strom strategische optionen der automobilindustrie zur ... · 9/9/2013 · platzhalter für bild,...
TRANSCRIPT
Platzhalter für Bild, Bild auf Titelfolie hinter das Logo einsetzen
STROM – Strategische Optionen der Automobilindustrie zur
Maßnahmenallokation für die Migration nachhaltiger
Antriebstechnologien in etablierten und aufstrebenden Märkten
WiN-Abschlussveranstaltung, 09.09.2013
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 2
Zielsetzung
Ableitung von Handlungsempfehlungen für politische Entscheidungsträger
und Automobilhersteller
Wirkungsanalyse der Marktdurchdringung
Ermittlung der Marktdurchdringung alternativer Antriebskonzepte in
Deutschland und China
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 3
Arbeitsphasen und Akteure
A – Politik
D – Wirkungsanalyse
B – Hersteller
C – Nachfrager
Prof. Dr. Grit Walther,
Laura Hombach
Dr. Gilbert Heise,
Jens Jorissen
Prof. Dr. Thomas S. Spengler, Dr. Karsten Kieckhäfer,
Katharina Wachter
Prof. Dr.-Ing.
Christoph Herrmann,
Mark Mennenga
Prof. Dr. Gernot Sieg, Dr. Uwe Kratzsch, Antje-Mareike Dietrich
Prof. Dr. Jianxin You,
Dr. Luning Shao
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 4
Ziel:
Auswahl und Gestaltung von Selbstbindungsmechanismen und politischen Instrumenten zur Förderung nachhaltiger Antriebstechnologien
Ergebnisse:
Übergabe an Wirkungsabschätzung:
Politikszenarien
mit Kombinationen verschiedener
umweltpolitischer Instrumente
C – Nachfrager
A – Politik
D – Wirkungsanalyse
B – HerstellerPolitik
Katalog politischer
Instrumente:
Aktuell eingesetzte und in
der Literatur diskutierte
ordnungspolitische und
marktbasierte Instrumente
Selbstbindung:
Analyse von
Klimaabkommen mit
Teilnahme aller Länder und
unter Berücksichtigung
strategischer Investitionen
Förderpolitik:
Analyse von
wohlfahrtssteigernder
Förderpolitik bei
Netzwerkeffekten und
Umweltexternalitäten
1
Status Quo
2
Steuer auf
Energie-
träger
3
Kfz-Steuer-
befreiung
4
Abwrack-
prämie I
5
Abwrack-
prämie II
6
Bonus/ Malus
7
F&E
Förderung
8
Infra-struktur
9
Flotten-
grenzwert
10
Verbot
11
Abwrack-
prämie +
Bonus/ Malus
12
Indirekte
Förderung
13
Maximale
Förderung
Steuer auf
Energie-
träger
O X O O O O O O O O O X X
Kfz-Steuer-
befreiung
O O X O O O O O O O O X X
Abwrack-
prämie
- - - X X - - - - - X - X
Bonus/ Malus - - - - - X - - - - X - X
F&E-
Förderung
- - - - - - X - - - - X X
Infra-struktur-
förderung
- - - - - - - X - - - X X
Flotten-
grenzwert
O O O O O O O O X O O X X
Verbot konv.
Antriebe
- - - - - - - - - X - - -
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 5
C – Nachfrager
A – Politik
D – Wirkungsanalyse
B – HerstellerHersteller
Ziel:
Ermittlung von vorteilhaftem Herstellerverhalten bei der Markteinführung innovativer
Antriebstechnologien
Ergebnisse:
Übergabe an Wirkungsabschätzung:
Herstellersimulation:
Bewertung von
Herstellerstrategien
Wettbewerb zwischen
Herstellern
Fahrzeugdatenbank:
Vergleich konventioneller
und alternativer Antriebe
Real- und Literaturdaten
Technologie-Roadmaps:
Entwicklungspfade
konventioneller und
alternativer Antriebe
Szenariobetrachtung
IWF - Dipl.-Wirtsch.-Ing. Mark Mennenga - TU Braunschweig - 2013
Fahrzeugdatenpflege und -auswertung Literaturdatenpflege und -auswertung
Vergleich Fahrzeugdaten und Literaturdaten Legende: Fahrzeugdatenbank = blau hinterlegtes Tabellenblatt
Literaturdatenbank = gelb hinterlegte Tabellenblätter
Fahrzeug hinzufügen
Fahrzeug bearbeiten
Komponente hinzufügen
Komponente bearbeiten
Fahrzeugvergleich Antriebstechnologie-Vergleich
Fahrzeug vs. Literatur
Fahrzeuganalyse
Fahrzeugangebot
