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Vergleich der Umweltverträglichkeit neuer Technologien im Strassenverkehr

Autor :Reinhard Kolke
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Maschinenbau
Datum :29.10.2004
 
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Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :In dieser Arbeit wird ein neu entwickeltes Modell beschrieben, das die Umwelteigenschaften neuer Antriebe und neuer Energieträger im Straßenverkehr unter Anwendung der Bewertungsverfahren der Ökobilanz und der Kosten-Nutzen-Analyse vergleicht. Die Schwerpunkte der Bewertung liegen auf der Abgas- und CO2-Minderung. Mit dem Modell werden Fahrzeuge in bezug auf Gewicht, Verbrauch und weiterer umwelt- und kostenbezogener Eigenschaften bilanziert. Das Kosten-Nutzen-Verhältnis wird anhand eines statischen Vermeidungskostenansatzes berechnet, bei dem die Kosten auf die Nutzungsdauer der Fahrzeuge bezogen werden und ins Verhältnis zu dem umweltrelevanten Nutzen (z.B. niedrigere Emissionen im Vergleich zum Referenzfahrzeug) über diesen Zeitraum gesetzt werden. Dabei werden 53 unterschiedliche Antriebs-, Treibstoff- und Abgasstandard-Varianten für Pkw der Kleinwagenklasse auf Grundlage ihrer absoluten Umweltwirkungen und ihrer Wirkungen im Vergleich zu einem Referenzfahrzeug (Ottomotor, Saugrohreinspritzung, EURO 4) bewertet. Alle Bewertungen berücksichtigen die Herstellung der Pkw, die Treibstoffherstellung, sowie den Fahrzeugbetrieb. Die Modellergebnisse führen zu dem Ergebnis, dass es „einen besten Antrieb“ hinsichtlich niedrigster Kosten und gleichzeitiger Nullemissionen nicht geben kann. Die Rangfolgen der 53 Varianten zeigen, dass die aussichtsreichsten Antriebe der Zukunft mit flüssigen Energieträgern betrieben werden und das mit deutlich geringeren Umweltbelastungen zu niedrigeren Kosten als die Referenz. Diese sind verbesserte Benzin- und Dieselmotoren. Die Kraftstoffdirekteinspritzung hat Zukunft, falls die bestehenden Partikelprobleme gelöst werden. Dies kann erst durch eine Abgasnachbehandlung (Diesel) oder durch einen weitgehenden homogenen Betrieb erfolgen. Andernfalls erreichen die Konzepte höhere humantoxische und kanzerogene Emissionen als heutige Fahrzeuge mit Ottomotor. Daneben besitzen Maßnahmen des Downsizings in Kombination mit einer Aufladung attraktive Gestaltungsmöglichkeiten. Für alle Motoren empfiehlt es sich, z.B. neben den bewerteten elektromechanischen Ventiltrieben weitere Maßnahmen kurzfristiger Verbrauchsreduzierungen zu überprüfen. Auch umsetzbare Lösungsmöglichkeiten, wie die Verwendung von Leichtlaufreifen und Leichtlaufölen, besitzen durch ihre hohe Kosteneffizienz trotz ihres geringen spezifischen Emissionsminderungspotentials bei breiter Einführung ein nicht zu vernachlässigendes Potential, um Klimagasemissionen zu reduzieren. Die Verwendung von Methanol oder Dimethylether aus Erdgas in Verbrennungsmotoren erreicht ebenfalls Gesamtemissionsminderungen unter Berücksichtigung der Treibstoffherstellung und deren Nutzung gegenüber heutigen Benzinantrieben ohne Mehrkosten, sofern die Herstellungskosten der Fahrzeuge und die Treibstoffkosten ohne Berücksichtigung der Steuer bilanziert werden. Falls neue Energieträger im Verkehr eingesetzt werden sollen, sind diese genannten Treibstoffe die aus Kosten-Nutzen-Sicht besten Varianten. Beide Treibstoffe können für den monovalenten Betrieb an bestehende Otto- (Methanol) oder Dieselmotoren (Dimethylether) angepasst werden. Technisch aufwändiger und teurer ist die Herstellung des Druckerdgasantriebes. Er erreicht teilweise Emissionsminderungen zu relativ niedrigen Vermeidungskosten. Das Modell zeigt auch, dass – obwohl die weiteren Verschärfungen der Abgasgrenzwerte, etwa durch einen kalifornischen SULEV oder einen zukünftigen EURO 5 Standard, höhere Kosten verursachen – diese Varianten aus Kosten-Nutzen-Sicht günstiger bewertet werden als gleiche Fahrzeuge mit bestehenden Standards (EURO 4), auch wenn sie als EURO 4-Variante in der Umweltwirkung noch ungünstiger abschneiden als die Referenz. Die Anwendung der Ergebnisse in Szenariorechnungen zeigt, dass die Umsetzung der kosteneffizientesten Maßnahmen – verbesserte Benzin- und Dieselmotoren, Leichtlaufreifen, Leichtlauföle, Methanol und Dimethylether – gegenüber dem Trendszenario des Pkw-Verkehrs in Deutschland im Jahr 2020 rund 30% der Gesamt-CO2-Emissionen einsparen kann. Werden die Herstellungskosten der Fahrzeuge und die steuerfreien Treibstoffkosten einbezogen, sind in einem solchen Szenario keine Mehrkosten gegenüber einer Fortsetzung der gegenwärtigen Trendentwicklung zu erwarten.
Schlagwörter :Umweltvergleich, Ökobilanz, Kosten-Nutzen-Verhältnis, Alternative Antriebe, Alternative Kraftstoffe, Verkehr, Abgas, CO2
Klimaschutz
Rechte :Dieses Dokument ist urheberrechtlich geschützt.
Größe :275 S.
 
Erstellt am :04.11.2008 - 13:05:03
Letzte Änderung :22.04.2010 - 08:25:54
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