Verbrennungsmotoren: Wege zur Energieeinsparung und Emissionsreduzierung

Die Brennerindustrie ist ein bedeutender Sektor innerhalb der Fertigungs- und Anlagenindustrie. Brenner dienen als primäre Energiequelle für Fahrzeuge wie Pkw und Motorräder, Baumaschinen, Landmaschinen, Schiffe, Lokomotiven, geologische und Erdölbohrgeräte, Verbrennungsmotoren, Militärmaschinen und Spezialmaschinen. Die Brennerindustrie bildet die Grundlage für die Transformation traditioneller Industrien und dient als technologisches Mittel zu deren Modernisierung.
Seit der Gründung der Volksrepublik China vor 60 Jahren hat sich diese grundlegende Branche von klein zu groß und von stark zu stärker entwickelt.
Das Bestreben von „groß“ zu „stark“

Von einfacher Nachahmung über die allmähliche eigenständige Entwicklung bis hin zur Einführung, Aneignung und Neuerfindung fortschrittlicher technologischer Ausrüstung ist die Brennerindustrie in China aus dem Nichts entstanden, von klein zu groß gewachsen und hat sich von schwach zu stark gewandelt.
Im Jahr 2008 produzierte China 61,12 Millionen Brenner mit einer Gesamtleistung von 10,3 Milliarden Kilowatt und avancierte damit zu einem bedeutenden Brennerhersteller. Von anfänglicher einfacher Nachahmung über die schrittweise eigenständige Entwicklung bis hin zur Einführung, Integration und Weiterentwicklung fortschrittlicher Technologien – parallel zur industriellen Entwicklung Chinas ist die Brennerindustrie aus dem Nichts entstanden, von klein zu groß gewachsen und hat sich von einem schwachen zu einem starken Unternehmen entwickelt.
In den vergangenen 60 Jahren gab es zahlreiche technologische Durchbrüche und Innovationen, die zu einer rasanten Verbesserung der technologischen Kompetenz sowie der Produktions- und Absatzmengen der chinesischen Brennerindustrie führten. Gleichzeitig expandierte das Unternehmen auf dem Inlands- und Auslandsmarkt und integrierte sich durch einen schwierigen Prozess schrittweise in das globale System der Brennerindustrie.

Aktuell prägen unabhängige Entwicklung, Assimilation, Re-Innovation und integrierte Innovation die technologischen Innovationsansätze in der Verbrennungsindustrie. Die Einführung von Schlüsseltechnologien für die Montage sowie die unabhängige Entwicklung und das Management haben sich als dominierende Formen etabliert. Im Bereich der Pkw-Motoren konzentriert sich die technologische Entwicklung auf Assimilation und Re-Innovation. Bezogen auf den Anteil an Komplettfahrzeugen machen Eigenmarkenprodukte im Pkw-Motorensektor 30 % des Gesamtmarktes aus. Bei Nutzfahrzeug-Dieselmotoren hat sich ein Entwicklungsmodell herausgebildet, das von unabhängiger und integrierter Innovation dominiert wird. Bezogen auf den Anteil an Komplettfahrzeugen erreichen Eigenmarken-Dieselmotoren einen Marktanteil von über 60 % im Inland. Im Bereich der Landmaschinen existiert ein eigener Markt für Mehrzylinder-Dieselmotoren. „Made in China“-Dieselmotoren decken im Wesentlichen den Bedarf an Zusatzantrieben in chinesischen Landmaschinen.

Nach 60 Jahren des Kampfes hegt die chinesische Brennerindustrie große Hoffnungen und Ambitionen und strebt den Wandel von einem „großen“ zu einem „starken“ Akteur an. Der chinesische Verband der Verbrennungsmotorenindustrie hat Prognosen für die Zukunft der Branche erstellt. Ziel der chinesischen Brennerindustrie ist es, neben ihrer bereits bestehenden Position als Großproduzent zu einem leistungsstarken Brennerhersteller zu werden. Durch weitere industrielle Umstrukturierungen soll ein stetiges Wachstum erzielt werden. Bis 2015 wird China mit einer Wachstumsrate von 7 % seine weltweit führende Position in der Brennerproduktion behaupten. Bis 2020 soll China zu einer globalen Größe in der Brennerindustrie aufsteigen. Bis dahin wird die Brennerindustrie unabhängige Innovationskapazitäten entwickelt haben; wichtige Produkte werden auf eigenständiger Entwicklung basieren; eine solide Basis für Komponenten und Teile wird geschaffen; der Eintritt in das internationale Beschaffungssystem wird die gleichzeitige Entwicklung verwandter Branchen, darunter der Automobil- und Landmaschinenindustrie, fördern; ein umfassendes Vertriebs- und Servicesystem wird etabliert sein. Letztendlich wird die Brennerindustrie zu einer Hightech-Industrie werden, die das nationale Wirtschaftswachstum maßgeblich unterstützt. Es wird kostengünstige, nutzerfreundliche und international wettbewerbsfähige Brennerprodukte liefern und zu einer immer wichtigeren Komponente des globalen Antriebsstrangs werden.

