Socioeconomic Pathways
1.3 Mobilitätsszenarien
Verschiedene Mobilitätsszenarien wurden auf Basis der Shared Socioeconomic Pathways (SSPs) aufgestellt (riAhi et al. 2017), um Neu-zulassungszahlen und damit Fahrzeugverkäufe und Produktion zu beschreiben. Als Datenquelle 0
200 400 600 800 1.000 1.200 1.400
2005 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100
Endenergiebedarf [EJ/Jahr]
SSP2-26 SSP5-Baseline SSP1-19
Abb. 1.2: Endenergiebedarf der drei ausgewählten SSP-Szenarien (Quelle: Datenbank der IIASA o. J.)
für die Beschreibung allgemeiner Neuzulassungs-zahlen und technologiespezifischer Neuzulas-sungszahlen (dies betrifft Elektrofahrzeuge: EV) wurde die interne xEV-Datenbank des Fraunho-fer ISI ausgewertet: Die Datenbank wurde 2014 vom Fraunhofer ISI entwickelt und wird seitdem jährlich aktualisiert. Die letzte Aktualisierung erfolgte im April 2020. Die Datenbank umfasst die weltweiten Produktions- und Verkaufszahlen für konventionelle Fahrzeuge und xEV-Modelle, auf-geschlüsselt nach Ländern, sowie Informationen zur Batteriekapazität und Reichweite der Fahr-zeuge. Die Datenbank aggregiert Informationen, die von Marklines Co, Ltd. (MArKlines co ltd. 2020), der International Organization of Motor Vehicle Manufacturers (OICA 2020), dem Euro-päischen Verband der Automobilhersteller (ACEA 2020), dem EV-sales blog (eV sAles blog 2020) und anderen Online-Quellen (z. B. Websites von Automobil-OEMs) zur Verfügung gestellt werden.
Die ISI xEV-Datenbank wurde mit dem European Alternative Fuels Observatory (EAFO 2020) abge-glichen und ist in guter Übereinstimmung.
Die Modellierung der Neuzulassungszahlen anhand der BIP-Entwicklung in den SSP-Szena-rien wird im Folgenden dargestellt. Die
Marktdif-fusion von Elektrofahrzeugen wurde mithilfe des Bass-Diffusion-Modells beschrieben und auf die SSP-Szenarien angepasst.
1.3.1 Entwicklung der Fahrzeugmärkte
In der Vergangenheit konnte ein paralleles Wachs-tum der Neuzulassungszahlen und Fahrzeug-märkte mit dem globalen BIP beobachtet werden (s. Abb. 1.3). Seit 2017 weichen die Neuzulas-sungszahlen vom Wachstumstrend des BIP ab.
Die Ursache dessen ist nicht klar. Einerseits sind klare Abschwächungen des Wachstums von Fahr-zeugmärkten, z. B. in Europa, erkennbar, was auf eine mögliche Marktsättigung hinweisen könnte.
Auch in China kam es 2019 zu einem deutlichen Rückgang bei den Zulassungszahlen, was jedoch nicht notwendigerweise auf eine Marktsättigung hindeuten muss und nur einen vorübergehenden Effekt darstellen könnte. In den letzten Jahren und insbesondere während der Covid-19-Pandemie in 2020 stellten Fahrzeugverkäufe damit keinen kla-ren Treiber des BIP-Wachstums dar. Die Daten lassen jedoch noch keinen Schluss darüber zu, ob die Neuzulassungszahlen global in eine
Sät-OICA Neuzulassungen (mio#) Marklines Neuzulassungen (mio#) BIP WorldBank (Billionen USD) BIP IMF (Billionen USD)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0 20 40 60 80 100 120
2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
(Billionen USD)
(Millionen Fahrzeuge)
Abb. 1.3: Entwicklung der globalen Neuzulassungszahlen seit 2005 (linke Skala) und des globalen BIP (rechte Skala)
tigung übergehen und damit langfristig vom BIP-Wachstum entkoppelt sein werden.
Zur Modellierung der Mobilitätsszenarien und Neuzulassungszahlen anhand der SSPs wurde trotz aktueller Abweichungen das BIP als wesent-liche Eingangsgröße gewählt. Die Vorgehens-weise vereinfacht damit die in der Realität beste-hende wechselseitige Abhängigkeit von BIP und Fahrzeugverkäufen. In der Modellierung wurde das BIP-Wachstum als exogene Variable zur Fahrzeugmarktbeschreibung herangezogen.
In den Szenarien „Mittelweg“ (SSP2) und „Fos-siler Pfad“ (SSP5) wurde eine weiterhin propor-tionale Entwicklung der Fahrzeugmärkte und des prognostizierten BIP unterstellt. Im Szenario
„Nachhaltigkeit“ (SSP1), welches explizit einen Übergang der Wirtschaftsweise zu ressourcen-schonenden und energieeffizienten Praktiken unterstellt, wurde die Modellierung der Fahrzeug-märkte nur unterproportional an die Entwicklung des BIP angekoppelt. Während in diesem Szena-rio bis 2019 die gleichen Wachstumsraten für BIP und Fahrzeugmärkte angenommen wurden, wirkt sich im Modell das BIP-Wachstum bis 2040 nur noch zu 50 % auf das Wachstum der Fahrzeug-märkte aus. Im Übergangsbereich von 2020 bis
2040 wurde eine lineare Abnahme der Proportio-nalität von 100 auf 50 % unterstellt.
