Neue Studie: Verbrenner mit E-Fuels und E-Auto fast gleichauf

Die Effizienzunterschiede zwischen mit E-Fuels betriebenen Verbrennerfahrzeugen und E-Autos sind erheblich geringer, als es der konventionelle Bewertungsansatz suggeriert – wenn man die standortabhängige Produktivität von Anlagen zur Erzeugung erneuerbaren Stroms berücksichtigt. Denn anders als beim Ladestrom für batteriebetriebene Fahrzeuge in Deutschland können für die Ökostromerzeugung für E-Fuels deutlich ertragreichere Standorte weltweit genutzt werden. Das geht aus der Studie „Der Effizienzbegriff in der klimapolitischen Debatte zum Straßenverkehr“ von Frontier Economics hervor.

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Um rund 14.000 Kilometer im Jahr mit einem E-Auto in Deutschland fahren zu können, müssten laut der Studie hierzulande 5,7 Kilowatt (kW) Photovoltaik (PV)-Peak-Leistung installiert werden. Eine vergleichbare PV-Anlage, nämlich mit 6 kW Nennleistung – allerdings in Nordafrika/Marokko reiche aus, um ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor für die gleiche Jahresfahrleistung mit klimaneutralen E-Fuels zu versorgen.

Ökostrom-Erzeugung: Standort der Erneuerbaren muss berücksichtigt werden

Das Verhältnis der gewonnenen Energie aus einer Wind- oder PV-Anlage zum idealen Ertrag am optimalen Standort berücksichtigen die Gutachter in dem Begriff der „Ertragseffizienz“. Die Ursache für diese Definition und Neubewertung liege darin, dass konventionelle Analysen die Perspektive der standortabhängigen Volllaststundenzahl der Anlagen zur Stromherstellung bei der Beurteilung von direktelektrischen Antrieben für E-Autos im Vergleich zum Einsatz strombasierter Kraftstoffe in Verbrennungsmotoren vernachlässigten. Das heißt: Die Option der Ökostrom-Gewinnung für E-Fuels im Ausland wird bisher nicht berücksichtigt.

Ausschlaggebend in dieser Studie ist, welche nutzbare Endenergiemenge aus einem Windrad oder einer PV-Anlage generierbar ist. Eine Solaranlage in Nordafrika mit der zuvor beschriebenen Nennleistung von 6 kW erzeugt demnach mit insgesamt 14.156 Kilowattstunden (kWh) pro Jahr mehr als doppelt so viel elektrische Energie wie eine mit 5,7 kW Nennleistung vergleichbare Anlage an einem durchschnittlichen Standort in Deutschland. Diese erzeugt im direkten Vergleich insgesamt 5.479 kWh Energie.

Impliziter Kapazitätsbedarf pro Pkw für die Jahresfahrleistung eines batterieelektrischen Fahrzeugs (BEV) und eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor (ICEV) in den jeweiligen Referenzszenarien

BEV= Battery Electric Vehicle (batterieelektrisches Fahrzeug)
ICEV = Internal Combustion Engine Vehicle (Fahrzeug mit Verbrennungsmotor)

Szenario PV (Photovoltaik)
ICEV: 6,0 kw installierte Leistung in Nordafrika (NA)/Marokko (MAR) zur Produktion von PtL;
BEV: 5,7 kw installierte Leistung in Deutschland (DE)

Szenario Wind
 ICEV: 3,0 kw installierte Leistung in Argentinien (ARG)/Patagonien (PAT) zur Produktion von PtL;
BEV: 2,3 kw installierte Leistung in Deutschland (DE)

Szenarion PV/Wind
ICEV: 4,7 kw installierte Leistung in Nordafrika (NA)/Marokko (MAR) zur Produktion von PtL;
BEV: 2,7 kw installierte Leistung in Deutschland (DE)

Der höhere Solarstromertrag pro Anlage in Nordafrika könne über den Import von Power-to-Liquid (PtL)-Produkten wie synthetische Kraftstoffen nach Deutschland befördert und dort im Straßenverkehr genutzt werden. Für batterieelektrische Fahrzeuge ist man dagegen weitgehend auf eine inländische Stromerzeugung angewiesen.

