Die Kraftstoffstrategie von Volkswagen

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Synthetische Kraftstoffe: Der Weg in eine nachhaltige Zukunft

Volkswagen konzentriert sich nicht nur auf die Entwicklung innovativer Antriebskonzepte. In Zusammenarbeit mit der Mineralölindustrie hat man sich die Weiterentwicklung der Kraftstoffe zur Aufgabe gemacht. Dadurch ergibt sich ein großes Potenzial für Verbesserungen. Ziel ist es, die Nutzung fossiler Energieressourcen durch den Einsatz regenerativ erzeugter Kraftstoffe zu ersetzen. Das schützt aktiv unser Klima und schont die begrenzt vorhandenen Ressourcen.
Unter Umweltgesichtspunkten wird die Entwicklung von Kraftfahrzeugen und ihren Antrieben weiterhin durch sich ständig verschärfende Abgasstandards bestimmt. Darüber hinaus gewinnen aber auch Maßnahmen zur Reduktion von Verbrauch und CO2-Emissionen ständig wachsenden Einfluss auf die Optimierung von Fahrzeug- und Antriebskonzepten. Eine weitere wichtige Facette stellt die steigende Weltnachfrage nach Energiedienstleistungen dar, bei sich gleichzeitig abzeichnender sinkender Verfügbarkeit von preiswerten fossilen Primärenergieträgern, insbesondere von Mineralöl. Vor allem die extreme Konzentration auf Erdöl als Primärenergieträger birgt erhebliche Risiken für die Zukunft. Eine langfristig sichere Versorgung mit Energieträgern für den Individualverkehr setzt deshalb neben einem möglichst sparsamen Umgang mit Kraftstoff mittel- und langfristig eine Diversifizierung der für die Kraftstofferzeugung eingesetzten Energiequellen voraus, insbesondere die Einbeziehung alternativer und regenerativer Vorkommen.

Flüssige synthetische Kraftstoffe spielen vor diesem Hintergrund eine Hauptrolle, da sie die Nutzung einer Vielzahl unterschiedlichster Primärenergien zur Kraftstoffherstellung ermöglichen.

Große Mengen der Weltgasreserven befinden sich in Teilen der Welt, in denen der Bedarf relativ gering ist. Diese Gasfelder können sinnvoll genutzt werden, indem das Gas mittels eines GTL Verfahrens wie der "Shell Middle Distillates Synthesis" (SMDS), einer modernen Form der Fischer-Tropsch-Synthese, zu Dieselkraftstoffen synthetisiert wird. In diesem Prozess wird unter anderem umweltfreundlicher Dieselkraftstoff von hoher Qualität erzeugt ("SynFuelÒ").

Im Vergleich zu konventionellem Diesel wurden mit SMDS im Abgas eines Volkswagen Bora TDI 50% weniger Partikelemissionen und 20% weniger NOx- Emissionen gefunden.

Aufgrund der hohen Flexibilität des Prozesses können maßgeschneiderte Kraftstoffe hergestellt werden, die den hohen Ansprüchen moderner Motorengenerationen, wie dem "Combined Combustion System" - einer von Volkswagen entwickelten Technologie zur Homogenverbrennung, die die Vorteile von Diesel- mit den Vorteilen von Ottomotoren verbindet - genügen.

In einer zweiten Phase wird zusätzlich Biomasse in unterschiedlichsten Formen zur Kraftstoffherstellung eingesetzt, wodurch ein Bio-GTL-Verfahren entsteht. Wird Synthesegas aus Biomasse hergestellt und mit einer Fischer-Tropsch-Synthese kombiniert, entsteht ein CO2-neutraler Kraftstoff ("SunFuel®"). Der große Vorteil dieses Kraftstoffs liegt darin, dass die heutige Kraftstoff-Infrastruktur erhalten bleiben kann.

Wie bereits dargestellt, werden mittelfristig neuartige motorische Brennverfahren, die die Verbrauchsvorteile heutiger Dieselmotoren mit dem Emissionspotential von Ottomotoren verbinden, zum Einsatz kommen. Für diese hybriden Brennverfahren müssen auch die passenden Kraftstoffe zugeschnitten werden. Synthetische Kraftstoffe (SynFuel®, später SunFuel®) bieten hierfür die besten Voraussetzungen.

Langfristig ist damit zu rechnen, dass die noch bestehenden Probleme von Wasserstoffspeicherung und -infrastruktur gelöst werden. Der Weg für die Wasserstoffwirtschaft ist dann frei, vorausgesetzt, eine Gesamtbewertung ergibt ausreichende Vorteile. Für den Fahrzeugbetrieb ist dann anzunehmen, dass die Brennstoffzelle den heutigen Verbrennungsmotor nicht nur ergänzt, sondern ersetzt. Allerdings ist damit nicht in den nächsten 20 Jahren zu rechnen.