Im Resultat der Entkopplung des Fahrzeugmarkt-wachstums vom BIP-Wachstum im SSP1-Szena-rio ergeben sich niedrigere Fahrzeugmärkte als im SSP2- und im SSP5-Szenario. Der Gesamt-markt nach SSP1 wächst demnach bis 2040 glo-bal auf etwa 135 Mio. Fahrzeuge an. Im SSP5-Wachstumsszenario umfasst der Gesamtmarkt 2040 etwa 210 Mio. Fahrzeuge (s. Abb. 1.4).
Neben der Modellierung des Gesamtfahrzeugvo-lumens wurden auch die Marktanteile von Klein-wagen (Mini, Segmente A, B) Kompaktklasse-wagen und Vans (Kompakt, Segmente C, M) und Oberklassefahrzeugen (Oberklasse, Segmente D, E, F und SUV-Segmente) variiert. In den Sze-narien SSP2 und SSP5 wurde der in den letzten Jahren beobachtbare Trend bei der Verschiebung der Marktanteile zugunsten von Fahrzeugen der Oberklassesegmente fortgeschrieben. Im Nach-haltigkeitsszenario (SSP1) wurde hingegen unter-stellt, dass das Wachstum der Oberklasseseg-mente abflacht und ab 2030 sogar rückläufig ist.
Demgegenüber wurde ein entsprechend höheres Wachstum in den Kategorien Mini und Kompakt angenommen.
0 50 100 150 200 250
2020 2025 2030 2035 2040
(Mio. Fahrzeuge)
SSP1 Neuzulassungen (Mio.) SSP5 Neuzulassungen (Mio.) SSP2 Neuzulassungen (Mio.)
SSP1 BIP Indikator SSP1 Fahrzeug Indikator
SSP5 BIP Indikator SSP2 BIP Indikator
Abb. 1.4: Prognostizierte Entwicklung der Fahrzeugmärkte und Vergleich zum Wachstum des BIP aus den SSP-Szenarien
Anmerkung: Die SSP-Indikatoren wurden zum Vergleich auf die Größe des Fahrzeugmarktes in 2019 normiert.
Während die Entkopplung der Pkw-Neuzulas-sungszahlen vom BIP-Wachstum im Szenario SSP1 durch persönliche Kaufentscheidungen von Privatpersonen motivierbar ist, muss die Betrach-tung der Nutzfahrzeugmärkte (Nfz) komplexer ausfallen. Aus Perspektive der Nachhaltigkeit ließe sich zwar ebenso ein Rückgang des Waren-verkehrs und damit ein niedriges Wachstum der Nfz-Segmente motivieren, dies würde jedoch nicht das ansonsten in SSP1 steigende BIP wider-spiegeln.
Entsprechend der getroffenen Annahmen stellt das Wachstum der Pkw-Märkte im SSP1-Sze-nario keinen entscheidenden Treiber für das BIP-Wachstum dar. BIP-Wachstumsimpulse müssten dem-nach von anderen Wirtschaftszweigen ausgehen.
Um einen dem BIP-Wachstum entsprechenden steigenden Warenverkehr abbilden zu können, wurden die Wachstumsraten der Nutzfahrzeugka-tegorien im SSP1-Szenario weiterhin proportional an das BIP-Wachstum gekoppelt.
Gegenüber dem Status Quo (2019) vergrößert sich im SSP1-Szenario somit der Anteil der Nutz-fahrzeuge am Gesamtfahrzeugmarkt (21 % in
2019 auf über 25 % in 2040). Im Wachstumssze-nario SSP5 bleibt dagegen der Anteil der Nutz-fahrzeuge über die Zeit mit etwa 21 % konstant.
Ebenso im Mittelweg-Szenario SSP2.
