Simulation: Was fahren wir in 30 Jahren?

Regelmäßig bewirbt die Automobilindustrie ein neues Produkt oder verbessertes Antriebskonzept als „das“ System der Zukunft. Die Anforderungen an neue Antriebskonzepte sind vielseitig, genauso vielseitig sind inzwischen die Technologien, die auf der Straße für Bewegung sorgen - oder es schon bald könnten.

Von welchen Faktoren hängt die Marktdurchdringung neuer Antriebskonzepte aber wirklich ab, und an welchen Stellschrauben muss die Industrie und die Politik drehen, wenn sie ein Ziel nach vorn bringen will? Das untersucht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit dem Simulationsmodell "Vector 21". Benzin- und Dieselmotoren, Hybridsysteme, Wasserstoff, Elektroantrieb oder Biosprit – wie können sich die Märkte für diese Technologien in Zukunft entwickeln?

Das Vector21 TeamSeit fünf Jahren entwickelt die DLR-Projektgruppe unter der Leitung von Stephan Schmid entsprechende Simulationen. Das, so Schmid, ist keine Wahrsagerei. Vielmehr wird so ermittelt, welche Veränderungen der politischen Landschaft, der Rohstoffversorgung, der Spritpreise, der Umwelt- und sonstigen Gesetzgebung in welcher Form den Anteil der verschiedenen Antriebstechnologien am Automarkt beeinflussen.

Entscheidungshilfe für die Branche und die Politik

Damit richtet sich das DLR vor allem an Entscheidungsträger in der Politik und in der Kraftstoff- und Automobilwirtschaft. Sie nutzen die Szenarien als Entscheidungshilfe, wenn es um strategische Weichenstellungen geht. So können sich Politiker beispielsweise eine Vorstellung davon machen, welchen langfristigen Einfluss die Förderung einer bestimmten Technologie oder auch Restriktionen für eine weniger umweltfreundliche Technologie haben. Fahrzeughersteller wollen natürlich ebenfalls wissen, unter welchen Rahmenbedingungen sich eine bestimmte Technologie durchsetzt.

Das Computermodell des DLR legt dabei drei wichtige Einflussfaktoren zugrunde. Der erste sind die Autokäufer. Sie werden in verschiedene Kategorien eingeteilt, unter Berücksichtigung ihrer sehr unterschiedlichen Kaufkraft und auch ihrer Bereitschaft, neue Technologien anzunehmen. Ob Käufer ein Produkt annehmen, ist der entscheidende Faktor, wenn eine neue Technologie in den Markt kommt.

Der zweite Faktor sind die verschiedenen Antriebskonzepte, die in den nächsten Jahrzehnten um Kunden konkurrieren werden. Das werden immer mehr: Neben den etablierten Benzin- und Dieselantrieben sind schon heute Biokraftstoffe und gasbetriebene Fahrzeuge am Markt vertreten, ebenso wie Hybridantriebe und zunehmend auch Elektroautos und Autos mit Range Extender. In naher Zukunft werden auch die ersten Brennstoffzellenmodelle folgen.

Als dritten und letzten Faktor berücksichtigen die Simulationen des DLR äußere Einflussfaktoren auf den Fahrzeugmarkt. Das sind etwa Preise für konventionelle und neue Kraftstoffe, CO2-Sparziele oder auch Steuern und Subventionen.

Anwendungsbeispiel

Infografik: Szenarios des DLR

Die Abbildung zeigt als Gegenüberstellung zwei Beispiel-Szenarien für Deutschland. Oben sind die Auswirkungen auf die Zusammensetzung verkaufter neuer Fahrzeuge, unten die Zusammensetzung des Gesamtbestands zu sehen.

Linke Seite: Moderate Ölpreissteigerung, moderate Klimaschutzziele.

Rechte Seite: Strengere Klimaschutzvorgaben, schnelle Ölpreissteigerung, andere Annahmen zur Fahrzeugtechnik.

Antriebskonzepte: Otto-Motoren (gelb), Diesel (dunkelblau), Erdgas (dunkelrot), Otto-Hybrid (orange), Diesel-Hybrid (hellblau), Erdgas-Hybrid (hellrot), Batteriefahrzeuge (dunkelgrün), Range-extender und Plug-in Hybrid (hellgrün), Brennstoffzellenfahrzeuge (flieder).

Will ein Hersteller beispielsweise den CO2-Ausstoß seiner Fahrzeugflotte senken, um gesetzlichen Vorgaben zu genügen, kann in einer Simulation ermittelt werden, mit welchen vorhandenen oder zukünftig vorhandenen Technologien das Ziel erreicht werden kann und welche Kosten dabei entstehen. Die Szenarien sind dementsprechend keine Prognosen, sondern vielmehr Modellierungen möglicher zukünftiger Situationen in Abhängigkeit der jeweiligen Einflussfaktoren.

Datenbasis über fünf Jahre aufgebaut

Die Datenbasis für die Simulation wurde über fünf Jahre aufgebaut. Sie enthält u.a. Angaben zum Energieverbrauch, den Herstellungskosten und den Verkaufspreisen vieler Fahrzeugtypen und Antriebstechnologien. Auch Prognosen zum Entwicklungspotenzial bestimmter Technologien sind abgebildet.

Eine bestimmte Präferenz für „die“ Technologie der Zukunft kann man den Vector 21-Machern dabei aber nicht entlocken. Vielmehr rechnen die Wissenschaftler damit, dass in den kommenden Jahrzehnten erstmals seit Erfindung des Fahrzeugs überhaupt eine breite Vielfalt von Antriebs- und Fahrzeugkonzepten konkurrieren werden. Allerdings sind die DLR-Wissenschaftler überzeugt, dass es zur Erreichung der CO2-Ziele derzeit noch keine Alternative zu einer breiten Einführung von Elektromobilität gibt.

(sb)

Quelle: MOTOR-TALK