Flüssige synthetische Kraftstoffe bilden einen idealen Übergang von konventionellen Kraftstoffen zur Brennstoffzelle, die mit Wasserstoff gespeist wird. Beide Energieträger ergänzen sich in hervorragender Art und Weise.


Antriebe

Wesentliche Elemente der Antriebsstrategie von Volkswagen sind die Weiterentwicklung innovativer Antriebskonzepte mit optimierten, direkteinspritzenden Motoren und automatisierten Getrieben.

Kohlendioxid steht im Verdacht, zum Treibhauseffekt beizutragen. Die deutsche Automobilindustrie hat sich im VDA bereits 1990 verpflichtet, bis zum Jahr 2005 den Kraftstoffverbrauch um 25% gegenüber 1990 zu reduzieren. Deshalb forscht und entwickelt Volkswagen insbesondere in den Bereichen Antriebskonzepte und Getriebetechniken.



ASG (automatisierte Schaltgetriebe),
DSG (Direktschaltgetriebe)

Der Bereich des Verbrennungsmotors mit höherem, effektiven Wirkungsgrad kann durch das ASG und besonders durch das innovative DSG komfortabel technisch realisiert werden. Zu spätes bzw. zu frühes Schalten wird vermieden und somit Kraftstoff gespart.

Ein wesentliches Differenzierungsmerkmal des DSG gegenüber den bislang bekannten Automatikgetrieben: Im DSG kommt kein Drehmomentwandler als Anfahrelement zum Einsatz. Gleichwohl ist das DSG keineswegs ein Derivat des im Lupo 3L TDI eingesetzten automatisierten Handschaltgetriebes. Generell gilt, dass der an das DSG gekoppelte Motor aufgrund der schnellen selbsttätigen Gangwechsel immer in der Lage ist, spontan die gewünschte Zugkraft zur Verfügung zu stellen. Nicht weniger entscheidend ist die Tatsache, dass das neue Getriebe die hohe Agilität eines Handschaltgetriebes bietet, dieses aber bei den Verbrauchswerten deutlich unterbietet. So unterbietet der Golf R32 mit DSG die handgeschaltete Version um rund anderthalb Liter. Solch eine Verbrauchsreduzierung ist sonst nur durch die Verwendung von extremen Leichtbau-Materialien erzielbar.


TDI - Optimierung von Einspritztechnik und Verbrennung

Die Erfüllung künftiger Abgasvorschriften ist Volkswagen mit der Weiterentwicklung des Vierzylinder-TDI-Motors gelungen (EU4). Ausgangspunkt ist eine neue Generation von Einspritzdüsen, die dank fein bearbeiteter Düsenlöcher eine bessere Zerstäubung der Kraftstoffstrahlen und damit eine optimale Verbrennung ermöglichen.


Abgasrückführung

Ein neuartiges Konzept der Abgasrückführung sorgt für eine weitere Reduktion der NOx-Emissionen. Zusätzliche Fortschritte werden vom Übergang auf die zweite Generation der Pumpe-Düse-Einspritzung mit dynamischer Druckerhöhung (Pressure Backing) erzielt.


Abgaskühlung

Zusätzlich erreichte man durch die Kühlung der in den Verbrennungsprozess zurück geführten Abgase eine weitere Reduzierung von NOx- und Partikelausstoß.


Abgasnachbehandlung

Derzeit ist absehbar, dass das Entwicklungstempo zur Nutzung aller Potenziale nur bei kleineren Pkws mit der gebotenen Sicherheit zur Erfüllung der Euro-4-Grenzwerte ausreicht. Große und schwere Fahrzeuge werden teilweise in Betriebspunkten betrieben, in denen die Gefahr der Grenzwertüberschreitung besteht. Deshalb ist bei ihnen eine nachträgliche Abgasreinigung unumgänglich. Dabei geht es um die Verringerung der gasförmigen Stickoxide (NOX) und der festen Partikel (PM).


Diesel-Partikelfilter

Zielsetzung und Anspruch von Volkswagen ist die ganzheitliche Betrachtung der Reduzierung von Emissionen. Dabei geht es nicht um die Reduzierung nur eines einzelnen Wertes, sondern um die Gesamtbilanz, die im Sinne der Umwelt letztendlich das entscheidende Kriterium ist.

Volkswagen hat bereits von gut zwei Jahren gesagt, dass neben der Erreichung von Euro 4, die zunächst über innermotorische Maßnahmen erreicht wird, bei bestimmten Fahrzeugklassen dieses Ziel nur mit Unterstützung eines Partikelfilters möglich ist. Daran wird intensiv gearbeitetet wir, ein Einsatzdatum liegt noch nicht fest.


Sauberer Kraftstoff

Wie die Einführung von schwefelfreiem Super-Plus-Kraftstoff für Benzinmotoren gezeigt hat, können sich marktgesteuerte Veränderungen im Kraftstoff-Angebot sehr schnell durchsetzen. Deshalb besteht die Hoffnung, dass die flächendeckende Versorgung mit schwefelfreiem Dieselkraftstoff ebenfalls rasch vorankommt.


