Whitepaper_Der Antriebsstrang in der Transformation_SEG Automotive

Whitepaper
Der Antriebsstrang in der Transformation
Eine ausgeglichene Technologie-Analyse
1

Vorwort
Die Individualmobilität und damit die Automobilindustrie
stehen vor der größten Veränderung
ihrer Geschichte, angetrieben von den drei Megatrends
Elektrifizierung, Connectivity und autonomes
Fahren. Bei Letzteren beiden geht es vor
allem um Sicherheit und Komfort. Der Wandel
vom Verbrennungsmotor zum E-Antrieb spielt
dagegen auf globaler Ebene eine wichtige Rolle,
um den vom Menschen verursachten Klimawandel
einzudämmen.
Die Elektrifizierung wird kommen. Aber wie
schnell und mit welchen regionalen Unterschieden?
Welche Faktoren – wie Batterietechnologie
und -produktion – beeinflussen die schnelle
Verbreitung? Wie umweltfreundlich sind E-Autos
heute schon im Vergleich zu konventionellen
Antrieben? Welche Vor- und Nachteile haben
verschiedene Antriebstechnologien hinsichtlich
Kosten und Fahreinschränkungen für den
Endverbraucher? Und welche kurzfristigen Lösungsansätze
gibt es, um schon vor dem Durchbruch
der E-Mobilität in signifikantem Maße
CO 2
-Emissionen einzusparen?
Diesen Fragen widmet sich dieses Whitepaper.
Dazu wirft es einen detaillierten Blick auf den
Status Quo und die Entwicklung des Weltmarktes
sowie der Schlüsselregionen China, EU, USA,
und Indien. Außerdem analysiert es, wie verschiedene
Antriebstechnologien (von Verbrennungsmotor
über Hybrid bis E-Antrieb) heute
abschneiden – aus Umweltgesichtspunkten,
aber auch aus Kundenperspektive.
Inhaltsverzeichnis
1. Management Summary 4
2. Herausforderung Klimawandel 8
3. Status Quo PKW-Markt und Elektrifizierung 10
3.1 Globaler PKW-Markt 10
3.2 Treiber & Bremser der Elektrifizierung 14
4. Etablierte Antriebstechnologien im Vergleich 18
4.1 Umweltperspektive 18
4.1.1 CO 2
Emissionen im laufenden Betrieb 18
4.1.2 CO 2
Emissionen über das gesamte Fahrzeugleben 20
4.1.3 Zwischenfazit 23
4.2 Käuferperspektive 24
4.2.1 Kosten über die Laufzeit 25
4.2.2 Fahreinschränkungen 27
4.2.3 Zwischenfazit 29
5. 48V Hybridisierung als effizientes Mittel, CO 2
einzusparen 30
5.1 Wie funktioniert die 48V-Hybridtechnologie? 30
5.2 Verfügbarkeit & Perspektive 48V 30
6. Hintergrundinformationen Schlüsselmärkte 32
6.1 Marktperspektive China 32
6.2 Marktperspektive Europa 34
6.3 Marktperspektive USA 36
6.4 Marktperspektive Indien 38
7. Über SEG Automotive 38
Dr. Peter Sokol
Chief Operating Officer
SEG Automotive
Dr. Marc Uhl
Vice President Engineering
SEG Automotive
Christoph Hölzl
Pressesprecher
SEG Automotive
2 3

1. Management Summary
I. Globaler PKW-Markt im Überblick:
Elektromobilität wächst exponentiell – der Absatz stieg 2017 um 78% gegenüber Vorjahr auf
668.000 E-PKW. Trotzdem lag der Marktanteil an den Neuzulassungen 2017 nur bei 0,8 %. Auch
im Fahrzeugbestand von 1 Mrd. PKW weltweit spielen Elektroautos mit rund 2 Mio. Stück aktuell
noch eine untergeordnete Rolle.
Insgesamt wurden 2017 gut 86 Mio. PKW abgesetzt, 2,4% mehr als im Vorjahr. Der Antrieb mit
der höchsten leistungsspezifischen CO 2
-Emission, der Benziner, hat dabei mit 62 Mio. Fahrzeugen
bei weitem den größten Anteil. Der Diesel dagegen, hinsichtlich CO 2
-Emissionen der deutlich
effizientere Verbrennungsmotor, ist global weiter in der Krise (Absatz 14 Mio. Fahrzeuge in
2017). Parallel ist ein starker Anstieg der schweren und energiehungrigen SUVs zu verzeichnen
– mittlerweile entfällt rund jede dritte PKW-Neuzulassung auf diese Fahrzeugkategorie. 1
Mehr Informationen siehe Kapitel 3.1.
II. Status Quo Elektrifizierung:
Der Druck auf einen Ausbau der Elektromobilität und damit die Automobilhersteller nimmt zu,
sowohl aus der Gesellschaft als auch durch die Politik hinsichtlich immer stringenterer CO 2
-Vorgaben
und punktueller Fahrverbote.
Allerdings sind hier starke regionale Unterschiede zu berücksichtigen, vor allem bei Gesetzgebung
(Grenzwerte, Subventionen) und der verfügbaren Ladeinfrastruktur. Mögliche Käufer
lassen sich aktuell vielfach noch von praktischen Bedenken (v.a. Ladezeiten und Reichweiten)
sowie höheren Anschaffungskosten bremsen. Letztere liegen insbesondere an der momentan
noch sehr kostenintensiven Batterieproduktion, bei der im Vergleich zu Verbrennungsmotoren
pro Fahrzeug außerdem mehrere Tonnen an zusätzlichem CO 2
freigesetzt werden. 2 Engpässe
bei der Batterieproduktion und den entsprechenden Rohstoffen könnten die Verbreitung der
Elektromobilität ebenfalls verlangsamen.
Mehr Informationen siehe Kapitel 3.2.
Auch auf Grund dieser Kombination aus Treibern und Bremsern der Elektrifizierung rechnen Experten
damit, dass auch 2025 noch rund 85% der Fahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor
verkauft werden (vgl. Seite 11). 3
III. Antriebstechnologien im Vergleich:
Die Frage: „Welche Antriebstechnologie ist aktuell am sinnvollsten?“ lässt sich nicht pauschal
beantworten – denn es gibt zwei ganz unterschiedliche Blickwinkel:
1. Die Umweltperspektive, bei der auch die gewaltigen regionalen Unterschiede hinsichtlich
der Stromgewinnung berücksichtigt werden müssen.
2. Die Käuferperspektive, bei der vor allem Kosten/Nutzen und Komfort eine Rolle spielen.
a. Umweltperspektive:
EVs können sich positiv, aber auch negativ, auf das Klima auswirken
Benziner
PHEV
EV
48V-Diesel-Hybrid
-90% -80% -70% -60% -50% -40% -30% -20% -10% 0% +10% +20% +30% +40%
CO
2
Emissionen im laufenden Betrieb*
CO 2 Emissionen über Fahrzeug-Lebenszeit**
Diesel
* Einsparung bzw. zusätzlicher CO2-Ausstoß im laufenden Betrieb inklusive Emissionen für Bereitstellung des
Kraftstoffs („Well to Wheel“) im Vergleich zu einem Dieselfahrzeug ähnlicher Ausführung. Schwankungen ergeben
sich durch den unterschiedlichen Strommix in verschiedenen Ländern. Quellen und mehr Information in Kapitel 4.1.
** Einsparung bzw. zusätzlicher CO2-Ausstoß über die gesamte Lebenszeit inklusiv Herstellung und Recycling
(„Cradle to Grave“) im Vergleich zu einem Dieselfahrzeug ähnlicher Ausführung. Angenommene Laufzeit von 50.000
km für Kompaktwagen und 150.000 km für andere Fahrzeugklassen. Schwankungen ergeben sich durch den unterschiedlichen
Strommix in verschiedenen Ländern. Quellen und mehr Information in Kapitel 4.1.
Elektrofahrzeuge können schon heute einen signifikanten Beitrag zum Klimaschutz leisten. In
Ländern, die ihren Strom nur zu geringem Anteil aus fossilen Brennstoffen generieren, spart ein
EV gegenüber einem effizienten Verbrenner über den gesamten Lebenszyklus mehr als 50 % der
CO 2
-Emissionen ein. Der Fall ist dies beispielsweise im Atomstrom-dominierten Frankreich und
auch in Norwegen, das fast seinen ganzen Strom aus Wasserkraft gewinnt. 4 In vielen Schlüsselmärkten,
wie USA, Indien, China, aber auch in Deutschland, wird dagegen bei der Stromproduktion
so viel CO 2
ausgestoßen, dass sich reine Elektrofahrzeuge oder auch PHEVs im Vergleich zu
einem effizienten Verbrenner auch auf lange Sicht nur eingeschränkt lohnen bzw. sich zum Teil
sogar negativ auf das Klima auswirken.
Denn global kamen 2017 erst 26% der Energie für EVs aus erneuerbaren Quellen, bis 2022 wird
ein Anstieg auf 30% erwartet. 5 Selbst 2040 werden laut aktuellen Prognosen erst 31% des weltweiten
Strombedarfs über erneuerbare Energie gedeckt werden. 6
Referenzwert
In Ländern, welche ihren Strom vorwiegend aus fossilen Brennstoffen gewinnen, ist damit
auch perspektivisch ein 48V-Hybrid die klimafreundlichste Lösung – diese Technologie macht
Verbrenner zu Mildhybriden, indem sie Bremskraft rekuperiert und diese für Kraftstoffeinsparungen
in Höhe von bis zu 15% sowie ein leistungsfähigeres Bordnetz nutzt.
Mehr Informationen zur Umweltperspektive siehe Kapitel 4.1.; für mehr Details zu 48V siehe Kapitel 5.
1 2 3 4
5
6
jato.com
ivl.se iea.org theicct.org
iea.org
eia.gov
4 5