beschrieben durch Einführungszeitpunkte, technische Eigenschaften, Preise und
zugehörige Marketingstrategie
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 6
C – Nachfrager
A – Politik
D – Wirkungsanalyse
B – HerstellerNachfrager
Ziel:
Ermittlung der Aufteilung der erwarteten Nachfrage auf verfügbare Antriebstechnologien unter
Berücksichtigung individueller Kaufentscheidungen
Ergebnis:
Übergabe an Wirkungsabschätzung:
Simulationsmodell:
Simulation der individuellen Automobilkauf-
entscheidungen von Neuwagenkäufern unter
Berücksichtigung von Kommunikation, Werbung und
Entwicklungen in Technologie und Marktumwelt
(Energiepreise, Infrastruktur)
Kaufentscheidungsmodell
wird direkt in das übergeordnete Gesamtmodell
integriert
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 7
Pkw-Modelle
[Antrieb, Größenklasse,
Eigenschaften]
Marktanteil
[Antrieb, Größenklasse]
Pkw-Bestand
[Antrieb, Größenklasse, Alter]
Infrastruktur
[Antrieb]
Kaufentscheidung
Technologie
[Antrieb]
Kunden
[Entscheidungsregel,
Eigenschaften]
Emissionen
[Antrieb,
Emissionsart]
Ressourcen
[Antrieb,
Ressourcenart]
Wirkungsabschätzung
Ziel:
Ermittlung der Marktdurchdringung alternativer Antriebskonzepte in verschiedenen Hersteller-
und Politikszenarien und der damit einhergehenden technologischen, ökonomischen und
ökologischen Konsequenzen
C – Nachfrager
A – Politik
D – Wirkungsanalyse
B – Anbieter
Sim
ula
tionsm
odell
Fahrzeugangebot Politikszenarien
Wirku
ng
s-
analy
se
Kauf-
entscheidungs-
modell
Technologisch:
Fahrzeugbestand
Reichweite
Verbrauch
…
Ökonomisch:
Fahrzeugpreis
Herstellergewinn
Steuereinnahmen
…
Ökologisch:
Emissionen (CO2-äq,
SO2-äq, …)
Ressourcen (Neodym,
Lithium, …)
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 8
Zentrale Erkenntnisse
1. Von alleine geht es nicht:
Ohne eine gezielte Förderung seitens Politik und Automobilherstellern ist eine
Marktdurchdringung alternativer Antriebe in absehbarer Zeit nicht möglich.
2. Elektrifizierung braucht Zeit:
Kurz bis mittelfristig bedarf es zur Reduktion der CO2-Emissionen der
Verbesserung konventioneller Antriebe und des Einsatzes alternativer Kraftstoffe.
3. Kosten sind erfolgsentscheidend:
Damit elektrische Antriebe konkurrenzfähig sein und gewinnbringend angeboten
werden können, ist die Senkung der Herstell- und Batteriekosten nötig.
4. Kunden müssen lernen können:
Hybride Fahrzeuge (Plug-in- oder Vollhybride) sollten als Wegbereiter für
vollelektrische Fahrzeuge zuerst eingeführt werden.
5. Zukunftschance Brennstoffzelle:
Brennstoffzellenfahrzeuge haben auch in den kommenden 15 Jahren keine
entscheidende Bedeutung für die Reduktion der Umweltwirkungen des Verkehrs.
6. Deutschland ist kein Einzelfall:
Diese Aussagen behalten auch für den wachsenden chinesischen Markt Gültigkeit.
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 9
Ausblick
Wissenschaftliche Relevanz:
4 Zeitschriftenartikel (3 veröffentlicht, 1 in Begutachtung)
4 Dissertationen (1 abgeschlossen, 3 in Arbeit)
> 20 wissenschaftliche Vorträge
> 100 studentische Arbeiten
Nutzen der Ergebnisse für die Praxis:
Ableitung von Handlungsempfehlungen an politische Entscheidungsträger und
Automobilhersteller
Unterstützung der Diskussion mit verschiedenen Anspruchsgruppen
Schaffung von Verständnis für die Wirkungsweise des Automobilmarktes
Sammlung und Speicherung von Expertenwissen
Weiterer Forschungsbedarf:
Ermittlung von Pfaden zur langfristigen Emissionsreduktion
Untersuchung weiterer relevanter Automobilmärkte
Analyse innovativer Mobilitätskonzepte
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 10
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen?
