Die Mobilitätswende wird teuer: Bis 2050 entstehen für klimaneutrale Energien Kosten im Milliardenbereich

40. Internationales Wiener Motorensymposium: Studie untersuchte Erzeugung, Verteilung und Nutzung möglicher Alternativen zu fossilen Kraftstoffen

Wien (OTS) - Zwei Vorträge beim Internationalen Wiener Motorensymposium beschäftigten sich Freitag Vormittag mit dem Thema, wie klimaneutrales Fahren bis zum Jahr 2050 realisiert werden kann. Tenor der Studien: Der konsequente Verzicht auf fossile Kraftstoffe ist möglich, der Wettbewerb zukünftiger Technologien wird sich in den nächsten Jahren noch verstärken, und klar ist auch: Die Mobilitätswende wird teuer. Enorme Investitionskosten stehen bevor, wenn Elektrizität, Wasserstoff oder synthetische E-Kraftstoffe Benzin oder Diesel obsolet machen sollen. Berechnungen für verschiedene Szenarien gehen allein für Deutschland von Gesamtinvestitionskosten in einer Bandbreite von annähernd 300 Milliarden bis zu mehr als 1700 Milliarden Euro aus.

FVV: Wie die Klima-Neutralität im Transportsektor bewerkstelligt werden kann

Um die Ziele des Pariser Klimaschutzabkommens zu erreichen, muss der Straßenverkehr bis zum Jahr 2050 weitgehend klimaneutral werden, das heißt nahezu sämtliche Treibhausgasemissionen vermeiden. Dabei ist die angestrebte Klima-Neutralität des Transportsektors ohne den konsequenten Verzicht auf fossile Kraftstoffe wie Benzin oder Diesel nicht möglich. Es reicht auch nicht, allein das im Straßenverkehr ausgestoßene Kohlendioxid (CO2) zu betrachten. Vielmehr muss die Gesamtkette von der Energiegewinnung über Herstellung des Energieträgers bis zum angetriebenen Rad im Fahrzeug analysiert werden. Genau das hat ein branchenübergreifender Expertenkreis der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen (FVV), einem weltweiten Innovationsnetzwerk von automotiven Unternehmen, Forschungsstellen und Fördergebern, getan. An der Studie unter Leitung von Dr. Ulrich Kramer, Ford-Werke GmbH, beteiligten sich mehr als 40 Experten aus der Auto-, Mineral- und Zulieferindustrie sowie von Universitäten und anderen Forschungseinrichtungen.

Die Studie „Defossilisierung des Transportsektors“ der FVV, die Dr. Kramer vorstellte, untersucht die Erzeugung, Verteilung und Nutzung für drei mögliche Alternativen von Antrieb und Energieträger:

  • erstens die direkte Stromnutzung im batterieelektrischen Antrieb,
  • zweitens die zentrale bzw. dezentrale Wasserstoffherstellung per Elektrolyse und dessen Nutzung in einer Brennstoffzelle,
  • und drittens die Verwendung klimaneutral hergestellter E-Kraftstoffe im Verbrennungsmotor.

Um den Vergleich der erarbeiteten Optionen zur Defossilisierung, also die Abkehr von fossilen Energiequellen wie Erdöl oder Kohle, möglichst einfach und fair zu gestalten, wird für jedes der erarbeiteten Szenarien angenommen, dass 100 Prozent der deutschen Fahrzeugpopulation (Pkw und Lkw) auf die jeweilige Technologie umgestellt würden. Obwohl solche 100-%-Szenarien sehr unwahrscheinlich und nur von theoretischer Natur seien, erwiesen sie sich doch als sehr geeignetes Werkzeug für einen einfachen und fairen technischen und ökonomischen Vergleich verschiedener Technologiepfade, erläuterte der Vortragende. Für jeden Pfad werden dabei die zu erwartenden Minimal- und die Maximalkosten auf Basis der zugrundeliegenden Herstellungsverfahren detailliert berechnet.

Der niedrigste Energiebedarf ergibt sich für das rein elektrische Szenario. Im Vergleich zum aktuell realen Kraftstoffverbrauch von Pkw und Lkw in Deutschland von 560 TWh (Terawattstunde = eine Milliarde Kilowattstunden) sinkt der Primärenergiebedarf batterieelektrischer Antriebe bei kompletter Umstellung des Fahrzeugbestandes auf 249 bis 325 TWh pro Jahr. Das Szenario mit Wasserstoff und Brennstoffzelle benötigt etwa doppelt so viel elektrische Energie, im Bestfall muss bei zentraler Elektrolyse 502 TWh zusätzlicher Strom erzeugt werden. Wird der Wasserstoff dezentral an den Tankstellen hergestellt, kann dieser Wert auf bis zu 703 TWh steigen. Für die Energiebilanz der E-Kraftstoffe ist entscheidend, welcher der vielen möglichen Ausgangsstoffe genutzt wird. Von den acht untersuchten Antriebs-/Kraftstoffkombinationen schneidet E-Methan am günstigsten ab. Wird das für den Prozess benötigte Kohlendioxid aus den Abgasen von Industrieanlagen gewonnen, beträgt der Strombedarf minimal 625 TWh. Der Wert kann sich mehr als verdoppeln, wenn ein komplexerer Flüssigkraftstoff, der in einem aufwendigeren, mehrstufigen Verfahren hergestellt wird, zum Einsatz kommt und das Kohlendioxid aus der Luft abgeschieden wird.

