Die Zukunft der Motorenöle im Zeitalter der E-Mobilität

Boris Zhmud (Head of R&D of BIZOL Germany GmbH) auf der Automechanika Academy 2018

Wir sind stolz darauf, dass wir in diesem Herbst im Rahmen der Automechanika Academy in der von Porsche gesponserten Innovation Hall einen Vortrag auf der Automechanika Frankfurt 2018 halten durften. Prof. Boris Zhmud, Leiter Forschung und Entwicklung bei BIZOL, gab einen Ausblick auf die Zukunft der Motorenöle im Zeitalter der E-Mobilität. Wir haben uns auch gefreut, dass dieser Vortrag eine intensive Debatte in den Medien über die Umweltauswirkungen der E-Mobilität ausgelöst hat.

Hier sind einige Highlights aus Zhmuds Präsentation:

Angesichts der Notwendigkeit, die neuen Ziele für die durchschnittliche Flottenemission zu erreichen, entscheiden sich die Automobilhersteller für die Elektrifizierung des Antriebsstrangs. Befürworter der E-Mobilität glauben, dass die Zeit für eine Abkehr von fossilen Brennstoffen gekommen ist. Dies weckt bei den Schmierstoffherstellern Bedenken hinsichtlich der Zukunft des Motoröls.

Zhmud weist darauf hin, dass die Stromerzeugung weltweit alles andere als CO2-neutral ist. In Deutschland beispielsweise ist jede 1 kWh Strom mit einer CO2-Strafe von 520 g in Form von Treibhausgasemissionen verbunden.

Das ist nicht verwunderlich, da das deutsche Stromnetz weitgehend von Kohle abhängig ist. Die folgende Grafik zeigt den Anteil der gesamten Stromerzeugung aus verschiedenen Quellen für die USA, China, Japan und Dänemark. 

Ein weiterer wichtiger Faktor, der den "Zero-Emission-Hype" untergräbt, ist der verkörperte CO2-Fußabdruck von Elektrofahrzeugen aufgrund des Energieverbrauchs während ihrer Herstellung.

In jüngster Zeit wurden mehrere Studien durchgeführt, in denen der Lebenszyklus der Treibhausgasemissionen von Autos mit Verbrennungsmotor und ihren batteriebetriebenen Analoga verglichen wurde. Diese belegen schlüssig, dass die Vorteile der Elektrifizierung des Antriebsstrangs erst dann voll ausgeschöpft werden können, wenn ein grünes Stromnetz weltweit verfügbar ist. 

Darüber hinaus stellt sich die logische Frage: Was ist die treibende Kraft hinter diesem ganzen Wirbel um die E-Mobilität? Die Antwort ist einfach: Politik. Zum Beispiel eine Hybrid-Porsche-Sportlimousine mit 500 PS (Quelle: Naema Ahmed, Axious) schafft es, im offiziellen WLTP-Test deutlich unter der 95 g CO2/km-Grenze zu punkten. In der Ingenieursgemeinde wird dies als "Beating the Test" bezeichnet, da die "offizielle" Zahl nicht mit den Ergebnissen der Lebenszyklusanalyse korrelieren muss.

Darüber hinaus stellt sich die logische Frage: Was ist die treibende Kraft hinter diesem ganzen Wirbel um die E-Mobilität? Die Antwort ist einfach: Politik. So gelingt es beispielsweise einer 500 PS starken Hybrid-Sportlimousine von Porsche, im offiziellen WLTP-Test deutlich unter dem CO2-Grenzwert von 95 g/km zu liegen. In der Ingenieursgemeinde wird dies als "Beating the Test" bezeichnet, da die "offizielle" Zahl nicht mit den Ergebnissen der Lebenszyklusanalyse korrelieren muss.

Gleichzeitig trägt die Elektrifizierung tatsächlich dazu bei, die Emissionen von Fahrzeugen im dichten Stadtverkehr zu reduzieren, und ist schon deshalb aus ökologischer Sicht als positive Entwicklung zu betrachten. In Zukunft, wenn ein saubereres Stromnetz auf der ganzen Welt geschaffen wird, wird die E-Mobilität tatsächlich zu einem tragfähigen Beitrag zur globalen Reduzierung der Treibhausgasemissionen.    Leider ist dies – aus wirtschaftlichen Gründen – unwahrscheinlich, bis die Menschheit fossile Brennstoffe haben sie nicht vollständig aufgebraucht. 

Der gute alte Verbrennungsmotor (ICE) wird also noch Jahrzehnte im Einsatz bleiben. Es wird erwartet, dass Hybridantriebe bis 2040 den Verkauf von Neufahrzeugen dominieren werden, wobei selbst dann noch mehr als 80 % der Fahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet sind. Damit wird der Sorge der Schmierstoffhersteller Rechnung getragen, dass der Umstieg auf E-Mobilität das Ende ihres Geschäfts bedeutet. Das wird zumindest in absehbarer Zeit nicht passieren. Tatsächlich ist die Nachfrage nach hochwertigen synthetischen Schmierstoffen auf Wachstumskurs. Dieses Wachstum ist notwendig durch die zunehmende Raffinesse zukünftiger Verbrennungsmotoren, die qualitativ hochwertigere Schmierstoffe erfordern.

Die Hauptmerkmale künftiger Kfz-Schmierstoffe werden durch technologische Trends in der Automobilindustrie bestimmt, darunter ein wachsender Bestand an Hybrid-Elektrofahrzeugen, eine höhere Leistungsdichte von Verbrennungsmotoren durch Downsizing und Boosting, die allgemeine Akzeptanz der Start-Stopp-Funktion, eine bessere Kraftstoffqualität und die obligatorische Verwendung erneuerbarer und/oder sauerstoffhaltiger Kraftstoffe, strengere Emissionsvorschriften, der Einsatz neuer Abgasnachbehandlungssysteme wie DPF, DOC, SCR, LNT, TWC, GPF usw., neue Materialien, die verwendet werden, um Reibungsreduzierung und Gewichtsreduzierung zu erreichen, und so weiter.

Ein wichtiger Entwicklungsschwerpunkt bleibt die Verbesserung der Effizienz des Antriebsstrangs. Durch die Verbesserung des thermodynamischen Wirkungsgrads des Verbrennungsmotors und die Verringerung der Reibung des Antriebsstrangs kann man mit den bereits verfügbaren technischen Lösungen eine Reduzierung der CO2-Emissionen um 20 bis 30 % erreichen. Allein die Entwicklung des Schmierstoffs kann zu einer Reduzierung der CO2-Emissionen um bis zu 10 % führen. Diese Werte sind im Vergleich zu dem, was die Elektrifizierung des Antriebsstrangs mit den vorhandenen "schmutzigen" Energiemixen mit sich bringt, günstig.

Bei BIZOL haben wir uns bewusst strategisch dafür entschieden, uns auf hochwertige vollsynthetische Schmierstoffe zu konzentrieren und den Rest dem Wettbewerb zu überlassen. Die aktuellen Trends im Schmierstoffgeschäft beweisen die Richtigkeit dieses Schritts. In der kommenden Ära der E-Mobilität sieht unsere Zukunft rosiger aus als je zuvor.

Prof. Zhmud wird diese aktuellen Themen auf dem European Base Oils & Lubricants interactive Summit vom 28. bis 29. November 2018 in Florenz, Italien, weiter diskutieren.