Gefördert vom
Katharina Wachter
Technische Universität Braunschweig
Institut für Automobilwirtschaft und Industrielle Produktion
Lehrstuhl für Produktion und Logistik
Katharinenstr. 3
38106 Braunschweig
Tel: +49 531-391-63053
Email: [email protected]
Homepage: www.strom-nachhaltigkeit.de
STROM-Projektteam:
Prof. Dr. Thomas S. Spengler, Dr. Karsten Kieckhäfer, Katharina Wachter (Institut für Automobilwirtschaft und Industrielle Produktion, TU Braunschweig)
Prof. Dr.-Ing. Christoph Herrmann, Mark Mennenga (Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik, TU Braunschweig)
Prof. Dr. Gernot Sieg (Institut für Verkehrswissenschaft, WWU-Münster)
Dr. Uwe Kratzsch, Antje Dietrich (Institut für Volkswirtschaftslehre, TU Braunschweig)
Prof. Dr. Grit Walther, Laura Hombach (Lehrstuhl für Operations Management, RWTH-Aachen)
Dr. Gilbert Heise, Jens Jorissen (Konzern-Marktforschung, Trendforschung und Analysen, Volkswagen AG)
STROM-Experten-Workshop „China“, Sept. 2012
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 11
Wichtigste Veröffentlichungen und Arbeitspapiere
Dietrich, A.-M.; Sieg, G. (2011): Welfare Effects of Subsidizing a Dead-End network of Less Polluting Vehicles, TU
Braunschweig Economics Department Working Paper No. 12, 2011.
Herrmann, C.; Kieckhäfer, K.; Mennenga, M.; Skerlos, S.; Spengler, T. S.; Stehr, J.; Raichur, V.; Walther, G. (2012): A
framework to analyze the reduction potential of life cycle carbon dioxide emissions of passenger cars, in: Dornfeld, D. A.;
Linke, B. S. (Hrsg.): Leveraging technology for a sustainable world, Springer, Berlin, 2011, S. 55–60.
Herrmann, C.; Sangwan, K. S.; Mennenga, M.; Halubek, P.; Egede, P. (2011): Assessment of Alternative Propulsion
Systems for Vehicles, in: Hesselbach, J. and Herrmann, C., (Hrsg.): Glocalized Solutions for Sustainability in
Manufacturing, Springer, Berlin/Heidelberg, 2011, S. 51–56.
Kieckhäfer, K. (2013): Marktsimulation zur strategischen Planung von Produktportfolios - Dargestellt am Beispiel
innovativer Antriebe in der Automobilindustrie, Springer Gabler, Wiesbaden, 2013, Dissertation.
Kieckhäfer, K.; Wachter, K.; Axmann, J.; Spengler, T. S. (2012): Model-based decision support for future OEM power-train
portfolios: academic solutions for practical requirements, in: Husemann, E.; Lane, D. (Hrsg.): Proceedings of the 30th
International Conference of the System Dynamics Society, St. Gallen, Switzerland, July 22-26, 2012.
Kratzsch, U.; Sieg, G.; Stegemann, U. (2012): An international agreement with full participation to tackle the stock of
greenhouse gases, in: Economics Letters 115 (3), 2012, S. 473–476.
Kratzsch, U.; Sieg, G.; Stegemann, U. (2011): A Full Participation Agreement on Global Emission Reduction through
Strategic Investments in R&D, in: Economics Research International, 2011, Article ID 318523.
Walther, G.; Leistner, N.; Hombach, L.E. (2012): STROM – Towards sustainable drivetrain technologies, in:
InnovationsAllianz – Smart Cities, 2012, S. 44.
Walther, G.; Wansart, J.; Kieckhäfer, K.; Schnieder, E.; Spengler, T.S. (2010): Impact assessment in the automotive
industry: mandatory market introduction of alternative powertrain technologies, in: System Dynamics Review, Vol. 26 (3),
July-September 2010, S. 239–261.
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 13
Politikszenarien
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Status Quo Steuer auf
Energie-
träger
Kfz-Steuer-
befreiung
Abwrack-
prämie I
Abwrack-
prämie II
Bonus/
Malus
F&E
Förderung
Infra-
struktur
Flotten-
grenzwert
Verbot Abwrack-
prämie +
Bonus/
Malus
Indirekte
Förderung
Maximale
Förderung
Steuer auf
Energie-
träger
O X
(Erhöhung
bei Benzin/
Diesel, wie
bei
CNG/LPG
ca. x2.3 ab
2019)
O O O O O O O O O X
(Erhöhung
bei Benzin/
Diesel, wie
bei
CNG/LPG
ca. x2.3 ab
2019)
X
(Erhöhung
bei Benzin/
Diesel, wie
bei
CNG/LPG
ca. x2.3 ab
2019)
Kfz-Steuer-
befreiung
O O X
(bis Ende
Simulations-
zeit, 100%
für CO2
<50g/km)
O O O O O O O O X
(bis Ende
Simulations-
zeit, 100%
für CO2
<50g/km)
X
(bis Ende
Simulations-
zeit, 100%
für CO2
<50g/km)
Abwrack-
prämie
- - - X
(in 2020)
X
(in 2020,
Erhöhung
Üwkeiten alt.