(Mio. Fahrzeuge)
Kategorie Nutzfahrzeuge Kategorie Oberklasse Kategorie Kompakt Kategorie Mini 0
50 100 150 200 250
SSP1 SSP2 SSP5 2030
0 50 100 150 200 250
SSP1 SSP2 SSP5 2040
Abb. 1.5: Marktanteile der unterschiedlichen Fahrzeugkategorien in den Szena-rien SSP1, 2 und 5 für 2030 und 2040
Tab. 1.4: Modellierungsparameter zur Abbildung der SSP-Szenarien als Fahrzeugmärkte sowie zur Beschreibung der Marktdiffusion von Elektrofahrzeugen
Modellparameter zur Abbildung der SSPSzenarien
Parameter „Nachhaltigkeit“
(SSP1) „Mittelweg“
(SSP2) „Fossiler Pfad“
(SSP5)
BIP-Abhängigkeit Pkw-Märkte linear abnehmend, 100 % in 2019
bis 50 % in 2040 proportional, 100 %
BIP-Abhängigkeit Nfz-Märkte proportional, 100 %
Fahrzeugsegmente
Verlangsamung des Wachstums der Ober-klassesegmente, Stärkung
Mini und Kompakt
Fortschreiben des hohes Wachstum der Oberklasse segmente, Stagnation Mini
und Kompakt BEV adressierbarer Pkw-Markt
(Anteil am Gesamtmarkt, a) 75 % 75 % 10 %
PHEV adressierbarer Pkw-Markt
(Anteil am Gesamtmarkt, a) 100 % 80 % 33 %
FCEV adressierbarer Pkw-Markt
(Anteil am Gesamtmarkt, a) 60 % 50 % –
xEV adressierbarer Nfz-Markt
(Anteil am Gesamtmarkt, a) 60 % 50 % –
Marktdiffusion EV (p, q) schnell mittel langsam
1.3.2 Marktdiffusion von Elektrofahrzeugen
Eine langfristige Abschätzung der Marktentwick-lung für die Elektromobilität (xEV) sowie der sich hieraus ergebenden Nachfrage nach Energie-speicherkapazitäten ist komplex. Zwar läßt sich mittlerweile auf eine Entwicklung einiger Jahre zurückblicken (seit 2010 für batterieelektrische Fahrzeuge BEV und Plug-in-Hybride PHEV), jedoch sind die Einflussfaktoren vielfältig: Z. B.
Entwicklung der Größe des Gesamtmarktpoten-zials für Elektromobilität, Entwicklung der Mobi-litätskonzepte, Batterietechnologieentwicklung (inkl. technische Leistungsparameter und Kos-ten), Art, Umfang und Intensität politischer Rah-menbedingungen, gesellschaftliche bzw. Nutzer-akzeptanz und gesellschaftliche Veränderungen, Nutzungs- und Dienstleistungsmodelle.
Das Diffusionsmodell von bAss (1969) ist hier-bei nach dem exponenziellen oder logistischen Diffusionsmodell das einfachste Modell zur Beschreibung der Markteinführung und Diffusion innovativer Produkte unter Berücksichtigung von Innovations- und Imitationseffekten, welches die globale Entwicklung, insbesondere der Elek-tro-Pkw-Verkäufe zwischen 2010 und 2019 hin-reichend exakt reproduziert und für die Zukunft die Spannbreite existierender Marktprognosen wiedergibt (thielMAnn et al. 2018). Das Modell betrachtet den Anteil von Erstkäufen aufgrund der Neuartigkeit des Produktes (Innovatoren, Innova-tionskoeffizient p) bzw. aufgrund seiner Verbrei-tung (Imitatoren, Imitationskoeffizient q).
Abb. 1.6 zeigt exemplarisch die Entwicklung der globalen Neuzulassungszahlen zwischen 2010 und 2019 für batterieelektrische Fahrzeuge (BEV) der Kategorie Mini. Analog zu Abb. 1.7 wurden die Parameter p und q des Diffusionsmodells für alle elektrischen Antriebsarten und Fahrzeugkate-gorien anhand der Daten bis 2019 auf bestmögli-chen Fit angepasst. Dieser Fit vernachlässigt den bisherigen deutlichen Rückgang bei den Neuzu-lassungszahlen aufgrund der Covid-19-Situation in 2020 und stellt damit eher ein optimistisches Szenario dar (Maximalmodell, schnelle Diffusion).
Erste Prognosen für die Entwicklung der Fahr-zeug- und Elektrofahrzeugmärkte in 2020 gehen auch für das Gesamtjahr 2020 von einem star-ken Rückgang im zweistelligen Prozentbereich aus (blooMbergneF 2020). Ein entsprechender Fit des Modells mit einem hypothetischen Daten-punkt für 2020, welcher einen Rückgang der EV-Märkte um 18 % annimmt, wurde für die Beschrei-bung des Minimalmodells (langsame Diffusion) herangezogen.
Um eine mögliche Marktsättigung im Modell zu beschreiben, wurde bei der Modellierung der Marktdiffusion von Elektrofahrzeugen weiter ange-nommen, dass die Neuzulassungszahlen über alle Antriebsarten hinweg (Elektrofahrzeug (EV) und Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor (ICE), siehe Tab. 1.5, eine natürliche maximale Grenze für das Wachstum des xEV-Marktes darstellt.
Es ist jedoch denkbar, dass nicht der gesamte Fahrzeugmarkt durch batterieelektrische (BEV) oder Plug-in-Hybride (PHEV) Antriebskonzepte adressierbar sein könnte. Insbesondere aufgrund von Reichweiten- oder Nutzungsanforderungen, Tab. 1.5: Fahrzeugmärkte nach
Fahrzeug-kategorien für die Szenarien SSP1, 2 und 5
2025 2030 2035 2040