Stickoxid (NOX)-Speicherkat

Um die von der Euro-4-Norm geforderte Abgaszusammensetzung bei größeren Pkw in allen Betriebspunkten zu erreichen, müssen auch die verbleibenden gasförmigen Stickoxide (NOx) noch weiter reduziert werden. Eingesetzt wird ein Stickoxid-Speicher-Katalysator, wie er im Prinzip von Ottomotoren mit Benzin-Direkteinspritzung (FSI) bekannt ist. Dieser Kat ist so beschichtet, dass er die im Abgas enthaltenen Stickoxide (NOx) wie ein Schwamm aufsaugt, und diese in einem Regenerationsmodus als unschädlichen Stickstoff wieder abgibt.


FSI

Die Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und Emissionen ist für Volkswagen neben den hohen Ansprüchen an Qualität, Zuverlässigkeit, Sicherheit und Umweltverträglichkeit ein bedeutender Entwicklungsschwerpunkt. Volkswagen realisiert dieses Prinzip der Direkteinspritzung in Verbindung mit einem Otto-Motor in drei volumenstarken Fahrzeugklassen.

Die direkte Einspritzung des Kraftstoffes übernimmt ein Common-Rail-System. Mit einem Druck von bis zu 100 bar wird das Benzin über jeweils ein elektromagnetisches Einspritzventil direkt in den Brennraum eingespritzt. Dadurch können die Intervalle der Kraftstoffzufuhr in den Arbeitstakt des Zylinders und auch die benötigte Zeit zur Mischung des Benzins mit der Luft exakt definiert werden. Durch die Verwendung der Direkteinspritzung wird der Einsatz der sogenannten Schichtladung ermöglicht, eine Betriebsart des Motors, bei der erst kurz vor dem Zündzeitpunkt Kraftstoff mit hohem Druck eingespritzt wird, der durch eine besondere Brennraumgeometrie und eine definierte Zylinderinnenströmung unter der Zündkerze konzentriert wird, und nur dort ein zündfähiges Gemisch bildet.

Die von Volkswagen entwickelte Benzindirekteinspritzung garantiert unter Umweltgesichtspunkten erhebliche Fortschritte. Ein neues, per On-Board-Diagnose vollelektronisch überwachtes System der völlig neuen Abgasnachbehandlung sorgt im FSI dafür, dass die entstehenden Schadstoffe gänzlich in ungefährliche Gase umgewandelt werden. Zur Reinigung der Abgase werden ein Vorkatalysator zur Abgasreinigung direkt nach dem Motorstart, ein Drei-Wege-Katalysator und ein neuartiger NOx-Speicherkatalysator zur Konvertierung der Stickoxidemissionen bei Luftüberschuss benutzt. Weltweit einmalig ist der integrierte NOx-Sensor, der die Abgasqualität beim FSI online überwacht. Durch die ausgeklügelte Strömungsführung kann der Motor mit sehr hohem Luftüberschuss betrieben werden, ohne Entflammungsprobleme zu bekommen - das Geheimnis für einen deutlich reduzierten Kraftstoffverbrauch. Gegenüber technischen Alternativen zur Minimierung des Kraftstoff-Verbrauchs bietet die FSI-Technologie den Vorteil, dass die Entwicklungspotenziale keineswegs ausgeschöpft sind.


CCS - Motor mit Hybrid-Brennverfahren

Dies ist ein neues, noch in der Entwicklung befindliches, Brennverfahren von Volkswagen. Es kombiniert die wesentlichen Vorteile der TDI- und FSI-Konzepte miteinander. Heraus kommt ein Motor mit Hybrid-Brennverfahren.


Brennstoffzelle

Volkswagen räumt dem Brennstoffzellenfahrzeug (Antrieb: Elektromotor mit Brennstoffzelle) als Serienfahrzeug eine reelle Chance frühestens ab dem Jahr 2020 ein.

Trotz des sehr hohen Wirkungspotentiales und der sehr guten Abgaseigenschaften sind folgende technische und ökonomische Barrieren zu überwinden:

Regenerative Herstellung von Wasserstoff, d.h. CO2-neutrale Herstellung,
Verteilung des Wasserstoffs,
Speicherung des Kraftstoffes Wasserstoff im Auto,
Akzeptables Gewicht,
Bezahlbarer Kraftstoff (Kosten),
Bezahlbares Brennstoffzellensystem (Antrieb und H2-Speicher).
Somit verfolgt Volkswagen eine Übergangsstrategie, indem die konventionellen Kraftstoffe und die Nutzung der vorhandenen Infrastruktur reformiert werden. In dieser Zeit werden nur Prototypen von Brennstoffzellenfahrzeugen produziert, die dazu dienen, die Technik zu beherrschen und zu verfeinern.


