Pressekonferenz, Wien 2007: “Schon wieder eine CO2 Diskussion?

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1 Pressekonferenz, Wien 2007: “Schon wieder eine CO2 Diskussion?
Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen” Dr. Burkhard Wies Dr. B. Wies - Tire Line Development worldwide

2 CO2 Emission / Ökobilanz EU Gesetzesinitiative Reifen
Agenda CO2 Emission / Ökobilanz EU Gesetzesinitiative Reifen Zielkonflikte und Lösungsansätze am Reifen Systemvernetzung: Reifen und Elektronik Profiltiefe im Zielkonflikt Sicherheit und Ökologie

3 10 % Verbesserung im Rollwiderstand bei allen Reifen…
Einsparpotentiale durch Fahrzeugreifen * Ökologische Gesichtspunkte beeinflußt durch den Rollwiderstand am Reifen 10 % Verbesserung im Rollwiderstand bei allen Reifen… … bedeutet für einen LKW … Einsparung von Dieselkraftstoff 1,3 l / 100 km … Reduzierung der CO2 Emission um ca. 35 g/km ( 1,8 Mio. t / Jahr; Reduzierung um ~ 4%) … bedeutet für einen PKW … Kraftstoff-Einsparung von ca. 0,08 l / 100 km … Reduzierung der CO2 Emission um ca. 2 g/km ( 1,4 Mio. t / Jahr; Reduzierung um ~ 1,3%) * Deutschland

4 PKW: 46,6 Mio.  106,2 Mio. t CO2 LKW: 2,6 Mio.  53,1 Mio. t CO2
Wer verursacht CO2 Emissionen? Anteile der CO2-Verursacher Kraft- und Fernheizwerke 43,2% Privathaushalte 13,0 Übriger Verkehr 7,1% (ca. 6% davon LKW) PKW 11,9% Industrie, Gewerbe, Handel 24,8% PKW: 46,6 Mio.  106,2 Mio. t CO2 LKW: 2,6 Mio.  53,1 Mio. t CO2 Gesamt: ,3 Mio. t CO2 Quelle: ADACmotorwelt 4/2007 Quelle: ADACmotorwelt 4/2007Kraftfahrt-Bundesamt; Umweltbundesamt

5 CO2 Emissionen / Ökobilanz

6 Wirkungs- kategorien 1 2 5 Emissionen Abfälle Sachbilanz Lebenszyklus
Ökobilanz - Prozessablauf Wirkungs- kategorien 1 2 5 Emissionen Abfälle Sachbilanz Rohstoffe Produktion Nutzung Entsorgung Lebenszyklus

7 Ökobilanz – Der Lebensweg eines Pkw-Reifens
“Bitte ankreuzen !” In welcher Phase entstehen die meisten Umweltbelastungen? Rohstoff- gewinnung Produktion Nutzung Altreifen ContiEcoContact 3

8 Wirkungskategorien Energieaufwand Treibhauspotential
Ökobilanz - Wirkungskategorien Wirkungskategorien Energieaufwand Treibhauspotential Versauerungspotential Eutrophierungspotential Sommer-Smog Öko- und humantoxisches Potential Wenn Bäche, Flüsse und Seen mit anorganischen Nährstoffen, wie Phosphor und Stickstoffverbindungen überlastet werden, spricht man von Eutrophierung. Durch diesen Anstieg verändert sich die Trophiestufe des Gewässers (von oligotroph über mesotroph zu eutroph und hypertroph) und damit auch der Aufbau des Ökosystems.

9 Ergebnis der Ökobilanz – konventioneller Pkw-Reifen
Ökobilanz – Aufwände bei PKW-Reifen Ergebnis der Ökobilanz – konventioneller Pkw-Reifen 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Relative Beiträge [%] Herstellung von Rohstoffen Produktion des Reifens Nutzung des Energieaufwand Treibhauseffekt Versauerung Eutrophierung Sommer-Smog Transporte

10 Energiebilanz eines Pkw-Reifens in Litern Erdöl
Ökobilanz - Energiebilanz Energiebilanz eines Pkw-Reifens in Litern Erdöl Neureifen Runderneuerter Material und Herstellung Transporte Nutzung (Rollwiderstand) Thermische Verwertung Summe pro Reifen Summe für 4 Reifen 20 l 1l 200 l -6 l 215 l 860 l -11l +12 bis 24l +4 bis 50l