Energieeinsparung und Emissionsreduzierung sind die klare Richtung.
Chinas Brennerindustrie hat ihren Prozess der Angleichung an internationale Standards in Bezug auf Technologie und Umweltvorschriften beschleunigt, wobei der Schwerpunkt auf Energieeinsparung und Emissionsreduzierung liegt.
Wie kann der Wandel von „groß“ zu „stark“ gelingen? Energieeinsparung und Emissionsreduzierung sind dabei entscheidende Wege. Branchenkenner sehen den Innovationsschwerpunkt in der Brennerindustrie in diesen Bereichen, die gleichzeitig die technologischen Durchbrüche für viele Brennerhersteller in China darstellen.
Die Herausforderungen der nachhaltigen Entwicklung im Hinblick auf Ressourcen und Umwelt machen Energieeinsparung und Emissionsreduzierung zu einer unumgänglichen Option in der heutigen Gesellschaft. Die Eigenschaften der Brennerindustrie und ihrer Produkte bestimmen deren zentrale Rolle im Prozess der Energieeinsparung und Emissionsreduzierung. Selbstverständlich wird auch nach neuen Energiequellen gesucht, die ressourcenschonende und emissionsfreie Produktion ermöglichen. Derzeit herrscht jedoch in der Branche Einigkeit darüber, dass Brenner, die mit Erdöl betrieben werden, noch geraume Zeit die primäre Energiequelle bleiben werden. Angesichts dieser Situation ist es entscheidend, durch technologische Modernisierung und Innovation Energieeinsparung und Emissionsreduzierung bei Brennern zu erreichen.
Xing Min, stellvertretender Geschäftsführer und Generalsekretär des Chinesischen Verbandes der Verbrennungsmotorenindustrie, erklärte, dass die chinesische Brennerindustrie ihre Angleichung an internationale Standards in Bezug auf Technologie und Umweltauflagen beschleunigt habe, wobei der Fokus auf Energieeinsparung und Emissionsreduzierung liege. Im Bereich der Kraftstoffeinspritztechnologie habe China eigenständig elektronisch gesteuerte Benzin- und Dieselmotoren entwickelt, die Emissionsnormen über Euro III hinaus erfüllen, und zahlreiche Unternehmen hätten Software- und Hardwareplattformen für die Entwicklung dieser Technologie etabliert. Die eigenständige Forschung und Entwicklung von Common-Rail-Hochdruck-Einspritzsystemen habe bereits Erfolge erzielt. Die Turboaufladungstechnologie sei in chinesischen Dieselmotoren für Fahrzeuge weit verbreitet. Im Bereich der elektronischen Steuerungstechnik sei China derzeit in der Lage, elektronische Steuerungssysteme für komplette Kraftwerke zu entwickeln. In den letzten zehn Jahren habe sich die Anzahl der Patente im Bereich Brenner in China nahezu verzehnfacht. In den letzten Jahren seien die Partikelemissionen von Dieselmotoren für Fahrzeuge in China um 50 % und die Stickoxidemissionen um 40 % reduziert worden.

Neben der Erfüllung der Anforderungen einer nachhaltigen gesellschaftlichen Entwicklung verändern sich auch die Marktbedürfnisse, wobei der Bedarf an hochwertigen Motoren stetig wächst. Am Beispiel von Pkw-Motoren lässt sich dies verdeutlichen: Die Emissionsnormen für Pkw werden immer strenger, und die steigenden Ölpreise führen zu höheren wirtschaftlichen Anforderungen der Verbraucher an Pkw-Motoren. Xu Changming, Direktor der Abteilung Ressourcenentwicklung des Nationalen Informationszentrums, analysierte zudem den Markt für Nutzfahrzeugmotoren und kam zu dem Schluss, dass mit der steigenden Kaufkraft der Verbraucher, dem Wert der transportierten Güter sowie strengeren Energie- und Umweltschutzvorschriften für Nutzfahrzeuge die Nachfrage nach hochwertigen Nutzfahrzeugen und damit auch nach hochwertigen Motoren stetig steigen wird. Diese Nachfrage kann die Motorenindustrie nur durch Energieeinsparung und Emissionsreduzierung befriedigen. Innovationen sind gefragt, um neue energiesparende und emissionsreduzierende Produkte zu entwickeln und durch technologische Weiterentwicklungen qualitativ hochwertige Produkte herzustellen.