Kraftstoffe

Erdöl

Erdöl deckt gegenwärtig zu ca. 40% den Weltbedarf an Primärenergie. Den Golfstaaten der OPEC kommt mit ihrem großen Reserven- und Förderpotenzial eine besondere Rolle zu. Ca. 60% der Reserven von konventionellem Erdöl liegen im nahen Osten (OPEC).


Erdgas

Erdgas deckt zu ca. 25% den Weltbedarf an Primärenergie. Bis zu den 70er Jahren war Erdgas in vielen Ländern ein "Nebenprodukt" bei der in erster Linie auf Erdöl ausgerichteten Exploration. Ca. 70% der Reserven von konventionellem Erdgas liegen im Nahen Osten und in den Nachfolgestaaten der Sowjetunion.


Biomasse

Biomasse ist die einzige Energiequelle, die fast überall auf der Welt relativ gleichmäßig verteilt ist. Jeder Staat ist in der Lage, "seine Biomasse" anzubauen und für die Mobilität einzusetzen.


Wind / Solar / Wasser

Weltweit ist in den letzten Jahren der Anteil von regenerativer Energiegewinnung durch Wind, Solar, Wasser angestiegen und beträgt heute ca. 3%. Insbesondere bei steigenden Preisen für fossile Energieträger wird dieser Trend sich fortsetzen.


Die Evolution der Kraftstoffe


Volkswagen sieht Wasserstoff als Energieträger der Zukunft, dann jedoch im Wirkungsgrad überlegenen Brennstoffzellensystem. Im ersten Schritt werden die konventionellen Kraftstoffe Benzin und Diesel durch synthetisch hergestellte Qualitäten ergänzt. Auf der nächsten Evolutionsstufe werden diese regenerativ aus Biomasse hergestellt. Frühestens im Jahr 2020 sieht Volkswagen die Anwendung von Wasserstoff in Kombination mit einem Brennstoffzellenantrieb in nennenswerten Stückzahlen im Pkw. Bis dahin sind fehlende Infrastrukturen und erhebliche Technologiebarrieren für nachhaltige Erzeugung, Verteilung und Speicherung von elementarem Wasserstoff als Energieträger zu überwinden.


Rohölstämmige Kraftstoffe

Benzin und Diesel

Eigenschaften

Sie enthalten außer den gewünschten Bestandteilen auch Anteile von Aromaten und Schwefelverbindungen, die bei den motorischen Verbrennungen zu erhöhten Schadstoffemissionen - besonders zu Partikeln - führen.


Herstellung

Rohölstämmige oder auch konventionelle Kraftstoffe, wie Diesel und Benzin, bestehen aus Kohlenwasserstoffverbindungen, die durch Raffinierung aus Erdöl hergestellt werden.


Synthetische Kraftstoffe

Synfuel

Eigenschaften

Synthetische Kraftstoffe aus Erdgas sind schwefel- und aromatenfrei. Diese Kraftstoffe besitzen hohes Potenzial, um die Schadstoffemissionen der motorischen Brennverfahren - insbesondere NOx (Stickoxide) und Partikel - deutlich zu reduzieren. Synthetische Kraftstoffe werden als Designerkraftstoff bezeichnet, da die Kraftstoffeigenschaften bei der Herstellung gezielt beeinflusst werden können.

Versuche bei Volkswagen mit solchen synthetischen Dieselkraftstoffen ergaben bei allen Dieselmotoren eine Absenkung des Schadstoffgehaltes im Abgas bis zu 50 Prozent. Diese Kraftstoffe sind jedoch auch die Voraussetzung zur Entwicklung von homogenen Verbrennungsverfahren, mit denen die Schadstoffbildung im Brennraum überhaupt vermieden wird und der Verbrauch noch weiter gesenkt werden kann.


Herstellung

Über einen Vergasungsprozess wird Synthesegas gewonnen. In einem Fischer-Tropsch-Synthesereaktor wird dieses Synthesegas in Kohlenwasserstoff-Verbindungen umgewandelt und gezielt zum Designerkraftstoff aufbereitet.


Stand der Technik

Gas-To-Liquid-Anlagen (GTL-Anlagen) zur Synthesegaserzeugung aus Erdgas sind Stand der Technik. Aus Erdgas hergestellter, synthetischer Kraftstoff ist nicht regenerativ und nur als Zwischenschritt zu betrachten. CO2 wird nur dann eingespart, wenn man Erdölbegleitgase einsetzt, die dann nicht mehr ungenutzt abgefackelt werden.


