Fahrzeugantriebe für die Elektromobilität (eBook)

Vorwort 5
Zusammenfassung 6
Inhaltsverzeichnis 8
Abbildungsverzeichnis 12
Tabellenverzeichnis 15
Abkürzungsverzeichnis 17
1 Einleitung 23
1.1 Motivation 23
1.2 Zielsetzung 24
1.3 Vorgehensweise 26
2 Untersuchungsrahmen und Fahrzeugtechnologien 29
2.1 Externe Einflussfaktoren auf alternative und konventionelle Antriebe 29
2.1.1 Klimawandel und CO2-Emissionen des Verkehrs 30
2.1.2 Energieversorgung und Energieverbrauch des Verkehrs 32
2.1.3 Gesetzliche Rahmenbedingungen 35
2.1.4 Gesellschaft und Verkehrsmittelwahl 42
2.1.5 Geschäftsmodelle und Mobilitätsoptionen 45
2.2 Der deutsche Pkw-Markt 46
2.2.1 Flottenzusammensetzung und Neuwagenmarkt 47
2.2.2 Fahrleistung 49
2.2.3 Kraftstoffverbrauch 51
2.3 Alternative und konventionelle Antriebstechnologien 52
2.3.1 Schlüsseltechnologien 55
2.3.2 Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor 61
2.3.3 Hybride 62
2.3.4 Batteriefahrzeuge 65
2.3.5 Brennstoffzellenfahrzeuge 66
2.4 Zusammenfassung und Diskussion der Forschungsfragen 69
3 Kostenanalysen von alternativen Antrieben 72
3.1 Kostenkomponenten der Autonutzung 72
3.1.1 Fahrzeugkosten 74
3.1.2 Unterhaltskosten 79
3.1.3 TCO-Analysen zur Bewertung von Fahrzeugen 89
3.2 Kostenprognosen mittels der 2-Faktor-Erfahrungskurve 92
3.2.1 Die traditionelle 1-Faktor-Erfahrungskurve 92
3.2.2 Mögliche Indikatoren zur Messung des technischen Fortschritts 94
3.2.3 Spezifikation des neuen 2-Faktor-Erfahrungskurven-Ansatzes 96
3.2.4 Konstruktion eines Modells zur Prognose der Stückkosten von alternativen Antriebskomponenten 98
3.2.5 Modellanwendung und Modellergebnisse 100
3.3 TCO-Analysen von alternativen Antrieben 116
3.3.1 Berechnung der Fahrzeugkosten 117
3.3.2 Berechnung der Unterhaltskosten 122
3.3.3 Berechnung der TCO 123
3.3.4 Sensitivitätsanalyse 126
3.4 Zusammenfassung und Diskussion der Forschungsfragen 129
4 Ökobilanzierung von alternativen Antrieben 132
4.1 Theoretische Grundlagen zur Ökobilanzierung von alternativen Antrieben 132
4.1.1 Methoden zur Ökobilanzierung 132
4.1.2 Allokationsmethoden 137
4.1.3 Daten zur Ökobilanzierung 139
4.1.4 Ergebnisse von Ökobilanzen für alternative Antriebe 141
4.1.5 Methoden und Daten dieser Arbeit 145
4.2 WtT-Energieverbrauch undCO2-Emissionen Kraftstoffherstellung 145
4.2.1 Fossile Kraftstoffe 146
4.2.2 Kraftstoffe aus erneuerbaren Energien 147
4.2.3 Kraftstoffe für diese Untersuchung 151
4.3 TtW-Energieverbrauch undCO2-Emissionen Fahrzeug 152
4.3.1 Einflussgrößen auf Energieverbrauch undCO2-Emissionen von Pkw 152
4.3.2 Berechnung des gewichteten Kraftstoff- und Stromverbrauchs von PHEV und REEV nach der UN/ECE-R101 162
4.3.3 Energieverbrauch undCO2-Emissionen dieser Untersuchung 167
4.4 Well-to-Wheel-Analyse (WtW) von alternativen Antrieben 169
4.4.1 WtW-Analyse (Realverbrauch) 169
4.4.2 WtW-Analyse (Realverbrauch) mitCO2-Emissionen-Pkw-Herstellung 174
4.5 Zusammenfassung und Diskussion der Forschungsfragen 175
5 Kundennutzen von alternativen Antrieben 179
5.1 Theoretische Grundlagen zur Messung von Kundennutzen 179
5.1.1 Kriterien beim Neuwagenkauf 179
5.1.2 Kundennutzen von alternativen Antrieben in der Wissenschaft 181
5.1.3 Methoden zur Messung des Kundennutzens bzw. der Kundenzufriedenheit 183
5.2 Die Conjoint-Analyse 186
5.2.1 Die Choice-Based-Conjoint-Analyse 186
5.2.2 Durchführung der Choice-Based-Conjoint-Analyse 188
5.2.3 Ergebnisse der Choice-Based-Conjoint-Analyse 192
5.3 Bestimmung des Kundennutzens der alternativen Antriebe 196
5.4 Zusammenfassung und Diskussion der Forschungsfragen 198
6 Modellentwicklung und Bewertung der Modellergebnisse 201
6.1 Modellentwicklung 201
6.1.1 Technische Umsetzung 202
6.1.2 Einordnung, Modellgüte und Ausbaupotenziale TECK-Modell 205
6.2 Modellanwendung 206
6.2.1 Basis-Parameter 207
6.2.2 Szenarien Fahrzeug-Parameter 207
6.2.3 Szenarien externe Parameter 211
6.3 Modellergebnisse 212
6.3.1 Sensitivitätsanalysen Fahrzeugparameter 213
6.3.2 Sensitivitätsanalysen externe Parameter 216
6.3.3 Reale Fahrzeuge aus dem Jahr 2015 218
6.4 Zusammenfassung und Diskussion der Forschungsfragen 222
7 Zusammenfassung, Schlussfolgerungen und Ausblick 226
7.1 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 226
7.2 Ausblick 233
Anhang 236
Literatur 245