1. Management Summary
b. Käuferperspektive:
Für den individuellen Käufer stehen im Wesentlichen zwei Punkte im Fokus:
1. Was kostet mich mein Fahrzeug?
2. Ist mein Fahrerlebnis irgendwie eingeschränkt?
Weitere Faktoren wie die Umweltfreundlichkeit nehmen maximal sekundär Einfluss – bester
Beweis dafür ist die steigende SUV-Quote. 1
Bezüglich der Kosten haben EVs heute noch einen deutlichen Nachteil – sowohl in der Anschaffung
als auch in den Gesamtkosten über die Lebenszeit. Dazu kommt noch ein ungewisser Wiederverkaufswert.
Langfristig könnte die Preisschere durch Kostensenkungen in der Batterieproduktion
kleiner werden. Über entsprechende Steuervorteile oder Subventionen können auch
kurzfristig effektive Kaufanreize geschaffen werden.
EVs und PHEVs haben deutlich höhere Gesamtkosten
Benziner
PHEV
EV
48V-Diesel-Hybrid
0%
Diesel
Referenzwert
+5%
+10%
Unterschied in den Gesamt-Betriebskosten*
* Abschätzung der Mehrkosten über die gesamte Lebenszeit (inkl. Anschaffung, Betriebskosten, Wertminderung) im
Vergleich zu einem Dieselfahrzeug ähnlicher Ausführung. Detaillierte Rechenbeispiele siehe Kapitel 4.2.
Hinsichtlich Fahreinschränkungen sehen sich EVs und Verbrenner unterschiedlichen Herausforderungen
gegenüber: Die Reichweite, Ladezeiten und Ladeinfrastruktur werden auch mittelfristig
noch viele Käufer von einem EV abhalten, bis es deutliche Verbesserungen bei der Batterietechnologie
gibt. Auf der anderen Seite kommen regional bei Verbrennungsmotoren bereits
Fahrverbote oder Zulassungsbeschränkungen zum Einsatz, welche sich als durchaus effektiv
erweisen.
+15%
+20%
+25%
+30%
Kurz gesagt: Mit dem Verbrenner kommt man nicht in jede Stadt, dafür problemlos über Land.
Mit dem teureren EV darf man fast überall fahren, hat aber nicht für jedes Ziel genug Reichweite
oder Ladestationen. Ein PHEV kann prinzipiell beides, ist aber durch seine zwei Antriebe (E-Motor
+ Verbrennungsmotor) besonders teuer und von hohen CO 2
-Emissionen in der Herstellung
gekennzeichnet.
In diesem Spannungsfeld werden viele Verbraucher auch mittelfristig zum Verbrenner greifen,
solang es für ihre spezielle Mobilitätssituation die beste Lösung scheint. Als sinnvoller Kompromiss
hinsichtlich Kosten und Emissionen deutet sich die 48V-Hybridtechnologie an, welche
Verbrennungsmotoren kostengünstig deutlich effizienter macht.
Für mehr Informationen siehe Kapitel 4.2.
IV. Schlüsselmärkte in der Analyse:
In den wichtigsten Fahrzeugmärkten der Welt gibt es gravierende Unterschiede, insbesondere
hinsichtlich folgender Gesichtspunkte:
- CO 2
Gesetzgebung (Grenzwerte, Fahrverbote, Subventionen)
- Aktueller und zukünftiger Strommix und damit Umweltfreundlichkeit von
EVs jetzt und perspektivisch
- Marktanteil EVs, Marktsättigung in Fahrzeugen pro 1000 Einwohner
sowie Marktwachstum
- Ladeinfrastruktur
Informationen, wie sich dies in den Schlüsselmärkten China, Europa, USA und Indien auf die
Verbreitung der Elektromobilität auswirkt, finden Sie in Kapitel 6.
V. Fazit:
Auch wenn sie langfristig sinnvoll ist, hat die Elektromobilität noch einen langen Weg vor sich.
Trotz exponentieller Absatzsteigerungen ist ihr Marktanteil gering. Zudem ist sie aktuell rein aus
CO 2
-Sicht gegenüber anderen Antriebstechnologien nur in ausgewählten Märkten die bessere
Wahl. Insbesondere im Schlüsselmarkt China und vielen Schwellenländern wird selbst 2040 der
Strommix noch so stark von fossilen Brennstoffen geprägt sein, dass EVs im laufenden Betrieb
keine deutlichen Vorteile gegenüber effizienten Verbrennern aufweisen. Global werden laut International
Energy Outlook 2017 der EIA auch 2040 erst 31% des Stroms aus regenerativen
Quellen stammen – und immer noch ebenso viel aus Kohle. 6 In Regionen mit gutem Strommix
– vorneweg Norwegen und Frankreich – können EVs dagegen schon heute über die Lebenszeit
des PKWs mehr als 50% der CO 2
-Emissionen einsparen. 4
Für eine globale Verbreitung gibt es zudem noch eine Reihe an Hindernissen auszuräumen. Vorneweg
sind weitere technologische Durchbrüche und Preissenkungen in der Batterietechnologie
notwendig – sowie die Ausräumung möglicher Engpässe in der Produktion und hinsichtlich
zentraler Komponenten wie Kobalt und Lithium. Denn aktuell sind es insbesondere Mehrkosten,
Reichweite und Ladeinfrastruktur, die Käufer hinsichtlich EVs abschrecken.
Deswegen werden nach aktuellen Prognosen auch 2025 noch 85% der PKW mit einem Verbrennungsmotor
produziert werden. 3 Für diese Fahrzeuge gilt es die CO 2
-Emissionen möglichst
gering zu halten. Neben bekannten Technologien wie Start-Stopp erscheint hier als kurzfristig
verfügbare Lösung die 48V-Hybridtechnologie als vielversprechend [vgl. Kapitel 5]. Aber auch
andere Konzepte – wie synthetische Kraftstoffe, Erdgasautos oder die Brennstoffzelle – können
mittel- bis langfristig sinnvolle Ansätze sein, die sich parallel zu Elektrofahrzeugen entwickeln.
Denn am Ende wird es vermutlich nicht eine Lösung geben, die für alle Anwendungsfälle
(Stadt vs. Überland, Erst- vs. Zweitauto vs. Sharing, Industrienation vs. Entwicklungsland) universell
die Beste ist – sowohl was Emissionen, als auch die verfügbare Infrastruktur angeht.
6 7

2. Herausforderung Klimawandel
Die Jahre 2015-2017 waren die heißesten seit Beginn der Aufzeichnungen der World Meterological
Organization (WMO) vor über 170 Jahren. 2017 lag die Temperatur im Schnitt 1,1 Grad über
der vorindustriellen Zeit. 7 Zum Vergleich: Im Klimaabkommen von Paris wurde ein Grenzwert
von „deutlich unter 2 Grad“ für den maximalen langfristigen Temperaturanstieg festgelegt. 8 Besonders
stark ausgeprägt ist die Erwärmung in der Arktis. Ein Wandel, der Folgen zeigt. Zu den
Wirkungen dieses Anstiegs, die auch 2017 beobachtet wurden, zählen:
• Reduktion der Eismassen in Arktis und Antarktis
• Anstieg der Meeresspiegel
• Häufung von Extremwetterlagen
• Wassermangel in einigen Weltregionen bei gleichzeitig steigender Überschwemmungsgefahr
in anderen
Es besteht ein breiter Konsens in der Wissenschaft, dass der Klimawandel, wie wir ihn derzeit
bereits erleben, durch den Ausstoß von Treibhausgasen wie Methan und Kohlendioxid menschenverursacht
ist. Als wesentlich verantwortlich gilt der kontinuierliche Anstieg des CO 2
-Anteils
in der Atmosphäre, der durch die Industrialisierung sprungartig angestiegen ist. Nach Ansicht
des Weltklimarates IPCC darf eine Konzentration von 450ppm nicht überschritten werden,
um den Temperaturanstieg „relativ wahrscheinlich“ auf maximal 2 Grad zu begrenzen. 9
Quelle: climatecentral.org 11
Laut der letzten Erhebung des IPCC
stammen 14% der globalen CO 2
Emissionen
aus dem Transport-Sektor, 95%
davon durch die Verbrennung fossiler
Brennstoff wie Diesel und Benzin. 12
410
In der EU entfallen 12% der gesamten
CO 2
-Emissionen auf PKW 13 und 5% auf
NKW. 14
Eine Reduzierung des CO 2
-Ausstoßes
405
von PKW und NKW ist daher ein wichtiger
Baustein, um die Verschlimmerung
des Klimawandels einzudämmen.
400
395
Monatliche Durchschnittswerte
Monatliche Durchschnittswerte
saisonbereinigt
390
2014 2015 2016 2017 2018 2019
Quelle: noaa.gov 10 Jahr
Entwicklung der CO 2
Konzentration in der jüngsten Vergangenheit
CO Konzentration (pro Million Teilchen)
2
Entwicklung der CO 2
Konzentration in den letzten 800.000 Jahren
CO Konzentration (pro Million Teilchen)
2
400
350
300
250
200
150
Aktueller Stand
800 Vergangenheit (in Jahrtausenden)
0
7 8 9 10 11
12
13
14
wmo.int
c2es.org ipcc.ch noaa.gov climatecentral.org epa.gov
ec.europa.eu
ec.europa.eu
8 9

3. Status Quo PKW-Markt und
Elektrifizierung
3.1 Globaler PKW-Markt
2017 erreichte der Bestand an reinen Elektrofahrzeugen (EVs) die Schallmauer von 2 Mio. Fahrzeugen.
Rechnet man noch die Plug-In Hybridfahrzeuge (PHEVs) hinzu, waren 2017 gut 3 Mio.
PKWs mit einem E-Antrieb auf den Straßen unterwegs. Zum Vergleich: Insgesamt sind weltweit
aktuell über 1 Mrd. PKW im Einsatz, der Anteil der EVs am globalen Gesamtinventar ist also
noch gering. 15
Bestand von Elektroautos in den wichtigstens Regionen und Märkten
Gesamtbestand EVs (in Millionen)
Gesamtbestand EVs (in Millionen)
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
China
2013 2014 2015 2016 2017
USA
Japan
Norwegen
UK
Netherlands
Frankreich
Deutschland
Schweden
Kanada
Sonstige
Globaler Absatz PKW und leichte Nutzfahrzeuge nach Motorentyp 2017
Quelle: Jato.com 7
Für die weitere Entwicklung der Marktanteile von EVs gibt es sehr unterschiedliche Szenarien,
die einen Gesamtbestand im Korridor von 25 - 90 Millionen EVs bis 2025 und 60 -200 Millionen
EVs bis 2030 vorhersagen. Die Prognosen und Ankündigungen der Automobilhersteller (OEMs)
liegen in etwa in der Mitte dieses Korridors.
Selbst bei diesem exponentiellen Wachstum zeichnet sich also ab, dass auch 2025 EVs nur um
Sonstige
die 15% der Neuzulassungen ausmachen werden. Rund 85% der Fahrzeuge werden selbst dann
noch mit einem Verbrennungsmotor vom Band rollen – mit oder ohne zusätzlicher Hybridtechnologie.
USA
Europa
3
Entwicklungsszenarien für den Gesamtbestand von EVs bis 2030
China
220
EV
200
IEA B2DS
180
IEA 2DS
EV+PHEV
160
140
Pariser Erklärung
7%
120
100
6%
PHEV
80
IEA RTS
5%
60
Historisch
EV
40
4%
Kumulierte Ziele der
20
einzelnen Länder
EV Anteil am
3%
0
Kumulierte OEM
Gesamtinventar
2010 2015 2020 2025 2030
Ankündigungen
(Schätzung)
2%
(%)
1%
0%
Anmerkungen: Das RTS-Szenario beinhaltet u.a. technologische Verbesserungen vor dem Hintergrund angekündigter
oder in Erwägung gezogener Richtlinien. Das 2DS-Szenario berücksichtigt eine Wahrscheinlichkeit
von 50%, den erwarteten Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur auf 2°C zu begrenzen.
Das B2DS-Szenario entspricht im Rahmen des Pariser Abkommens einem durchschnittlichen Anstieg der
globalen Temperatur um 1,75°C.
Quelle: IEA Global EV Outlook 2017 3
Anteil am PKW-Gesamtbestand
Gesamtbestand EVs (in Millionen)
2016 & 2017
in Millionen Fahrenzeugen
60,54 62,39 14,47 13,94
2,97 3,79
Benziner Diesel EV+Hybrid
HEV TOP 5 EV TOP 5 PHEV TOP 5
Absatz 2,51 Mio. Absatz 668 Tsd. Absatz 417 Tsd.
Vorjahr +13% Vorjahr +78% Vorjahr +63%
Prius
210k BAIC EC
78k Prius
52k
C-HR
Prius C / AQUA
Yaris / Vitz
Rav 4
190k
149k
131k
115k
Model S
Leaf
ZD Zhidou
Model X
47k
46k
42k
33k
Song
Outlander
Qin
3-Series
32k
24k
21k
20k
Aber: der Absatz von EVs nimmt weiter deutlich zu – 2017 stieg die Zahl der Neuzulassungen
global auf 668.000 rein elektrische PKW, ein Plus von 78%. Der Anteil am Gesamtmarkt von 86
Mio. in 2017 verkauften Fahrzeugen liegt damit nun bei rund 0,8 Prozent. 1 Auffällig sind dabei
vor allem die starken regionalen Unterschiede – Vorreiter sind v.a. das Wasserkraft-Land Norwegen
sowie China, wo EVs politisch besonders gefördert werden.
15
16
wardsauto.com
iea.org
10 11