SunFuel®

Eigenschaften

SunFuel® ist ein hochwertiger Kraftstoff aus Kohlenwasserstoffen, der sich durch Schwefel- und Aromatenfreiheit auszeichnet und chemisch betrachtet mit SynFuelÒ identisch ist. Im ersten Schritt wird SunFuel® als Dieselkraftstoff angeboten. SunFuel® nutzt die gleiche Infrastruktur wie herkömmliche Mineralölkraftstoffe. Er kann ohne Aggregateanpassungen alternativ zum fossilen Diesel getankt werden. Durch die Verwendung von SunFuel® kann sofort ein wesentlicher Beitrag zur CO2-Einsparung geleistet werden, bei gleichzeitiger Reduzierung der Schadstoffemissionen.

Durch die Möglichkeit, gezielt Einfluss auf die Eigenschaften von SunFuel® zu nehmen, können zukünftige Brennverfahren und Kraftstoffe optimal aufeinander abgestimmt werden. Das eröffnet ein immenses Potenzial für die weitere Verringerung der Schadstoffemissionen, insbesondere der Partikel.


Herstellung

Zur Gewinnung von SunFuel® dient Biomasse als Ausgangsstoff. Aufgrund der großen Artenvielfalt steht Biomasse ganzjährig zur Verfügung. Es kommen genügsame und resistente Pflanzenarten zum Einsatz, die umweltverträglich angebaut werden können.

Dazu dienen eigens angebaute Gewächse, die besonders schnell gedeihen und keiner intensiven Pflege bedürfen. Ebenso können verschiedene biogene Abfälle, wie beispielsweise Wald- und Industrieholz, Biomüll und sogar tierische Abfallprodukte u.ä. verwendet werden.

Ein mögliches Verfahren zur Synthesegasbereitstellung ist das Choren-Verfahren. Es läuft in mehreren Schritten ab. Wenn erforderlich, werden die eingehenden Stoffe oder Stoffgemische zunächst geschreddert und getrocknet, wenn sie mehr als ca. 30 Prozent Feuchtigkeit enthalten. Nach dem Schreddern durchläuft das Hackgut einen Niedertemperaturvergaser, in dem es bei 400 bis 500 °C in Gas und Koks zerlegt wird. Sowohl das teerhaltige Gas wie der gemahlene Koks gelangen nun in den Choren- Reaktor und werden hier bei Temperaturen bis 1600 C in Roh-Synthesegas und Schlacke umgewandelt. Dabei wird das bei der Niedertemperatur-Vergasung gewonnene Gas im Reaktor einem Brenner zugeführt, in dem es unter Zugabe von vorgewärmter Luft oder reinem Sauerstoff zu hauptsächlich Kohlenmonoxid, aber auch zu Wasserstoff und in sehr geringen Mengen zu Kohlendioxid und Wasserdampf zerlegt wird. In die nach unten brennende Flamme wird der Koksstaub eingeblasen.

Das Rohgas durchläuft nun einen Wärmetauscher (Rekuperator), wird anschließend entstaubt und in einer weiteren Kolonne gewaschen, um als fertiges Synthesegas der Fischer-Tropsch-Anlage zugeführt zu werden. Dort reagiert das Synthesegas an einem speziellen Kobalt-Katalysator zu Kohlenwasserstoffketten, die dann zum Designerkraftstoff SunFuelÒ "modelliert" werden.


Biomassenpotenzial

In Deutschland könnten ca. 50% des bundesdeutschen Pkw-Dieselbedarfs allein durch die Nutzung der zur Zeit von der EU subventioniert stillgelegten Ackerflächen (1,1 Mio. ha) abgedeckt werden.

Europaweit kann man unter Nutzung des gesamten technischen Potenzial an Biomasse 80% des Gesamtdieselbedarfes decken. Allerdings muss man berücksichtigen, dass auf die Nutzung von Biomasse zur Strom- und Wärmegewinnung ca. 50% entfallen werden, so dass sich das Potenzial halbiert.

Durch Umstrukturierung der Landwirtschaft und Einbindung weiterer Biomassenquellen (Hölzer, Stroh, etc.) besteht langfristig das Potenzial einen großen Teil des Kraftstoffbedarfs zu decken. Dadurch wird zur Sicherung der bäuerlichen Einkommen insbesondere auch in den EU-Beitrittsländern beigetragen werden.


Wasserstoff

Eigenschaften

Wasserstoff ist ein geruchloses, hochexplosives Gas. Wegen der geringen Energiedichte können nur geringe Reichweiten erzielt werden.

Wasserstoff ist der ideale Kraftstoff für Brennstoffzellenfahrzeuge. Er wird in der Brennstoffzelle direkt zu Strom umgewandelt, der durch einen Elektromotor das Fahrzeug antreibt. Es entstehen beim Fahrzeugbetrieb, im Gegensatz zu H2-Verbrennungsmotoren, lokal keinerlei Schadstoff- und CO2-Emissionen.

