Alternative Antriebs- und Kraftstofftechnologien sind zentral für die Ausgestaltung einer nachhaltigen und CO2- reduzierten Mobilität der Zukunft. Die AG 2 hat dazu die folgenden technologischen Optionen unter realen Rahmenbedingungen betrachtet: technologische Elektromobilitätskonzepte, Wasserstoff und Brennstoffzellen sowie alternative Kraftstoffe für den Verbrennungsmotor (für alle Verkehrsträger). All diese technologischen Optionen müssen genutzt werden, um die CO2-Reduktionsvorgaben zu erfüllen – Technologieoffenheit ist ein zentraler Ausgangspunkt der AG 2 im Kontext eines kosteneffizienten und möglichst effektiven Einsatzes der vorhandenen Optionen. Den Schwerpunkt bildet die Betrachtung von Pkw und Nutzfahrzeugen, da sie den größten Anteil an den CO2-Emissionen aufweisen und diesbezüglich das größte CO2-Minderungspotenzial vorhanden ist. Andere Verkehrsträger und -mittel wurden separat ohne größere Detailtiefe betrachtet. Batteriebasierte Elektromobilität ist die zum heutigen Stand technologisch am weitesten ausgereifte Lösung, um CO2 im Verkehrssektor zu senken (Tank-to-Wheel-Betrachtung). Die AG 2 geht aktuell von 7 bis 10,5 Mio. Elektrofahrzeugen (Pkw und leichte Nutzfahrzeuge) im Bestand im Jahr 2030 aus. Das ist zwar eine sehr ambitionierte, aber noch realisierbare Größenordnung. Pro Elektrofahrzeug werden circa 1,1 nicht öffentliche Ladepunkte errichtet, wobei dieses Verhältnis bei steigender Anzahl an Fahrzeugen sinken wird. Im Bereich der öffentlich zugänglichen Ladeinfrastruktur werden DC-Schnelllader verstärkt notwendig und nicht nur an Autobahnen aufgebaut werden. Hinsichtlich der Batteriezellentechnologie wird der Batteriesystempreis durch Verbesserungen auf Zell-Level in den kommenden Jahren voraussichtlich auf unter 90 € / kWh fallen. Bis 2030 scheint ein kWh-Preis von 75 € erreichbar. Das Elektrofahrzeug wird definitionsgemäß in der Betriebsphase in der Tank-to-Wheel-Betrachtung als CO2-frei bewertet. Es liefert somit einen unverzichtbaren Beitrag, um die CO2-Emissionen des Verkehrssektors zu senken. Die energieintensive Produktion der Batteriezellen hat in der Lebenszyklusanalyse großen Einfluss auf die bereits eingebrachte CO2-Menge und hängt stark vom Anteil erneuerbarer Energie bei der Produktion ab. Als ein weiteres technologisches Elektromobilitätskonzept gelten Strom-Oberleitungen für schwere Nutzfahrzeuge. Aus ambitionierter Sicht ergeben sich im Jahr 2030 66.000 Oberleitungs-Lkw und ein Oberleitungsnetz von 4.000 km. Wasserstoff wird heute überwiegend mittels Dampfreformierung von Erdgas – auch „grauer“ oder „Industriewasserstoff“ genannt – und der Elektrolyse aus Wasser erzeugt. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, „blauen“ Wasserstoff herzustellen. Dabei werden C-Bestandteile abgespalten und zu Synthesezwecken verwendet respektive in entsprechenden Lagerstätten gespeichert. Ziel muss es aber sein, erneuerbaren Strom zur Elektrolyse zu nutzen, um emissionsfrei „grünen“ Wasserstoff bereitstellen zu können und zusätzlich Strom in eine speicherbare Energieform zu überführen und auf diese Weise Angebot und Nachfrage zeitlich entkoppeln zu können. Weitere Details zu den Marktpotenzialen und Wettbewerbsbedingungen liefert die PtX-Roadmap der AG 5. Der Transport von großen Mengen Wasserstoff auf langen Distanzen kann durch Pipelines erfolgen – auch durch umgerüstete Erdgaspipelines. Für die Nahverteilung eignen sich je nach örtlichen Gegebenheiten auch Pipelines oder der Transport per Lkw (als Druckgas oder flüssig). Die Brennstoffzellenkosten auf Zell- und Systemebene nehmen bei zunehmender Produktion signifikant ab. [ aus Executive Summary]:Executive Summary 1 Einleitung 2 Bewertung der Rahmenbedingungen – übergreifende Themen 2.1 Politische Vorgaben und Klimaschutz 2.2 Rechtliche Rahmenbedingungen 2.3 Förderprogramme von EU, Bund und Ländern 2.4 Energieträgerkosten 2.5 Steuern, Preisgestaltung und CO2-Bepreisung der Energieträger 3 Rahmenbedingungen für Elektromobilitätskonzepte 3.1 Aufbau der Ladeinfrastruktur 3.2 Preisentwicklung Batterie 3.3 Oberleitungs-Lkw 3.4 CO2-Minderungspotenzial 3.5 Forderung, rechtliche Rahmenbedingungen 4 Rahmenbedingungen für Brennstoffzellenfahrzeuge 4.1 H2-Wirtschaft und -Infrastruktur: Förderbedarf, Preisentwicklung 4.2 Technologiereife, Forschungsbedarf bei Brennstoffzellen 4.3 CO2-Minderungspotenzial 4.4 Forderung, rechtliche Rahmenbedingungen 4.5 Abschätzung des Investitionsbedarfs 5 Rahmenbedingungen für Verbrennungsmotoren mit alternativen Kraftstoffen 5.1 Alternative Kraftstoffe aus fossilen Quellen: CNG/LNG und GtL 5.2 Bedeutung einer Wasserstoffwirtschaft für