3. Status Quo PKW-Markt und
Elektrifizierung
Globaler SUV Absatz nach Region 2017
EMEA
5,51 Mio.
Vorjahr +19%
China
10,73 Mio.
Vorjahr +13%
Nordamerika
8,21 Mio.
Vorjahr +6%
Südamerika
0,63 Mio.
Vorjahr +40%
Südkorea
0,50 Mio.
Vorjahr +3%
Japan
0,52 Mio.
Vorjahr +30%
Asien-Pazifik
1,74 Mio.
Vorjahr +14%
SUV Marktanteil
Quelle: Jato.com 17
41,6%
37,6%
39,3%
36,4%
31,4% 33,1% 29,4%
25,6%
2016 & 2017
21,7% 23,6% 15,7%
19,2%
9,8% 11,9%
China
Nordamerika
Südkorea
EMEA
Asien-Pazifik
Südamerika
Japan
Ungebrochen ist dabei der Trend zum Sports Utility Vehicle (SUV) – die schweren und entsprechend
energiehungrigen Fahrzeuge machen mittlerweile mehr als ein Drittel der Neuzulassungen
aus. Besonders beliebt sind die SUVs in China mit einem Absatz von über 10 Mio. Stück in
2017 (Marktanteil 42% - 2013 lag er noch bei 17%) und den USA. Neben dem Wachstum des
Fahrzeugsmarkts ist dieses „Upsizing“ beim Fahrzeugkauf ein entscheidender Faktor, warum in
China der Gesamt-Spritverbrauch seit 2009 um 81% Prozent gestiegen ist. 18
Vor diesem Hintergrund ist es also unumgänglich, für Verbrennungsmotoren weitere Effizienzsteigerungen
zu implementieren, bis sich die Elektromobilität flächendeckend durchsetzt [Vgl.
Kapitel 5 zum Thema 48V-Hybridisierung].
17 18
jato.com
energyfuse.org
12 13

3. Status Quo PKW-Markt und
Elektrifizierung
3.2 Treiber & Bremser der Elektrifizierung
Der Markt für EVs wächst wie gezeigt exponentiell. Von dem Ziel, dass alle Neuzulassungen EVs
sind, wie es manche Politiker schon für 2030 fordern, sind die Marktprognosen aber weit entfernt.
Warum ist das so? Ein Kurzüberblick, welche Treiber und Bremser es für einen schnellen
Durchbruch der Elektrifizierung gibt:
Bei Nicht-Einhaltung der CO 2
-Ziele – z.B. 95g CO 2
/km in der EU im Jahr 2021 – drohen den
OEMs empfindliche Strafzahlungen. Aktuelle Prognosen gehen davon aus, das viele Hersteller
den Richtwert zum Teil deutlich reißen werden. Allein in der EU kämen so z.B. auf VW nach diesem
Modell CO 2
Strafzahlungen von weit über 1 Mrd. Euro pro Jahr zu. 21
Treiber:
• In der Gesellschaft ist, gerade vor dem Hintergrund von „Dieselgate“ und des Klimawandels
sowie der Feinstaubbelastung in Ballungsräumen, das Bewusstsein entstanden, dass
sich bei der Mobilität etwas ändern muss – und zwar besser heute als morgen.
• Die Politik setzt sich für einen Wechsel zu einer umweltfreundlicheren Mobilität ein, partiell
auch um die Gunst potentieller Wähler zu gewinnen. Im Vorreiterland China gilt beispielsweise
ab 2019 eine Quote für E-Autos, die dann über die Jahre ansteigt. 19 In anderen
Ländern stehen sogar komplette Verkaufsverbote für Verbrenner im Raum – in Norwegen
ab 2025, in den Niederlanden ab 2030 und in Frankreich ab 2040. 16
• Eine verschärfte CO 2
-Gesetzgebung 20 zum Flottenverbrauch in Kombination mit dem
anhaltenden Trend zum SUV stellt die Automobilhersteller vor die Herausforderung, bei im
Schnitt immer größeren Autos trotzdem den Ausstoß zu reduzieren. Mildhybride, Plug-In
Hybride und Elektrofahrzeuge müssen dadurch zwangsweise Teil des Fahrzeugmixes werden.
Überblick über CO 2
Ziele in verschiedenen Märkten
CO
2
Emissionen (g/km) normalisiert nach NEDC Fahrzyklus
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
2000
9
8
7
6
5
4
• Dem einzelnen Konsumenten drohen Fahrverbote oder Zufahrtsbeschränkungen in bestimmten
Städten oder Stadtteilen. Derlei Verbreitung und Ausgestaltung ist regional sehr unterschiedlich,
hat aber unmittelbare Auswirkungen auf das Kaufverhalten in der entsprechenden
Region.
Welche OEMs erreichen den EU Zielwert für 2021 von 95g CO 2
/km?
Quelle: Automobilwoche / PA Consulting 21
3
2
Festgelegte Ziele
1
0
2005 2010 2015 2020 2025 2030
Quelle: International Council on Clean Transportation 20
Historische Performance
* Hinweis: Japan hat die 2020 Ziele bereits 2013 erreicht
Japan 2020: 122*
Mexico 2016: 145
Südkorea 2020: 97
Saudi Arabien 2020: 142
Brasilien 2017: 138
China
2020: 117
Indien 2022: 113
EU 2021: 95
Kanada 2025: 99
USA 2025: 99
Kraftstoffverbrauch (umgerechnet auf Liter Benzin/100 km)
Erwarteter Flottenverbrauch im Jahr 2021
105g
95g
85g
75g
84g
Toyota
94g
Renault-Nissan
96g
Daimler
98g
Ford
98g
PSA
99g
BMW
99g
Volkswagen
105g
FCA
19 20 21
sueddeutsche.de theicct.org automobilwoche.de
14 15

3. Status Quo PKW-Markt und
Elektrifizierung
318.000 öffentlich verfügbare
langsame Ladestationen
112.000 öffentlich verfügbare
Schnellladestationen
Bremser:
• Auch wenn viele Verbraucher E-Mobilität generell für sinnvoll halten, ist der Schritt zum
Kauf ein sehr großer. Objektive Faktoren dafür sind u.a. die höheren Anschaffungskosten, eingeschränkte
Reichweite sowie die Ladezeiten. Auch der Wiederverkaufswert ist unsicher – insbesondere
was die Alterung der Batterien oder Wertminderung durch technologischen Fortschritt
angeht. Solang der Kauf eines E-Autos mit derartigen persönlichen Nachteilen verbunden ist,
wird sich nicht die Mehrheit der Verbraucher dafür entscheiden.
Mehr zur Verbraucherperspektive siehe Kapitel 4.2
• Ein EV ist nicht per Definition ein Gewinn für die Umwelt: Jedes E-Auto startet mit einer Hypothek
von mehreren Tonnen CO 2
aus der Batterieproduktion – pro kWh fallen ca. 150-200kg
CO 2
an. 2 Bevor ein EV insgesamt einen positiven Effekt hat, muss dieser Start-Nachteil erst
einmal grammweise pro Kilometer abgestottert werden. Wie schnell dies geschieht, hängt von
dem jeweiligen Strommix im Land ab. In einem Markt wie Norwegen, wo fast 100% des Stroms
aus Wasserkraft stammen, ist der Umweltvorteil durch einen EV am Ende trotzdem enorm.
In China beispielsweise verursacht aber auch ein E-Auto abhängig von der Provinz im laufenden
Betrieb zwischen 145 und 188 Gramm CO 2
pro Kilometer rein durch die Belastung aus der
Stromproduktion – und liegt damit deutlich über sparsamen Autos mit Verbrennungsmotor. 22
Mehr über die ökologische Rentabilität von E-Autos in Kapitel 4.1
22%
3%
4%
7%
4%
12%
7%
Quelle: IEA Global EV Outlook 2017 3
41%
7%
2% 1%1%
2%
6%
7%
74%
China
Japan
USA
UK
Deutschland
Frankreich
Norwegen
Sonstige
• Dazu kommen fragwürdiger Abbau und etwaige Lieferengpässe von zentralen Batterie-Rohstoffen
wie Kobalt, dessen Gewinnung und Verarbeitung aus ökologischen und sozialen
sonst werden lediglich die lokalen Emissionen eingespart – und in Kohle- oder Gaskraftwer-
• Der globale Strommix muss deutlich stärker auf regenerative Energien umgestaltet werden,
Gesichtspunkten heikel ist – 60% der Produktion des Weltmarktes stammen aktuell aus dem
ke verlagert. Für eine flächendeckende Elektrifizierung ist also auch eine Abkehr von fossilen
Brennpunkt Kongo. 23 Es gibt bereits Bestrebungen, gerade den Kobalt-Anteil an Batterien zu
Brennstoffen in der Stromproduktion notwendig. Die aktuelle Prognose – eine Verbesserung
reduzieren – selbst unter Einberechnung dieses Effekts rechnet die IEA mit einem Anstieg des
des Anteils regenerativer Quellen am globalen Strommix auf 31% bis 2040 ist nicht genug für
Kobaltbedarfs für EVs um den Faktor 10 bis 2030. 16 Generell ist nicht gesichert, ob die Batterieproduktion
schnell genug wachsen kann, um die steigende Nachfrage abzudecken. Aktuell
einen signifikanten positiven Effekt von EVs auf das Klima. 6
wurden beispielsweise einige Hybrid-Projekte von OEMs wie BMW und Daimler verschoben,
Es existieren also starke Treiber, die einen globalen Ausbau der Elektrifizierung begünstigen –
weil die notwendigen Batterien nicht zu Verfügung stehen werden. 24
diese sind allerdings regional unterschiedlich stark ausgeprägt [vgl. Kapitel 6]. Auf der anderen
Mehr über die Preisentwicklung von Batterien sowie Rohstoffe auf Seite 26
Seite gibt es aber auch eine Reihe an Hindernissen, welche die Einführung der Elektrifizierung
bremsen und welche sich nicht kurzfristig lösen lassen. Davon wird sich der Siegeszug der
• Auch die notwendige Infrastruktur zum Laden der Fahrzeuge muss global zur Verfügung
E-Mobilität auf lange Sicht nicht aufhalten lassen – zu wichtig und sinnvoll ist emissionsfreies
stehen und die entsprechende Stromversorgung gesichert werden. 2017 gab es rund 430.000
Fahren. Aber es wird, wie auch schon die Marktdaten zeigten, eine Entwicklung peu à peu sein
öffentlich verfügbare Ladestationen 16 – bis 2030 werden bis zu 14 Millionen benötigt. 3 – was wiederum erfordert, in der Übergangsphase die Emissionen durch Verbrennungsmotoren
so stark zu reduzieren wie möglich.
22 23 24
zeit.de faz.net automobil-produktion.de
16 17

