Fünf konkurrierende zukünftige Antriebssysteme werden technisch-ökologisch und ökonomisch in einer Systemanalyse miteinander verglichen. Drei dieser Systeme besitzen einen Verbrennungsmotor, zwei ein Brennstoffzellensystem mit Elektromotor als Antriebsquelle. Jedes System wird in einer Modellsimulation hinsichtlich Energiebedarf (Kraftstoffverbrauch) und Kohlendioxidemissionen unter Berücksichtigung gängiger Fahrzyklen untersucht. Eine Kostenanalyse alternativer Treibstoffversorgungslogistiken sowie einzel- und gesamtwirtschaftliche Auswirkungen der Markteinführung entsprechend ausgerüsteter neuer Fahrzeuge und/oder Kraftstoffe schließt sich an. Die realistisch erzielbare Verbrauchsminderung im Prognosezeitraum (2005 bis 2010) für Fahrzeuge mit konventionellem Antrieb und Dieselmotor wurde im standardisierten Europäischen Fahrzyklus zu 23 % und für Antriebe mit Benzinmotor zu 34 % berechnet. Ein Hybridfahrzeug mit parallelem Diesel- und Elektromotor erzielt im Vergleich zum weiterentwickelten Antrieb mit Dieselmotor nochmals eine Verbrauchsreduktion von ca. 11 %. Die beiden untersuchten Antriebe mit Methanol-Brennstoffzellen zeigten je nach Zyklus (Europäischer Standardzyklus oder realitätsnaher Zyklus) einen Minderverbrauch von ca.11 bis 35 % gegenüber dem weiterentwickelten System mit Benzinmotor. Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge ermöglichen je nach Zyklus und Fahrzeugklasse eine Verbrauchseinsparung bis ca. 40 %. Die deutlichsten Vorteile der Brennstoffzellensysteme ergeben sich bei Oberklassefahrzeugen im Europäischen Fahrzyklus. Die ökonomische Analyse der energetischen Treibstoffkette ergibt Wirkungsgrade von 88 % für Benzin, 89 % für Diesel, 92 % für komprimiertes Erdgas, 66 % für Methanol und 65 % für Druckwasserstoff. Flüssigwasserstoff scheidet einerseits wegen seiner hohen Energieverluste bei der Verflüssigung, andererseits wegen der hohen Kosten entsprechender Fahrzeugtanks aus der weiteren Betrachtung aus. Die besten Chancen auf einen Markteintritt bei Pkws hat ein Brennstoffzellenfahrzeug in der Oberklasse, das mit Druckwasserstoff in Regionen betrieben wird, in denen konventionelle Kraftstoffe hohen Mineralölsteuern unterliegen, in denen gezielte staatliche, auch befristete Fördermaßnahmen greifen oder in denen strenge Emissionsgrenzen festgelegt wurden. Ergebnisse der Sensitivitätsanalyse zeigen den Einfluß des Energiebedarfs und einiger Komponenten des Antriebsstrangs. Parametervariationen zeigen die Bedeutung der Fahrleistung, Amortisationsdauer, und der Fahrzeug- und Kraftstoffsteuer. Eine abschließende energetische Bewertung des Brennstoffzellenfahrzeugs ist beim heutigen Kenntnisstand ohne Prototypen-Tests verfrüht.
Vergleichende Systemanalyse der mobilen Anwendung von Brennstoffzellen
Comparative assessment of the mobile application of fuel cell systems
2000
523 Seiten, Bilder, Tabellen
Report
Deutsch
Abgasemission , Benzin , Bewertung , Brennstoffzelle , Kohlendioxid , Dieselmotor , Dieselöl , Empfindlichkeitsanalyse , Erdgas , Fahrzeugantriebsart , Hybridfahrzeug , Kostenanalyse , Kosteneinsparung , Kraftstoff , Kraftstoffeinsparung , Kraftstoffverbrauch , Methanol , Methanolzelle , Modellsimulation , Reformer , Sensitivität (Bewertung) , Systemanalyse , technische Charakteristik , Vergleichsuntersuchung , Wasserstoff , Wasserstoffbrennstoffzelle , wirtschaftliche Studie , CO2-Emission
Oekobilanzen und Markteintritt von Brennstoffzellen im mobilen Einsatz
Kraftfahrwesen | 2000
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