Antriebe)
- - - - - X
(in 2020)
- X
(in 2020)
Bonus/
Malus
- - - - - X
(in 2020)
- - - - X
(in 2020)
- X
(in 2020)
F&E-
Förderung
- - - - - - X
(Technologie
raten positiv)
- - - - X
(Technologie
-raten
positiv)
X
(Technologie
-raten
positiv)
Infra-
struktur-
förderung
- - - - - - - X
(ab 2020,
Ziel:
100%ige
räumliche
Abdeckung)
- - - X
(ab 2020,
Ziel:
100%ige
räumliche
Abdeckung)
X
(ab 2020,
Ziel:
100%ige
räumliche
Abdeckung)
Flotten-
grenzwert
O O O O O O O O X
(Ver-
schärfung
Grenzwert
auf 70 g
CO2/km)
O O X
(Ver-
schärfung
Grenzwert
auf 70 g
CO2/km)
X
(Ve-
schärfung
Grenzwert
auf 70 g
CO2/km)
Verbot konv.
Antriebe
- - - - - - - - - X
(ab 2020,
Keine
Benzin/
Dieselfzge.
mehr)
- - -
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 14
Aufbereitung und Speicherung vorhandener Informationen zu alternativen Antrieben
und Kraftstoffen
Fahrzeugdatenbank mit konkreten Informationen zu existierenden Fahrzeugen
Literaturdatenbank mit allgemeinen Informationen zu alternativen Antrieben
IWF - Dipl.-Wirtsch.-Ing. Mark Mennenga - TU Braunschweig - 2013
Fahrzeugdatenpflege und -auswertung Literaturdatenpflege und -auswertung
Vergleich Fahrzeugdaten und Literaturdaten Legende: Fahrzeugdatenbank = blau hinterlegtes Tabellenblatt
Literaturdatenbank = gelb hinterlegte Tabellenblätter
Fahrzeug hinzufügen
Fahrzeug bearbeiten
Komponente hinzufügen
Komponente bearbeiten
Fahrzeugvergleich Antriebstechnologie-Vergleich
Fahrzeug vs. Literatur
Fahrzeuganalyse
Antriebstechnologien – Technologieanalyse
Entwickelte Literatur- und Fahrzeugdatenbank (Excel-basiert)
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 15
Die Fahrzeugdatenbank enthält aktuell
mehr als 350 Fahrzeuge aller relevanten alternativen Antriebstechnologien
Aufbereitung und Speicherung vorhandener Informationen zu alternativen Antrieben
und Kraftstoffen
Fahrzeugdatenbank mit konkreten Informationen zu existierenden Fahrzeugen
Literaturdatenbank mit allgemeinen Informationen zu alternativen Antrieben
Antriebstechnologien – Technologieanalyse
Entwickelte Literatur- und Fahrzeugdatenbank (Excel-basiert)
Fahrzeugdaten-Vergleich (z.B. C-Zero vs. E-Up!)
Fahrzeugdaten-
eingabe/ -änderung
Fahrzeugbestand einsehen (z.B. Anzahl E-Fahrzeuge)
Fahrzeugdaten-Analyse (z.B. Reichweite, Mittelklasse)
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 16
Aufbereitung und Speicherung vorhandener Informationen zu alternativen Antrieben
und Kraftstoffen
Fahrzeugdatenbank mit konkreten Informationen zu existierenden Fahrzeugen
Literaturdatenbank mit allgemeinen Informationen zu alternativen Antrieben
IWF - Dipl.-Wirtsch.-Ing. Mark Mennenga - TU Braunschweig - 2013
Fahrzeugdatenpflege und -auswertung Literaturdatenpflege und -auswertung
Vergleich Fahrzeugdaten und Literaturdaten Legende: Fahrzeugdatenbank = blau hinterlegtes Tabellenblatt
Literaturdatenbank = gelb hinterlegte Tabellenblätter
Fahrzeug hinzufügen
Fahrzeug bearbeiten
Komponente hinzufügen
Komponente bearbeiten
Fahrzeugvergleich Antriebstechnologie-Vergleich
Fahrzeug vs. Literatur
Fahrzeuganalyse
Antriebstechnologien – Technologieanalyse
Entwickelte Literatur- und Fahrzeugdatenbank (Excel-basiert)
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 17
Aufbereitung und Speicherung vorhandener Informationen zu alternativen Antrieben
und Kraftstoffen
Fahrzeugdatenbank mit konkreten Informationen zu existierenden Fahrzeugen
Literaturdatenbank mit allgemeinen Informationen zu alternativen Antrieben
Antriebstechnologien – Technologieanalyse
Entwickelte Literatur- und Fahrzeugdatenbank (Excel-basiert)
Literaturdateneingabe / -änderung Technologievergleich
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 18
Antriebstechnologien – Technologieanalyse
Patent- und Publikationsanalyse
Durchführung einer Paten- und Publikationsanalyse mit Fokus auf batterieelektrisch
betriebenen sowie Brennstoffzellen-Antrieben
Beispielhafte Fragestellungen:
Bei welchen alternativen Antriebstechnologien nehmen die Entwicklungsaktivitäten
zu oder ab?