11 EU Gesetzesinitiative Reifen

12 Geplante Gesetzgebung der EU
Die EU plant eine Regulierung wichtiger Reifeneigenschaften gültig ab 2009. Konkret wird zur Zeit an folgenden Themen gearbeitet: Klassifizierung des Rollwiderstandes Mindestgrenzwerte des Nassgriffs Neue Mindestgrenzwerte für Geräuschentwicklung TPMS-Pflicht (Tire Pressure Monitoring System) Mehrere Gesetzesvorschläge werden zur Zeit bearbeitet. Dabei sollte ein sinnvoller Kompromiss zwischen Sicherheitsaspekten und Umweltanforderungen für eine EU-Richtlinie gefunden werden. Bei der Regulierung des Rollwiderstands und der Geräuschentwicklung, jedoch müssen einige Randbedingungen berücksichtigt werden:

13 1. Möglichkeiten zur Regulierung des Rollwiderstands
Geplante Gesetzgebung der EU 1. Möglichkeiten zur Regulierung des Rollwiderstands Festlegung eines Grenzwertes (Limit) Festlegung eines Grenzwertes mit zeitlicher Komponente Festlegung eines Grenzwertes mit Bewertungssystem (“Grading”) Das Bewertungssystem (Grading) ist noch offen, eine Kennzeichnung ähnlich der “weissen Ware” (Kühlschränke, Waschmaschinen, Trockner, ...) ist in Diskussion. Aus technischer Sicht ist eine alleinige Regulierung des Rollwiderstands nicht sinnvoll, denn Reifen sind keine Kühlschränke!

14 TYRE ENERGY EFFICIENCY
EU-Vorschlag: Rollwiderstands-Label TYRE ENERGY EFFICIENCY Rollwiderstands-Koeffizient bei 80 km/h *. Marke : Continental Eco Contact 3 Model : 195/65R15 91 T hohe Wirtschaftlichkeit niedrige Wirtschaftlichkeit A A < 9 kg/t B 9 – 10,5 kg/t C 10,5 – 12 kg/t D 12 – 13,5 kg/t * gemessen in Bezug auf ISO 28580

15 Nordic-Winterreifen 90%
Geplante Gesetzgebung der EU 2. Mindestgrenzwerte für Nassgriff ECE-Regulation 117 sieht Mindestgrenzwerte für Nassbremsen auf standardisierter Oberfläche ( ISO 23671) in Relation zu einem Standardreifen SRTT (Uniroyal TigerPaw 195/75 R14) vor. Diese gesetzliche Regelung berücksichtigt in keiner Weise den Stand der Technik. 110 Sommereifen 110% 100 SRTT=100 Winterreifen 100% 90 Nordic-Winterreifen 90% TigerPaw

16 EU: Winterreifen = Uniroyal TigerPaw (SRTT) Ref. Reifen
Nassbremsperformance von Winterreifen verschiedener Hersteller (BPN=48,6) Test gemäß ISO 23671 A++ Nassgriff-Gradingvorschlag Continental A+ A B Nassbremsen mit ABS C D EU: Winterreifen = Uniroyal TigerPaw (SRTT) Ref. Reifen E F 1 2 3 4 5 6 7 8 Wettbewerber

17 3. EU-Vorschlag zur Regulierung der Geräuschentwicklung
Geplante Gesetzgebung der EU 3. EU-Vorschlag zur Regulierung der Geräuschentwicklung Sofern diese gesetzliche Regelung, wie in der Tabelle aufgezeigt, in Kraft tritt, wird die Reifenentwicklung einen sicherheitstechnischen Rückschritt machen. PKW- Reifen Klassen Reifenbreite (mm) Grenzwert (dB A) Reduzierung zu bestehenden Grenzwerten C1A ≤ 185 71 2.5 – 4.5 C1B > 185 ≤ 215 72 4.5 C1C > 215 ≤ 245 5.5 C1D > 245 ≤ 275 73 C1E > 275 75 2.5 Reifen Klassen Reifenbreite (mm) Grenzwert (dB A) Reduzierung zu bestehenden Grenzwerten C2 (LLKW) Normal 71 5.5 Schnee (M+S) 72 6.5 Spezial 74 C3 (LKW) 73 75

18 Geräuschentwicklung am Reifen, die die Anforderungen der EU berücksichtigen würden:
Design-Restriktionen Grenzwert des EU-Vorschlags Vorbeifahr-Geräuschpegel dB(A) Messwerte aus Vorbeifahrt 80 km/h freirollend Bsp.: 215/55 R16 Laufstreifenprofile

