5. Realisierbarkeit in kleinen Nutzfahrzeugen

 

Anhand der Bewertung aus Kapitel 4 wird nun untersucht, ob sich die Konzepte auch in kleinen Nutzfahrzeugen realisieren lassen. Hierbei muss das Einsatzgebiet eines Nutzfahrzeuges betrachtet werden. I.d.R. sind Nutzfahrzeuge für den Transport von Gütern oder Personen gedacht. Kleine Nutzfahrzeuge haben das gleiche Einsatzgebiet, jedoch in kleinerer Dimension. Um diese Aufgaben zu bewältigen sind die Kriterien der Leistungsfähigkeit und Dimensionierung von großer Bedeutung. Denn um Güter oder Personen zu transportieren, wird vor allem ausreichend Platz und Antriebskraft benötigt. Nach Tabelle 18 stellt der Freikolbenlineargenerator die vielversprechendste Alternative dar. Er bietet ein gutes Packaging und benötigt so wenig Platz im Nutzfahrzeug. Zudem lässt er sich Leistungstechnisch recht frei skalieren und bietet einen hohen Wirkungsgrad. Somit würde auch genug Leistung für ein Nutzfahrzeug zur Verfügung stehen. Es lässt sich daher festhalten, dass er die Hauptanforderungen, die das Arbeitsgebiet eines Nutzfahrzeuges an den Range Extender stellt, optimal erfüllt. Aufgrund seiner guten Ergebnisse mit allen Kraftstoffen, könnte er sich zudem gut an die Infrastruktur der potentiellen Märkte anpassen. Es muss jedoch beachtet werden, dass sich der Freikolbenlineargenerator in einem sehr frühen Entwicklungsstand befindet und bisher nur als Versuchsaufbau beim deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum existiert und daher nicht als kurzfristige Alternative in Betracht kommt. Er besitzt allerdings ein hohes Potential und könnte in Zukunft das optimale Range-Extender-Konzept darstellen. Nach dem Freikolbenlineargenerator bietet der Wankelmotor im Betrieb mit Erdgas das beste Ergebnis. Auch dieser lässt sich kompakt dimensionieren. Ebenso verfügt er über einen ausreichenden Wirkungsgrad und eine freie Leistungsskalierung. Somit erfüllt auch er die Kriterien die an ein Nutzfahrzeug gestellt werden, wenn auch nicht in dem Maße, wie der Freikolbenlineargenerator. Allerdings ist der Wankelmotor nicht nur ein Konzept, sondern ein Antriebsaggregat, welches sich schon Alltagsbetrieb bewährt hat. Er befand sich im Audi A1 E-Tron sogar schon als Range Extender im Einsatz. Abbildung 32 zeigt den Wankelmotor von Audi.

 

Abb. 32: AVL Wankel-Range-Extender im Audi A1 E-Tron^[1]

 

Er bietet gute Ergebnisse mit Erd- und Biogas und könnte gut an die entsprechende Infrastruktur angepasst werden. Das Konzept des Wankelmotors eignet sich daher gut, um kurzfristig als Range-Extender zum Einsatz zu kommen. Mittel- bis langfristig könnte er jedoch vom Freikolbenlineargenerator abgelöst werden.

5.1. Bezug auf Fahrzeuge der Volkswagen Nutzfahrzeugflotte

Volkswagen Nutzfahrzeuge (VWN) produziert aktuell noch keine elektrifizierten Nutzfahrzeuge in Serie. Jedoch werden immer wieder Studien elektrifizierter Nutzfahrzeuge aus dem Hause VWN vorgestellt, und dies wohl auch nicht ohne Hintergrund, wie Dr. Eckhard Scholz von VWN in einem Artikel zitiert wird.^[2] Die beiden aktuellsten Studien sind der eT! und der E-Co-Motion, welche in den folgenden Bildern zu sehen sind. Abbildung 33 zeigt das Konzeptfahrzeug eT!.

Abb. 33: VW-Nutzfahrzeuge Konzept eT!^[3]

 
Der VWN eT! ist auf dieser Abbildung als Postfahrzeug zu sehen, dass in Zusammenarbeit mit der deutschen Post als Zustellfahrzeug der Zukunft entwickelt wurde. Es kann dem Postboten die Straße entlang folgen, während dieser die Post austrägt. Ebenso ist es dem eT! möglich auf Befehl, welcher bspw. über ein Smartphone gesendet wird, zum Standort den Postboten zu fahren. Dieses Konzept-Fahrzeug wird bisher jedoch rein elektrisch betrieben und verfügt über zwei Radnarbenmotoren. Die aktuellere Studie stellt der E-Co-Motion dar, der als Stadtlieferwagen der Zukunft konzipiert wurde. Er verfügt daher über einen besonders kleinen Wendekreis von 8,96 m und ist mit seinen 4,6 m³ Landeraum und den senkrechten Seitenwänden sehr vielseitig einsetzbar.
Abbildung 34 zeigt das Konzeptfahrzeug Eco-Motion.

