Zielsetzung der Arbeit soll es sein, zu untersuchen, ob die Technologie der Brennstoffzelle im Vergleich zu Batteriefahrzeugen wettbewerbsfähig ist bzw. noch werden kann. Die Forschungsfrage das Ziel, eine neutrale und zielgerichtete Auseinandersetzung mit den Antriebstechnologien des batteriebetriebenen und wasserstoffbetriebenen Elektrofahrzeugs zu ermöglichen. Hierbei soll der aktuelle Entwicklungsstand beider Technologien unter verschiedenen Blickwinkeln analysiert wer-den, um eine Aussage darüber treffen zu können, ob Wasserstofffahrzeuge im Bereich der PKW gegenüber Batteriefahrzeugen konkurrenzfähig sein können.
Ebenso wird versucht, die verschiedenen Entwicklungsstände beider Technologien zu berücksichtigen sowie eine Prognose für die zukünftige Entwicklung der verschiedenen Antriebskonzepte zu tätigen. Da die Thematik der aktuellen und zukünftigen Entwicklung neuer Antriebsarten sehr weitreichend ist, wird eine Eingrenzung auf den europäischen Markt und auf die Klasse der PKW vorgenommen. Die strengen EU-Vorschriften bezüglich der Emissionen von PKW, die innerhalb der europäischen Unionen zugelassen werden, drängt die Hersteller auf dem europäischen Markt zu einer schnellen Anpassung der hergestellten Fahrzeuge an die gültigen Gesetze.
Die Analyse der Wettbewerbsfähigkeit von Brennstoffzellenfahrzeugen gegenüber Batteriefahrzeugen ist aus vielen verschiedenen Blickwinkel möglich. Um eine mehrdimensionale Untersuchung aus verschiedenen Standpunkten zu ermöglichen, wird sich dem Modell der PESTEL-Analyse bedient. Hierbei wird ein Unternehmen oder eine Technologie eingebettet in das Makroumfeld betrachtet, welches durch verschiedene äußere Einflussfaktoren geprägt wird. Durch die Aufteilung der Analyse nach politischen (political), wirtschaftlichen (economic), sozio-kulturellen (social), technologischen (technological), ökologischen (environmental) und rechtlichen Einflussfaktoren (law), ist eine mehrdimensionale Betrachtung unter verschiedenen Rahmenbedingungen möglich.
Dieses Element bildet den Hauptteil der Ausarbeitung. Aus den angestellten Überlegungen und Eingrenzungen resultiert somit folgende Forschungsfrage für die wissenschaftliche Arbeit: Sind Brennstoffzellenfahrzeuge unter Betrachtung der Umfeldfaktoren nach PESTEL trotz der weit fortgeschrittenen Entwicklung und Einführung des Batteriefahrzeugs noch wettbewerbsfähig?
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung und Problemstellung
1.1. Motivation und Zielsetzung
1.2. Methodisches Vorgehen
2. Theoretische Grundlagen
2.1. Betrachtung der Automobilindustrie – Ist-Zustand
2.2. Rolle des Sektors Verkehr im Klimawandel
2.3. Umfeldanalyse nach PESTEL
3. Durchführung der PESTEL-Analyse
3.1. Politische und rechtliche Einflussfaktoren
3.1.1. Vorgaben aus der Politik als Rahmenbedingung
3.1.2. Weitere politische und rechtliche Einflussfaktoren
3.2. Technische Einflussfaktoren
3.2.1. Beschreibung der Technologie
3.2.2. Nutzen und Reifegrad der Technologien
3.2.3. Betrachtung des Wirkungsgrads
3.2.4. Technischer Vergleich und Herausforderungen
3.2.5. Zwischenfazit – Technische Einflussfaktoren
3.3. Ökologische Einflussfaktoren
3.3.1. Ökologischer Vergleich anhand des CO2-Ausstoßs
3.3.1.1. Bewertung der Technologien anhand des Well-to-Wheel CO2-Ausstoßes
3.3.1.2. Erweiterte Betrachtung des CO2-Ausstoßes über den gesamten Lebenszyklus
3.3.2. Energiebedarf für den Sektor Verkehr
3.3.3. Rohstoffe und Recycling
3.3.4. Zwischenfazit - Ökologische Einflussfaktoren
3.4. Ökonomische Einflussfaktoren
3.4.1. Marktanalyse und wirtschaftliche Einflussfaktoren
3.4.2. Betrachtung der benötigten Infrastruktur
3.4.3. Synergien durch den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft
