Methodik zur Bewertung von Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz der Innenraumklimatisierung von Personenkraftwagen unter ökologischen und wirtschaftlichen Aspekten

Der zunehmende Ausstoß von Treibhausgasen gilt als wahrscheinlichste Ursache für die beschleunigte Erwärmung des weltweiten Klimas in den vergangenen Dekaden [1]. Zur Begrenzung des Temperaturanstiegs auf maximal 2°C im Vergleich zum vorindustriellen Niveau wurden weltweit Ziele zur Reduktion der Kohlenstoffdioxidemissionen definiert. Maßnahmen zur Effizienzsteigerung im Klimatisierungssystem von Personenkraftwagen können hierzu einen doppelten Beitrag leisten. Zum einen wird der Gesamtenergiebedarf der Fahrzeuge reduziert. Zum anderen kann die Realreichweite elektrifizierter Fahrzeuge erhöht und damit die Marktdurchdringung der Elektromobilität gefördert werden. Ein entscheidendes Hindernis bei der Umsetzung von Effizienzmaßnahmen im Klimatisierungssystem ist das Fehlen einer vereinheitlichten Methodik zur Bewertung der Emissionseinflüsse [3] sowie der finanziellen Auswirkungen für Endkunden und die Automobilindustrie in den weltweiten Vertriebsmärkten. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird eine solche Bewertungsmethodik entwickelt und das Emissionsvermeidungspotential von aktuell diskutierten Maßnahmen abgeleitet. Die Methodik kombiniert ein thermisches Kabinenmodell und ein vereinfachtes Modell des Klimatisierungssystems mit statistischen Daten zum lokalen Klima, dem lokalen, tageszeitabhängigen Mobilitätsverhalten und Daten der lokalen Energiemärkte (Preise und Emissionsintensitäten). Die Methodik betrachtet dabei jeweils fünf Karosserietypen und sechs Antriebssystemtypen für 61 Orte weltweit. Zur Bewertung von Kundenakzeptanz und Umsetzungsquoten der Maßnahmen wird als statistische Größe der relative Umsetzungsfaktor entwickelt. Er setzt sowohl die Emissionsbilanz als auch die Kostenbilanz für Kunden ins Verhältnis zur Schwankung der Werte in den einzelnen Vertriebsmärkten. Daraus werden eine Empfehlung zum Angebotsszenario und eine Abschätzung von Ausstattungsquoten abgeleitet. Auf Grundlage dieser Ergebnisse kann das weltweite Emissionsvermeidungspotential von einzelnen Maßnahmen oder Maßnahmenpaketen abgeschätzt werden. Eine Untersuchung von 20 aktuell diskutierten Maßnahmen zeigt, dass sich das aus dem 450-Szenario der IEA abgeleitete Reduktionsziel von jährlich 27 MtCO2 nicht ohne zusätzliche Kosten für Endkunden oder Automobilhersteller erreichen lässt. Die Emissionsvermeidungskosten sind mit 154 EUR/tCO2 jedoch deutlich geringer als für viele aktuell bereits umgesetzte Maßnahmen. Durch geschickte Anreizsysteme seitens der politischen Entscheidungsträger scheint daher eine Realisierung von großen Teilen des Potentials möglich