Welche alternativen Antriebs-
technologien werden Markt-
reife erlangen?
Welche Unternehmen nehmen
bei welchen alternativen
Antriebstechnologien eine
führende Position ein?
0,000%
0,005%
0,010%
0,015%
0,020%
0,025%
0,030%
0,035%
1990 1995 2000 2005 2010
An
zah
l Pu
bli
ka
tio
nen
no
rmie
rt a
uf
ges
am
te
Pu
bli
ka
tio
nen
pro
Ja
hr
Batteriebetriebene Elektrofahrzeuge Brennstoffzellenbetriebene Elektrofahrzeuge
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 19
Antriebstechnologien – Technologieanalyse
Expertenumfrage
Zusätzlich zur entwickelten Datenbank Konzeption, Umsetzung und Auswertung einer
Expertenbefragung.
Ziel: Qualitative Bewertung ausgewählte alternativer Antriebstechnologien durch Experten
für die Jahre 2012 und 2030
Teilnehmer: Insgesamt wurden 22 Experten befragt, darunter
Mitarbeiter von / aus:
Forschungseinrichtungen
Automobilherstellern
Dienstleistungsunternehmen, Zulieferer
Die Ergebnisse der Expertenbefragung wurden mit den ermittelten
Literaturdaten verglichen
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 20
Antriebstechnologien – Technologieanalyse
Expertenumfrage
Wahl eines Fahrzeugs mit einem beliebigen Antrieb:
Die Expertenwahl eines beliebigen Antriebes lässt eine Elektrifizierung des
Antriebsstranges erwarten.
Im Jahr 2012 sind Diesel und Plug-In Hybrid für die Experten am attraktivsten.
2030 wurden der Elektroabtrieb und die Brennstoffzelle am häufigsten gewählt.
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 21
Antriebstechnologien – Technologieanalyse
Expertenumfrage
Beurteilung der Reichweite auf einer Skala von 1 bis 9 :
Insbesondere die Reichweite des Elektroantriebes wird derzeit als gering
eingeschätzt.
Das Reichweiten-Verhältnis von konventionellen zu alternativen Antrieben bleibt bis
2030 grundsätzlich erhalten. Die Elektroantriebe können allerdings stark aufholen.
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 22
Die gewonnenen Erkenntnisse aus:
den zahlreichen Literaturstudien
der Fahrzeugdatenbank
der Patent- und Publikationsanalyse
der Expertenbefragung
wurden in Form von Technologie-Roadmaps zusammengefasst.
Antriebstechnologien – Technologieanalyse
Zusammenfassung in Technologie-Roadmaps
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 23
Antriebstechnologien – Technologieanalyse
Zusammenfassung in Technologie-Roadmaps
BEV – Batterieelektrische Antriebe
Szenario W Szenario T Szenario B Szenario W Szenario T Szenario B Szenario W Szenario T Szenario B
50 (+) (+++) (++) (+) (o) (+) (+) (o) (o) (o)
35 (+) (+++) (++) (+) (o) (+) (+) (o) (o) (o)
3,85* | 7,09** 3,56* | 6,54** 2,8* | 5,14** 2,87* | 5,31** 3,42* | 6,26 ** 2,69* | 4,92** 2,8 * | 5,14 ** 3,27* | 6,03** 2,65* | 4,86** 2,69* | 4,92 ** 3,27* | 6,03**
106*/127** 98* | 117** 77* | 92** 79* | 95** 94* | 112** 74* | 88** 77* | 92** 90* | 108** 73* | 87** 74* | 88** 90* | 108**
1,8 (-) (---) (--) (-) (o) (-) (+) (o) (o) (o)
k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A.