3.4.4. Zwischenfazit – Ökonomische Einflussfaktoren
3.5. Sozio-kulturelle Einflussfaktoren
3.5.1. Soziale Akzeptanz
3.5.2. Nutzungsverhalten und Wandel im urbanen Raum
3.5.3. Weitere zu benennende soziale Einflussfaktoren
3.5.4. Zwischenfazit – Sozio-kulturelle Einflussfaktoren
4. Abschließende Bewertung
5. Kritische Reflexion
6. Ausblick
7. Anhang
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Die vorliegende Arbeit untersucht die Wettbewerbsfähigkeit von Brennstoffzellenfahrzeugen im Vergleich zu batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen auf dem europäischen PKW-Markt, unter Berücksichtigung strenger EU-Emissionsvorgaben und verschiedener politischer, technischer, ökologischer, ökonomischer und sozio-kultureller Rahmenbedingungen. Die zentrale Forschungsfrage lautet: „Sind Brennstoffzellenfahrzeuge unter Betrachtung der Umfeldfaktoren nach PESTEL trotz der weit fortgeschrittenen Entwicklung und Einführung des Batteriefahrzeugs noch wettbewerbsfähig?“
- Analyse der europäischen Automobilindustrie und Klimapolitik
- Einsatz der PESTEL-Analyse zur Untersuchung der Wettbewerbsfaktoren
- Vergleich der technologischen Reifegrade und Wirkungsgrade
- Ökologische Wirkungsanalyse inklusive Lebenszyklusbetrachtung
- Ökonomische Betrachtung der Infrastrukturkosten und Marktakzeptanz
Auszug aus dem Buch
3.2.1. Beschreibung der Technologie
Bei Brennstoffzellen- wie auch bei Batteriefahrzeugen handelt es sich um Elektrofahrzeuge. Während beim Verbrennungsmotor die chemische Energie der Kraftstoffe Benzin oder Diesel durch die Expansion während des Verbrennungsvorgangs im Kolben in mechanische Energie umgewandelt wird, kommt in Elektrofahrzeugen ein Drehstrommotor zum Einsatz. Diese elektrische Maschine ermöglicht durch die Erzeugung eines sich drehenden Magnetfeldes die Umwandlung der elektrischen Energie in mechanische Energie zum Antrieb des Fahrzeugs.
Somit ist die grundsätzlich genutzt Antriebstechnik zwischen Brennstoffzellen- und Batteriefahrzeug identisch, beide nutzen einen Elektromotor im Antriebsstrang zur Fortbewegung des Fahrzeugs. Hingegen liegt der entscheidende Unterschied zwischen den beiden Technologien im zugeführten Energieträger. So wird im batteriebetriebenen Elektrofahrzeug Strom als primäre Energiequelle verwendet und mittels einer Lithium-Ionen-Batterie gespeichert. Der Strom kann mittels einer Ladesäule für Elektrofahrzeuge, über eine sogenannte Wallbox für das drei-phasige Laden Zuhause oder bei vielen Modellen auch über einen handelsüblichen Schutzkontakt-Stecker zugeführt werden. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Ladedauer in direkter Abhängigkeit zur Ladeleistung steht, die zur Verfügung gestellt wird.
Im Gegensatz dazu wird im Brennstoffzellenfahrzeug das chemische Element Wasserstoff als Energieträger verwendet. Die Erzeugung von Wasserstoff erfolgt im industriellen Maßstab durch die Dampfreformierung aus Erdgas, durch die Aufspaltung von Wasser mittels Elektrolyse oder als Nebenprodukt von chemischen Prozessen. Komprimiert auf 700 bar kann der gasförmige Wasserstoff an speziellen Tankstellen in die Drucktanks des Brennstoffzellenfahrzeugs gefüllt werden.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung und Problemstellung: Dieses Kapitel motiviert die Untersuchung vor dem Hintergrund strenger EU-Emissionsvorgaben und stellt die Forschungsfrage nach der Wettbewerbsfähigkeit der Brennstoffzellentechnologie.
2. Theoretische Grundlagen: Hier werden der Ist-Zustand der europäischen Automobilindustrie, die Rolle des Verkehrssektors im Klimawandel sowie das methodische Grundgerüst der PESTEL-Analyse erläutert.
