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Postfossile Energieversorgungsoptionen für einen treibhausgasneutralen Verkehr im Jahr 2050
Postfossile Energieversorgungsoptionen für einen treibhausgasneutralen Verkehr im Jahr 2050
eine verkehrsträgerübergreifende Bewertung
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Schlagwörter
Elektromobilität, EE-Gas, Power to Liquid
Zitation
INFRAS (Hrsg.), 2014. Postfossile Energieversorgungsoptionen für einen treibhausgasneutralen Verkehr im Jahr 2050, 2014. [online]. Verfügbar unter: https://openumwelt.de/handle/123456789/8478
Zusammenfassung deutsch
Die vorliegende Studie "Postfossile Energieversorgungsoptionen für einen treibhausgasneutralen Verkehr im Jahr 2050: Eine verkehrsträgerübergreifende Bewertung" zeigt auf, welche Kombinationen aus Antriebssystem und Kraftstoff - auch als Energieversorgungsoption bezeichnet - einen treibhausgasneutralen Verkehr in Deutschland im Jahr 2050 möglich machen. Auf Basis bestehender Forschungsarbeiten und Studienergebnisse wird ein systematischer Überblick über postfossile Optionen gegeben. Zu den potentiellen postfossilen Kraftstoffen zählen regenerativer Strom, aus regenerativem Strom hergestellte Kraftstoffe wie Power-to-Gas (PtG-Wasserstoff, PtG-Methan) und Power-to-Liquid (PtL) sowie Biokraftstoffe, zu den Antrieben neben Verbrennungsmotoren Elektromotoren, Hybride (Plug-in-Hybride, Elektrofahrzeuge mit Range-Extender) sowie Brennstoffzellen. Für Pkw, Lkw, Linienbus, Flugzeug und Seeschiff wurde untersucht, mit welcher postfossilen Energieversorgungsoption die jeweils höchsten Treibhausgasminderungen erreicht werden können. Außerdem wurden weitere ökologische, ökonomische, technische, infrastrukturelle sowie systemische Aspekte indie ganzheitliche Bewertung der Energieversorgungsoptionen einbezogen. Die Gesamtbewertung aller Aspekte zeigt: Wenn Strom direkt im Fahrzeug genutzt werden kann, ist dies die effizienteste, ökologischste und meist auch ökonomischste Option. Ob dabei rein batterieelektrische Fahrzeuge oder Plug-In-Hybride die beste Wahl darstellen, hängt von den erforderlichen Reichweiten und davon ab, ob - wie beim Linienbus - Oberleitungen oder Schnelllademöglichkeiten genutzt werden können. Strom lässt sich aber nicht immer direkt nutzen. Bei Flugzeugen im Langstreckenverkehr und Seeschiffen im internationalen Verkehr werden auch zukünftig nach heutiger Sicht keine Elektroantriebe möglich sein. Daher werden Biokraftstoffe der 2. Generation aus Restholz und -stroh ebenso wie stromgenerierte Kraftstoffe wie PtG-Methan und PtL eine wichtige Rolle spielen. Da Biokraftstoffe der 2. Generation im globalen Maßstab nur ein begrenztes Mengenpotential aufweisen, sind für einen treibhausgasneutralen Luft- und Seeverkehrstromgenerierte Kraftstoffe zwingend notwendig. Aber auch Plug-in-Hybride benötigen für den Verbrennungsmotor flüssige Kraftstoffe. Somit ist auch der Pkw-Verkehr langfristig neben Biokraftstoffen der 2. Generation auf stromgenerierte Kraftstoffe angewiesen. Für den Lkw-Fernverkehr zeigt derzeit keine der untersuchten postfossilen Energieversorgungsoptionen eindeutige Vorteile; hier besteht weiterer Forschungsbedarf. Klar ist aber, dass bei schweren Lkw im Fernverkehr selbst im Jahr 2050 rein batterieelektrische oder Plug-in-Varianten nicht möglich sein werden. Für alle postfossilen Optionen gilt: Keine Option ohne Nachteile. Beispielsweise sind Elektromobilität, Biokraftstoffe der 2. Generation sowie stromgenerierte Kraftstoffe gerade in der Einführungsphase oftmals teurer als konventionelle Kraftstoffe. Stromgenerierte Kraftstoffe schneiden aufgrund der Energieverluste bei der Herstellung nurdann ökologisch vorteilhaft ab, wenn sie ausschließlich aus regenerativem Strom hergestellt werden. Dennoch müssen neue Konzepte frühzeitig entwickelt und Anlagenkapazitäten rechtzeitig errichtet werden, um bis 2050 eine breite Einführung zu ermöglichen - auch wenn beispielsweise regenerativer Strom in anderen Bereichen außerhalb des Verkehrs in den nächsten Jahren effizienter eingesetzt werden kann. Dabei muss die Politik mit geeigneten Maßnahmen schon kurz- und mittelfristig einen passenden Rahmen schaffen. Um langfristig bei allen Verkehrsmitteln eine treibhausgasneutrale Mobilität im Jahr 2050 zu erreichen, müssen alle verfügbaren postfossilen Energieversorgungsoptionen - Elektromobilität, stromgenerierte Kraftstoffe und Biokraftstoffe der 2. Generation - zum Einsatz kommen. Andernfalls ist dieses Ziel nicht erreichbar.