synthetische Kraftstoffe 5.3 Herstellung und Verfügbarkeit alternativer Kraftstoffe 5.4 Markthochlauf alternativer Kraftstoffe 5.5 Einsatz in der Bestandsflotte 5.6 Kosten biomasse- und strombasierter Kraftstoffe 5.7 CO2-Minderungspotenzial 5.8 Förderung, rechtliche Rahmenbedingungen 5.9 Abschätzung des Investitionsbedarfs 6 Bewertung der Rahmenbedingungen – Luftverkehr, Schifffahrt, Schienenverkehr 6.1 Luftverkehr 6.2 Schienenverkehr 6.3 Schifffahrt 7 Zukünftiger Antriebstechnologiemix 7.1 Zusammenfassende Bewertung der einzelnen Antriebstechnologien 7.2 Zusammenspiel der Antriebstechnologien untereinander und mit anderen Sektoren 7.3 Antriebsmix 2030 8 Zusammenfassung 9 Ausblick Anhang Abbildungs- Und Tabellenverzeichnis

Die Mobilitätswirtschaft in Deutschland und weltweit befindet sich in einem tiefgreifenden Strukturwandel. Digitalisierung, Vernetzung und Automatisierung verändern die automobilen Wertschöpfungsketten und die Mobilität der Zukunft grundlegend. Automatisierte und vernetzte Kraftfahrzeuge entlasten Fahrerinnen und Fahrer von Routine- Aufgaben, erhöhen die Verkehrssicherheit, bieten neue Möglichkeiten und Angebote im öffentlichen Personenverkehr und können sowohl zur Steigerung der Verkehrseffizienz als auch zur Reduzierung der Umweltbelastung beitragen. Neue Technologiefelder und Kompetenzen werden mit den klassischen Bereichen des Automobilbaus, des Maschinenbaus und der Elektrotechnik verknüpft. Autonome Fahrzeuge sind dabei wichtige Träger technolo gischer Anwendungen und Basisinnovationen (z. B. Technologien zur Umfelderkennung, Künstliche Intelligenz, Cloud Computing), von deren Entwicklung und Erprobung auch andere Industriezweige stark profitieren können. Automatisiertes und vernetztes Fahren sowie digitale Mobilität sind somit Treiber des Wandels und bieten erhebliche Chancen, um die Mobilität von morgen mit innovativen Produkten und neuen Dienstleistungen zu gestalten. Dieser Zwischenbericht legt den Schwerpunkt auf das Thema der autonomen Mobilität im Straßenverkehr, um die wesentlichen Voraussetzungen und Bedarfe zur Einführung von autonomer Mobilität zu identifizieren und damit eine wirksame Implementierung bis 2025 und 2030 zu erreichen. In diesen Zeiträumen müssen sich technische Möglichkeiten auf der Fahrzeugseite und infrastrukturelle Voraussetzungen ergänzen, um Nutzungseinschränkungen entgegenzuwirken. Für die Erreichung der Ziele hat die AG 3 zentrale Handlungsfelder identifiziert. Die zeitnahe Umsetzung der entsprechenden Handlungsempfehlungen ist Voraussetzung für die erfolgreiche und frühzeitige Einführung des automatisierten vernetzten Fahrens. 1. Das Typgenehmigungsverfahren für automatisierte Fahrzeuge muss modernisiert werden. Kurzfristig gilt es, klare Regeln zur Ausnahmegenehmigung zu schaffen, um automatisierte und autonome Anwendungen über Deutschland hinaus in den Verkehr bringen zu können. 2. Die Bereitstellung von statischen und dynamischen Infrastrukturdaten in hoher Qualität wird die Einführung von automatisierten Fahrfunktionen beschleunigen. Es gilt, einheitliche Standards zum Austausch von Mobilitätsdaten zu schaffen. Nur so kann eine einfache und weitreichende Vernetzung der Fahrzeuge und deren Integration in ein Mobilitätsökosystem gelingen. Es ist eine gemeinsame Umsetzungs-Roadmap zu definieren. 3. Der Rechtsrahmen, einschließlich des Personenbeförderungsrechts, sollte weiterentwickelt werden, um autonomes Fahren und eine Personenbeförderung ohne Fahrer zu ermöglichen. 4. Die digitale Transformation der Mobilität, insbesondere das automatisierte und vernetzte Fahren, muss durch einen gesellschaftlichen Beteiligungsprozess begleitet werden. Die identifizierten Handlungsfelder erfordern die ergebnisorientierte und konzertierte Zusammenarbeit zwischen Industrie, Politik, Zivilgesellschaft, Bund, Ländern und Kommunen. Die AG 3 empfiehlt daher auch, die autonome Mobilität im Rahmen eines Reallabors 2020/2021 zu erproben. Das Reallabor – ein Testraum für Innovation im Bereich von Digitalisierung und Mobilität – verfolgt das Ziel, die Mobilität von morgen bereits heute zu gestalten, einen quantifizierten Beitrag zu den Zielen der AG 3 abzuleiten und Mobilität durch die Möglichkeiten der Digitalisierung voranzutreiben.:1 Executive Summary 2 Zielbild autonome Mobilität 3 Handlungsfelder 3.1 Typgenehmigungsverfahren und Straßenverkehrsgesetz modernisieren 3.2 Infrastruktur digitalisieren und Datenaustausch verbessern 3.3 Autonome Flotten ermöglichen: Personenbeförderungsgesetz (PBefG) reformieren 3.4 Gesellschaftliche Akzeptanz durch Beteiligung stärken 4 Handlungsempfehlungen 5 Ausblick Glossar Impressum