Abb. 34: VW-Nutzfahrzeuge Konzept E-Co-Motion^[4]

Neben diesen Konzeptfahrzeugen hat VWN auch schon kleine Flotten von E-Caddys ausgegeben um Daten über die Anforderungen an kleine elektrifizierte Nutzfahrzeuge in der Praxis zu erhalten.^[5]

Abb. 35: VW-Nutzfahrzeuge Übergabe E-Caddy Testflotte⁵

Ein Fahrzeug mit Range-Extender befindet sich bisher nicht unter den Konzeptfahrzeugen von VWN. Dies kann daran liegen, dass die von VWN bisher gezeigten Fahrzeuge für den innerstädtischen Verkehr konzipiert wurden, wo die Reichweiteneinschränkungen nur eine untergeordnete Rolle spielen. Es ist aber denkbar, dass Range-Extender-Konzepte, wie etwas aus dem Audi A1 E-Tron, konzernintern den Weg in die Nutzfahrzeugsparte finden.

5.2 Potentielle Märkte

Als potentielle Märkte kommen vor allem Industrieländer und schon relativ weit entwickelte Schwellenländer in Betracht, da nur diese Länder über die finanziellen Mittel verfügen eine entsprechende Infrastruktur bereitzustellen. Besonders in städtischen Ballungsräumen mit hoher CO₂- und Smogbelastung könnten elektrifizierte Fahrzeuge Entlastung schaffen. Da kleine Nutzfahrzeuge im städtischen Dienstleistungs- und Lieferverkehr eine große Rolle spielen, können sie einen großen Anteil zur Entlastung beitragen.
In Tabelle 25 sind die 10 Länder mit der größten CO₂-Emission zu sehen.

 

Tabelle 25: Anteil an den weltweiten CO₂-Emissionen^[6]

Es ist deutlich zu erkennen, dass besonders Schwellenländer wie China, Indien und Brasilien mit Smogproblemen zu kämpfen haben. In Peking werden zeitweise Fabriken heruntergefahren und Fahrverbote ausgesprochen, wenn zu hohe Feinstaubwerte gemessen werden.^[7] Auch in Industrienationen, wie den USA, kommt es in Großstädten wie bspw. Los Angeles ebenfalls zu hohen CO₂- und Smogbelastungen.
Tabelle 26 zeigt, dass die genannten Länder zudem über eine große Anzahl an Nutzfahrzeugen verfügen.

Land	PKW	Anteil PKW in %	Nutzfahrzeuge	Anteil Nutzfahrzeuge in %	Gesamt
USA	127.576.670	51,25%	121.354.963	48,75%	248.931.633
China	43.220.000	46,22%	50.280.000	53,78%	93.500.000
Japan	58.670.314	77,70%	16.842.573	22,30%	75.512.887
Indien	14.165.000	58,74%	9.949.000	41,26%	24.114.000
Mexiko	22.175.785	69,32%	9.813.663	30,68%	31.989.448
Indonesien	9.685.000	57,46%	7.171.000	42,54%	16.856.000
Brasilien	27.490.694	79,33%	7.164.275	20,67%	34.654.969
Thailand	4.798.000	42,08%	6.605.000	57,92%	11.403.000
Frankreich	31.550.000	82,88%	6.517.000	17,12%	38.067.000
Russland	36.415.100	84,96%	6.446.678	15,04%	42.861.778
Spanien	22.277.244	80,73%	5.319.109	19,27%	27.596.353
Italien	37.113.300	88,22%	4.953.778	11,78%	42.067.078
Südkorea	14.136.465	76,67%	4.300.908	23,33%	18.437.373
UK	31.362.716	88,39%	4.118.287	11,61%	35.481.003
Türkei	8.113.111	67,26%	3.948.903	32,74%	12.062.014
Polen	18.125.000	84,87%	3.231.000	15,13%	21.356.000
Australien	12.474.044	79,76%	3.164.896	20,24%	15.638.940
Deutschland	42.927.647	93,35%	3.055.708	6,65%	45.983.355

Tabelle 26: Nutzfahrzeugbestand nach Ländern (2011)^[8]

Die USA liegen mit ca. 120 Mio. Nutzfahrzeugen deutlich an der Spitze. Aber auch China, Indien und Brasilien haben einen großen Bestand an Nutzfahrzeugen. In den genannten Ländern ist zudem noch auffällig, dass der Anteil von Nutzfahrzeugen am Gesamtfahrzeugbestand sehr hoch ist.
Tabelle 26 zeigt den Nutzfahrzeugbestand ausgewählter EU-Länder. Hieran ist zu erkennen, dass der Anteil kleiner Nutzfahrzeuge bei mindestens zwei Dritteln liegt, eher noch höher.

Tabelle 27: Nutzfahrzeugflotten in der EU^[9]

 
Darauf lässt sich nun zurückführen, dass ein Umstieg auf elektrifizierte kleine Nutzfahrzeuge mit Range Extender und CO₂-neutralem zu erhebliche CO₂-Einsparungen führen kann. Diese Einsparungen lassen sich aber nur mit einer entsprechenden Infrastruktur und Distribution der CO₂-neutralen Kraftstoffe, sowie einer entsprechenden Marktdurchdringung kleiner elektrifizierter Nutzfahrzeuge mit Range-Extender realisieren. Das Potential hierfür besitzen aktuell nur wenige der o.g. Staaten, besonders die Rivalität im Anbau von Nahrungsmitteln und Pflanzen für die Kraftstoffgewinnung wird in den nächsten Jahren zu einem den größten Probleme in der Umstellung auf erneuerbare CO₂-neutrale Kraftstoffe werden.