4. Etablierte Antriebstechnologien
im Vergleich
Welche Antriebstechnologie ist die beste Wahl, wenn man heute ein Auto kauft? Diese augenscheinlich
einfache Frage erweist sich als äußerst komplex – und muss anhand zweier Dimensionen
beantwortet werden:
1. Was ist die beste Lösung für die Umwelt?
2. Nach welchen Hauptkriterien entscheidet der Verbraucher?
Insgesamte CO 2
Emissionen im laufenden Betrieb
EV
PHEV
Benzin-Mildhybrid
Erdgas
Diesel
Dazu kommt, dass sich diese Fragen nicht pauschal beantworten lassen, da sie vom Umfeld
des Käufers abhängen – v.a. von seinem Heimatland (und damit dem Strommix) und dem Einsatzzweck
des Fahrzeugs (z.B. als Zweitauto für die Stadt oder als Erstauto mit hohem Anteil
an Überlandverkehr). Im Folgenden werden daher die Umwelt- und Käuferperspektive separat
betrachtet.
Benziner
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250
CO 2 g/km
Quelle: Applied Energy / Research Gate 27
4.1 Umweltperspektive
„Well to Wheel“ Berechnung CO 2
-Emissionen im laufenden Betrieb 2016 pro Kilometer in den Ländern USA, China,
Brazilien, Frankreich und Italien – ausgewiesen ist die Bandbreite vom jeweils emissionsärmsten bis zum emissionsreichsten
Landeswert.
Ein unbestreitbarer Vorteil vollelektrischer Antriebskonzepte gegenüber Verbrennungsmotoren
ist der Entfall der lokalen Schadstoffbelastung. Für große Ballungsräume weltweit kann dies der
wesentliche Faktor sein.
Mit Blick auf die Gesamtklimabilanz hinsichtlich der CO 2
-Emissionen fällt das Ergebnis nicht unbedingt
so eindeutig für die Elektrifizierung aus. Dabei gibt es zwei Faktoren:
In Frankreich (hoher Anteil an Atomstrom) und Brasilien (hoher Anteil an erneuerbaren Energien
und Biomasse) erzeugen E-Autos pro Kilometer Laufleistung nur rund 1/10 des CO 2
-Ausstoßes
konventioneller Antriebe. In China dagegen ist durch den hohen Kohleanteil im Strommix von
den verglichenen Antriebstechnologien ein Benzin-Mildhybrid die effizienteste Lösung. 27 Ein
48V-Diesel-Hybrid würde durch den niedrigeren Ausgangswert mit einer vergleichbaren Einsparung
noch etwas besser abschneiden.
1) Die CO 2
-Emissionen aus dem laufenden Betrieb pro km Fahrleistung
(„Well to Wheel“ Analyse)
2) Die CO 2
-Emissionen, welche bei der Fahrzeugherstellung und -entsorgung anfallen
Führt man diese beiden Werte zusammen, erhält man eine „Cradle-to-Grave“ Betrachtung für
das Fahrzeug, also eine realistische Abschätzung über die Gesamtemissionen über die Lebensdauer
des Fahrzeuges.
Zu ähnlichen Ergebnissen kam der Global EV Outlook 2017 3
der IEA (International Energy Agency):
“Well-to-Wheel” Emissionen, 2015 und 2030
300
Benziner
4.1.1 CO 2
Emissionen im laufenden Betrieb
(„Well to Wheel“ Analyse)
EVs fahren emissionsfrei. Im Idealfall kommt auch der Strom für den elektrischen Antrieb aus regenerativen
Energiequellen – sonst werden die CO 2
-Emissionen nur von der Straße in ein Kohle-Kraftwerk
verlagert. Was im Einzelfall auf individueller Ebene gut funktionieren kann, wenn
etwa das E-Auto tagsüber im Betrieb mit Solarstrom aus dem hauseigenen Kollektor geladen
wird, ist aus gesamtgesellschaftlicher Sicht schwierig zu erreichen. In Deutschland etwa kamen
im Jahr 2017 nur rund 38% des Stroms aus regenerativen Quellen– davon knapp 4% aus Wasserkraft.
25 Zum Vergleich: Norwegen hat fast 100% Wasserkraftanteil an der Stromerzeugung. 26
g CO
2
/km
250
200
150
100
50
0
Frankreich USA China Japan Europa
Quelle: IEA Global EV Outlook 2017 3
2015
2015
2030
Benzin-Hybrid
Diesel
PHEV
EV
2030 RTS
2030 2DS
Je nach Energiemix des jeweiligen Landes produzieren EVs im laufenden Betrieb daher unter
Umständen sogar mehr CO 2
als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Eine internationale Studie
analysierte dazu die Märkte USA, China, Brasilien, Frankreich und Italien, die einen sehr unterschiedlichen
Strommix aufweisen – vom fast emissionsfreien, Atomkraft-dominierten Frankreich
bis zum Kohlestrom-Land China. Dabei wurden die Energieaufwände für die Bereitstellung
(also z.B. Herstellung und Transport des Kraftstoffes) miteinkalkuliert.
Auch hier zeigen sich starke lokale Unterschiede und der Vorteil von Hybriden gegenüber herkömmlichen
Verbrennern: In China sind sie im laufenden Betrieb die effizienteste Wahl, in USA
und Japan nur knapp hinter PHEV und EV. Hier wurde zudem betrachtet, wie sich der technologische
Fortschritt und die erwartete Verbesserung des Strommixes mittelfristig auf die Well-to-
Wheel Emissionen auswirken könnten. Dabei ist offenbar zu erwarten, dass sich die Verbesserungen
bei allen Antriebstechnologien in gCO 2
/km bis 2030 in China, USA und Japan in etwa die
Waage halten.
25 26 27
ise.fraunhofer.de iea.org researchgate.net
18 19

4. Etablierte Antriebstechnologien
im Vergleich
Klimabilanz Kleinwagen (50.000 km Lebenszeit)
0kg CO 2
5000
10 000
15 000
20 000
25 000
Benziner
CO
2
Ausstoß
Produktion/Recycling
i
Well-to-Wheel Analyse Deutschland
Speziell die deutsche Situation zeigt eine kürzlich durchgeführte Analyse der Autozeitung, die für die aktuelle
Golfgeneration folgende Well-to-Wheel CO 2
-Werte ermittelt hat:
Diesel
48V-Diesel-Hybrid*
EV
Aktueller deutscher
Strommix
100% regenerativ
CO
2
Ausstoß
Kraftstoffbereitstellung
(Well-to-Tank)
CO 2 Ausstoß
Strombereitstellung
(Well-to-Tank)
CO 2 Ausstoß durch
Verbrauch beim Fahren
g/km
160
120
80
40
140 147 156 148 159
Klimabilanz Kleinwagen (150.000 km Lebenszeit)
0kg CO 2
5000
10 000
15 000
20 000
25 000
30 000
0
Diesel Benziner Erdgas
EV
Durch den besonderen Strommix in Deutschland nach dem Atomausstieg sind also sowohl der E-Golf als
auch der Plug-In Hybrid aktuell eine schlechte Entscheidung für die Umwelt, da sie selbst im laufenden
Betrieb höhere CO 2
-Werte pro gefahrenem Kilometer generieren. Die beste Lösung wäre in dieser Hinsicht
theoretisch ein Golf mit 48V-Hybridtechnologie – so könnten noch einmal bis zu 20g CO 2
pro km eingespart
werden 28 Aktuell ist diese Technologie für den Golf aber noch nicht verfügbar.
PHEV
Benziner
Diesel
48V-Diesel-Hybrid*
EV
Aktueller deutscher
Strommix
100% regenerativ
CO
2
emissions (kg)
from car production and recycling
CO
2
emissions from fuel
provision (well-to-tank)
CO
2
emissions from energy
provision (well-to-tank)
CO
2
emissions during operation
(tank-to-wheel)
4.1.2 CO 2
Emissionen über das gesamte
Fahrzeugleben („Cradle to Grave“ Analyse)
Die benötigte Energie für die Fahrleistung ist aber nur ein Teilaspekt. Denn die Antriebstechnologien
unterscheiden sich auch in Punkto Herstellung und Recycling signifikant hinsichtlich
der Umweltbelastung: Batterieproduktion ist energieintensiv – inklusive Entsorgung muss man
aktuell mit 150-200 kg CO 2
pro kWh Batterieleistung rechnen, 2 dieser Wert kann bei einem
schlechteren Strommix im Produktionsland aber auch deutlich höher liegen. Das heißt: Elektroautos
und PHEVs starten mit einer Hypothek, die dann über ihre Lebensdauer erst einmal abgetragen
werden muss. Für die E-Variante des Ford Focus mit 24 kWh bezifferte der Hersteller
diese zum Beispiel auf 3,4 Tonnen CO 2
. 29 Ein Tesla Model S mit 100 kWh geht folglich mit 15-20
Tonnen CO 2
als Defizit gegenüber einem Verbrenner aus derselben Fahrzeugklasse ins Rennen
(zum Vergleich: Selbst ein relativ ineffizienter Verbrenner mit einem Ausstoß von 200g CO 2
/km
müsste 100.000 km fahren, um 20 Tonnen CO 2
zu erzeugen).
Klimabilanz Kompaktklasse (150.000 km Lebenszeit)
Benziner
Diesel
Erdgas
48V-Diesel-Hybrid*
Aktueller deutscher
Strommix
PHEV 100% regenerativ
EV
Aktueller deutscher
Strommix
100% regenerativ
0kg CO 2
5000
10 000
Klimabilanz obere Mittelklasse (150.000 km Lebenszeit)
15 000
20 000
25 000
30 000
CO 2 emissions (kg)
from car production and recycling
CO
2
emissions from fuel
provision (well-to-tank)
CO
2
emissions from energy
provision (well-to-tank)
CO
2
emissions during operation
(tank-to-wheel)
28
Berechnung basierend auf Kraftstoffeinsparung von 15% gegenüber einem herkömmlichen Dieselmotor.
29
insideevs.com
30
Wie hoch der Umweltvorteil durch die Anschaffung eines E-Fahrzeugs im Vergleich zu einem
vergleichbaren Auto mit konventionellem Antrieb über die gesamte Lebenszeit ist, liegt dann an
zwei Faktoren: Der Laufzeit und den Einsparungen pro Kilometer, die wiederum regional variieren.
Im schlimmsten Fall kann die Energiebilanz des E-Fahrzeugs sogar negativ ausfallen so das
Ergebnis einer aktuellen Studie des ADAC. 30
adac.de
Antriebstechnologien im Vergleich über verschiedenen Szenarien: Kleinwagen mit 50.000 km Laufzeit sowie Kleinwagen, Kompaktklasse
und Obere Mittelklasse mit je 150.000 km Laufzeit – jeweils basierend auf dem aktuellen Strommix in Deutschland
sowie im Vergleich dazu mit Strom aus 100% regenerativen Quellen. Dabei wird offensichtlich: Der Strommix ist entscheidend, ob
sich EVs heute schon lohnen. Mit hohem regenerativen Anteil können sie über 50% der gesamten CO 2
-Emissionen einsparen. In
Schlüsselmärkten wie China oder Indien, die deutlich mehr fossile Brennstoffe in der Stromgewinnung einsetzen als Deutschland,
sind EVs dagegen hinsichtlich CO 2
-Emissionen schlechter für die Umwelt als effiziente Verbrenner.
* Berechnung von SEG Automotive. Annahmen: 0,5 kWh Batterie verursacht 100kg CO 2
Emissionen für Herstellung und Recyling;
15% Kraftstoffeinsparung führt zu 15% niedrigeren CO 2
Emissionen für Kraftstoffbereitstellung und beim Fahren.
20 21
Benziner
Diesel
48V-Diesel-Hybrid*
Aktueller deutscher
Strommix
PHEV
100% regenerativ
Aktueller deutscher
Strommix
EV
100% regenerativ
Quelle: ADAC 30
0kg CO 2
5000
10 000
15 000
20 000
25 000
30 000
35000
40 000
45 000
CO
2
emissions (kg)
from car production and recycling
CO
2
emissions from fuel
provision (well-to-tank)
CO
2
emissions from energy
provision (well-to-tank)
CO
2
emissions during operation
(tank-to-wheel)

