige und gasförmige Kraftstoffe

• Schaffung geeigneter Rahmenbedingungen für die Sektorenkopplung

• Aufnahme paraffinischen Diesels in die 10. BImschV

• Normungsmandat E 20

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Empfehlungen an die Mineralölindustrie

• Klare Positionierung mit Projekten und Produktenzur Senkung von Treibhausgasen und Schadstoffen

• Engagement für den aufgezeigten Pfad

• Klare Bekenntnisse zu Einführungsszenarien

• Mitarbeit an der Infrastruktur für Gas und verbesserteflüssige Kraftstoffe

• Deutliche Weiterentwicklung der Produktqualität

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Empfehlungen an den Handel

• Weiterentwicklung der AdBlue Infrastruktur

• Weiterentwicklung der CNG Infrastruktur

• Angebot umweltfreundlicher Kraftstoffsorten

• Aktive und langfristig geplante Kommunikation zum Kunden

• Vorbereitung auf Phase in von- E 20- paraffinischem Diesel in der nächsten Dekade

• Aufbau von Lademöglichkeiten für BEV und PHEV

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Best Practice: Die Entwicklung von R33 Blue Diesel

Spezifikation von Diesel R33

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EN 590

hochwertige Additivierung

Variante:Ganzjahresqualität „ready for PHEV“

Nachhaltigkeits-parameter =

bis zu 33% Biokrafstoff

20% CO2 – Minderungin der Vorkette

Offen für neue Kraftstoffkomponenten

Die Entwicklung von R33 Blue Diesel

Erprobung von R 33

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• Fahrversuch mit über 280 Fahrzeugen

• Untersuchungen der limitierten und nicht limitierten Emissionen

• Untersuchung von Dauerhaltbarkeit

• Befundung von Bauteilen und Motorenöl

• Bewertung der Akzeptanz bei Kunden

• Kooperation von über 20 Partnern

• Vorstellung gegenüber der Politik

R33 Blue Diesel

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7 % Altspeiseölmethylester

67 % hochwertig additivierter

Dieselkraftstoff

26 % Hydriertes Pflanzenöl

aus Reststoffen

20% CO2 - Einsparung

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seit 30.1.2018 an der Volkswagen Werkstankstelle

Fazit

• Die individuelle Mobilität steht vor gigantischen Umbrüchen.

• Antriebe und Energieträger spielen eine wichtige Rolle im Wandel.

• Elektromobilität mit grünem Strom und Verbrennungsmotoren mit regenerativen Kraftstoffen ergänzen sich ideal.

• Alle Beteiligten müssen intensiv, technologieoffen und positiv miteinander zusammen arbeiten, damit der Wandel gut gelingt.

• Marktteilnehmer müssen attraktive Produkte für die Kunden anbieten

• Was heute getan werden kann, muss heute getan werden.

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Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

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