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Gebündelte Maßnahmen zur CO2-Minimierung

Alle Prozesse auf dem Prüfstand

Toyota Logo
Der weltweit wachsende Mobilitätsbedarf und die damit einhergehenden Herausforderungen für Umwelt und Gesellschaft erfordern von den Unternehmen schnelle Reaktionen und Lösungen. Die Erkenntnis, dass die Menschheit durch die Erzeugung großer Mengen schädlicher Emissionen erheblichen Einfluss auf den Klimawandel hat, bietet umgekehrt auch die Chance, den Temperaturanstieg einzuschränken. Hierzu ist es nötig, klimaschädliche Emissionen in allen relevanten Prozessen, von der Energieerzeugung über die Produktion bis zum eigentlichen Verkehr politisch und wirtschaftlich akzeptabel zu begrenzen.

Auch in den kommenden Jahren wird der Energiebedarf der Welt primär aus endlichen, fossilen Brennstoffen gedeckt. Die Verbesserung der Energieeffizienz aller Prozesse steht deshalb im Mittelpunkt der Entwicklung. Als weltweit erfolgreich operierender Automobilhersteller hat Toyota die Verpflichtung, seinen Teil zur Eingrenzung des Klimawandels beizutragen. Bereits 1992 hat das Unternehmen deshalb in der Toyota Earth Charter den Schutz der Umwelt und die Reduzierung von CO2-Emissionen zur wesentlichen Grundlage seiner Konzernoperationen erklärt. Handlungsfelder für Toyota ergeben sich vor allem durch das starke Wachstum des weltweiten Fahrzeugbestandes und die Art der Fahrzeugnutzung. Mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung lebt inzwischen in Ballungsgebieten. Entsprechend werden Automobile im Kurzstreckenverkehr und unter eingeschränktem Verkehrsfluss durch Staus oder Geschwindigkeitsbegrenzungen genutzt. Gefordert sind deshalb Fahrzeuge, die diese Mobilitätsprofile bei minimiertem CO2-Emisionnen erfüllen.

Zur Bewertung der CO2-Minderungspotentiale unterschiedlicher Fahrzeugkonzepte, betrachten die Techniker alle CO2-Emissionen im Lebenszyklus: von der Rohstoffgewinnung über den Produktionsprozess, den Betrieb, bis hin zu Wartung und Recycling. Auch das Potential neuer und alternativer Kraftstoffe wird untersucht, um den Wirkungsgrad "Well to wheel" korrekt abzubilden. Das Ergebnis zeigt, dass die höchsten CO2-Reduktionspotentiale für Fahrzeuge im Fahrbetrieb liegen. Die Optimierung der Verbrennungsmotoren durch Maßnahmen wie die Vermeidung des Leerlaufs, die Minimierung von Reibungsverlusten, verbesserte Ladungswechsel und die Wahl der passenden Motorengröße für den gewünschten Einsatzzweck geht einher mit dem Ausbau elektrischer Komponenten beispielsweise zur Bremsenergie-Rückgewinnung im Hybridantrieb.

In der Entwicklungsstrategie von Toyota werden alle zukunftsweisenden Technologien und Kraftstoffe erforscht und stehen im Wettbewerb zueinander. Ungeachtet ob Diesel, Benzin, Strom, Wasserstoff mit Brennstoffzelle oder Biokraftstoffe zum Einsatz kommen, bietet die Hybridtechnologie für alle Pfade die effizienteste Kombinationsmöglichkeit. Bereits 1997 hat der Konzern mit der Massenproduktion von Hybridfahrzeugen begonnen. Im Mai letzten Jahres konnte die Produktion von 1 Millionen Hybridfahrzeugen gefeiert werden. Bis heute sind mehr als 1,3 Millionen Fahrzeuge mit Hybridantrieb verkauft worden. In den ersten Jahren des nächsten Jahrzehnts soll diese Zahl jährlich erreicht werden. D.h. etwa 10 Prozent des gesamten Produktionsvolumens werden Hybridfahrzeuge sein. Heute werden weltweit elf verschiedene Hybrid-Modelle von Toyota angeboten. Die aktuelle Jahresproduktion dieser Fahrzeuge liegt bei 430.000 Einheiten.

Die gesamte Technologie bis hin zu Halbleitern, wird innerhalb der Toyota Gruppe entwickelt. Die Fertigungstiefe beträgt alleine im Unternehmen bis zu 70 Prozent. In der Konzern-Gruppe sind es sogar 90 Prozent. Durch diese konsequente Eigenentwicklung war es letztlich möglich, enorme Entwicklungssprünge bei Leistung, Größe, Gewicht und Kosten zu machen. So liegt beispielsweise die Leistungsdichte der Elektromotoren heute fünfmal so hoch, wie zu Beginn der Produktion 1997. Die Leistung stieg also, bei gleichem Gewicht um 500 Prozent. Vergleichbare Entwicklungen haben auch im Bereich Leistungselektronik und Batterien stattgefunden. Allerdings gibt es im Bereich der Stromspeicher noch großen Entwicklungsbedarf.

Betrachtet man die Energieerzeugung ganzheitlich, so zeigt sich, dass die Wirkungsgrade in stationären Kraftwerken stark steigen können. Ursächlich dafür sind künftig die Nutzung regenerativer Energien sowie die Kraftwärmekopplung, also die Erzeugung von Strom und gleichzeitige Nutzung der entstehenden Abwärme. Verbrennungsmotoren können diese Wirkungsgrade nicht erreichen. Eine Erweiterung der Hybridtechnologie zur sogenannten Plug-in Hybrid Technologie (d.h. die Fahrzeuge können zusätzlich an der Steckdose mit dem so produzierten Strom geladen werden) erlaubt also höchste CO2-Einsparpotentiale, vor allem wenn man den überwiegenden Betrieb der Fahrzeuge im Kurzstreckenverkehr mit ins Kalkül zieht. In Zukunft wird es möglich sein, rein elektrisch mit Geschwindigkeiten bis zu 120 km/h - im ersten Schritt 30 Kilometer, später auch weiter - lokal emissionsfrei zu fahren. Die CO2-Emissionen können so nochmals deutlich gesenkt werden und vor dem Hintergrund steigender Rohöl und Kraftstoffkosten werden auch die Betriebskosten für den Nutzer deutlich sinken.

Die CO2-Minderungsziele von beispielsweise 140 Gramm, die die japanischen Hersteller für das Jahr 2009 zugesagt haben, dürften aber nur erreicht werden, wenn in Zukunft sparsame und vor allem deutlich leichtere Fahrzeuge von den Kunden akzeptiert und gekauft werden. Eine Trendwende deuten die Hybridverkaufszahlen in Europa an. So wurden von 2000 bis Juli 2006 insgesamt 50.000 Hybridfahrzeuge von Toyota und Lexus verkauft, in den folgenden 13 Monaten waren es weitere 60.000. Neue Kleinwagenkonzepte wie der IQ tragen ihren Teil zur CO2-Reduzierung bei. Die Entwicklung deutlich leichterer Fahrzeuge mit heutigen Innenraumgrößen und Fahrleistungen, wie sie die Studie 1/X auf der Tokio Motorshow zeigten, ist bereits im Gang. Insgesamt geht Toyota davon aus, dass Fahrzeuge mit geringen CO2-Emissionen in Zukunft den entscheidenden Wettbewerbsvorteil darstellen werden.

Wie die Entwicklung neuer Technologien zur Reduzierung der CO2-Emissionen en Detail verläuft, werden wir in den nächsten Monaten in einer Reihe von Texten in loser Folge vorstellen.
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