3. Durchführung der PESTEL-Analyse: Dieser Hauptteil analysiert detailliert die politischen, technischen, ökologischen, ökonomischen und sozio-kulturellen Einflussfaktoren auf beide Antriebskonzepte.
4. Abschließende Bewertung: Kapiteltitel: Das Kapitel fasst die Ergebnisse zusammen und kommt zu dem Schluss, dass Batteriefahrzeuge aktuell technisch und ökonomisch wettbewerbsfähiger als Brennstoffzellenfahrzeuge sind.
5. Kritische Reflexion: Eine kritische Auseinandersetzung mit der verwendeten Methodik und den Grenzen der Vergleichbarkeit der herangezogenen Forschungsstudien.
6. Ausblick: Hier werden weitere Forschungsfelder sowie die zukünftige Bedeutung der Wasserstoffwirtschaft skizziert.
7. Anhang: Enthält aufbereitete Daten zu Zulassungszahlen, Emissionen und technischen Spezifikationen.
Schlüsselwörter
Elektromobilität, Brennstoffzellenfahrzeug, Batteriefahrzeug, PESTEL-Analyse, CO2-Flottengrenzwerte, CO2-Ausstoß, Wirkungsgrad, Wasserstoffinfrastruktur, Lithium-Ionen-Batterie, Klimawandel, Nachhaltigkeit, Marktakzeptanz, Well-to-Wheel, Energiewende, Lebenszyklusanalyse.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, ob Brennstoffzellenfahrzeuge gegenüber batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen bei PKWs auf dem europäischen Markt wettbewerbsfähig sind oder sein können.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Untersuchung umfasst ökologische Auswirkungen, technische Wirkungsgrade, ökonomische Rentabilität sowie die politische Regulatorik und soziale Akzeptanz.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Es wird die Frage evaluiert, ob Brennstoffzellen-PKWs unter Berücksichtigung der PESTEL-Umfeldfaktoren trotz des Marktvorsprungs von Batteriefahrzeugen wettbewerbsfähig sind.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt das Instrument der PESTEL-Analyse, um eine systematische, mehrdimensionale Untersuchung in den Bereichen Politik, Wirtschaft, Gesellschaft, Technologie, Umwelt und Recht vorzunehmen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich nach den sechs PESTEL-Kriterien, wobei insbesondere technische Parameter wie der Wirkungsgrad sowie ökologische Bilanzierungsmodelle wie der CO2-Lebenszyklus detailliert verglichen werden.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Elektromobilität, Brennstoffzelle, Batteriefahrzeug, PESTEL-Analyse, CO2-Grenzwerte, Wirkungsgrad und Wasserstoffwirtschaft.
Warum spielt der Wirkungsgrad in der Analyse eine so große Rolle?
Der Wirkungsgrad entscheidet maßgeblich über den gesamten Primärenergiebedarf; die Arbeit belegt, dass Batteriefahrzeuge in diesem Punkt deutlich effizienter als Brennstoffzellenfahrzeuge abschneiden.
Spielt die Tankstelleninfrastruktur eine entscheidende Rolle für das Ergebnis?
Ja, während das Ladenetz für Batteriefahrzeuge stetig wächst, stellt der Aufbau einer flächendeckenden Wasserstoffinfrastruktur eine hohe wirtschaftliche Hürde dar, die die Wettbewerbsfähigkeit von FCEV derzeit negativ beeinflusst.
Wie bewertet die Arbeit die zukünftige Entwicklung von Wasserstoff?
Wasserstoff wird als wichtiges Element für die Sektorenkopplung und die zukünftige Industrie (z. B. Stahlherstellung) gesehen, was langfristig auch Synergien für den Verkehrssektor schaffen könnte.
Was ist das Zwischenfazit zur Wettbewerbsfähigkeit?
Unter Berücksichtigung der aktuellen Datenlage und der ganzheitlichen Betrachtung wird die Wettbewerbsfähigkeit des Brennstoffzellenfahrzeugs für den PKW-Markt in absehbarer Zeit verneint.
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- Max Keller (Author), 2021, Die Zukunft des PKW. Wettbewerbsfähigkeit von Brennstoffzellenfahrzeugen im Vergleich zu Batteriefahrzeugen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1382100
