Erneuerbare Energien als Hauptenergieträger im Verkehr

Die Umsetzung der Energiewende in Deutschland erfordert einen Umbau der Energieversorgung im Verkehrssektor. Dieser Entwicklung steht jedoch die ungleiche Kostenbelastung von Strom und fossilen Kraftstoffen im Wege, so das Ergebnis des Forschungsprojekts "Interaktion EE-Strom, Wärme und Verkehr". Bislang habe sich der fast ausschließlich auf dem Einsatz von Benzin und Diesel basierende Verkehrssektor nahezu unabhängig von den restlichen Sektoren entwickeln können.

Notwendig sei nun eine Verknüpfung des Verkehrssektors mit anderen Sektoren, "die den Anforderungen der zukünftig primär auf erneuerbarem Strom basierenden Energieversorgung gerecht wird", sagt Projektleiter Norman Gerhardt vom Fraunhofer IWES in Kassel. Die Wissenschaftler haben daher die Interaktion zwischen den verschiedenen Sektoren in Deutschland untersucht. Im Mittelpunkt stand dabei die Frage, wie ein kostenoptimiertes Gesamt-Energiesystem im Jahr 2050 aussehen könnte, das zu einer Minderung der Treibhausgas-Emissionen in Deutschland und Europa um 80 Prozent gegenüber 1990 führt.

In der "Roadmap Verkehr" haben die Projektpartner nun Handlungsempfehlungen entwickelt. Die Kernthese: "Mit zunehmendem Ausbau der Solar- und Windenergie wird Strom als Hauptenergieträger im Verkehrssektor umso bedeutender, weil dadurch im Stromnetz nicht nutzbare Erzeugungsspitzen insbesondere durch Photovoltaik gut in speicherbare Antriebsenergie gewandelt werden kann", so Gerhardt. Ziel sei es nun, den Technologie- und Entwicklungspfad des Verkehrssektors zu ermitteln, der für das Gesamtsystem kostenoptimal ist.

Die zentralen Aussagen zur Ausgestaltung der Interaktion zwischen den Energiesektoren Strom und Verkehr lassen sich in den folgenden Kernaussagen zusammenfassen:

Der Verkehrssektor verschmilzt in Zukunft immer stärker mit dem Energiesektor. Um Synergien bei der Energieerzeugung, der Speicherung und Nutzung zu gewinnen, müssen alle Sektoren gemeinsam betrachtet werden. Das kostenoptimale Szenario im Jahr 2050 ist mit einer Minderung der Treibhausgas-(THG)-Emissionen im Verkehrsbereich um 74 Prozent (2050 gegenüber 1990) die Variante mit der höchsten Reduktion.

Die Schlüssel-Technologie ist die direkte Stromnutzung (Elektrifizierung): Dazu gehören etwa Oberleitungs-Hybrid-Lkw bei den Nutzfahrzeugen und batterieelektrische sowie Plug-in-Hybrid-Antriebe bei den Pkw. Eine zusätzliche Kostenminderung des Gesamtsystems kann durch den Ersatz von derzeit mit Flüssigkraftstoff betriebenen Verbrennungsmotoren in den Hybriden durch Gas-Antriebe erfolgen.

Durch diese Maßnahmen würde die Minderung des Endenergieverbrauchs im Verkehr mit minus 52 Prozent gegenüber 2005 durch die Dominanz der direkten Stromnutzung deutlich über die Ziele des Energiekonzepts der Bundesregierung (minus 40 Prozent 2050 ggü. 2005) hinausgehen. Allerdings ergibt sich dieser Kostenvorteil der direkten Stromnutzung erst, wenn die Systeme ausgebaut sind. Und dieser Ausbau muss durch verschiedene Maßnahmen unterstützt werden. Batteriegestützte Elektromobilität beim Pkw und kleinen Lkw muss in der Markthochlauf-Phase gefördert werden, um individuelle Nachteile bei den Kosten und der Reichweite auszugleichen, so die Wissenschaftler.

Der Einsatz von Wasserstoff im Verkehrssektor ist laut den Projektteilnehmern sehr von den Strombezugskosten abhängig. Die Nutzung von Biokraftstoffen ist zwar wirtschaftlicher als eine Nutzung von strombasierten chemischen Energieträgern wie Power-to-Gas und Power-to-Liquid. Allerdings ist das Potenzial an nachhaltiger Biomasse aufgrund der beschränkten Anbauflächen und Nutzungskonkurrenz begrenzt. Zur Erreichung der Klimaziele müssen daher auch strombasierte chemische Energieträger im Verkehr eingesetzt werden.

Die Fahrzeugkosten der neuen Technologien - also Kaufpreis und Abschreibung - sind im zukünftigen Massenmarkt nicht wesentlich höher als Referenz-Technologien heute. E-Autos werden also nicht teurer sein als Benzin- und Diesel-Fahrzeuge. Dennoch bilden sie weiterhin den größten Kostenfaktor im Vergleich zu Energiekosten und Energie-Infrastrukturkosten für den Verkehr. Der Kostenunterschied zwischen den von den Projektpartnern untersuchten Technologie-Pfaden des Verkehrs wird durch die Kosten für die Energie-Bereitstellung geprägt. Deswegen werden Effizienz und direkte Stromnutzung langfristig entscheidend.

Schließlich würde die Umsetzung des Einsparzieles von 80 Prozent der Treibhausgas-Emissionen auch für Flugzeuge zu einer Steigerung des Strombedarfs in Deutschland um 25 Prozent führen. Denn es werden dann deutlich höhere Anteile an erneuerbaren künstlichen Treibstoffen auf Strombasis benötigt.

Der Artikel "Erneuerbare Energien als Hauptenergieträger im Verkehr" wurde in der Rubrik VERKEHR mit dem Keywords "Verkehr, Elektromobilität" von "Thomas Schneider (vm)" am 8. Mai 2015 veröffentlicht.