19 bis zu 10 Mio Tonnen CO2 jährlich eingespart werden.
Geplante Gesetzgebung der EU 4. TPMS-Pflicht EU plant Plicht für Reifenluftdruckkontrollsysteme (TPMS) als sinnvollen Beitrag zur Verringerung der CO2-Emissionen. Mit dieser Maßnahme können neben der weiteren Steigerung der Sicherheit bei Reifenschäden bis zu 10 Mio Tonnen CO2 jährlich eingespart werden. TPMS: Tire Pressure Monitoring System automatische Reifenluftdruck-Überwachung

20 Rollwiderstand: Zielkonflikte und Lösungsansätze am Reifen

21 Aufteilung des Verbrauchs nach Fahrwiderständen (Drittelmix) 16% 36%
Trägheitswiderstand Innere Reibung Luftwiderstand Rollwiderstand Aufteilung des Verbrauchs nach Fahrwiderständen (Drittelmix) Rollwiderstand 16% Luftwiderstand 36% 4,5% Widerstand durch innere Reibung 32% - Trägheitswiderstand (Beschleunigung) 0,4% Gesamt Widerstand 100% 20,9% Anteil der Reifen

22 Laufstreifenmischungen
Zielkonflikte: Rollwiderstand / Nassgriff Laufstreifenmischungen Niveau 3 ABS Nassbremsen Entwicklungsziele für Mischungen Niveau 2 Niveau 1 Verschiebung der Eigenschaften Verbrauch /Rollwiderstand (besser)

23 ROWI-Klassen nur sinnvoll in Kombination mit Nassgriffklassen
Festlegung eines Limits + Grading für Rollwiderstand und Nassgriff ABS Nassbremsen LIMIT ROWI-Klassen nur sinnvoll in Kombination mit Nassgriffklassen „WET Grading“ RR Grading D C B A LIMIT Verbrauch /Rollwiderstand (besser)

24 Generelle Regeln zur Minimierung des Rollwiderstands
Möglichst geringe Gummimenge Möglichst geringe Materialdämpfung Möglichst geringe Materialverformung

25 Entwicklung des Rollwiderstands
Bezugsdimension:195/65 R15 CR Silica 1,4 1,0 0,75 CEC 3 Cap/Base FEM Kalkulation Neue Materialien/Konstruktionen 1990 1995 2000 2005 2007 2010

26 Rollwiderstand durch FEM Berechnung Bauteil Einfluss auf Rowi <1%
6. Innenschicht 7. Seitenwand 8. Kernprofil 9. Kern 10. Hornprofil Bauteil Laufstreifen Oberteil Laufstreifen Unterteil Bandage Gürtel Karkassgewebe Einfluss auf Rowi 50% 20% 5-10% <1% 10-15%

27 Was können zukünftig verschiedenen Bereich des Reifenbaus zur Reduzierung des Rollwiderstands beitragen? Kategorie Baugruppe Potential 2010 Min [%] Max Potential Min [%] Max Mischung Base Unterbau (Gürtel, SW, Wulst) Konstruktion Alternative Gürtel-Konstruktionen Karkass-Konstruktionen Festigkeitsträger Kontur Optimierte Kontur SW & Laufstreifen Laufstreifen red. Profiltiefe Void- and Steifigkeitsoptimierung Prozeß Vulkanisation Reifenbau Geschätzte Reifen Performance

28 Systemvernetzung: Reifen und Elektronik

29 Einhaltung des PKW Reifenluftdrucks im Feld
Häufigkeitsverteilung Reifenluftdruck Luftdruck und Rollwiderstand Häufigkeit in % Rollwiderstand Minderluftdruck Minderluftdruck Beispiel für vermeidbaren Kraftstoffverbrauch: 1 bar Minderluftdruck entspricht 30% höherem Rollwiderstand. Das verursacht rund 9% mehr Kraftstoffverbrauch im Stadtverkehr.

30 Motorräder PKW LKW TPMS ITS * DDS TPMS ITS ITS Integration in EBS
nur in EBS TPMS ITS ITS Integration in EBS (MAB / MIB) Integration in EBS Integration in RKE “Stand alone System” “Stand alone System” * Noch nicht entschieden

31 ITS System “Dashboard” oder externes Display ECU ( Receiver)
3 P: 5,2 P: 5,7 P: 5,0 P: 5,1 P: 4,9 P: 3,1 P: 5,6 P: 5,3 P: 4,2 3 1 2 1 1 “Dashboard” oder externes Display 1 )))))))))))))) 1 )))))))))))) 2 2 )))))))))))))) 1 ECU ( Receiver) 1 ITS Modul (Batterie integriert)