Die Mobilitätskosten (Kraftstoff- und Infrastrukturkosten, Fahrzeugwertverlust) aller Szenarien liegen, im Rahmen der Vorhersagegenauigkeit, in einem ähnlichen Rahmen. Den geringsten Wert für einen Pkw erreicht ein mit E-Methan betriebenes Fahrzeug mit 28,4 Cent pro Kilometer. Elektro-Pkw und Brennstoffzellenfahrzeuge folgen dicht auf mit 29,4 und 29,9 Cent pro Kilometer. Die Studie zeigt auch, dass die Mobilitätskosten von den Fahrzeuganschaffungskosten dominiert werden.

Enorme finanzielle Anstrengungen stehen bevor

Die komplette Defossilisierung des Transportsektors in Deutschland erfordere enorme finanzielle Anstrengungen, heißt es in der Studie. Sehr deutlich unterscheiden sich die Szenarien hinsichtlich des gesamtwirtschaftlich notwendigen Investitionsbedarfs für die Bereitstellung der erneuerbaren Energie, die Kraftstofferzeugungsanlagen, den Infrastrukturaufbau und die über 20 Jahre kumulierten Mehrkosten der Fahrzeugflotte. Die entscheidenden Unterschiede zwischen den drei Hauptpfaden ist die Verteilung der Investitionen auf die Branchen, in die investiert werden muss.

Während für das Szenario Wasserstoff / Brennstoffzelle alle involvierten Partner (Energieversorger, Kraftstoffindustrie, Infrastruktur-Betreiber und Automobilindustrie bzw. der Endkunde) erhebliche Investitionen tätigen müssen, fallen bei den E-Kraftstoffen die zu tätigenden Investitionen fast ausschließlich bei den Energieversorgern (Bereitstellung der elektrischen Energie) und den Betreibern von Kraftstoffproduktionsanlagen an. Im batterieelektrischen Szenario fällt der Hauptinvestitionsbedarf bei der Energieversorgung, dem Infrastrukturaufbau und bei der Netzerweiterung sowie vor allem bei den Mehrkosten für die Fahrzeuge an.

Abhängig vom jeweiligen Pfad und der Annahme von Minimal- bzw. Maximalkosten für jede der drei Alternativen liegen die notwendigen Gesamtinvestitionen zwischen 266 Milliarden Euro im günstigsten Fall und reichen bis zu 1.740 Milliarden Euro. E-Methan weist den niedrigsten Investitionsbedarf auf (mindestens 266 Milliarden). Ein 100-prozentig batterieelektrisches Szenario erfordert mindestens 364 Milliarden Investment. Die höchsten „Investitionsrisiken“ weisen das Wasserstoff-Szenario (1.442 Milliarden) und das batterieelektrische Szenario (1.317 Milliarden) auf.

Aus technologieneutraler Sicht ermöglichen alle bewerteten Pfade klimaneutrale Mobilität. Da die Mobilitätskosten für alle betrachteten Energiepfade (unter Berücksichtigung des relativ großen Streubereichs der Vorhersage) nahezu übereinstimmen, wird die Technologieentscheidung auf der Grundlage der Endkundenanforderungen wie Reichweite, Ladezeit, Benutzerfreundlichkeit, Flexibilität, Komfort oder Wiederverkaufswert zu treffen sein, resümiert die Studie.

IAV: Die nächsten 15 Jahre sind für den Wettbewerb zukünftiger Technologien entscheidend

Mit dem Weg in eine CO2-neutrale Mobilität bis zum Jahr 2050 beschäftigte sich auch der Vortrag von Dipl.-Ing. Matthias Kratzsch, Geschäftsführer Technik der IAV (Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr), einem global tätigen Engineering-Unternehmen mit 7000 Mitarbeitern und Sitz in Berlin. Dieser Weg erfordere eine ganzheitliche Betrachtung über Sektorgrenzen hinweg und eine gemeinsame Anstrengung aller beteiligten Branchen. Eine Mobilitätswende sei nur gemeinsam mit einer Energiewende darstellbar. Wesentliche Voraussetzung sei eine ausreichende Erzeugung regenerativer Energien. Dafür müssten die entsprechenden Infrastrukturen ausgebaut werden, die Umsetzung von Infrastrukturmaßnahmen müsse kurzfristig angegangen werden, betonte IAV-Geschäftsführer Dipl.-Ing Kratzsch.

Der Flottenmix, mit dem die Mobilität 2050 realisiert wird, dürfte sich ab 2035 herauskristallisieren. Die wesentlichen Wettbewerber sind nach Ansicht der IAV Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge und Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, wobei letztere im Sinne eines hohen Systemwirkungsgrades zumindest hybridisiert sein werden. Schon ab 2030 wird ein „Wettbewerb der Technologien“ in der Gesellschaft eintreten, der sich an den Parametern Bezahlbarkeit, Verfügbarkeit, Handhabbarkeit, Nutzbarkeit (z.B. Einfahrtbeschränkungen) und Image festmacht, erwartet Kratzsch. Dafür müssen bis 2030 die entsprechenden Technologien und Rahmenbedingungen, auch bezüglich Infrastruktur und Bereitstellung der Energieträger, feststehen – mit der Umsetzung der notwendigen Maßnahmen müsse zu diesem Zeitpunkt bereits begonnen worden sein.

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