Die Erkenntnisse verdichten sich, dass der Höhepunkt der Fördermengen von Erdöl in absehbarer Zukunft erreicht sein wird (Begrenztheit der fossilen Energieträger). Wird auch danach noch für Jahrzehnte Erdöl verfügbar sein, so werden die Ölpreise jedoch weiter deutlich steigen. Mobilität und Transport sind existenziell abhängig von einer gesicherten Kraftstoffversorgung: der Handlungsbedarf zur langfristigen, nachhaltigen Sicherung der Energieversorgung ist immanent.
Nachhaltigkeit hat in vielen Gesellschaftsbereichen zu einem Umdenken geführt. Auch die Automobil- und Erdölindustrie suchen neue Wege, um diesen Anforderungen gerecht zu werden. Es gibt Schätzungen, wonach weltweit 800 verschiedene Definitionen von Nachhaltigkeit im Umlauf sind. Im vergangenen Jahrzehnt kristallisierte sich als breit akzeptierte Übereinkunft heraus, unter Nachhaltigkeit die gelungene Balance zwischen drei Interessenpolen zu verstehen: wirtschaftlicher Entwicklung, ökologischen Belangen und sozialen Erfordernissen. Damit wird deutlich, dass es nicht um objektiv festlegbare Kennziffern und Grenzwerte geht, sondern um Abwägungen und Werteentscheidungen, die jede Gesellschaft für sich zu treffen hat.
Gleichzeitig gilt es, die Zielsetzungen des Klimaschutzes zur Verminderung der Treibhausgasemissionen zu erfüllen. In ihrer Gesamtheit tragen alle Verbrennungsprodukte der fossilen Brennstoffe Erdöl, Erdgas und Kohle, die heute den Großteil des Energiebedarfs decken, den Hauptteil zur Luft-, Wasser- und Bodenverschmutzung bei. Um die Umwelt dauerhaft zu schonen, muss das Übel an der Wurzel gepackt, also das Kohlenstoffdioxid ausgeschaltet werden: gesucht wird ein Energieträger, der die fossilen Brennstoffe ersetzen kann. Zur Erfüllung der CO 2 -Reduktionsziele muss damit begonnen werden, den Einsatz von neuen Kraftstoffen und alternativen Antriebssystemen mit höherer Effizienz und geringeren Schadstoffemissionen vorzubereiten.
Die baldige Abkehr von der heutigen fossilen Energiewirtschaft ist folglich zwingend. Zukunftsfähige alternative Kraftstoffe müssen den folgenden Anforderungen genügen:
- Schonung endlicher Ressourcen, d.h. stärkere Nutzung erneuerbarer Energien
- Verringerung der Emissionen, d.h. Schutz der Umwelt
[...]