4. Etablierte Antriebstechnologien
im Vergleich
In Deutschland ist ein EV-Kleinwagen mit 50.000 km Laufzeit beispielsweise deutlich schlechter
für das Klima als ein vergleichbarer Diesel oder sogar Benziner. Selbst bei optimistischen
150.000 km Laufzeit hat das EV nur knapp die Nase vorn. Bei Mittelklassewagen rechnet sich
ein EV über dieselbe Laufzeit, in der mittleren Oberklasse ist ein Diesel dagegen klar besser. Ein
schlechterer Strommix als in Deutschland, wie z.B. in Indien, China und weiteren Schwellenländern,
macht EVs und PHEVs durch die Bank hinsichtlich CO 2
-Emissionen zum Minusgeschäft.
Die beste Entscheidung wäre dort bezüglich des CO 2
-Ausstoßes über die Lebenszeit ein Dieselfahrzeug,
idealerweise in Kombination mit 48V-Hybrid-Technologie.
4.1.3 Zwischenfazit:
Allein eine Umstellung auf EVs ist aus globaler Sicht keine Lösung für die Eindämmung der
CO 2
-Emissionen durch PKW, sondern verlagert sie nur ins (Kohle-)Kraftwerk. Wirklich emissionsloses
Fahren ist aktuell noch eine Zukunftsperspektive, die von der weltweiten Verbesserung
des Strommixes abhängig ist.
In manchen Ländern können EVs die zusätzlichen CO 2
-Emissionen aus der Batterieproduktion
schon heute leicht kompensieren und das Klima deutlich entlasten. Andernorts stellen sie – gerade
in Entwicklungsländern mit schlechtem Strommix – sogar eine zusätzliche CO 2
-Belastung
dar, weil sie nur die lokalen Emissionen verhindern, nicht aber die aus der Stromproduktion. In
diesen Märkten muss die Maxime für die nahe Zukunft also heißen, möglichst effiziente Verbrenner
einzusetzen, damit Zeit ist, den Strommix stärker auf regenerativen Energien umzustellen.
Je stärker ein Land sich dagegen von fossilen Brennstoffen in der Stromgewinnung löst, desto
mehr lohnt sich ein EV – und kann auch heute schon über die Lebenszeit mehr als 50% der
CO 2
-Emissionen einsparen, wenn es beispielsweise in Norwegen gefahren wird.
Klimabilanz über Lebenszeit (150.000 km) im Vergleich
Auspuff
Kraftstoffbereitstellung
Lithium Batterie
Sonstige Herstellung
Der Verbrennungsmotor wird uns insofern auf dem Weg in die Zukunft noch lange begleiten; die
effizienteste Variante davon scheint aktuell in Märkten, wo sich EVs noch nicht rechnen, eine
48V-Hybridtechnologie zu sein. Dies wird auch mittelfristig so bleiben, wie die Prognosen für die
Entwicklung des Strommixes z.B. in Indien und China zeigen: Selbst das optimistische „Sustainable
Development Scenario“ der IEA erwartet für diese beiden Länder 2030 einen Strommix, der
immer noch einen stärkeren Anteil an fossilen Brennstoffen hat, als heute in der EU. 16
Strommix und CO 2
-Ausstoß nach Region, 2017 und 2030
CO 2 Emissionen (g/km)
250
200
150
100
50
0
Durchschnittlicher
EU-PKW
Hocheffizienter
PKW
Durchschnitt
Europäische
Union
Frankreich
Deutschland Niederlande Norwegen UK
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
800
700
600
500
400
300
200
100
g CO
2
/ kWh
Biomasse
Solar/Wind/Sonstige
Wasserkraft
Kernkraft
Gas
Öl
Kohle
Verbrenner
Elektroauto
0%
2017 2030
NPS
2030
SDS
2017 2030 2030 2017 2030 2030 2017
NPS SDS
NPS SDS
2030
NPS
OECD Amerika EU 28 China Indien
2030
SDS
0
g CO 2/kWh
Tatsächlich bildet Deutschland für Westeuropa eine Ausnahme: In anderen europäischen
Märkten sieht die Bilanz für EVs deutlich besser aus, solange sie nicht nur als Zweitwagen mit
niedriger Laufzeit genutzt werden. Laut einer Studie des ICCT (International Council on Clean
Transportation) erzielen sie im EU-Durchschnitt über einen angenommenen Lebenszyklus von
150.000 Kilometern auch gegenüber einem effizienten Verbrennungsmotor Einsparungen in
Höhe von rund 30 Prozent. 4
Aber außerhalb Europas ist der Strommix überwiegend kaum besser oder sogar deutlich
schlechter als in Deutschland und damit der indirekte CO 2
-Ausstoß der E-Autos in einer Region,
die sie unrentabel machen. So ermittelte eine weitere Studie beispielsweise Indien einen Cradle-to-Grave
Wert von 370g CO 2
/km. Neben vielen weiteren Länden schneiden EVs auch in den
Schlüsselmärkten China (258g CO 2
/km) und USA (202g CO 2
/km) schlecht ab. 31
Quelle: International Council on Clean Transportation 4 Quelle: U.S. Energy Information Administration 6
Aus globaler Perspektive sieht es ähnlich aus: Zwar wird sich global die Produktion von Strom
aus erneuerbaren Quellen bis 2040 in etwa verdoppeln – aber bei dem prognostizierten gleichzeitigen
Anstieg des weltweiten Energiebedarfs um 30% werden auch 2040 nur knapp ein Drittel
(31%) des Stroms aus regenerativen Quellen stammen. 6
Globale Stromerzeugung nach Energietyp
(in Billionen Kilowattstunden)
40
35
30
25
Hinweis: NPS = New Policies Szenario; SDS = Sustainable Development Szenario
Anteil an der gesamten Stromerzeugung
(in Prozent)
100%
90%
80%
70%
60%
Quelle: IEA Global EV Outlook 2018 16
Öl
Atomkraft
31
20
15
10
5
0
2010
2015 2020 2025 2030 2035 2040
50%
40%
30%
20%
10%
0%
2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
Gas
Kohle
Erneuerbare
Energien
shrinkthatfootprint.com
22 23

4. Etablierte Antriebstechnologien
im Vergleich
4.2 Käuferperspektive
Was in der Debatte um Klimaschutz und Politikvorgaben gerne übersehen wird, ist eine elementare
Frage: Was will der Kunde? Warum greift er nicht schon heute anteilig öfter zum EV? Für den
Verbraucher stehen aus rationaler Sicht beim PKW-Kauf vor allem zwei Aspekte im Zentrum:
1. Kosten: Wie teuer ist das Fahrzeug in der Anschaffung? Wie hoch sind die Kosten für
den laufenden Betrieb? Wie hoch ist der Wiederverkaufswert?
2. Fahreinschränkungen: Stehen Fahrverbote im Raum? Ist meine Freiheit sonst irgendwie
eingeschränkt (z.B. durch Ladeinfrastruktur oder Reichweite)?
Natürlich spielen bei der Kaufentscheidung noch weitere Faktoren eine Rolle, die bei einzelnen
Konsumenten sehr unterschiedlich stark ausgeprägt sein können:
- Umweltperspektive: Wie sieht der CO 2
-Abdruck meines Fahrzeuges aus?
- Renommee/Image des jeweiligen Fahrzeugs bzw. Markentreue
- Besondere Komfort-, Sicherheits- oder Leistungsfeatures (z.B. Wankstabilisatoren,
welche ein leistungsfähigeres Bordnetz erfordern)
Am Ende zählen in erster Linie aber die harten Fakten – Kosten und Fahreinschränkungen –
welche Fahrzeuge für den einzelnen Käufer in Frage kommen. Ein Beleg dafür, dass die Umweltfreundlichkeit
für viele Konsumenten eine untergeordnete Rolle spielt, ist die seit Jahren
steigende SUV-Quote bei den Neuzulassungen auf mittlerweile über ein Drittel. 1
Wenn das „Gesamtpaket“ stimmt, geht die Entscheidung pro EV allerdings schnell. Ein Beispiel:
Ende 2017 war in Deutschland ein Angebot einer Leasinggesellschaft für ein 12-Monatsleasing
eines BMW i3 für eine Flatrate von 249€ im Monat binnen weniger Tage vergriffen. 32 Die Kunden
störten sich auch nicht an der Werbebeklebung, die man mit dem Angebot in Kauf nehmen
musste. Das geringe Risiko (nach 12 Monaten geht das Fahrzeug zurück) in Kombination mit
dem Preis reichte offenbar aus, um etwaige Vorbehalte wegen zu kleiner Reichweite oder zu
geringer Verfügbarkeit von Ladeinfrastrukturen vergessen zu machen.
4.2.1 Kosten über die Laufzeit
Wie rentabel ist es, abseits solcher Sonderangebote, heute ein EV zu kaufen? Die deutsche
Fachzeitschrift Auto Zeitung hat dies basierend auf den verschiedenen Golfmodellen berechnet,
unter Einbeziehung aller Kostenfaktoren wie Treibstoff, Wartung, Wertverlust etc. 33
Das Ergebnis:
Wer heute ein Auto mit der durchaus realistischen Absicht kauft, es 4 Jahre lang je 20.000 km
zu fahren und dann weiterzuverkaufen, fährt mit einem Diesel am besten. Ein – aktuell noch
rein hypothetischer – 48V-Hybrid-Golf ist, ebenso wie ein Erdgas- oder Benzin-Antrieb, nur
geringfügig teurer.
Vergleich der Gesamtkosten für verschiedene Golf Varianten
Diesel Benziner Erdgas PHEV EV 48V-Diesel-Hybrid
VW Golf
1.6 TDI
VW Golf 1.5 TSI
ACT BlueMotion
VW Golf 1.4 TGI
BlueMotion
VW Golf
GTE
Gesamtkosten für den Verbraucher für verschiedene Golf-Modelle bei einer Haltungsdauer von 4 Jahren und einer
Laufleistung von 20.000 km pro Jahr – inklusive Anschaffung, Wartung, Treibstoff, Wertverlust etc. Berechnung
durch die Auto Zeitung basierend auf den deutschen Marktpreisen.
* Annahme: 1.250 Euro höhere Anschaffungskosten und 15% Kraftstoffeinsparung gegenüber regulärem TDI
VW
E-Golf
Grundpreis 23675 24950 26425 36900 35900 24925
Kraftstoffkosten pro Jahr 1219 1662 1093 1786 1590 1036
Gesamtkosten inkl.
Wertverlust
26500 27940 27052 33156 30004 27018
Kosten pro KM 0,33 0,35 0,34 0,41 0,38 0,34
Quelle: Auto Zeitung 33
Für einen EV zahlt man dagegen 5 Cent pro Kilometer drauf (insgesamt rund 3500 Euro über
die Laufzeit), für einen PHEV sogar 8 Cent pro Kilometer (insgesamt rund 6700 Euro über die
Laufzeit). Die um gut 10.000 Euro höheren Anschaffungskosten amortisieren sich im Verlauf der
vier Jahre also nur eingeschränkt und beim EV eher als beim PHEV.
Rechenbeispiel:
TDI mit 48V*
In einer weiteren Studie wurde eine Haltedauer von 10 Jahren mit einer Jahresleistung von
16.000 km als Grundlage genommen, auch hier unter Einberechnung aller Kosten von Anschaffung
über Instandhaltung bis zu Energie/Treibstoff.
Kosten pro km für verschiedene Antriebstechnologien
0,25
Kosten ($/km)
0,20
0,15
0,10
0,05
0
0,16 0,16 0,15 0,15 0,2 0,2
Diesel Benziner Erdgas Benziner
-Mildhybrid
PHEV
EV
32
Quelle: Applied Energy / Research Gate 27
*Kosten pro Kilometer bei einer Gesamtlaufzeit von 160.000 km über 10 Jahre, inklusive Anschaffung, Instandhaltung,
Energiekosten, Wertverlust. Mittelwert der 5 Märkte Brasilien, China, Frankreich, Italien, USA. Zwischen den
Werten der einzelnen Märkten Schwankungen von maximal 5%.
33
dgap.de Autozeitung 3/2018
24 25