Quelle: Forschungsbericht
Quelle: Forschungsbericht
Zusammenfassung englisch
The present study on "Post-fossil energy supply options for a greenhouse gas neutral mobility in 2050: An assessment across all modes of transport" shows whichcombinations of drive train and fuel type can help achieving greenhouse gas neutral mobility by 2050. Based on existing research, the study provides a systematic review of post-fossil fuel options. These options include renewable electricity, fuels based on renewable electricity such as "Power-to-GasŁ (or PtG, like hydrogen and methane) and "Power-to-LiquidŁ (PtL) as well as 2nd generation biofuels. Besides combustion engine vehicles electric and hybrid vehicles (plug-in-hybrids, electric vehicles with range extenders) as well as fuel cell electric vehicles are considered. For cars, trucks, buses, airplanes and ships, recommendations are made for options achieving the highest greenhouse gas reductions. At the same time, environmental, economic, technical, infrastructural and systemic aspects are taken into account. The overall assessment shows that direct use of electricity allows for the most efficient, environmentally friendly and in the majority of cases the most economical option. The decision between battery electric vehicles and plug-in hybrids largely depends on the requirements regarding distance range and hence on whether overhead lines (for busses) or fast charging stations are available. The direct use of electricity is not in all cases possible. For long range aviation and international sea shipping battery powered aircraft and vessels will not be available in the foreseeable future. Therefore, 2nd generation biofuels from residual timber and straw,as well as electricitybased fuels such as PtG-methane and PtL will play an important role. However, since 2nd generation biofuels on a global scale have a limited volume potential, in order to reach greenhouse gas neutral air and sea transport electricity-based fuels are essential. At the same time, hybrid vehicles also need liquid fuels. Therefore, passenger cars are also depending on 2nd generation biofuels and electricity-based fuels in the long term. For long-distance trucks none of the investigated options provide clear benefits, so more research is necessary in this field. Clearly, pure battery electric or plug-in technologies will not be available for long-distance trucks by 2050. None of the investigated options is without disadvantages. For instance, in the introductory phase electric vehicles, 2nd generation biofuels and electricity-basedfuels are likely to be more expensive than conventional options. The ecological performance of electricity-based fuels - due to the energy loss in production - is superior only when based on renewable energy sources. Nevertheless, new concepts have to be developed early andplant capacities need to be built in time for enabling broad dissemination until 2050 - even though in the short-term renewable electricity might be used in other sectors more efficiently. Policies that set the suitable framework for this development are required, even in short and mid-term. In the long term, all available post-fossil energy options - electric mobility, electricity based fuels and 2nd generation biofuels - need to be put to use in order to reach greenhouse gas neutral transport by 2050. Otherwise, this ambition cannot be achieved.
Quelle: Forschungsbericht
Quelle: Forschungsbericht