Strukturelle Anpassung ermöglicht industriellen "qualitativen Wandel"
Für die qualitative Transformation der Brennerindustrie von „Quantität“ zu „Qualität“ sind auch strukturelle Anpassungen und Verbesserungen notwendig, wobei Energieeinsparung und Emissionsreduzierung als Richtung für die strukturellen Anpassungen dienen.
Neben den technologischen Durchbrüchen durch kontinuierliche Forschung und Entwicklung erfordert die qualitative Transformation der Brennerindustrie von „Quantität“ zu „Qualität“ auch strukturelle Anpassungen und Verbesserungen. Energieeinsparung und Emissionsreduzierung dienen dabei als richtungsweisende Indikatoren für diese strukturellen Anpassungen.

Laut Xing Mins Analyse ist die goldene Ära des kontinuierlichen und rasanten Wachstums der Brennerindustrie vorbei. Die chinesische Brennerindustrie befindet sich in einer Phase der Anpassung. Trotz ihrer Vorteile in der Brennerproduktion bestehen weiterhin Nachteile hinsichtlich Industriestruktur und Produktmix: Skaleneffekte sind nicht ausgeprägt, es mangelt an Konzernvorteilen und Markenbekanntheit, es fehlt an Wettbewerbsvorteilen im Hightech-Bereich und die Forschungs- und Entwicklungskapazitäten sind unzureichend. Der Chinesische Brennerindustrieverband ist der Ansicht, dass Unternehmen ihre Anstrengungen zur Restrukturierung und Integration verstärken und die strategische Restrukturierung und Integration zwischen Brenneranlagenherstellern sowie zwischen Brennerherstellern und Zulieferbetrieben aktiv fördern sollten. Die Zusammenarbeit zwischen Hauptanlagenherstellern und verwandten Branchen (Zulieferbetrieben) sollte durch verschiedene Methoden wie Kapitalersatz, Kooperationen und strategische Partnerschaften diversifiziert werden, um eine intensive Zusammenarbeit mit starkem Austausch (verwandte Produkte), Komplementarität (Vorteile) und gegenseitigem Nutzen (Informationsaustausch, gemeinsame Lieferanten, gemeinsames Markt- und Dienstleistungssystem usw.) zu erreichen.

Hinsichtlich der Anpassung des Produktmixes ist der Brennerindustrieverband der Ansicht, dass erstens das Lastspektrum für chinesische Brennerprodukte optimiert und verbessert werden muss. Dazu gehören die Entwicklung und Verbesserung technischer Vorschriften und Normen in den Bereichen Leistung, Wirtschaftlichkeit, Umweltschutz und Zuverlässigkeit sowie die Etablierung und Verbesserung technischer Normen für Komponenten und Teile. Zweitens sollte der Verband sich nachdrücklich für unabhängige geistige Eigentumsrechte und Innovationen einsetzen und dabei die Entwicklung neuer Produktfamilien mit Verbesserungen bestehender Produkte als Ergänzung in den Fokus rücken. Ziel ist es, dass der Anteil unabhängig entwickelter Produkte und eigener Produktentwicklungen über 70 % liegt und der Anteil von Produkten mit neuen technologischen Weiterentwicklungen maximal 30 % beträgt. Dies bildet eine solide Grundlage für die Weiterentwicklung der Produkte und ermöglicht ihnen, ein höheres technologisches Niveau zu erreichen. Gleichzeitig setzt sich der Brennerindustrieverband vorrangig für die Umsetzung des Plans für umweltfreundliche Produktion ein. Dieser beinhaltet die Förderung von Wiederaufbereitungstechnologien, die Auswahl von zehn Vorzeigeunternehmen für Energieeinsparung, Emissionsreduzierung und umweltfreundliche Produktion in der Branche sowie die Organisation von Erfahrungsaustauschen mit anderen Unternehmen. Förderung umweltfreundlicher Fertigungstechnologien, Sensibilisierung der Unternehmen für umweltfreundliche Fertigung und Lösung technischer und anderer Probleme im Bereich der umweltfreundlichen Fertigung; aktive Unterstützung des Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie beim Aufbau einer Projektreservebibliothek für den technologischen Wandel zur industriellen Energieeinsparung und Emissionsreduzierung, Empfehlung von Energiespar- und Emissionsreduzierungstechnologien in der Brennerindustrie und Umsetzung von Reserveprojekten.
Durch verschiedene Anpassungen wird die Brennerindustrie „eine weitere Konzentration der Produktion, deutliche Verbesserungen der wirtschaftlichen Vorteile, erhebliche Steigerungen der Entwicklungs- und Innovationsfähigkeit der Unternehmen sowie ein neues Niveau an technologischer Raffinesse für die Produkte erreichen“.