i
4. Etablierte Antriebstechnologien
im Vergleich
In dieser Berechnung liegen PHEV und EV 4-5 Cent pro Kilometer über den anderen Antriebstechnologien,
die alle in etwa gleichauf sind; bei den angenommenen 160.000 km Fahrleistung
stehen für den Verbraucher im Vergleich damit am Ende Mehrkosten von rund $6.400 – $8.000
im Raum. 27
Bis die Preise der Batterieproduktion deutlich fallen, ist ein EV also ein Luxus, den man sich leisten
können muss – außer die Mehrkosten werden durch anderweitige Vergünstigungen (Steuernachlässe,
Subventionen) zumindest teilweise aufgewogen.
Preisentwicklung bei Batterien
Die Batteriekosten spielen eine entscheidende Rolle bei der Wettbewerbsfähigkeit von EVs.
Nach aktuellen Voraussagen, könnte der Preis bis 2026 auf 100$ pro kWh fallen – aktuell liegt
er wohl etwas über 200$, Tesla gibt an selbst noch günstiger (190$/kWh) zu fertigen. 34 Bei
einem Fahrzeug mit 100 kWh – so viel kann ein Tesla Model 3 haben – könnte ein weiterer
Preisverfall also bis zu 10.000$ an Produktionskosten einsparen und auf Sicht EVs auf ein Kostenniveau
mit anderen Antriebstechnologien bringen.
Historische und erwartete Preisentwicklung von Batterien
Historische Entwicklung
Erwartete Entwicklung
$100/kWh
$1,000/kWh
200
2010
2014 2018 2022 2026 2030
Quelle: Bloomberg New Energy Finance 35
Ein Risikofaktor dabei: Für Batterien werden jede Menge besonderer Rohstoffe benötigt,
insbesondere Metalle wie Lithium oder Kobalt. Die Nachfrage danach wird exponentiell ansteigen
– mit noch nicht abschätzbaren Konsequenzen auf die weitere Entwicklung der Weltmarktpreise.
35 So stieg von 2015 auf 2018 der Preis von Kobalt um 250%, der von Lithium um
400%. 16 Zudem haben Automobilhersteller immer wieder mit Lieferengpässen bei Batterien zu
kämpfen, aktuell z.B. beim Hyundai Ioniq Electric. 36
Erwartete Entwicklung der Nachfrage für Batterienrohstoffe
2016 2020 2025 2030
350
250
150
50
Lithium
Mangan Kobalt Kupfer Aluminium Nickel
Quelle: Bloomberg New Energy Finance 35
800
600
400
in tausend Tonnen
4.2.2 Fahreinschränkungen
Uneingeschränktes Fahrvergnügen garantieren weder Verbrenner noch EV: Bei ersterem drohen
Fahrverbote insbesondere im Stadtbereich, während letztere Grenzen hinsichtlich Reichweite
und Ladeinfrastruktur ausweisen.
4.2.2.1 Ladeinfrastruktur und Reichweite
EV-Fahrer stehen oft vor der Herausforderung, ihre Route um das Netzwerk an verfügbaren Ladestationen
herum zu planen. Außerdem können und müssen sie sich in Entschleunigung üben,
schließlich „tankt“ sich Strom deutlich langsamer nach als Benzin. Selbst am Supercharger sollte
man mit seinem Tesla mindestens 30 Minuten Pause einplanen, um unter idealen Bedingungen
wieder 270 km Reichweite zu erzielen. 37 Soviel Reichweite an normalen Ladestationen zu tanken,
dauert dagegen mehrere Stunden. 38
17,3kW Typ 2
(ICE62196)
Ladestation
Aufladen kann dauern;
2h 42min von 10% auf 50%
10% 50%
Vor dem Laden
In vielen Ländern gibt es generell aktuell noch viel zu wenig öffentliche Ladestationen – und
das EV wird damit stark abhängig von einer privaten Lademöglichkeit Zuhause. So existierten
Ende 2017 global rund 430.000 öffentliche Ladestationen, davon nur etwa ein Viertel schnell
oder sehr schnell (43 kW oder Supercharger). Um eine ausreichende Versorgung sicherzustellen,
muss die Zahl zudem global deutlich steigen – laut IEA auf mindestens vier und bis zu 14 Millionen
bis 2030, abhängig von den Wachstumsraten der EVs. 3
Ladeinfrastruktur im Vergleich zum Gesamtbestand an EVs + PHEVs
Nach dem Laden
EV Bestand und öffentliche Ladeinfrastruktur nach Land, 2017
4%
3%
4%
6%
24%
EV Bestand
3,1 Millionen
12%
7%
40%
318.000 öffentlich verfügbare
langsame Ladestationen
3%
4%
Quelle: IEA Global EV Outlook 2018 16
7%
22%
4%
12% 7%
112.000 öffentlich verfügbare
Schnellladestationen
Zudem gibt es ein erhebliches Ungleichgewicht, wie sich die Ladestationen auf die größten
EV-Märkte verteilen – in Deutschland und den Niederlanden gibt es beispielsweise bereits ein
relativ gutes Netz mit über 0,2 öffentlichen Ladestationen pro EV, die USA dagegen liegen bei
0,06 Ladestationen pro EV. Zum Vergleich: Die EU hat als Zielwert ausgegeben, dass pro 10 EVs
eine Ladestation zur Verfügung stehen soll – wobei ein Durchschnittswert für das ganze Land
nicht automatisch eine sinnvolle regionale Verteilung garantiert.
41%
1% 1%
2%
2%
7%
6%
7%
74%
China
Japan
USA
UK
Deutschland
Frankreich
Norwegen
Sonstige
34 35 36
37
38
electrek.co bloomberg.com electrek.co
26 27
en.wikipedia.org
leccy.net

4. Etablierte Antriebstechnologien
im Vergleich
Verhältnis öffentlicher Ladestationen zu EVs, 2017
Verhältnis Ladestationen pro EV
0.30
0.24
0.18
0.12
0.06
Ladestationen/EV
(Gesamt)
Ladestationen/EV
(langsam)
Ladestationen/EV
(schnell)
EU Vorgabe für 2020
4.2.3 Zwischenfazit
Der einzelne Verbraucher handelt – gerade beim Autokauf – nur selten vollkommen rational.
Gerade im Premiumsegment entscheiden viele Autokäufer primär nach Marke und Prestige und
sehen das Fahrzeug zum Teil als Statussymbol. Auch der Erstkäufer in einem Schwellenland
handelt nicht rein auf Basis einer Kosten-Nutzen-Rechnung, ansonsten wären Fahrzeuge, die
speziell für diese Zielgruppe in Schwellenmärkten entwickelt wurden, erfolgreicher gewesen. 41
Zudem ist es für den potentiellen Käufer der genaue CO 2
-Fußabdruck seinen Fahrzeuges nicht
nachvollziehbar, was zusätzlich eine Entscheidung nach persönlichen Kosten/Nutzen-Gesichtspunkten
statt nach Umweltaspekten bedingt.
0.00
Kanada
China
Frankreich
Quelle: IEA Global EV Outlook 2018
Deutschland
Japan
Niederlande
Norwegen
Auch mittelfristig erfordert die Ladeinfrastruktur von EV-Fahrern damit im besten Fall außerhalb
täglichen Pendelns einen zusätzlichen Planungsaufwand – im schlimmsten Fall kann man
gewisse Überlandstrecken außerhalb der ersten Welt mit dem EV gar nicht zurücklegen. Damit
büßt das EV etwas ein, was für viele Menschen ein Hauptargument für Individualmobilität im
Vergleich zu öffentlichen Verkehrsmitteln ist: einfach sorgenfrei losfahren. Wer in ein Fahrzeug
mit Verbrennungsmotor einsteigt, muss sich keine Gedanken über Reichweite oder Ladeinfrastruktur
machen – Tankstellen gibt es auch auf Überlandstrecken schließlich überall.
Schweden
UK
USA
Gesamt
Trotzdem gilt es, die rationalen Barrieren für EVs möglichst schnell zu beseitigen – durch entsprechende
Ladeinfrastruktur und Reichweitensteigerungen, aber auch über die Kosten. Hier
können einerseits Subventionen und Steuervergünstigungen helfen. Andererseits sind mittelfristig
klare Verbesserungen in der Batterietechnologie notwendig, sowohl hinsichtlich Kosten
als auch Reichweite. Und es muss durch Verbesserung des Strommix dafür gesorgt werden,
dass sich die persönliche Investition der Käufer dann auch entsprechend für die Umwelt auszahlt.
Gleichzeitig sollten die vielen PKW mit Verbrennungsmotor, die in den nächsten Jahrzehnten
noch vom Band rollen, möglichst CO 2
-effizient gestaltet werden, z.B. durch Umstellung auf
eine 48V-Technologie mit Rekuperation.
Objektiv gesehen ist dieses Problem in vielen Regionen natürlich nicht unlösbar – es gibt zahlreiche
Apps, welche die Routenplanung inklusive Ladestationen übernehmen können und die
Infrastruktur wird sukzessive ausgebaut werden. Aber es ist eine hohe mentale Hürde, die vor
der Kaufentscheidung für einen EV überbrückt werden muss und zumindest auf Langstrecken
immer zu Verzögerungen führen wird.
4.2.2.2 Fahrverbote
Bei Verbrennungsmotoren ist die Problematik genau umgekehrt: Das Auto lässt sich schnell
und unproblematisch auftanken und praktisch jedes Überlandziel erreichen. Dafür gibt es eine
wachsende Gefahr, dass der Gesetzgeber das Autofahren in Ballungszentren einschränkt. In
chinesischen Großstädten wie Peking und Shanghai darf man schon heute Verbrenner nur noch
zulassen, wenn man eine Auktion oder Lotterie gewinnt; für EVs dagegen gelten lockerere oder
keine Restriktionen. 39 Auch in anderen Ländern kommen vermehrt Konzepte zum Einsatz, um
den Verkehr oder die Schadstoffbelastung in Großstädten zu reduzieren – mit ganz unterschiedlichen
Ansätzen. Paris und London wollen beispielsweise Dieselfahrzeuge aussperren;
Madrid im Stadtzentrum nur noch Anwohner und öffentliche Fahrzeuge zulassen; Mexico City
rotiert basierend auf dem Kennzeichen, welche Autos an welchen Tagen fahren dürfen und will
ebenfalls Dieselfahrzeuge ab 2025 ganz von der Straße holen. 40 Derartige Regeln werden meist
auf kommunaler Ebene festgelegt und auf die jeweilige Stadt zugeschnitten – und sie üben
erfolgreich Druck auf die Kaufentscheidung der Bewohner aus: Wer mit einem Diesel nicht zur
Arbeit fahren kann, dem bleibt gar nichts anderes übrig, als auf eine andere Antriebstechnologie
oder öffentliche Verkehrsmittel umzusteigen.
39 40
41
economist.com
businessinsider.com
businessinsider.com
28 29