Inhaltsverzeichnis
A. Einleitung
B. Neue Technologien in der Automobilbranche
1. Rapsölmethylester
1.1 Einführung
1.1.1 Technologie Rapsölmethylester
1.1.2 Herstellungsverfahren
1.2 Rahmenbedingungen
1.2.1 Fortgeführte Subventionszahlungen beim Rapsanbau
1.2.2 Genormte Qualität nach DIN
1.2.3 Mineralölsteuerbefreiung
1.2.4 Flächendeckender Verkauf von Biodiesel
1.3 Entwicklung bis heute
1.4 Zukunftschancen des Rapsölmethylesters
1.4.1 Begrenzte Anbaufläche für Ölpflanzen (in Deutschland Raps)
1.4.2 Nachhaltige Verwendung von Kraftstoffen
1.4.3 Rapsölmethylester als Nischenprodukt
1.5 Ausgewählte Stakeholder und Projekte
1.5.1 Automobilhersteller
1.5.2 Bundesregierung Deutschland und die EU
1.5.3 Institute und Vereinigungen
1.5.4 Events
1.6 Vor- und Nachteile des Biodiesel
1.6.1 Vorteile
1.6.1.1 Cetanzahl
1.6.1.2 Nahezu schwefelfrei
1.6.1.3 Partikelemission bei der Verbrennung
1.6.1.4 Natürliche Schmierfähigkeit
1.6.1.5 Wintertauglichkeit
1.6.1.6 Biodiesel ist kein Gefahrgut
1.6.1.7 Geschlossener CO2-Kreislauf
1.6.2 Nachteile
1.6.2.1 Geringerer Energiegehalt
1.6.2.2 Geruchsbildung
1.6.2.3 Kostengünstigere Alternativen für CO2-Minderung
1.7 Fazit
2. Biogas/Erdgas
2.1 Einführung: Herstellung, Funktionsweise und Technologie
2.1.1 Was ist Erdgas?
2.1.2 Woher kommt Erdgas?
2.1.3 Wie funktionieren Erdgasfahrzeuge?
2.2 Entwicklung und Bedeutung bis heute
2.3 Zukunftsaussichten
2.4 Promotoren
2.5 Vor- und Nachteile
2.5.1 Vorteile
2.5.2 Nachteile
2.6 Fazit
3. Sunfuel
3.1 Einführung: Technologie und Herstellung
3.1.1 Was ist SunFuel® ?
3.1.2 Biomasse als Ausgangsstoff
3.1.3 Die Firma CHOREN
3.1.4 Das technische Verfahren
3.1.5 Die Fischer-Tropsch-Synthese
3.2 Entwicklung bis heute
3.3 Zukunftschancen
3.3.1 Schonung der Umwelt
3.3.2 Die Rolle der Landwirtschaft
3.3.3 Die Rolle der Technologieführerschaft und Verbesserung der Motorentechnik
3.4 Ausgewählte Stakeholder und Projekte
3.5 Evaluation der Technologie
3.5.1 Vorteile
3.5.1.1 CO2-neutraler Kreislauf und Umweltschutz
3.5.1.2 Designerkraftstoff
3.5.1.3 Vorteile für die Landwirtschaft
3.5.1.4 Sofort mögliche Nutzung
3.5.2 Nachteile
3.5.2.1 Kosten
3.5.2.2 Zentral vs. Dezentral
3.6 Fazit
4. Wasserstoff und Brennstoffzellen
4.1 Einführung: Herstellung des Energieträgers Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie
4.1.1 Herstellung des Energieträgers Wasserstoff
4.1.1.1 Die Erzeugung und Bereitstellung von Wasserstoff durch Dampfreformierung
4.1.1.2 Die Erzeugung und Bereitstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse
4.1.2 Brennstoffzellentechnologie
4.1.2.1 Verbrennungsmotoren
4.1.2.2 Brennstoffzellen
4.1.2.2.1 Das Brennstoffzellensystem: Die Brennstoffzelle und ihre Interaktion im Automobil (Fahrzeugtechnik)
4.1.2.2.2 Der Aufbau der Brennstoffzelle
4.1.2.2.3 Die Brennstoffzellenchemie
4.2 Entwicklung und Bedeutung der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie bis heute
4.2.1 Historie des Wasserstoffs
4.2.2 Bisherige Verwendung von Wasserstoff
4.2.3 Historie der Brennstoffzelle
4.3 Zukunft der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
4.4 Ausgewählte Stakeholder und Projekte
4.5 Evaluation der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
4.5.1 Vorteile
4.5.2 Nachteile
4.6 Fazit
5. Technologien im Bereich der Sicherheitstechnik
5.1 Einführung
5.2 Entwicklung bis heute
5.2.1 Meilensteine automobiler Sicherheit
5.2.2 Entwicklungen im Bereich der aktiven Sicherheit
5.2.2.1 Fahrsicherheit
5.2.2.2 Wahrnehmungssicherheit
5.2.2.3 Bedien- und Konditionssicherheit
5.2.3 Sicherheitstechnologien im Bereich der passiven Sicherheit
