Technik
Die Stahlbauweise von E-Autos spart mehr Emissionen ein als die Leichtbauvariante - Foto: afrndz/Pixabay
29.04.2020

E-Autos: Stahlbauweise effizienter als Leichtbau

THI-Studie untersucht den optimalen Materialmix für Elektrofahrzeuge

Emissionen in der Elektromobilität lassen sich nicht nur durch den richtigen Strommix verringern, sondern bereits in der Fahrzeugherstellung durch eine geeignete Verwendung von Werkstoffen. Das hat Manuel Schweizer, Studierender der Technischen Hochschule Ingolstadt (THI) im Masterstudiengang Applied Research in Engineering Sciences, in einem Forschungsprojekt analysiert. Das überraschende Ergebnis: Im Gegensatz zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor bringt Leichtbau bei Elektrofahrzeugen hinsichtlich der Gesamtenergie und Gesamtemissionen keinen Vorteil gegenüber Stahl.

In seiner Arbeit verglich Schweizer die Auswirkungen von Leichtbaumaßnahmen bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor und Elektrofahrzeugen im Hinblick auf Ressourceneffzienz und Emissionen. Ziel war es, den optimalen Materialmix für beide Fahrzeugarten zu ermitteln. Zunächst modellierte Schweizer jeweils ein Fahrzeug beider Antriebsarten für die untere Mittelklasse sowie die Oberklasse. In seine anschließenden Berechnungen bezog er die Herstellungsenergie und Emissionen verschiedener Werkstoffe, u.a. Aluminium und Stahl, ein.

Die vergleichenden Berechnungen ergaben, dass die Leichtbauvariante über den gesamten Lebenszyklus sowohl mehr Energie benötigt als auch mehr Emissionen ausstößt wie Stahlbauweisen der gleichen Fahrzeugklasse. Ein negativer Einfluss des zusätzlichen Gewichts tritt dabei nicht in dem Maße auf, wie es bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor der Fall ist, da der Elektromotor neben seinem höheren Wirkungsgrad auch die Möglichkeit der Energierückgewinnung beim Bremsen besitzt.

Schweizers Ergebnis: Durch eine ressourceneffziente Werkstoffwahl lassen sich bei einem Fahrzeug der unteren Mittelklasse 9 bis 13 % der Emissionen einsparen, die bei der Batterieherstellung anfallen, bei einem Fahrzeug der oberen Mittelklasse 19 bis 24 %. Durch diese Energie- und Emissionseinsparungen, so Schweizer, könnte mehr Batteriekapazität hergestellt und somit die Reichweite von Elektrofahrzeugen erhöht werden. Betreut wurde er in seiner Forschungsarbeit von Prof. Dr. Martin Bednarz, Professor für Innovative Fertigungsverfahren und Digitalisierung in der Produktion.

Technische Hochschule Ingolstadt

Schlagworte

EmissionenEnergieeffizienzForschung

Verwandte Artikel

Auditorium
22.04.2024

INNOVATIONSTAG 2024

Die Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e. V. des DVS und die FOSTA - Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. haben am 10. und 11. April den Innova...

Additive Fertigung Düsseldorf DVS – Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e. V.) Energie Energiewende Ergebnis EU EWM Forschung Forschungsprojekt Fosta Industrie ING Kooperation Leuchten Nachhaltigkeit Produktion RWTH RWTH Aachen Schweißen Stahl Stahl-Zentrum Stahlanwendung Studie Technik Veranstaltung Wasserstoff Wasserstofftechnologie Wirtschaft
Mehr erfahren
„Das Max-Planck-Institut ist in die breite Hochschullandschaft in Düsseldorf und der Region eingebettet und ein einzigartiger Ort außeruniversitärer Forschung“, sagt Oberbürgermeister Dr. Stephan Keller (Mitte). Links: Dr. Kai de Weldige, kaufmännischer Geschäftsführer und rechts, Prof. Dierk Raabe, geschäftsführender Direktor des MPI-SusMat.
18.04.2024

Umwidmung des Düsseldorfer Max-Planck-Instituts

Wie können wir Materialien für mehr als 8 Milliarden Menschen produzieren und recyceln und gleichzeitig unseren Planeten schützen? Wie können wir Stahl ohne CO2- Emission...

CO2 Düsseldorf Eisenforschung Emissionen Energie Entwicklung Ergebnis EU Forschung Gesellschaft Industrie ING Klima Max-Planck-Institut Metallindustrie Metallurgie Politik Produktion Stahl Stephan Keller Transformation Umwelt Werkstoff Werkstoffe Wettbewerb Wirtschaft Wirtschaftsstandort
Mehr erfahren
(v.l.n.r.):  Daniel Wodera, CFO von thyssenkrupp Materials Services; Jörg Paffrath, Leiter Sales Industry bei thyssenkrupp Steel Europe; Detlef Schotten, CEO von thyssenkrupp Schulte
18.04.2024

Abnahme von CO₂-reduziertem Stahl vereinbart

thyssenkrupp Materials Services und thyssenkrupp Steel Europe haben eine Absichtserklärung für die Abnahme von klimafreundlichem Stahl unterzeichnet.

CO2 Dekarbonisierung Deutschland Edelstahl Emissionen Essen EU Flachprodukte Industrie ING Kaltband Klima Nachhaltigkeit Partnerschaft Profile Rohre Rohstoffe Service Stahl Strategie Thyssen thyssenkrupp Thyssenkrupp Materials Services Thyssenkrupp Schulte Thyssenkrupp Steel Europe Unternehmen Vereinbarung Warmband Werkstoff Wirtschaft
Mehr erfahren
Kooperation zwischen der SPAETER Gruppe und ArcelorMittal, von links nach rechts: Constantin von Livonius (Geschäftsführer ArcelorMittal Träger und Spundwand), Thorsten Zensen (Geschäftsführer SPAETER Oberhausen), Thorsten Zips (Geschäftsführer CARL SPAETER Gruppe), Stefan Deheyder (CMO Sections and Merchant Bars, ArcelorMittal Europe Long Products).
18.04.2024

CO₂-reduzierte Stahlträger ins Lieferprogramm aufgenommen

Stahlhändler Spaeter Oberhausen hat jetzt die kohlenstoffarmen, recycelten und mit regenerativer Energie hergestellten XCarb®-Walzträger von ArcelorMittal in seinem Progr...

ArcelorMittal Bauindustrie CO2-Emissionen Emissionen Energie EU Industrie ING Klima Klimastrategie Nachhaltigkeit Oberhausen Profile Recycling Stahl Stahlherstellung Stahlträger Strategie Unternehmen Werkstoff
Mehr erfahren
17.04.2024

Auftrag für eine neu zu errichtende Small Bar Mill erteilt

Aosen Special Steel, ein privater chinesischer Stahlerzeuger, plant den Bau eines komplett neuen Walzwerks, um die Kapazitäten seiner Stahlerzeugung im eigenen Werk weite...

Entwicklung Ergebnis EU Forschung Gesellschaft Inbetriebnahme ING Innovation Lieferung Ltd Ltd. Messe Montage Stahl Stahlerzeugung Walzwerk
Mehr erfahren