Das Fahrzeug zeichnet sich durch hohen Fahrkomfort aus, wie zum Beispiel Standklimatisierung oder Standheizung. Nachteilig ist der hohe Aufwand für die Herstellung, die Speicherung und das Tanken von Wasserstoff. Die Speicherung von Wasserstoff ist möglich über Druckspeicherung bis zu 700 bar und über eine flüssige Speicherung bei 253°C. Zur Zeit gibt es keine für alle Verkehrsbereiche umsetzbare Wasserstoffinfrastruktur. Der Aufbau eines Versorgungs- und Tankstellennetzes erfordert immense Investitionssummen.

Langfristig könnte sich der Betrieb unserer Fahrzeuge mit reinem Wasserstoff durchsetzen. Voraussetzungen dafür sind eine kostengünstige, regenerative Erzeugung von Wasserstoff (Wind-, Wasser-, Solar-Energie), eine für den Kunden akzeptable Speicherung im Fahrzeug und der Aufbau einer völlig neuen Infrastruktur (verbunden mit hohen Kosten).


Herstellung

Wasserstoff wird heute hauptsächlich aus Erdgas hergestellt. Bei der Reformierung des Erdgases entstehen große Mengen CO2. Der für die Synthese benötigte Wasserstoff sollte bei industrieller Anwendung des Verfahrens durch Elektrolyse von Wasser durch Strom aus regenerativer Energie hergestellt werden, sofern ausreichend regenerative Energie zur Verfügung steht. Erst durch diese Erzeugung von Wasserstoff mittels regenerativ erzeugtem Strom wird die Emission von CO2 vermieden. Die Bereitstellung von regenerativ erzeugtem Wasserstoff führt zu deutlich höheren Preisen als bei konventionellen Kraftstoffen. Allerdings kann eine Verknappung von Rohöl (verbunden mit steigenden Preisen für Rohöl) dieses Verhältnis zu Gunsten von alternativen Kraftstoffen (Wasserstoff) langfristig ändern.


Fahrzeugkonzepte

Golf Variant Bi Fuel

Das positive Umweltimage von Erdgas und eine Mineralölsteuerermäßigung, die vorläufig bis Ende 2009 festgelegt worden ist, haben zu dem großen Interesse an Erdgasfahrzeugen geführt.

Volkswagen hat bereits seit Beginn der 90er Jahre die Nachrüstung von Benzinfahrzeugen für den Erdgasbetrieb unterstützt. Auf der IAA 2001 hatte der Golf Variant Bi FUEL seine Premiere. Der Golf Variant Bi FUEL bietet die Vorteile eines Erdgasantriebs ohne auf die Möglichkeit des Benzinbetriebes zu verzichten. Je nach Bedarf erhält der Fahrer die Option zwischen Erdgas- und Benzinbetrieb umzuschalten. Durch die Wahl des Erdgasbetriebes spart der Nutzer Kraftstoffkosten und der CO2-Ausstoß verringert sich um ca. 20%. Der 2,0l-Motor mit einer Leistung von 85 kW / 115 PS sorgt für gute Fahrleistungen. Bei Erdgasbetrieb ist die Motorleistung aufgrund des Motorkonzeptes etwas geringer.

Der zusätzliche 90l Erdgastank ist aus Karbon. Platzsparend befindet sich dieser unter dem Ladeboden. Dadurch behält der Kofferraum fast sein volles Volumen. Der zweite Tankstutzen hat ein Sicherheitsventil zum bequemen Einfüllen des Erdgases. Die Reichweite des 90l Erdgastanks beträgt ca. 260 Kilometer.

In Deutschland ist eine Betankung der etwa 10.000 Erdgasfahrzeuge mittlerweile an über 300 öffentlich zugänglichen Erdgastankstellen möglich.


Bora HY.Power

Volkswagen und das Paul Scherrer Institut (PSI) demonstrierten schon Anfang 2002, gemeinsam mit einem via Wasserstoff-PSI-Brennstoffzelle und Elektromotor betriebenen Bora HY.POWER während einer Extremtestfahrt über den 2005 Meter hohen Simplon-Pass (Schweiz/Italien) den Status quo des heutigen Forschungsstandes.

Besonders im Hinblick auf die Fahrdynamik zeigte der getestete Bora-Prototyp neue Qualitäten. Dies gelang vor allem durch den Einsatz einer neuen PSI-Brennstoffzellen-Generation und sogenannter Supercaps. Hierbei handelt es sich um zwei Hochleistungskondensatorenmodule, die in Spitzenphasen des Fahrzeugbetriebs, etwa beim Überholen, eine erhebliche Leistungsspitze abgeben. Dadurch stehen für den Elektromotor (255 Nm maximales Drehmoment) kurzfristig 75 kW / 102 PS zur Verfügung. Aufgrund dieser Spitzenleistung beschleunigt der Bora HY.POWER in nur 12 Sekunden von 0 auf 100 km/h. Die Supercaps nehmen zusammen bis zu 360 Wattstunden auf, die via Umwandlung von Bremsenergie gewonnen und gespeichert werden.