32 ITS für PKW mit weiteren integrierten Funktionen
Weitere Funktionen: Messbarkeit der einzelnen Reifenbelastung ITS unterstützt elektronische Bremssysteme Überlastwarnung Erkennung des PKW-Schwerpunkts ITS unterstützt elektronische Dämpfungssysteme Sensorreduzierung der Hauptscheinwerfer-Regulierung

33 PKW-Schwerpunkt (Center of Gravity COG)
Reifenlast HR COG (dyn) Reifenlast HL COG (stat) Reifenlast FR Reifenlast FL

34 Profiltiefe im Zielkonflikt Sicherheit und Ökologie

35 2005 “Worn Tyres Shock” Artikel in Autoexpress
2006 “Wet-Einsatz” in ams 2007 Testworld hat entsprechende Profiltiefenstudien durchgeführt, weitere Zeitschriften befinden sich im Planungsstadium Conti empfiehlt 3mm Mindestprofiltiefe seit ca 20 Jahren Seit 2003 wird das Thema insbesondere in Grossbritannien verstärkt untersucht ams - August 2006 autoexpress - May 2005

36 Bremsweg vs. Profiltiefe (100 – 0km/h)
Bremswege auf nasser Fahrbahn bei unterschiedlichen Restprofiltiefen Bremsweg vs. Profiltiefe (100 – 0km/h) trockene Fahrbahn Profiltiefe [mm] Nasse Fahrbahn Bremsweg [%] Testergebnisse der “Motor Industry Research Association (MIRA”) United Kingdom UK

37 Einfluß der Profiltiefe auf Nassperformance
Nässe Gesamt: Nassbremsen, Aquaplaning längs und quer 205/55 R16 Mittelwert über verschiedene Wettbewerber 100 90 Nässe Gesamt % 80 70 60 voll 5 mm 3 mm 1.6 mm Profiltiefe

38 Restprofiltiefe RPT [mm]
Änderung der Reifeneigenschaften mit der Restprofiltiefe (RPT) Continental empfiehlt 4.0 mm RPT für Winterreifen Continental empfiehlt 3.0 mm RPT für Sommerreifen Eigenschaften [%] Gesetzliches Limit RPT = 1.6 mm Nassbremsen 100 Schneetraktion 75 Komfort & Nasshandling Aquaplaning längs 50 Aquaplaning quer 25 Restprofiltiefe RPT [mm] 8 6 4 2

39 Restprofiltiefe RPT [mm]
Änderung der Reifeneigenschaften mit der Restprofiltiefe (RPT) Continental empfiehlt 4.0 mm RPT für Winterreifen Eigenschaften [%] Continental empfiehlt 3.0 mm RPT für Sommerreifen Gesetzliches Limit RPT = 1.6 mm 150 Rollwiderstand Trockenhandling & Trockenbremsen 100 Nassbremsen Schneetraktion Komfort & Nasshandling Aquaplaining längs Verschlechterung Vorbesserung 50 Aquaplaning quer Restprofiltiefe RPT [mm] 8 6 4 2

40 ca. 80 % seines Abriebpotentials Restprofiltiefe RPT [mm]
Verlust and Sicherheit und Wirtschaftlichkeit bei Änderung der Restprofiltiefe Conti empfiehlt 4.0 mm Restprofiltiefe RPT bei Winterreifen Eigenschaften [%] Conti empfiehlt 3.0 mm RPT bei Sommerreifen Gesetzliches Limit RPT = 1.6 mm Nassgriffverhalten 100 Bis auf RPT von 3 mm verliert ein Reifen % seiner Sicherheitseigenschaften Abrieb (rest) 75 50 25 ca. 80 % seines Abriebpotentials Restprofiltiefe RPT [mm] 8 6 4 2

41 ca. 80 % seines Abriebpotentials ca. 20 % seines Abriebpotentials
Verlust and Sicherheit und Wirtschaftlichkeit bei Änderung der Restprofiltiefe Conti empfiehlt 4 mm Restprofiltiefe RPT für Sommerreifen Eigenschaften [%] Conti empfiehlt 3mm RPT für Winterreifen Gesetzliches Limit RPT = 1,6 mm Nassgriffverhalten 100 Bis auf RPT von 3 mm verliert ein Reifen 30 % seiner Sicherheitseigenschaften Abriebleistung 75 Innerhalb der letzten 1.4 mm RPT verliert zus. 25 % seiner restl. Sicherheitseigenschaftgen 50 25 ca. 80 % seines Abriebpotentials ca. 20 % seines Abriebpotentials TPD [mm] 8 6 4 2

42 Sehr einseitig ausgelegter Reifen
Danke für die Aufmerksamkeit… und denken Sie dran: ein Reifen ist kein Kühlschrank!!!