i
5. 48V Hybridisierung als effizientes
Mittel, CO 2
einzusparen
In den vorherigen Kapiteln zeigte sich in einigen Szenarien, dass eine 48V-Hybrid-Technologie
zum aktuellen Zeitpunkt die effizienteste Lösung sein könnte, um den CO 2
-Ausstoß über den
Lebenszyklus zu minimieren (vgl. „Cradle to Grave“ Betrachtung ab Seite 20). Insbesondere gilt
dies für die Märkte Deutschland, USA, Indien, China und sonstige Schwellenländer, bei denen
sich auf Grund des zu hohen Anteils fossiler Brennstoffe am Strommix reine EVs aktuell und
mittelfristig nur eingeschränkt rechnen. Dieses Kapitel erklärt, was genau hinter 48V steckt und
wie es perspektivisch mit der Technologie weitergeht.
5.1 Wie funktioniert die 48V-Hybridtechnologie?
Bei der 48V-Technologie wird der herkömmliche Generator durch eine sogenannte Boost Recuperation
Machine (BRM) ersetzt. Sie nutzt die aus der Formel 1 bekannte Technologie der
Bremskraftrückgewinnung („Rekuperation“), um eine 48V-Batterie aufzuladen. Im Realbetrieb
werden so bis zu 15% Sprit und damit CO2-Emissionen eingespart sowie weitere Zusatzfunktionen
wie „Boost“ und „Segeln“ ermöglicht [vgl. Infokasten – Leistungsspektrum BRM].
Der große Vorteil: Der Aufwand dafür ist gering. Die BRM ersetzt den Generator in seinem Bauraum
am Riemen („P0-Topologie“) – sie lässt sich also ohne signifikante Eingriffe in die Architektur
des Antriebsstranges der gängigen Fahrzeugplattformen integrieren. Im Gegensatz zu
einem PHEV ist für diese Mildhybridisierung keine Hochvoltsicherheitsarchitektur notwendig
und die Doppelmotorisierung (Verbrenner + E-Motor) entfällt. Damit wird mit minimalen Kosten
ein Großteil des Leistungsspektrums eines PHEV abgedeckt und in vielen Märkten auch eine
bessere CO 2
-Bilanz erreicht.
Leistungsspektrum BRM
Das „Upgrade“ von einem konventionellen Generator auf eine BRM bringt eine erhebliche Steigerung
des Leistungsspektrums mit sich: Bremsenergie wird zurückgewonnen (Rekuperation);
bei erhöhtem Leistungsbedarf wird der Motor unterstützt (Boost); das Auto kann in den Segel-Modus
(Coasting) wechseln und bei über 100km/h mit abgeschaltetem Motor fahren; der
Motor kann besonders leise aus dem Stand starten (Komfortstart); applikationsabhängig kann
das Auto vollelektrisch rangiert werden. Das Ergebnis: Die BRM träg erheblich dazu bei, Kraftstoff
zu sparen und damit auch den Ausstoß an CO 2
zu senken – unter Realbedingungen bis
zu 15 Prozent. Gleichzeitig speist sie ein leistungsstarkes 48-Volt-Netz, über das auch Hochleistungs-Verbraucher
wie elektrische Bremskraftverstärker oder Wankstabilisatoren sicher
versorgt werden.
5.2 Verfügbarkeit & Perspektive 48V
Noch sind die BRM und damit 48V nur in ausgewählten Fahrzeugen verfügbar. Die Technologie
wurde 2013 erstmals vorgestellt und ging 2017 bei einzelnen Fahrzeugen in Serie. 2018 und
2019 wird sich die Technologie vor allem in der oberen Mittelklasse weiter ausbreiten und in der
Folge auch andere Fahrzeugsegmente durchdringen.
Denn in der Fachwelt herrscht Konsens darüber, dass die Kosten für die Implementierung derartiger
48V-Hybrid-Systeme signifikant unter den zu erwartenden Strafzahlungen liegt und die
Implementierung für Hersteller und in Folge auch für die Endkunden wirtschaftlich ist. 42 Für die
EU beispielsweise entspricht eine Einsparung von 10g CO 2
einer vermiedenen Strafzahlung von
950€ 43 - und deckt damit im Wesentlichen die Systemkosten für die BRM ab, welche zudem
noch Mehrwerte für den Fahrer schafft. Bei der Erreichung zukünftiger Verbrauchsziele wird die
BRM daher eine Schlüsselfunktion einnehmen. Für OEMs bietet sich ein Modellmix aus kontinuierlich
steigendem EV-Anteil und konsequentem Einsatz von 48V-BRM-Lösungen für die
restliche Flotte an..
Inzwischen taucht die magische Zahl „48“ auch in der Werbung auf als wesentliches Technikfeature
auf, etwa bei der neuen Mercedes E-Klasse. 48V wird dort als wesentlicher Kaufanreiz
in den Mittelpunkt gestellt und der Kunde mit BRM-Features wie Komfort-Start und Boost umworben.
44
Parallel wird bereits an den zukünftigen Generationen der BRM gearbeitet, um noch höhere
Leistung und weitere CO 2
-Einsparungen zu realisieren. Statt wie bisher am Riemen (P0) sind
dabei u.a. eine Platzierung im Umfeld des Getriebes (P2) oder an der Hinterachse (P3/P4) in
Untersuchung.
P2: Getriebe
Besten Kosten/
Nutzen Verhältnis
P0: Aktuelle
Generation
Einfachste Integration
BRM ist am Riemen platziert
Bis zu 15% CO
2
Einsparung gegenüber Motor
ohne Start-Stopp
Systemkosten und Implementierungsaufwand gering
Rein elektrisches Fahren kaum möglich
BRM wird im Umfeld des Getriebes platziert
Bis zu 22% CO
2
Einsparung gegenüber Motor
ohne Start-Stopp
Systemkosten und Implementierungsaufwand erhöht
Eingeschränktes elektrisches Fahren möglich
Mittelfristig ist beispielsweise vorstellbar, dass man eine BRM am Riemen mit zwei BRMs an
der Hinterachse kombiniert. Die P0-Platzierung sorgt in dieser Überlegung für höchsten Komfort
bei Start & Start-Stopp, die P4-Platzierungen für zusätzliche Rekuperation und ausreichend
Leistung für reinelektrisches Fahren in der Innenstadt. Insgesamt ergäbe sich so eine kostengünstigere
Alternative zum PHEV, welche auf aufwändige Hochvoltsicherheitsarchitekturen
verzichten kann.
i
Quelle: SEG Automotive
Vorteile 48V im Überblick
- Kostengünstige Lösung für Verbraucher (durch Spriteinsparungen)
und OEMs (durch niedrige Systemkosten und einfache Integration in
bestehende Fahrzeugplattformen)
- Reduktion der CO 2
-Emissionen um bis zu 15% gegenüber herkömmlichem
Verbrennungsantrieb
- Zusatzfunktionen wie Boost, Segeln und Komfort-Start-Stopp
- In Märkten mit mittlerem bis hohem fossilem Brennstoffanteil an
der Stromgewinnung (Deutschland, China, USA, Indien etc.) sehr gutes
oder sogar bestes Emissionsprofil
P3 / P4: Hinterachse
Skalierbarkeit für
elektrisches Fahren
BRM ist über Differentialgetriebe mit der Achse
verbunden
Bis zu 25% CO2 Einsparung gegenüber Motor
ohne Start-Stopp
Systemkosten und Implementierungsaufwand erhöht
Umfangreiches elektrisches Fahren möglich
44
30 führt zu 95g finalen Emissionen.
31
42
Quelle: Liebl, Johannes, Beidl, Christian: Internationaler Motorenkongress 2017
(Proceedings), p. 292
43
Beispielrechnung: 10% Verbrauchsreduzierung bei einem Dieselmotor mit 105g CO² Normverbrauch
daimler.com

6. Hintergrundinformationen
Schlüsselmärkte
Die Voraussetzungen für eine schnelle Verbreitung der Elektromobilität sind von Markt zu Markt
verschieden – besonders Gesetzgebung, Strommix und Ladeinfrastruktur bestimmen, wie attraktiv
EVs heute schon sind. Im Folgenden werden die drei größten Automobilmärkte – China,
Europa und USA – sowie Indien, das zweit-bevölkerungsreichste Land der Welt, hinsichtlich ihrer
Perspektive als Schlüsselmärkte für die Elektromobilität untersucht.
6.1 Marktperspektive China
China ist der größte PKW-Markt der Welt – und hat bei einer Durchdringung von 154 Fahrzeugen
pro 1000 Einwohnern weiterhin großes Wachstumspotential. Auch hinsichtlich EVs ist es
der größte Absatzmarkt.
Schon heute kämpft das Land mit der Umwelt- und Luftbelastung, welche Industrie und Verkehr
gerade in den großen Städten verursachen. So stellt China laut WHO 27 der 100 Städte mit der
höchsten Luftverschmutzung. 48
Kurzsteckbrief Region:
PKW Absatz:
25,8 Mio.
1
Vorjahr +2.3%
Prognose PKW Produktion:
EV Absatz:
581.000
16
Vorjahr +71%
Prognose EV Produktion:
45
32,0 Mio. 2,0 Mio.
2017
2022
Deswegen – und um die Abhängigkeit von Öl-Importen zu reduzieren – verfolgt die Regierung
in Peking ein umfangreiches Maßnahmenpaket, um einen Umstieg auf Elektroautos zu begünstigen.
Dazu zählen:
• Eine Quote für „NEVs“ (New Energy Vehicles): Ab 2019 müssen OEMs mit Verkaufszahlen
über 30.000 eine Punktzahl für NEVs erreichen – 2019 liegt diese bei 10, 2020
bei 12 Punkten pro 100 Fahrzeugen. Dabei ist abhängig von Reichweite und Effizienz ein
PHEV bis zu 2, ein EV bis zu 6 Punkte wert. 49
• Für den Flottenverbrauch verschärfen sich die Ziele jedes Jahr auf schließlich 117g
CO 2
/km bis 2020
• Der Kauf von EVs mit einer Reichweite von mindestens 150km wird vom Staat mit bis
zu 50.000 RMB (6700 €) unterstützt, dazu kommen ggf. noch regionale Subventionen.
• In Ballungszentren wie Shanghai oder Peking gibt es starke Zulassungsbeschränkungen
für Verbrenner. 39
Zudem ist die Ladeinfrastruktur in den Ballungszentren gut ausgebaut – der momentane landesweite
Durchschnitt von 0,17 öffentlichen Ladesäulen pro EV/PHEV ist beispielsweise deutlich
oberhalb des Zielwerts von 0,1 in der EU.
Es liegt auch an dieser Kombination, Druck auf die OEMs auszuüben und Anreize für die Verbraucher
zu schaffen, dass China zum größten Absatzmarkt für EVs aufgestiegen ist. Die Zukunft
der Hochvolt-Technologie wird deswegen auch zu einem großen Teil auf diesem Markt
mitentschieden werden.
Allerdings: Noch gewinnt China 70% seiner Elektrizität aus fossilen Brennstoffen, vorwiegend
aus Kohle. Zwar hat das Land den Umstieg auf Atomstrom und erneuerbare Energien eingeleitet,
aber auch 2040 werden nach aktuellen Prognosen noch 55% des Stroms aus fossilen Brennstoffen
stammen. Parallel bereiten OEMs in China die Markteinführung von 48 Volt vor, um innerhalb
kurzer Zeit die Effizienz von Verbrennern und damit die CO 2
Emissionen zu reduzieren.
Strommix: Erneuerbar Fossil Nuklear
11%
70% 4%
55%
Stromerzeugung in China nach Energietyp
(in Milliarden Kilowattstunden)
Stromerzeugung in China aus
erneuerbaren Quellen
(in Milliarden Kilowattstunden)
26%
34%
10.000
5.000
8.000
4.000
46 6
2017 2040
6.000
3.000
Öffentliche Ladesäulen:
CO2-Zielsetzung:
213.903
117g CO
(= 0.17 per EV/PHEV)
2/km
16
bis 2020
Marktsättigung:
154 PKW / 1000 Einwohner 47
4.000
2.000
0
2010
2015 2020 2025 2030 2035 2040
2.000
1.000
0
2010
2015 2020 2025 2030 2035 2040
Erneuerbar
Gas
Öl
Wasserkraft
Windkraft
Atomkraft
Kohle
Solar
Sonstige
Quelle: U.S. Energy Information Administration 6
45 46 47 48
49
ihsmarkit.com energybrainpool.com en.wikipedia.org en.wikipedia.org
32 33
theicct.org

6. Hintergrundinformationen
Schlüsselmärkte
6.2 Marktperspektive Europa
Zudem haben die europäischen OEMs ganz besonders mit der Dieselkrise zu kämpfen. In Europa
lag der Höhepunkt des Zulassungsanteils von Diesel-PKW bei 55,5% im Jahr 2011, und ist nun
im freien Fall – allein 2017 ging es 8 Prozentpunkte nach unten auf nun 43,7%. 54 Nach verschiedenen
Schätzungen könnte dieser Anteil mittelfristig auf rund 15% schrumpfen. 55 Am stärksten
betroffen sind die deutschen Hersteller, die massiv an Vertrauen eingebüßt haben. In Deutschland
selbst fiel der Anteil der Dieselzulassungen laut Kraftfahrtbundesamt innerhalb des letzten
Jahres um 12 Prozentpunkte – von 45% im Januar 2017 auf 33% im Januar 2018.
Kurzsteckbrief Region:
PKW Absatz:
21 Mio.
1
Vorjahr +2.5%
Prognose PKW Produktion:
135.000
16
Vorjahr +49%
Prognose EV Produktion:
45
23,5 Mio. 1,3 Mio.
Strommix:
44%
26%
30%
EV Absatz:
Erneuerbar Fossil Nuklear
47%
13%
2017 2040
50 6
40%
2017
2022
Unklar ist auch, wie die Europäer im Technologiewettstreit um die Elektromobilität abschneiden
werden. Einerseits besteht eine gewisse Abhängig von China hinsichtlich der Produktion von
Batterien; andererseits scheint die Entwicklung von EVs in China schneller voranzuschreiten,
als in Europa. Bezeichnend ist, dass das kleine Norwegen der größte EV-Markt in Europa ist mit
einem Absatz von 33.000 PKW vor Frankreich (26.000) und Deutschland (25.000). 56
Führend ist die EU dagegen weiterhin, was die Stringenz der CO 2
-Grenzwerte angeht, welche bis
2021 auf 95 g/km begrenzt (in etwa 4,1l / 100km) und mit empfindlichen Strafzahlungen von
95€ pro g verknüpft sein werden. Auch beim Strommix – trotz Ausreißern wie Deutschland – ist
Europa aktuell ein Vorbild für andere Regionen. Schon heute stammen vergleichsweise niedrige
44% des Stroms aus fossilen Quellen, der Anteil regenerativer Quellen soll bis 2040 von aktuell
30% auf 40% ausgebaut werden. Da aber parallel in Ländern wie Deutschland die Stromproduktion
aus Atomenergie zurückgefahren wird, ist 2040 sogar mit einer höheren Quote an fossilen
Quellen zu rechnen (47%). 6
Stromerzeugung nach Energietyp –
OECD Europa
(in Milliarden Kilowattstunden)
Stromerzeugung aus erneuerbaren
Quellen – OECD Europa
(in Milliarden Kilowattstunden)
Öffentliche Ladesäulen:
~110.000
(= 0.18 per Fahrzeug) 16
CO2-Zielsetzung:
95g CO 2/km
bis 2021
Marktsättigung:
573 PKW / 1000 Einwohner 51
5.000
4.000
3.000
2.000
2.500
2.000
1.500
1.000
Der europäische Markt ist gekennzeichnet von großer Heterogenität:
Die Marktsättigung reicht von 308 PKW / 1000 Einwohner in Rumänien bis 775 PKW / 1000
Einwohner in Malta; 51 die Kaufkraft hat eine Spannweite von 949 Euro pro Jahr in der Ukraine
bis zu 63.267 Euro in Liechtenstein; 52 in Norwegen hatten EVs in 2017 einen Marktanteil von
20%, im Nachbarland Finnland dagegen von 0,4%; 16 der Strommix reicht von Norwegen (fast
100% Wasserkraft) und Frankreich (rund ¾ des Stroms aus Atomkraft) bis hin zu Deutschland
(Atomausstieg, 50% fossile Quellen). 53 Uneinheitlich ist auch die Ladeinfrastruktur, wenn auch
die EU für ihre Mitgliedsstaaten für 2020 eine Versorgung von 0,1 öffentlichen Ladestationen
pro EV als Ziel ausgegeben hat.
1.000
0
2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
Erneuerbar Gas
Atomkraft Kohle
Quelle: U.S. Energy Information Administration 6
Insofern bleibt die Entwicklung von EVs in Europa abzuwarten – sowohl aus technologischer
Sicht, als auch was ihre Rentabilität basierend auf dem Strommix angeht. Eins ist klar: Wenn
die Abkehr vom Diesel hin zum weniger effizienten Benziner weiter anhält, muss es zu deutlichen
Effizienzsteigerungen kommen, um die CO 2
-Ziele einzuhalten. Ansonsten drohen nicht nur
Strafzahlungen, sondern weitere negative Schlagzeilen, die im Kontext der Sensibilisierung der
Öffentlichkeit durch den Diesel-Skandal umso gravierender wirken würden. Tatsächlich gehen
aktuelle Studien davon aus, dass die meisten großen OEMs das 95g Ziel verfehlen werden. 20
Als ein Lösungsansatz neben Downsizing deutet sich bei vielen Anbietern der flächendeckende
Einsatz der 48V-Hybrid-Technologie an.
500
0
2010
2015 2020 2025 2030 2035 2040
Wasserkraft
Geothermal
Windkraft
Sonstige
Solar
50 51 52 53
54
55
56
sandbag.org.uk
acea.be
gfk.com
manager-magazin.de
34 35
forbes.com
forbes.com
best-selling-cars.com