Die Brennstoffzelle kennzeichnet ein kostengünstiges neues Bipolarplattenkonzept aus 125 einzelnen Zellen; kostengünstig deshalb, da das Fertigungsverfahren wesentliche Schritte einspart. Hintergrund: Das Kernelement jeder Zelle bildet die Membran. Sie befindet sich jeweils zwischen den Anoden und Kathoden. Dort reagieren Wasserstoff und Sauerstoff und verbinden sich über die dünne Membran zu Wasser. Bei dieser "kalten" Verbrennung wird elektrische Energie frei. Als "Abgas" entsteht nichts anderes als sauberer Wasserdampf. In nahezu allen auf dem Markt befindlichen Brennstoffzellen werden sogenannte Nafion®-Membrane eingesetzt. Doch die Herstellung dieses perfluorierten Polymers ist vergleichsweise teuer. Das PSI entwickelte parallel nun eine Membran, die - wie beschrieben - günstiger herzustellen ist und eine große Lebensdauer bietet. Volkswagen und PSI sind damit dem Ziel, die Brennstoffzelle für den flächendeckenden privaten Nutzen bezahlbar zu machen, einen großen Schritt näher gekommen.


1-Liter Auto

Lange war der Prototyp des 1-Liter-Autos sorgfältig abgeschirmt. Kaum jemand glaubte, dass er überhaupt gebaut werden könnte. Doch dann ist der Zweisitzer am 14. April 2002, im Vorfeld der Hauptversammlung der Volkswagen AG, von Wolfsburg nach Hamburg gefahren. Im Fahrzeug der damalige Vorstandsvorsitzender Dr. Ferdinand Piëch und sein Nachfolger Dr. Bernd Pischetsrieder. Der Verbrauch: sensationelle 0,89 Liter auf 100 Kilometer.

Eine enge Kooperation mit den Zulieferern hat dieses Ergebnis ermöglicht. Nahezu alle technischen und mechanischen Lösungen wurden gemeinsam optimiert. Vor allem das Gewicht musste reduziert werden, jedoch ohne Zugeständnisse an die Sicherheit. Das im Windkanal entwickelte 290 Kilogramm leichte Fahrzeug gleicht am ehesten einem Sportwagen. Unter der Karosserie ist es gespickt mit zahlreichen speziellen Entwicklungen. Es könnte Vorbild sein für eine neue Fahrzeugfamilie: vom Supersparmobil über den preiswerten Alltagstourer für junge Leute bis hin zum Supersportler mit exzellenten Fahrleistungen.



Quelle: Volkswagen

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VW: "Ein-Liter-Auto" vor dem Aus


Zeitungsberichten zufolge will Volkswagen die Entwicklung des "Ein-Liter-Autos" einstellen. Das ehemalige Prestige-Projekt der Wolfsburger lasse sich nicht zu wirtschaftlichen Kosten produzieren, wird Konzernchef Bernd Pischetsrieder zitiert.
Das Drei-Liter-Auto, eine Version des jüngst eingestellten VW Lupo, bleibe jedoch im Programm, sagte Pischetsrieder. Der Konzernchef äußerte sich gegenüber der "Financial Times Deutschland".

Ein Auto, dass auf 100 Kilometer nur einen Liter Treibstoff verbraucht, war eines der Prestige-Projekte aus der Zeit des früheren VW-Chefs Ferdinand Piëch, wie die Zeitung berichtet. Der Manager hatte einen ersten Prototyp entwickeln lassen und war damit 2002 zu seiner letzten Hauptversammlung als Vorstandsvorsitzender von Wolfsburg nach Hamburg gefahren. Den zweisitzigen Prototyp serienreif zu machen, überließ Piëch seinem Nachfolger.

Pischetsrieder ließ das Projekt nun dem Bericht zufolge nach fast dreijähriger Entwicklungszeit sterben. Das Fahrzeug sei zu einem Preis von unter 20.000 Euro nicht machbar gewesen, hieß es bei VW. Und zu einem höheren Preis hätte das Auto, das in seinem letzten Entwicklungsstadium als Dreisitzer konzipiert war, wohl kaum Käufer gefunden.

Schon die Drei-Liter-Autos aus dem VW-Konzern, neben dem Lupo auch der Audi A2 3L, hätten ihre hohen Entwicklungskosten nie eingefahren, berichtete die Zeitung. Trotz Benzinpreisschocks und Ökosteuer sei die Nachfrage gering geblieben. Die Preise von 15.000 Euro (VW) und 19.000 Euro (Audi) hätten viele Kunden abgeschreckt.



Quelle: rp-online

[rote Zora]

Volkswagen: VW wollte nie Ein-Liter-Auto entwickeln - 'Reine Studie'


Volkswagen hat nach eigenen Angaben nie ein Ein-Liter-Auto entwickeln wollen. Ein VW-Sprecher wies am Mittwochabend einen Bericht der "Financial Times Deutschland" (Donnerstag) zurück, VW habe die Entwicklung eines solchen Autos aufgegeben. Es habe sich um eine "reine Konzeptstudie" gehandelt, sagte der VW-Sprecher in Wolfsburg.



