Kostenentwicklung von E-Fahrzeugen unter zukünftigen Marktbedingungen

Marktstudie- und Kostenanalyse zu Elektro-, Hybrid- und Brennstoffzellenfahrzeugen

24. Juli 2017 | Consulting

Der Anteil von batteriebetriebenen Elektro- und Plug-In-Hybridfahrzeugen („xEV-Fahrzeuge“) an den Neufahrzeugverkaufszahlen liegt lediglich bei ungefähr einem Prozent und damit – aus europäischer Marktperspektive – weit unter den Erwartungen. In Deutschland beträgt der xEV-Marktanteil sogar nur 0,6 Prozent, was etwa 25.000 verkauften Fahrzeugen im Jahr 2016 entspricht. Damit liegt Deutschland sogar unter dem EU-Durchschnitt. Es wird deutlich, dass die von der deutschen Regierung gewährten Kauf- und Steuervorteile bisher keine große Wirkung gezeigt haben: In den ersten drei Monaten wurden nur 4.500 beantragte Verkäufe zum Abschluss gebracht. Trotz der verhaltenen Marktnachfrage hat sich die Anzahl der öffentlichen Ladestationen für Elektrofahrzeuge zwischen 2015 und 2016 verdreifacht. Vor diesem Hintergrund hat FEV Consulting eine Markt- und Kostenstudie durchgeführt, um die Frage zu beantworten, wie sich die Kosten von Elektrofahrzeugen unter zukünftigen Marktbedingungen – darunter steigende Umsatzvolumina, wachsende Nachfrage nach Rohmaterialien und sich entwickelnde Produktionskapazitäten – verändern werden. Das Hauptziel besteht in der Einschätzung, ob xEV-Fahrzeuge hinsichtlich der Kosten mit konventionellen Fahrzeugen konkurrieren können und welche Art von Antrieb den Markt dominieren wird.

Die xEV-Studie von FEV beantwortet die folgenden Schlüsselfragen:

  • Was sind die neuesten Elektrifizierungs- und Hybridisierungstrends?
  • Welche bestimmenden Markt- und Technologietrends sind in Bezug auf xEV-Fahrzeuge bis 2025/30 zu erwarten?
  • Wie hoch sind die Kosten für alternative Antriebe heute und wie hoch werden diese 2025/30 sein?
  • Was sind die primären Kostentreiber und wie werden sich diese entwickeln?
  • Werden Verbrennungsmotoren in den Jahren 2025/30 noch die kostengünstigere Alternative sein?
  • Mit welchen zusätzlichen Kosten ist zu rechnen, um gesetzlichen und aufsichtsrechtlichen Vorschriften gerecht zu werden?
  • Wie wettbewerbsfähig wird der Preis von Brennstoffzellen-Technologie in den Jahren 2025/30 sein?

Vor dem Hintergrund von Dieselgate, gesetzlichen Vorschriften, Regulierungsdruck und technologischen Fortschritten haben sich alternative Antriebe (beziehungsweise xEV-Fahrzeuge) zu einem Schlüsseltrend in der Automobilbranche entwickelt. Zahlreiche europäische OEMs sind davon überzeugt, dass die kritische Masse für Elektrofahrzeuge bald erreicht sein wird: OEMs und Tier-X-Unternehmen investieren gegenwärtig stark in die Entwicklung ihres Angebots an Elektrofahrzeugen und Komponenten für E-Fahrzeuge. Volkswagen gab vor Kurzem den Startschuss für seine xEV-Plattform (MEB), die die Entwicklung des Kompaktfahrzeugkonzepts „I.D.“ mit einer elektrischen Reichweite von 600 Kilometern zum Ziel hat. Daimler stellte auf der Paris Motor Show eine Studie zu einem elektrisch angetriebenen SUV-Coupé mit der Bezeichnung „Generation EQ“ vor, das auf einer dedizierten E-Architektur basiert. Andere OEMs planen ähnliche Konzepte, darunter reine Elektrofahrzeuge sowie Hybrid- und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge mit elektrischen Reichweiten von mehr als 350 km. Zusätzlich zu aufsichtsrechtlichen Anforderungen und gesetzlichen Vorschriften sind auch die finanziellen Auswirkungen für OEMs in den nächsten zehn Jahren derzeit noch nicht klar erkennbar. Die Frage, ob xEV-Fahrzeuge einen erheblichen Marktanteil erringen können, ist zum großen Teil von ihrer zukünftigen preislichen Wettbewerbsfähigkeit im Vergleich zu Fahrzeugen mit konventionellen Antrieben abhängig.