5.3 Zukunftschancen
5.4 Ausgewählte Stakeholder und Projekte
5.5 Vor- und Nachteile / Fazit
6. Werkstoff- und Produktionstechnologien
6.1 Werkstoffe
6.1.1 Stahl
6.1.2 Leichtmetalle
6.1.2.1 Aluminium
6.1.2.2 Magnesium
6.1.3 Kunststoffe
6.1.4 Elastomere
6.2 Produktionskonzepte
6.2.1 Tailored Blanks/Tailored Tubes
6.2.2 Metallschäume und Sandwichstrukturen
6.2.3 Hybridbauweise
6.3 Fertigungstechnologien
6.3.1 Herstellungs- bzw. Formgebungsverfahren
6.3.1.1 Innenhochdruckumformen
6.3.1.2 Pressgießen
6.3.1.3 Thixoforming
6.3.2 Fügetechniken
6.3.2.1 Laserschweißen
6.3.2.2 Kleben
6.3.2.3 Punktschweißkleben
6.3.2.4 Durchsetzfügen
6.4 Computergestützte Entwicklungstechnologien
6.4.1 Virtual Prototyping
6.4.2 Rapid Prototyping
C. Mineralölkonzerne
1. Die Mineralölindustrie in der Gegenwart
1.1 Einleitung
1.2 Der Weltmineralölmarkt und die Weltenergieversorgung
1.3 Die Reichweite der fossilen Ressourcen
2. Neue Technologien der Erdöl- und Erdgasgewinnung
2.1 Fortschritte in der Exploration
2.2 Fortschritte in der Förderung
2.3 Fortschritte in der Aufbereitung
2.4 Die „neue“ Reichweite der Ressourcen
3. Mineralölkonzerne als Verfechter der fossilen Brennstoffe?
3.1 Interessen
3.2 Forschung
3.3 Beteiligungen
3.4 Chancen
4. Fazit
D. Fazit
Zielsetzung und Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die Herausforderungen der Automobil- und Erdölindustrie im Hinblick auf die Endlichkeit fossiler Energieträger und die Notwendigkeit des Klimaschutzes. Ziel der Forschungsarbeit ist die Analyse alternativer Antriebstechnologien, sicherheitstechnischer Innovationen sowie moderner Werkstoff- und Produktionstechnologien, um eine nachhaltige und zukunftsfähige Mobilität zu definieren.
- Alternativen zu fossilen Kraftstoffen wie Rapsölmethylester, Biogas, Erdgas, SunFuel sowie Wasserstoff.
- Technologische Entwicklungen in der aktiven und passiven Fahrzeugsicherheit.
- Innovationen im Werkstoffsektor (Leichtbau) und moderne Fertigungskonzepte.
- Die strategische Rolle und Forschungsausrichtung der globalen Mineralölkonzerne in einem sich wandelnden Energiemarkt.
Auszug aus dem Buch
3.1 Einführung: Technologie und Herstellung
SunFuel® ist ein hochwertiger Kraftstoff aus Kohlenwasserstoffen, der aus Synthesegas hergestellt wird. Das Synthesegas wird über einen Vergasungsprozess aus Biomasse gewonnen.
SunFuel® wird synthetisch hergestellt und deshalb auch als Designerkraftstoff bezeichnet. Die Kraftstoffeigenschaften können gezielt beeinflusst werden und auf die Bedürfnisse eines optimierten Brennverfahrens abgestimmt werden.
Der Wolfsburger Automobilkonzern Volkswagen AG hat sich neben der Optimierung der Antriebe die Weiterentwicklung der Kraftstoffe zur Aufgabe gemacht. Ziel ist es, die Nutzung fossiler Energieressourcen durch den Einsatz regenerativ erzeugter Kraftstoffe zu ersetzen. Dadurch können die Umwelt und das Klima geschont werden.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Rapsölmethylester: Es wird die Herstellung und Verwendung von Rapsölmethylester (Biodiesel) als nachhaltige Alternative zu fossilen Dieselkraftstoffen untersucht, unter Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Rahmenbedingungen.
2. Biogas/Erdgas: Dieses Kapitel behandelt Erdgas als umweltfreundlicheren fossilen Energieträger für Kraftfahrzeuge und diskutiert die technologischen Aspekte sowie die Rolle von Gasanbietern als Promotoren.
3. Sunfuel: Hier wird der synthetische Kraftstoff SunFuel beleuchtet, der aus Biomasse gewonnen wird und als Designerkraftstoff sowie zukunftsweisende Übergangslösung für Verbrennungsmotoren fungiert.