0,17*/0,28** k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A.
S-Kurven: R elat ive Veränderung gegenüber vo rher: So nst iges:
: alle Szenarien : Szenario T Abzisse: Leistungsfähigkeit (o) = gleich | (+) leicht gestiegen | (++) gestiegen | (+++) stark gestiegen | (-) leicht gesunken | (--) gesunken | (---) stark gesunken *: CNG **: LPG k. A.: keine Angabe
: Szenario B : Szenario W Ordinate: kum. F&E-Aufwand
2010 2015 2020 2025 2030
Hubraumleistung [kW/l]
Leistungsgew icht [kg/kW]
Zeit
Herstellkosten [€]
Marktanteil [%]
k. A.Tanksystem
(Erdgas)
Material Stahl
Fülldruck [bar] 200
Reichw eite [km] k. A. k. A.
Legende
Variabler Ventiltrieb
Zylinderabschaltung
350 - 450 k. A.
Abgasenergierückgew innung
Dow nsizing & Aufladung
Benzindirekteinspritzung
Abgasreinigung
Variable Verdichtung
k. A.
k. A.
Technologie-Roadmap: Gasantriebe
k. A.k. A.
k. A.k. A.
Szenario T, W, B Szenario T, W, B
Gesamtw irkungsgrad [%]
Kraftstoffverbrauch [kg/100 km* | l/ 100 km**]
CO2-Emission [g/km]
k. A.
k. A.
Szenario W Szenario T Szenario B Szenario W Szenario T Szenario B Szenario W Szenario T Szenario B
50 (+) (+++) (++) (+) (o) (+) (+) (o) (o) (o)
35* | 45* (+) (+++) (++) (+) (o) (+) (+) (o) (o) (o)
6,07* | 5,36** 5,6* | 4,94** 4,4* | 3,88** 4,53* | 4,0** 5,39* | 4,75** 4,22* | 3,73** 4,4* | 3,88** 5,17* | 4,56** 4,18* | 3,69** 4,22* | 3,73** 5,17* | 4,56**
140,9 130 102 105 125 98 102 120 97 98 120
1,8 (-) (---) (--) (-) (o) (-) (+) (o) (o) (o)
k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A.
99 95 67 76 91 40 57 86 20 35 81
S-Kurven: R elat ive Veränderung gegenüber vo rher: So nst iges:
: alle Szenarien : Szenario T Abzisse: Leistungsfähigkeit (o) = gleich | (+) leicht gestiegen | (++) gestiegen | (+++) stark gestiegen | (-) leicht gesunken | (--) gesunken | (---) stark gesunken k. A.: keine Angabe
: Szenario B : Szenario W Ordinate: kum. F&E-Aufwand
Abgasenergierückgew innung
Legende
Benzindirekteinspritzung
Dow nsizing & Aufladung
Variabler Ventiltrieb
Zylinderabschaltung
Abgasreinigung
Variable Verdichtung
HCCI
Szenario T, W, B Szenario T, W, B
Hubraumleistung [kW/l]
Gesamtw irkungsgrad [%]
Kraftstoffverbrauch [l/100 km]
CO2-Emission [g/km]
Leistungsgew icht [kg/kW]
Herstellkosten [€]
Marktanteil [%]
Technologie-Roadmap: Konventionelle Antriebe
Zeit 2010 2015 2020 2025 2030
ICE – Konventionelle Antriebe
FCEV – Brennstoffzellenantriebe CNG / LPG – Gasantriebe
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 24
Herstellerstrategien
Wettbewerber
Pionier
Früh, hoher Preis,
Werbung für
Produkt
Früher Folger
Leicht verzögert,
hoher Preis,
Werbung für Marke
Später Folger
Stark verzögert,
niedriger Preis,
Werbung für Marke
Verweigerer
Keine
Markteinführung,
Werbung für Marke
He
rste
lle
r
Pionier
Früh, hoher Preis, Werbung
für Produkt
Früher Folger
Leicht verzögert, hoher
Preis, Werbung für Marke
Später Folger
Stark verzögert, niedriger
Preis, Werbung für Marke
Verweigerer
Keine Markteinführung,
Werbung für Marke
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
Zeit
Markt-
anteil
?