Diese sei bereits 2002 vorgestellt worden. Die Studie zeige "nur das technisch Machbare". VW habe aus wirtschaftlichen Gründen nie vorgehabt, ein serienmäßiges Ein-Liter-Auto zu bauen. Es werde aber geprüft, ob einzelne Komponenten der Studie, etwa Leichtbaumaterialien, bei anderen Modellen zur Serienmäßigkeit gelangen könnten.

Die Zeitung hatte VW-Chef Bernd Pischetsrieder mit den Worten zitiert, ein Ein-Liter-Auto lasse sich nicht zu vernünftigen Kosten produzieren. Das Drei-Liter-Auto, eine Version des jüngst eingestellten VW Lupo, bleibe jedoch im Programm. Dies bestätigte der Sprecher



Quelle: finanzen.sueddeutsche.de

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Volkswagen sucht Anschluss in der Brennstoffzellentechnik


Volkswagen hat nach eigenen Angaben einen Durchbruch bei der Entwicklung von Brennstoffzellensystemen erlangt. Mit Hilfe einer neuen Membran sowie neuer Elektroden wollen die Wolfsburger zukünftig kleinere, effizientere und preiswertere Systeme als bisher bauen und somit den Weg zur Großserie ebnen. Dennoch ist nach wie vor unklar, ob es VW tatsächlich ernst meint mit der Weiterentwicklung der Brennstoffzellentechnik…

Im jetzt vorgestellten Volkswagen-System werden nicht mehr wie bisher Niedrigtemperatur-Brennstoffzellen eingesetzt, die bei maximal 80 °C arbeiten, sondern Zellen, die bei Temperaturen von 120 °C dauerhaft ohne Leistungsverlust funktionieren sollen. Möglich sei dies durch die neue Membran, die ohne Befeuchtung auskomme. Die Protonenleitung erfolgt dabei über Phosphorsäure, die ähnlich gute elektrolytische Eigenschaften wie Wasser aufweist, aber über einen höheren Siedepunkt verfügt. Auf diese Weise könne ein deutlich einfacheres Kühl- und Wassermanagement-System eingesetzt werden, wodurch sowohl das Gewicht als auch die Kosten signifikant reduziert würden. Darüber hinaus verringert sich der Raumbedarf des Brennstoffzellen-Systems um mehr als 30 Prozent, verkündete Volkswagen.

Durch die Erzeugung so genannten Produktwassers während des Betriebs sei es allerdings notwendig geworden, auch die Elektroden zu modifizieren, damit das Eindringen des Produktwassers in die Membranen verhindert würde. Mithilfe speziell beschichteter Vlies-Elemente aus Kohlenstoff, die im Volkswagen Technologiezentrum Isenbüttel entwickelt wurden, gelangten die Ingenieure schließlich zum Ziel: Das Produktwasser kann nun nicht mehr in die Membran eindringen und die Phosphorsäure verdünnen.

Trotz dieses so genannten Durchbruchs ist VW in seiner Einschätzung bezüglich der Marktreife dieser Technik eher verhalten. Jürgen Leohold, der Leiter der Volkswagen Konzernforschung, geht davon aus, dass vorrausichtlich im Jahr 2010 die ersten Forschungsfahrzeuge mit dieser Technik angetrieben werden können. Um 2020 soll es dann erste Fahrzeuge mit einem alltagstauglichen und bezahlbaren Brennstoffzellen-Antrieb geben. Wolfgang Steiger, Leiter Forschungsfeld Antriebe Volkswagen Konzernforschung, erklärte gegenüber der Berliner Zeitung: „Eine entscheidende Frage ist natürlich, wann eine ausreichende Anzahl von Wasserstofftankstellen zur Verfügung steht. […] Wir denken, dass diese Infrastruktur nicht vor 2020 zur Verfügung stehen wird.“

Ob allerdings tatsächlich so lange an dieser Technik festgehalten wird, scheint noch offen zu sein. Einerseits bezeichnet VW die eigene Technik in einer Pressemeldung zwar als „Schlüsseltechnologie auf dem Weg zur serientauglichen Brennstoffzelle“. Andererseits werden anderen Techniken weitaus bessere Chancen eingeräumt. Gegenüber der Technologie Review hatte Steiger erklärt: „Ultimatives Ziel ist das Batteriefahrzeug.“ Wie das Wissenschaftsblatt Anfang November berichtete, mache seiner Meinung nach Wasserstoff nur Sinn, wenn er aus regenerativen Energiequellen komme. Wenn aber geeignete Batterien zur Verfügung stünden, sei es ganz logisch, dass die nachhaltiger seien. „Dann würden wir den Wasserstoff hier auch ganz schnell wieder vergessen“, wird Steiger zitiert.


Quelle: energieportal24.de