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
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:84095 |
| Date | 24 March 2023 |
| Creators | Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur |
| Contributors | Nationale Plattform Zukunft der Mobilität |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:PeriodicalPart, info:eu-repo/semantics/PeriodicalPart, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | urn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-785909, qucosa:78590 |
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