Grafik - Kostenentwicklung von Elektrofahrzeugen

Beispielhafte Kostenaufschlüsselung für ausgewählte Brennstoffzellen-Komponenten im Jahr 2025 [in €]


Vergleich - Kostenentwicklung von Elektrofahrzeugen

Ausgewählte Fahrzeugkonzepte zum Kostenvergleich zukünftiger xEVs

Methodologie und Annahmen

Für die Studie wurden zum Zweck des Kostenvergleichs mehrere Fahrzeugkonzepte mit alternativem Antrieb und ein konventionelles Kompaktfahrzeug definiert. Zu den ausgewählten Modellen gehörten typische PHEV-, BEV- und FCEV-Kompaktfahrzeug-Konfigurationen. Es wurden drei Szenarien entwickelt, um Unsicherheiten in Bezug auf Markt und Technologie zu reflektieren. Diese Szenarien berücksichtigen bestimmte Marktfaktoren, wie die Entwicklung von Technologiekosten und schwankende Preise für Rohmaterialien. Für alle drei Szenarien wurde eine Reihe von Rahmenbedingungen festgelegt, um einen fairen Kostenvergleich der verschiedenen Konzepte zu ermöglichen.

Für die Kosten-Baseline des Jahres 2016 ausgewählte Rahmenbedingungen:

  • Fahrzeugsegment: Kompaktauto
  • Baseline-Fahrzeug für den Kostenvergleich hat einen konventionellen Verbrennungsmotor mit Start-Stopp-Automatik und 12 Volt-Elektriksystem
  • Geringes Produktionsvolumen für Brennstoffzellenfahrzeuge
  • Batteriespezifikationen basierend auf gegenwärtigen Marktkonzepten

Für die Kosten-Prognose für das Jahr 2025 ausgewählte Rahmenbedingungen:

  • Fahrzeugsegment: Kompaktauto
  • Konventionelles Baseline-Fahrzeug ist ein Mild-Hybrid (MHEV, 48 Volt) mit zusätzlichen 12 kW elektrischer Leistung
  • Produktionsvolumen für Brennstoffzellen-EV wurde auf 50.000 Stück erhöht
  • Höhere spezifische Energie [Wh/kg]

Beispielergebnisse der Studie

Im Jahr 2016 lagen die Kosten von Plug-In-Hybrid- und batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen (PHEV und BEV) ungefähr um ein Drittel höher als die eines konventionellen Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor und Start-Stopp-Automatik. Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (VCEV) weisen nahezu den fünffachen Preis eines konventionellen Fahrzeugs auf. Die Gründe hierfür sind in beschränkten Umsatzvolumina und hohen Kosten für F&E im Jahr 2016 zu suchen.
Für 2025 wird erwartet, dass sich die elektrische Reichweite von xEV-Fahrzeugen bei einer Kosteneinsparung von ungefähr fünf Prozent nahezu verdoppelt (Allrounder-EV). Im Vergleich zu Mild-Hybrid-Vergleichsfahrzeugen mit 48 Volt-Technologie liegen die Kosten ungefähr 20 Prozent höher. Bei verringerter Reichweite von 300 Kilometern (City-EV) liegen die Kosten hingegen auf gleichem Niveau. Die Kosten für Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge mit einer elektrischen Reichweite von ungefähr 800 Kilometern sinken zwar voraussichtlich auf ein Fünftel des heutigen Preises, verbleiben jedoch weiterhin rund 60 Prozent über den Kosten des Baseline-Fahrzeugs für das Jahr 2025 (Mild-Hybrid). Es ist zu erwarten, dass die Batteriekosten für konventionelle OEM-Hersteller aufgrund von Massenproduktion und Verbesserungen bei den Zellentechnologien um 50 Prozent sinken werden. Für die Batteriekapazität eines typischen BEV wird eine beträchtliche Steigerung erwartet – von 36 auf bis zu 70 kWh (500–600 Kilometer). Neben dem Vergleich der Gesamtkosten und der Delta-Analyse der ausgewählten xEV-Fahrzeuganwendungen enthält die Studie auch detaillierte Aufschlüsselungen der Antriebskosten in Bezug auf Schlüsselkomponenten wie Elektromotor, Steuergerät, Batterie, Getriebe usw. Jede Schlüsselkomponente wurde weiter in Hauptkostentreiber aufgeschlüsselt – darunter Materialkosten, Rohteilproduktion und -fertigung sowie Gemeinkosten (FEV-Zielkostenansatz). Unsicherheiten in Bezug auf zukünftige Produktionsvolumen werden in den Szenarien „Konservativ“, „Am wahrscheinlichsten“ und „Progressiv“ in Betracht gezogen.