6. Hintergrundinformationen
Schlüsselmärkte
6.3 Marktperspektive USA
Kurzsteckbrief Region:
PKW Absatz:
17,2 Mio.
1
Vorjahr -2%
Prognose PKW Produktion:
200.000
16
Vorjahr +25%
Prognose EV Produktion:
45
17,6 Mio. 725.000
Strommix:
63% 20%
17%
EV Absatz:
Erneuerbar Fossil Nuklear
55%
16%
27%
2017
2022
Unter Präsident Obama vollzogen die USA ein deutliches Umdenken hinsichtlich der Klimapolitik
ein. Dazu gehörten striktere Flottenverbrauchsziele bis 2025 (54,5 miles per gallon – entspricht
ca. 99g CO 2
/km) und ein deutlicher Ausbau regenerativer Quellen am Strommix. So sollte der
Anteil fossiler Brennstoffe an der Stromproduktion bis 2040 von 63% auf 55% sinken – wobei
selbst bei diesem Wert die CO 2
-Emissionen aus der Stromproduktion die Rentabilität von EVs
noch sehr fraglich gestalten. 58
Die Trump Administration hat diese bereits beschlossenen Klimaschutz-Maßnahmen im Zusammenhang
mit dem Austritt aus dem Pariser Klimaschutzabkommen nun in Frage gestellt
und will neue, deutlich weniger strikte Ziele auszurufen, auch um die Automobilindustrie zu
stärken und Autofahren erschwinglicher zu machen. 59
Unabhängig von den genauen Regularien – denkbar wäre beispielsweise ein Einfrieren der Zielwerte
von 2021 bis 2026 – ist weiterer technologischer Fortschritt notwendig, um die Grenzwerte
einzuhalten.
Entgegen der früheren Skepsis der Verbraucher erfreut sich Start-Stopp nun auch in den USA
zunehmender Beliebtheit. Durch Start-Stopp und die Einführung der 48V-Hybridtechnologie,
die auch den Start-Stopp-Zyklus noch einmal komfortabler macht, könnte sich in den USA auch
jenseits von EVs großes Potenzial für kurz- und mittelfristige Sprit- und damit CO 2
-Einsparungen
realisieren lassen.
Stromerzeugung in den USA nach Energietyp
(in Milliarden Kilowattstunden)
57 6
2017 2040
6.000
Historisch
Prognose (Clean Power Plan)
Öffentliche Ladesäulen:
45.868
(= 0.06 per EV/PHEV) 16
CO2-Zielsetzung:
99g CO 2/km
bis 2025
Marktsättigung:
910 PKW / 1000 Einwohner 47
5.000
4.000
3.000
2.000
Die USA waren schon oft der Anstoß für große Marktveränderungen in der Automobilindustrie
– Beispiel dafür sind ihre Rolle als Pionier bei PHEV; High-Tech Unternehmen wie Google, die
autonomes Fahren vorantreiben; UBER als Disruptor hinsichtlich Ride Hailing; und nicht zuletzt
Tesla als ein Vorreiter für die Elektrifizierung.
Es ist allerdings unklar, ob die USA diese Führungsrolle mittelfristig behaupten können. Mittlerweile
ist Nordamerika nur noch der drittgrößte PKW-Markt, die Verkaufszahlen sind auf hohem
Niveau leicht rückläufig. Der Absatz von EVs steigt zwar weiter klar zweistellig (25% YoY), aber
deutlich langsamer als in den beiden größeren Märkten China und Europa. Gerade die Trends,
die die USA miteingeleitet haben – autonomes Fahren, Car Sharing, Ride Hailing – werden mittelfristig
dazu beitragen, dass der nordamerikanische Markt weiter abflacht und zunehmend
standardisierte, ökonomischere Fahrzeuge zum Einsatz kommen, z.B. als selbstfahrendes Taxi.
1.000
0
2000 2010 2020 2030 2040
Erneuerbar
Atomkraft
Gas
Kohle
Quelle: U.S. Energy Information Administration 6
57 58
59
eia.gov
businessinsider.de
36 37
epa.gov

6. Hintergrundinformationen
Schlüsselmärkte
6.4 Marktperspektive Indien
Kurzsteckbrief Region:
PKW Absatz:
3,6 Mio.
1
Vorjahr +9%
Prognose PKW Produktion:
80%
17%
2017 60
3%
Öffentliche Ladesäulen:
222
(= 0.03 per Fahrzeug) 16
EV Absatz:
2.000
16
Vorjahr +344% 2017
Prognose EV Produktion:
45
6,8 million 83.000
Strommix:
Erneuerbar Fossil Nuklear
60%
5%
35%
2027 61
2022
CO2-Zielsetzung:
113g CO 2/km
by 2022
Marktsättigung:
50 PKW / 1000 Einwohner 47
62
Um die Importabhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und die Kohlenstoffintensität
der Stromerzeugung zu reduzieren, hat sich die indische Regierung zu erheblichen Investitionen
in erneuerbare Energien verpflichtet. Derzeit stammen über 80% des Stroms in Indien
aus fossilen Brennstoffen, fast ausschließlich aus Kohlekraftwerken. Bis 2027 soll der Anteil der
erneuerbaren Energien auf rund 35% steigen. 61
Doch auch dann werden EVs im Hinblick auf die Gesamtemissionen nicht besser abschneiden
als effiziente Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren. Trotzdem ist selbst die Verlagerung der
Emissionen ob der angesprochenen Luftverschmutzung in den Ballungszentren ein großer Gewinn
für die Stadtbevölkerung. Parallel muss das Ziel sein, Verbrennungsmotoren möglichst effizient
zu gestalten – also insbesondere auf Downsizing, leichte Elektrofahrzeuge wie E-Scooter
& E-Rikschas sowie 48V-Hybridisierung zu setzen. Die angespannte Verkehrslage in Ballungszentren
bietet zudem großes Einsparpotential für Start-Stopp – eine Technologie, die in Indien
noch nicht verbreitet ist.
Stromerzeugung in Indien nach
Energietyp
(in Milliarden Kilowattstunden)
2.500
2.000
1.500
1.000
500
0
2010
Erneuerbar
Atomkraft
2015 2017 2022 2027
Gas
Kohle
Quelle: U.S. Energy Information Administration 6 Central Energy Authority India (2017-2027 values) 61
Noch spielt das riesige Land Indien mit über einer Milliarde Einwohner hinsichtlich PKW-Verkaufszahlen
eine untergeordnete Rolle – der Absatz von 3,6 Mio. Fahrzeugen entspricht in etwa
der Größe des Marktes in Deutschland. Aber bei einer Marktsättigung von nur 50 PKW pro 1000
Einwohnern gibt es großes Wachstumspotential – und im Umkehrschluss große Verantwortung,
die Motorisierung möglichst umweltfreundlich zu gestalten.
Denn schon heute ist Luftverschmutzung ein großes Problem im Land, die WHO zählt 12 indische
Städte zu den 25 meistverschmutzten in der Welt. 48 EVs sind im PKW-Markt noch nicht
angekommen – ihr Marktanteil liegt bei unter 0,1% und eine öffentliche Ladeinfrastruktur ist
praktisch nicht existent.
In Indien entfällt ein großer Teil der Individualmobilität auf Zwei- bzw. Dreiräder (Motorräder und
Rikschas). Hier gibt es ebenfalls Bestrebungen, den Umstieg auf elektrifizierte Modelle voranzutreiben,
allerdings bislang mit eingeschränktem Erfolg.
Die weitere CO 2
-Gesetzgebung im Land ist aktuell noch in der Diskussion. Hatte Indien zwischenzeitlich
schon überlegt, ab 2030 nur noch EVs zuzulassen, ist dies vorerst wieder vom
Tisch. Stattdessen wird über eine neue, striktere CO 2
-Gesetzgebung hinsichtlich des Flottenverbrauchs
und mögliche Steuererleichterungen für EVs diskutiert. 63
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7. Über SEG Automotive
Mobilität startet mit uns – seit über 100 Jahren
SEG Automotive ist eng mit der Geschichte des Automobils verbunden. 2018 aus dem BOSCH
Geschäftsbereich Starter Motors & Generators entstanden, steht das Unternehmen für über
100 Jahre Innovationen in diesem Produktbereich: von Lichtmaschine und Anlasser über Start-
Stopp bis zur Mildhybridisierung. Als Technologieführer hat es sich SEG Automotive zum Ziel
gesetzt, durch die Reduzierung des CO 2
-Austoßes von Personen- und Nutzfahrzeugen weiterhin
einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten – und das weltweit über alle Antriebstechnologien
hinweg.
Als global aufgestellter Zulieferer mit 16 Standorten in den wichtigsten Automobil-Märkten
der Welt und über 8.000 Mitarbeitern ist SEG Automotive einer der bedeutendsten Akteure in
seinem Segment. Dahinter steht ein Produktionsnetzwerk, das weltweit höchste Engineeringund
Fertigungskompetenz garantiert. Technologieführerschaft und höchste Qualitätsansprüche
zeichnen die Produkte aus: Weltweit setzen nahezu alle Automotive-OEMs maßgeschneiderte
Lösungen von SEG Automotive im PKW- und im Nutzfahrzeugbereich ein.
ieefa.org
CEA India
indiatimes.com
hktdc.com
Für mehr Informationen besuchen Sie www.seg-automotive.com.
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Impressum
Chefredaktion:
Christoph Hölzl (v.i.S.d.P.)
Herausgeber:
SEG Automotive Germany GmbH
Lotterbergstraße 30, 70499 Stuttgart, Germany
Geschäftsführer:
Dr. Ulrich Kirschner, Dr. Peter Sokol, Hans-Joachim Kuppel
Ihr Kontakt zu SEG Automotive:
Tel: +49 711 4009 - 8000
Mail: contact@seg-automotive.com
Registergericht:
Amtsgericht Stuttgart HRB 754886
USt-IdNr.:
DE815636227
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