Inhaltsverzeichnis ............................................. vi
Danksagung .................................................... iii
Kurzfassung .................................................... iv
Abstract ........................................................ v
Inhaltsverzeichnis ............................................. vi
Tabellenverzeichnis ............................................. x
Abbiidungsverzeichnis .......................................... xi
Abkürzungsverzeichnis ........................................ xvii
Verzeichnis der Einheiten ...................................... xx
1 Einleitung ................................................... 1
1.1 Ausgangssituation ....................................... 1
1.2 Stand des Wissens ....................................... 2
1.3 Zielsetzung der Arbeit .................................. 4
1.4 Aufbau der Arbeit ....................................... 5
2 Grundlagen der Technikbewertung .............................. 8
2.1 Das Konzept der Technikbewertung ........................ 8
2.2 Der Technologielebenszyklus und das S-Kurven-Konzept ... 10
2.3 Patent- und Publikationsanalyse ........................ 14
2.4 Analyse von Forschungs- und Entwicklungsaufwendungen ... 17
2.5 Analyse technischer Parameter .......................... 18
2.6 Abschätzungen von Technologiekosten .................... 19
2.7 Simulationsmethoden .................................... 23
3 Fahrzeugtechnologien und Kraftstoffe ........................ 26
3.1 Reduktion des Fahrwiderstands .......................... 27
3.1.1 Rollwiderstand .................................. 28
3.1.2 Luftwiderstand .................................. 29
3.1.3 Gewichtsreduktion ............................... 30
3.2 Verbrennungsmotoren .................................... 31
3.2.1 übergreifende Maßnahmen ......................... 31
3.2.2 Ottomotoren ..................................... 33
3.2.3 Dieselmotoren ................................... 37
3.2.4 Hybridisierung .................................. 39
3.2.5 Zusammenfassung ................................. 41
3.3 Batteriefahrzeuge ...................................... 42
3.3.1 Batterietypen ................................... 43
3.3.2 Patente ......................................... 47
3.3.3 Publikationen ................................... 50
3.3.4 Forschungsaufwendungen .......................... 52
3.3.5 Entwicklung technische Schlüsselparameter ....... 54
3.3.6 Produktionskosten ............................... 58
3.3.7 Definition von Szenariofahrzeugen ............... 66
3.4 Brennstoffzellenfahrzeuge .............................. 68
3.4.1 Brennstoffzellentypen ........................... 68
3.4.2 Marktumfeld von Brennstoffzellen im
Verkehrsbereich ................................. 70
3.4.3 Patente ......................................... 72
3.4.4 Publikationen ................................... 75
3.4.5 Forschungsausgaben .............................. 77
3.4.6 Technische Entwicklungen auf Zellebene .......... 80
3.4.7 Technische Entwicklungen auf Stackebene ......... 81
3.4.8 Technische Entwicklungen auf Fahrzeugebene ...... 84
3.4.9 Produktionskosten ............................... 87
3.4.10 Definition von Szenariofahrzeugen ............... 94
3.5 Kraftstoffe ............................................ 95
3.5.1 Ottokraftstoff .................................. 95
3.5.2 Dieselkraftstoff ................................ 96
3.5.3 Erdgas und Autogas .............................. 97
3.5.4 Wasserstoff ..................................... 98
3.5.5 Elektrizität .................................... 99
4 Entwicklungeines Szenariomodells ........................... 100
4.1 Das System des Pkw-Markts in der Realität ............. 100
4.1.1 Nachfrager ..................................... 100
4.1.2 Produzenten .................................... 104
4.1.3 Politik ........................................ 106
4.1.4 Weitere Einflussfaktoren ....................... 107
4.1.5 Zusammenfassung ................................ 108
4.2 Abstraktion und Modellierung .......................... 109
4.2.1 Nachfrageseite ................................. 109
4.2.2 Angebotsseite .................................. 115
4.2.3 Politik ........................................ 121
4.2.4 Zusammenfassung ................................ 122
4.3 Technische Umsetzung .................................. 123
4.3.1 Technische Anforderungen und
Entwicklungsumgebung ........................... 123
4.3.2 Ablaufschema des Modells ....................... 124
4.4 Festlegung der Basisparameter ......................... 130
4.4.1 Struktur der Neuzulassungen .................... 130
4.4.2 Eigenschaften der Kundengruppen ................ 132
4.4.3 Parameter des Altfahrzeugbestands .............. 133
4.5 Verifizierung des Modells und Analyse der
Sensitivitäten ........................................ 134
4.5.1 Historische Eingangsdaten ...................... 134
4.5.2 Vergleich der Berechnungsergebnisse mit der
realen Entwicklung ............................. 138
4.5.3 Analyse von Sensitivitäten ..................... 140
4.5.4 Berücksichtigung von Komforteinschränkungen .... 141
5 Szenariobetrachtungen ...................................... 143
5.1 Szenario 1 - Ausgangsbasis ............................ 143
5.1.1 Eingangsdaten und Annahmen ..................... 143
5.1.2 Ergebnisse - Neuzulassungen .................... 148
5.1.3 Ergebnisse - Fahrzeugbestand ................... 153
5.2 Szenario 2 - Verstärkte Anstrengungen zum
Klimaschutz ........................................... 154
5.2.1 Eingangsdaten und Annahmen ..................... 154
5.2.2 Ergebnisse - Neuzulassungen .................... 156
5.2.3 Ergebnisse - Fahrzeugbestand ................... 161
5.3 Analyse der Sensitivitäten ............................ 162
5.3.1 Szenario 1a: verstärkter Anstieg des
Rohölpreises ................................... 162
5.3.2 Szenario 2a: verstärkter Anstieg des
Rohölpreises ................................... 163
5.3.3 Szenario 1b: verringerte Anstrengungen zum
Klimaschutz, optimistische Entwicklung der
Dieseltechnologie .............................. 164
5.3.4 Szenario 2b: optimistische
Batterieentwicklung ............................ 166
5.3.5 Vergleich der Szenarioergebnisse ............... 167
5.4 Vergleich mit früheren Untersuchungen ................. 171
5.4.1 Shell Pkw-Szenarien ............................ 171
5.4.2 Analysen zur Entwicklung des europäischen
Markts ......................................... 172
5.4.3 Zusammenfassung Szenarienvergleich ............. 173
6 Fazit und Ausblick ......................................... 174
6.1 Fazit ................................................. 174
6.2 Ausblick .............................................. 179
Anhang ........................................................ 182
Anhang A: Definition der Szenariofahrzeuge ................. 182
Anhang B: Patent- und Publikationsanalyse .................. 196
Anhang C: übersicht Modellstruktur ......................... 202
Literaturverzeichnis .......................................... 204
Lebenslauf .................................................... 224
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