Antrieb im Wandel – die besten Lösungen entstehen im Wettbewerb

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Der Wandel der Mobilität lässt sich nicht mehr aufhalten. Die Vielfalt der Anforderungen in den jeweiligen Märkten bedingt auch eine Vielfalt von verfügbaren Technologien. Hybridisierung und Elektrifizierung nehmen Fahrt auf, ebenso wie die Entwicklung decarbonisierter, synthetischer Kraftstoffe, sogenannter eFuels. Die Mobilität von morgen führt über den Maschinenbau – und braucht Technologieoffenheit.

Der Maschinenbau liefert gerade für den Mobilitätssektor immer neue Innovationen: beste Produktionstechnologien sowohl für konventionelle als auch elektrische Antriebe, für Stromspeicher sowie alternative Kraftstoffe im Zuge von Power-to-X. Sogenannte eFuels werden auf Basis von erneuerbaren Energien hergestellt und entweder direkt als Wasserstoff verwendet oder durch weitere Verfahren in flüssige Kraftstoffe umgewandelt. Auch vom Rohstoffabbau über die Aufbereitung bis hin zum Recycling ist der Maschinenbau gefragt. Im Bereich der mobilen Maschinen, also etwa Land- und Baumaschinen sowie Gabelstapler, ist der Maschinenbau selbst Anwender innovativer Antriebstechnologien.

Antriebe der Zukunft sind vielfältig

Da erneuerbare Energien mit Photovoltaik, Wasserkraft und Windenergie zunehmend günstiger und in wachsenden Mengen verfügbar sind, wird Strom die Basis des künftigen, treibhausgasneutralen Transports sein. Dabei kann der Antrieb direkt, also batterieelektrisch, und auch indirekt mit Hilfe eines strombasierten, synthetischen Kraftstoffs (eFuels) für einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle erfolgen. Der geplante Ausbau in der Erzeugung erneuerbarer Energien eröffnet viele Optionen elektrischer Antriebe und eFuels für PKW, LKW, Bahn, Schiff, Flugzeug und mobile Maschinen.

Für den Maschinenbau kann der Antrieb im Wandel daher ein Wachstumsgeschäft sein. Die globalen Absatzzahlen der Personenfahrzeuge werden allen Anzeichen nach, unabhängig von der Antriebstechnologie, über die nächste Dekade signifikant steigen (siehe Grafik). Noch bleibt den Unternehmen Zeit, um die Transformation erfolgreich zu gestalten, um Geschäftsmodelle und Technologien anzupassen. Die Auswirkungen der Elektrifizierung auf die einzelnen Fertigungsprozesse, welche bei konventionellen Antrieben dominieren, sind erheblich. Was der Transformationsprozess an Wertschöpfung nimmt, kann potenziell aber durch Neues überkompensiert werden. So erhöhen verbesserte Antriebstechnologien – beispielsweise Effizienzmaßnahmen in Verbrennungsmotor und Getriebe – auch die Anforderungen an die Fertigungstechnik.

Geschlossene Wertschöpfungsketten

Beim Wandel der Antriebstechnik bieten geschlossene Wertschöpfungsketten für Deutschland und Europa besondere Chancen. Auch hierbei nimmt der Maschinen- und Anlagenbau eine Schlüsselstellung als Entwickler neuer Technologien ein.
Die Brennstoffzelle bietet klassischen Zulieferern des Verbrenners vielfältige Möglichkeiten, ihre Produkte in modifizierter Form einzusetzen und so neue Märkte zu erschließen. Beispiele sind die Dichtungstechnik, die Luftversorgung und -filtration sowie das Thermomanagement. Das bietet auch den Hebel für die notwendige Kostendegression, um die Brennstoffzelle zu attraktiven Preisen auf den Markt zu bringen. Sowohl die Zuliefererindustrie als auch die Produktionstechnologie für die Kernbaugruppen der Brennstoffzelle nehmen in Deutschland eine Spitzenposition ein.
Auch bei den für eFuels benötigten Prozesstechnologien gehören deutsche und europäische Anlagenbauer bereits heute zu den leistungsfähigsten Anbietern weltweit. So stammt aktuell jede fünfte weltweit verkaufte Elektrolyse-Anlage aus Deutschland. Bei den Anlagenteilen, die für die nachfolgenden chemischen Prozesse für flüssige Kraftstoffe notwendig sind, besitzt Deutschland derzeit einen Weltmarktanteil von 16 Prozent. Durch den Aufbau von P2X-Produktionsanlagen können hunderttausende Stellen entstehen – unabhängig davon, wo die Anlagen in Betrieb genommen werden.