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 25
Kaufentscheidung:
Berücksichtigung von:
Fahrzeugmarke
Einstellung gegenüber Marke
beeinflusst Auswahlwahrscheinlichkeit
eine Fahrzeugs
Werbemaßnahmen und
Mundpropaganda
Einstellung gegenüber Marke und
Antrieb kann sich im Zeitverlauf ändern
Simulationsmodell
Hersteller 1 Hersteller 2
Kunden
Fahrzeugangebot
Fahrzeugabsatz
Hersteller 1
Fahrzeugabsatz
Hersteller 2
Wissenstransfer
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 26
Kaufentscheidung:
Berücksichtigung von:
Fahrzeugmarke
Einstellung gegenüber Marke
beeinflusst Auswahlwahrscheinlichkeit
eine Fahrzeugs
Werbemaßnahmen und
Mundpropaganda
Einstellung gegenüber Marke und
Antrieb kann sich im Zeitverlauf ändern
Technologieentwicklung:
Berücksichtigung von:
Herstellerspezifischer Technologieentwicklung
Entwicklung der Technologie abhängig von Fahrzeugabsatz des Herstellers
Wissenstransfer zwischen Herstellern
Durch Kooperation oder Nachahmung können Hersteller voneinander lernen
Simulationsmodell
Hersteller 1 Hersteller 2
Kunden
Fahrzeugangebot
Fahrzeugabsatz
Hersteller 1
Fahrzeugabsatz
Hersteller 2
Wissenstransfer
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 27
Simulationsmodell
Le
ge
nd
e
Technologische
KompetenzFahrzeugangebot Fahrzeugangebot
Werbemaßnahmen Werbemaßnahmen
Werbemaßnahmen
für Antriebe
Gesamtes
Fahrzeugangebot
FahrzeugkäufeFahrzeugabsatz
Strategie Automobilhersteller
Erfahrung aus
eigenem Fahrzeugabsatz
Fahrzeugleistung
Fahrzeugkosten
Wissen über
Antriebe
Fahrzeug-
eigenschafen
Strategiebewertung
Erhoffte
Ergebnisse
Erzielte Ergebnisse
Strategie Wettbewerber
Fahrzeugabsatz
Lernen aus Wettbewerberfahrzeugen
Technologische
Kompetenz
Fahrzeugpreis Skimming Penetration Kosten-Plus
Werbefokus Marke Antrieb
Unternehmensumwelt
Konsumenteneigenschaften
Infrastrukturentwicklungsraten
Politische Instrumente
Energiepreise
Einführungszeitpunkt Früh Spät Nie
Fahrzeugpreis WerbefokusEinführungszeitpunkt
Modellexogen:
Werbemaßnahmen
für Marken
Wissen über
Marken
Modellendogen:WettbewerberUnternehmensumweltHersteller
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 28
Agentenmodell
(Mueller/de Haan 2009)
System-Dynamics-Modell (Walther et al. 2010 und Wansart 2012)
Pkw-Modelle
Antrieb
Größenklasse
Eigenschaften
Hybrides Simulationsmodell von Kieckhäfer
Marktanteil
[Antrieb, Größenklasse]
Pkw-Bestand
[Antrieb]
Infrastruktur
[Antrieb]
Kaufentscheidung
Technologie
[Antrieb]
Kundensegment
Entscheidungsregel
Eigenschaften
In Anlehnung an Kieckhäfer et al. (2012)
Unternehmensumwelt
Energiepreise
Regulatorische Maßnahmen
…
Fahrzeugangebot
Fahrzeugmodelle
Zeitpunkt der
Einführung/Elimination
Absatzmarkt
Region
Kundensegmente
Käuferverhalten
En
do
gen
E
xo
gen
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 29
Agenten:
Demographisch unterteilt in verschiedene
Kundensegmente
Eigenschaften:
Umweltbewusstsein, Fahrleistung
Derzeitiges Fahrzeugmodell
Größe der Auswahlmenge, Präferenzen für
Antrieb & Größenklasse nächstes Fahrzeug
Koeffizienten der Nutzenfunktion
Kaufentscheidungsprozess
1. Größe der Auswahlmenge
2. Fahrzeuge in Auswahlmenge
3. Fahrzeugbewertung
4. Neuwagenkauf
Fahrzeug-
nutzer
Neuwagen-
käufer
Neuwagen-
käufer
Algorithmus des hybriden Simulationsmodells
Fahrzeugportfolio
Unterschieden nach Antrieb, Größenklasse
Charakterisiert durch Kaufpreis, Reichweite etc.