4. Wasserstoff und Brennstoffzellen: Es wird der Einsatz von Wasserstoff als langfristiger Energieträger in der Brennstoffzellentechnologie analysiert, wobei die ökologischen Anforderungen und die notwendige infrastrukturelle Entwicklung im Vordergrund stehen.
5. Technologien im Bereich der Sicherheitstechnik: Dieses Kapitel erläutert Entwicklungen in der aktiven und passiven Fahrzeugsicherheit, wie etwa Fahrerassistenzsysteme, zur Vermeidung und Minderung von Unfallfolgen.
6. Werkstoff- und Produktionstechnologien: Der Fokus liegt hier auf modernen Leichtbaustrategien durch den Einsatz neuer Materialien wie Aluminium und Magnesium sowie auf innovativen Fügetechniken für eine effizientere Automobilproduktion.
C. Mineralölkonzerne: Untersucht wird die strategische Ausrichtung der Mineralölindustrie in Zeiten knapper werdender fossiler Ressourcen und der wachsende Druck zur Umstellung auf nachhaltigere Geschäftsmodelle.
D. Fazit: Die abschließenden Kapitel fassen zusammen, dass die Adoption neuer Technologien stark durch gesellschaftliche Debatten beeinflusst wird, wobei eine langfristige Abkehr von fossilen Primärenergieträgern zwingend notwendig bleibt.
Schlüsselwörter
Technologiemanagement, Automobilbranche, Nachhaltigkeit, alternative Kraftstoffe, Biodiesel, Erdgas, SunFuel, Wasserstoffwirtschaft, Brennstoffzelle, Fahrzeugsicherheit, Leichtbau, Werkstofftechnik, Klimaschutz, Energiewende, Mineralölindustrie.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit analysiert, wie die Automobil- und Erdölbranche auf die Herausforderungen der begrenzten fossilen Ressourcen und die Notwendigkeit des Klimaschutzes reagiert, indem neue technologische Pfade eingeschlagen werden.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Schwerpunkte sind alternative Antriebsenergien, technologische Fortschritte in der Sicherheitstechnik, innovative Werkstoffe im Leichtbau sowie die Transformation der Mineralölindustrie hin zum Energieversorger.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Hauptziel ist die Darstellung und Evaluation zukunftsfähiger Technologien, die den Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen senken und eine nachhaltige Energieversorgung sichern können.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es werden Literaturanalysen, die Auswertung aktueller technischer Datenblätter sowie Expertenprognosen und Berichte der Industrie genutzt, um eine fundierte Bewertung der Marktreife verschiedener Technologien vorzunehmen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in technologische Kapitel zu Rapsölmethylester, Erdgas, SunFuel und Wasserstoff sowie in Kapitel über Sicherheitstechnik und Werkstoffinnovationen, abgerundet durch eine Analyse der Mineralölkonzerne.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit zeichnet sich durch Begriffe wie Technologiemanagement, Nachhaltigkeit, Emissionsreduktion, Wasserstoffwirtschaft und Leichtbau aus.
Wie bewerten die Autoren das Potenzial von Wasserstoff?
Wasserstoff gilt als langfristig vielversprechendste Lösung für eine umweltverträgliche Energieversorgung, wobei die Autoren jedoch darauf hinweisen, dass die Technologie aktuell noch vor großen Herausforderungen in der Infrastruktur und Wirtschaftlichkeit steht.
Welche Rolle spielt die Mineralölindustrie bei diesen Innovationen?
Die Mineralölindustrie versteht sich zunehmend als Energieversorger und investiert trotz der Dominanz fossiler Geschäftsmodelle verstärkt in Forschung und Kooperationen, um bei der Entwicklung zukünftiger Antriebsenergien nicht den Anschluss an die Automobilhersteller zu verlieren.
- Arbeit zitieren
- Sven Sieloff (Autor:in), Inka Schneider (Autor:in), Katrin Felsmann (Autor:in), Svenja Reuter (Autor:in), Till Kahnwald (Autor:in), Sebastian Rehm (Autor:in), Mathias Schulz (Autor:in), 2003, Neue Technologien in der Automobilbranche, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/21050