Die Batterie als Kernelement der Elektromobilität macht 40 Prozent der Wertschöpfung eines Elektroautos aus. 70 Prozent entfallen dabei auf die Batteriezelle. Der Maschinen- und Anlagenbau spielt auch hier eine Schlüsselrolle, denn er liefert die notwendigen Produktionstechnologien und Prozessinnovationen, um kostengünstigere und qualitativ hochwertige Batterien zu fertigen und letztlich den Antrieb im Wandel mitzugestalten. Der europäische Maschinenbau braucht Fabriken für die aktuelle Batterietechnologie, um die Prozesstechnik wettbewerbsfähig weiterentwickeln zu können. Allein die europäische Nachfrage nach Batteriezellen wird bis zum Jahre 2033 geschätzt etwa 155.000 Arbeitsplätze generieren. Inklusive Modul- und Systemfertigung werden insgesamt Beschäftigungseffekte von 250.000 Stellen erwartet.

ZEV-Index
Der ZEV-Index (Zero Emission Vehicle Index), der im Zuge der VDMA-Studie „Antrieb im Wandel“ von der FEV Consulting GmbH entwickelt wurde, misst die Attraktivität der Elektromobilität im Vergleich zum Verbrennungsmotor. Auf dem europäischen Markt wird für das Jahr 2023 die gleiche Attraktivität von Elektroautos und Autos mit Verbrennungsmotor prognostiziert. In Europa erreichen batterieelektrische Fahrzeuge und Plug-in Hybride zusammen dann einen Anteil von 42 Prozent an den neu zugelassenen Fahrzeugen. Hierbei zeigt sich, bedingt durch die Entwicklungen in Politik und Wirtschaft der letzten Monate, in der neuesten Überarbeitung der Studie in 2019 ein deutlicher früherer Reife- und Attraktivitätsgrad als in der ersten Fassung von 2018. In den USA wird ein gleicher Attraktivitätsgrad von Elektroautos und Verbrennern erst im Jahr 2028 erreicht, in China dagegen bereits im Jahr 2022. In Europa ist die Infrastruktur die größte Hürde, ihr Aufbau wird noch mehrere Jahre in Anspruch nehmen.

 

Differenziertes Bild bei Nutzfahrzeugen und mobilen Maschinen

Bei Nutzfahrzeugen wird die Elektrifizierung vor allem durch leichte Nutzfahrzeuge, etwa Lieferwagen für Paketdienste in Städten, vorangetrieben. Auch bei Nutzfahrzeugen bieten sich Chancen auf zusätzliche Wertschöpfung, wenn auch in kleinerem Ausmaß als im PKW-Segment. Insgesamt sind die Auswirkungen der Elektrifizierung auf Komponentenhersteller und den Maschinen- und Anlagenbau hier sehr unterschiedlich – Anwendungen, Märkte und Antriebstypen bestimmen den Grad der Betroffenheit. Bei den mobilen Maschinen wird demgegenüber ein niedrigerer Elektrifizierungsgrad erwartet.

Technologieoffenheit ist Gebot der Stunde

Gebot der Stunde ist Technologieoffenheit, zumal Mobilität nicht nur ein Thema der Autoindustrie ist. Die besten Lösungen für verschiedene Mobilitätsanforderungen entstehen im Wettbewerb. Die Auswahl einzelner Technologien ist keine staatliche Aufgabe. Wettbewerbsfähigkeit am Standort Deutschland entsteht durch gute Rahmenbedingungen für Investitionen und Innovationen. Dazu gehören zum Beispiel eine gestärkte Industrielle Gemeinschaftsforschung, die Produktionsforschung genauso wie die steuerliche Forschungsförderung, die auch größere Mittelständler, sogenannte Midrange Companies, erreicht. Zur Markteinführung von eFuels gehört ein Level-Playing Field in der Regulierung. Dieses umfasst eine CO2-Bepreisung in Ergänzung des europäischen Emissionshandels sowie die Anerkennung von eFuels in der CO2-Flottenregulierung für PKWs und LKWs.

VDMA – breit und schlagkräftig aufgestellt

Organisatorisch ist der VDMA in Bezug auf die Mobilität der Zukunft breit und schlagkräftig aufgestellt. Zum Beispiel mit den Forschungsvereinigungen Antriebstechnik (FVA) und Verbrennungskraftmaschinen (FVV) als Nukleus des Forum E-MOTIVE. In diesen weltweit einzigartigen Innovationsnetzwerken engagieren sich über 400 Unternehmen mit mehreren tausend Industrie-Experten. Geforscht wird an Deutschlands besten Hochschulen und exakt auf die Bedarfe der Industrie zugeschnitten. Das VDMA-Engagement umfasst noch weit mehr: vom Industriekreis Batterieproduktion über die Arbeitsgemeinschaften Brennstoffzellen und Power-to-X for Applications bis hin zum Forum Mobile Maschinen und Competence Center Future Business, das bereits mehrere Mobilitäts-relevante Szenario-Studien vorgelegt hat.

Kontakte:

VDMA Forum X-Motive – Neue Mobilität: Christian Kunze
Antrieb im Wandel: Alexander Raßmann
AG Brennstoffzelle: Gerd Krieger
AG P2X4A: Dr. Carola Kantz; Peter Müller-Baum
Batterieproduktion: Dr. Sarah Michaelis; Thilo Brückner
FVV: Dietmar Goericke, Martin Nitsche