Auswirkungen auf die Automobilindustrie

Vollelektrische Antriebe sind weit weniger komplex als ihre konventionellen Gegenstücke, da zahlreiche Komponenten eines konventionellen Antriebs nicht mehr notwendig sind. Durch steigende EV-Verkaufszahlen werden neben dem Motor auch Verkäufe von Komponenten wie Einspritzventilen, Kraftstoffpumpen, Filtersystemen und Turboladern negativ beeinflusst. Im Gegenzug nimmt die strategische Bedeutung von neuen Komponenten wie Elektromaschinen, Batterien und Leistungselektronik zu. OEMs müssen künftig entscheiden, welcher Anteil der Wertschöpfung innerhalb und außerhalb des Unternehmens erbracht werden soll. Diese Entscheidung – für die Herstellung oder den Einkauf – wird in starkem Maße durch Faktoren wie beispielsweise Kostenwettbewerbsfähigkeit, schwankende Rohmaterialpreise, Fahrzeugreichweite und die zukünftige Entwicklung der Ladeinfrastruktur beeinflusst. Zulieferer – insbesondere die mit einem Produktangebot, das sich auf konventionelle Antriebe konzentriert – werden in den nächsten 15 Jahren einen grundlegenden Wandel durchlaufen müssen, der in drei Schritte untergliedert werden kann:

BIS ZUM JAHR 2025 KÖNNEN E-FAHRZEUGE MIT EINER REICHWEITE VON 300 KM ZU GLEICHEN KOSTEN WIE VERGLEICHBARE MILD-HYBRIDE REALISIERT WERDEN

Vegleich - Kostenentwicklung von Elektrofahrzeugen

Modifizierungen/Änderungen von Antriebskonfigurationen in den nächsten 15 Jahren

1  Heute: Strategische Analyse und Vorbereitung der Neuausrichtung

Obwohl sich die Branche im Umbruch befindet, ist nur minimale Zurückhaltung zu verzeichnen. Einerseits ist der Wandel zur Entwicklung von alternativen Antrieben in den Organisationen von bedeutenden OEMs und großen oder spezialisierten Tier-1-Zulieferern bereits sichtbar. Andererseits befinden sich traditionelle Zulieferer, die auf dem Markt für Verbrennungsmotoren tätig sind, noch in der Vorbereitungsphase.

2020: Umsetzung der Neuausrichtung und Übergang

Sobald sich die Marktanteile von xEV-Fahrzeugen erhöht haben, müssen Produkt- und Dienstleistungsangebote neu ausgerichtet sowie Wertschöpfungsketten neu organisiert werden. Die Orchestrierung einer geordneten Reduzierung des traditionellen Geschäfts erfordert eine solide strategische Planung und engagierte Umsetzung. Wahrscheinlich werden zunächst ineffiziente Zulieferer dem Wandel in der Branche zum Opfer fallen und aus dem Markt ausscheiden. Als weitere Folge wird sich der zukünftige F&E-Fokus der OEMs noch deutlicher in Richtung Elektrifizierung und anderer wertschöpfender Produktangebote wie Automatisierung und (digitale) Mobilitätsdienstleistungen verschieben.

3  Ab 2025: Abschluss der Übergangsphase

Die Marktanteile von konventionellen Antrieben mit Verbrennungsmotor werden abhängig vom jeweiligen Szenario erheblich schrumpfen. In einem radikalen Szenario sind bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor Umsatzrückgänge auf 75 Prozent des Niveaus von 2016 denkbar. Einerseits werden als Ergebnis von schrumpfenden Marktvolumina weitere – und sogar noch stärkere – Konsolidierungen der verbleibenden Zulieferer im Bereich von konventionellen Antrieben erwartet. Andererseits werden Marktteilnehmer mit einem frühzeitigen strategischen Fokus auf die Neuausrichtung und den Übergang zu den neuen Rahmenbedingungen für den zukünftigen xEV-Markt und technologischen Wettbewerb gut positioniert sein.

Grafik - Kostenentwicklung von Elektrofahrzeugen

Schrittweiser Wandel für Zulieferer in den nächsten 15 Jahren

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Ein Gedanke zu „Marktstudie- und Kostenanalyse zu Elektro-, Hybrid- und Brennstoffzellenfahrzeugen

  1. M. Werner

    Ich bin mir ziemlich sicher, dass zunächst bei Hybridfahrzeugen ab dem Tag, an dem sie gleich viel kosten werden wie Fahrzeuge mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren, schlagartig die Verkaufszahlen zunehmen werden.
    Nicht vom Staat und von den Autoherstellern subventionierte Kaufprämien sind zukünftig ein Anreiz für den Kauf von Hybriden oder vollelektrischen Fahrzeugen, sondern erst die Tatsache, für einen Hybrid- oder für einen Vollelektroantrieb, nicht mehr Geld ausgeben zu müssen, als für einen Verbrenner.
    Brennstoffzellentechnik wird meiner Ansicht sich erst später durchsetzen, aber genauso erst dann, wenn diese Technik für Otto Normalverbraucher genauso erschwinglich sein wird, wie heute traditonelle Fahrzeuge mit dem guten alten Otto- oder Dieselmotor.

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