Antriebstechnologien
Technologiefortschritt
Produktionskosten etc. +
Absatz
Fahrzeugnutzung
Fahrzeug-
abgabe
Infrastruktur
Zyklische Anpassung Fahrzeugangebot
Fahrzeugnutzen = Koeffizient * Preis + …
Vorheriges
Fahrzeug
Potenzielle
Größenklassen
Kaufwahrscheinlichkeit auf Basis
eines Discrete-Choice-Modells
Außerhalb der Systemgrenzen
Bestand
Energiepreise
Powertrain
Siz
ecla
ss
Gasoline Diesel Hybrid Battey
Sm
all
Co
mp
act
Mid
-siz
eF
ull-s
ize
Time
Powertrain
Siz
ecla
ss
Gasoline Diesel Hybrid Battey
Sm
all
Co
mp
act
Mid
-siz
eF
ull-s
ize
Time
In Anlehnung an Kieckhäfer et al. (2012)
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 30
Modellumfang und Parametrierung
Umfang Datengrundlage
Ag
en
ten
mo
de
ll 41.000 Agenten in 6 Kundensegmenten
(<30 Jahre, 30-39 Jahre,… , >69 Jahre)
Anfangsbestand: VW, KBA
Eigenschaften: VW
Übergangswahrscheinlichkeiten: VW
Discrete-Choice-Modell: Achtnicht et al. (2008)
17 Fahrzeugmodelle als Kombinationen
von 5 Antrieben und 4 Größenklassen
VW, Herstellerkataloge
Syste
m-D
yn
am
ics-M
od
ell Infrastrukturentwicklung (Tank- und Ladestellen) Struben (2006), Wansart (2012), Destatis, MWV,
Annahmen
Entwicklungen der elektrischen Antriebstechnologie
(Energiedichte, Batterie- & Komponentenkosten)
Initialwerte: Mock (2010), Wansart (2012),
Annahmen
Entwicklungen der konventionellen Antriebstechnologie
(Treibstoffverbrauch, Kosten für Reduktionsmaßnahmen)
Initialwerte: Mock (2010)
Entwicklung der Fahrzeugeigenschaften
(Preis, Reichweite, Betriebskosten etc.)
Initialwerte: Mock (2010), NPE (2011),
Wallentowitz (2009, 2010), Wansart (2012)
Exogene Entwicklung Energiepreise
(Benzin, Diesel, Elektrizität)
Annahmen
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 31
Gesamtmodell
Pkw-Modelle
[Antrieb, Größenklasse,
Eigenschaften]
Marktanteil
[Antrieb, Größenklasse]
Pkw-Bestand
[Antrieb, Größenklasse, Alter]
Infrastruktur
[Antrieb]
Kaufentscheidung
Technologie
[Antrieb]
Kunden
[Entscheidungsregel,
Eigenschaften]
Unternehmensumwelt
Energiepreise
Strommix
…
Antriebstechnologien
Entwicklungsstand
Lernraten
…
Absatzmarkt
Region
Kunden-
segmente
Käuferverhalten
Sim
ula
tio
nsm
od
ell
Wir
ku
ng
s-
an
aly
se
Fahrzeugangebot
Einführungs-
zeitpunkte
Preise
WerbungVo
rga
be
n Politische
Instrumente
Steuern
Kaufprämien
…
SensitivitätsanalyseSimulation von Szenarien
Politische Instrumente
Technologieentwicklung
Herstellerstrategien
Ableitung von Handlungsempfehlungen
Politische Entscheidungsträger
Automobilhersteller
2. September 2013 | Laura Hombach | STROM-Gesamtprojekttreffen 2013 | Seite 1
Emissionen
[Antrieb,
Emissionsart]
Ressourcen
[Antrieb,
Ressourcenart]
09. September 2013 | Katharina Wachter | STROM-Projekt | Seite 32
Auswertung
Kriterium Wert Parameter Dimension Dynamik
Ökologisch
Emissionen
direkte Emisisonen i,j,k dynamisch
indirekte Emissionen i,j,k dynamisch
Produktions Emissionen i,j,k dynamisch
Entsorgungs Emisisonen i,j,k dynamisch
Ressourcen
Ressourcen Verbrauch i,j,k dynamisch
Ressourcen Recycling i,j,k dynamisch
Kraftstoff Verbrauch i,j,k dynamisch
Ökonomisch
Hersteller
Herstellkosten i,j dynamisch
Gewinn (i,j) dynamisch
Fahrzeugabsatz i,j dynamisch
Kunde
Anschaffungskosten i,j dynamisch
Steuern i,j dynamisch
Kraftstoff Kosten s dynamisch
Politik Einnahmen - dynamisch
Ausgaben - dynamisch
Sozial Infrastruktur
Zeitliche Verfügbarkeit s dynamisch
Räuliche Verfügbarkeit s dynamisch
# Installierte Tankstellen s dynamisch
Verfügbarkeit s dynamisch
Markt PKW
PKW Bestand i,j,k dynamisch
Neuzulassungen PKW i,j,a dynamisch
Verschrottete PKW i,j,k dynamisch