Anders ausgedrückt: In konventionellen Vergleichsstudien wird in der Regel angenommen, dass sowohl der Strom für E-Autos als auch der Strom für PtL-Produkte hierzulande erzeugt wird. Der wesentliche Vorteil der PtL-Produkte, die im Gegensatz zu Elektronen gut zu transportieren und damit einfacher zu importieren sind, wird dabei unter den Teppich gekehrt: die globale Nutzung von Standorten, die einen hohen Stromerzeugungsertrag aus Wind und Sonne ermöglichen.

E-Fuels: Importe ermöglichen Nutzung hochertragreicher Standorte

Dazu erklärt Studienleiter Dr. Jens Perner, Associate Director bei Frontier Economics: „Die Studie belegt, dass es bei einer gesamtheitlichen Betrachtung aller relevanten Effizienzkriterien kaum einen Effizienzunterschied zwischen Fahrzeugen mit batterieelektrischem Antrieb und solchen Fahrzeugen gibt, die mit klimafreundlichen strombasierten Kraftstoffen angetrieben werden. Der Grund hierfür ist insbesondere die Importfähigkeit von strombasierten Kraftstoffen. Diese ermöglicht es, hochertragreiche Standorte zur Produktion von Wind- und Solarstrom weltweit zu nutzen. Der in konventionellen Studien angeführte Effizienzvorteil von batterieelektrischen Autos wird vor allem über diese Importfähigkeit von Kraftstoffen weitgehend ausgeglichen.“

Die Studienersteller weisen ausdrücklich darauf hin, dass der hier verwendete Effizienzbegriff sich bewusst und transparent vom herkömmlichen Effizienzbegriff abhebt und die Analyse um die Standortgüte erweitert. Dennoch könne selbst diese erweiterte Perspektive auf die technische Effizienz allein nicht die Basis für politische Schlüsse sein – das gelte aber umso mehr für bisherige Vergleichsstudien. Nur anhand dieser klassischen technischen Effizienzdefinition bestimmte Antriebstechnologien auszuschließen halte man für vorschnell, da unter anderem wichtige ökonomische wie auch klimapolitisch relevante Aspekte ausgeblendet würden. Eine zukunftsgerichtete Klimapolitik im Verkehrssektor solle stattdessen auf die Nutzung und das Offenhalten aller klimaschutzkonformen Technologien abzielen.

„Politik muss alle Optionen für den Klimaschutz einbeziehen“

MWV-Hauptgeschäftsführer Prof. Christian Küchen betont: „Strom deckt derzeit gut 20 Prozent des deutschen Endenergiebedarfs. Wind- und PV-Anlagen tragen circa sechs Prozent zur Bedarfsdeckung bei. Bei allem notwendigen Ausbau dieser Erzeugungsanlagen in Deutschland wird es auch langfristig nicht möglich sein, ohne substanzielle Energieimporte auszukommen.“
Damit diese dann erneuerbar seien, müsse man jetzt die Weichen stellen. „Die Abhängigkeit von Energieimporten und die in der Studie dargelegte ausgeglichene gesamtheitliche technische Effizienz von erneuerbaren Kraftstoffen und Elektromobilität verdeutlichen, dass eine Festlegung allein auf die batterieelektrische Variante im Straßenverkehr zum heutigen Zeitpunkt ein großer Fehler wäre“, so Küchen weiter.

Bisherige Effizienzvergleiche nicht umfassend genug

Bisherige Analysen zum Effizienzvergleich von Elektromobilität und erneuerbaren Kraftstoffen lassen darüber hinaus häufig weitere Aspekte außer Acht, wie aus der neuen Frontier-Studie hervorgeht:

• E-Autos müssen auch dann geladen werden können, wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht. In einem zu 100 Prozent erneuerbaren Stromsystem wird ein gewisser Anteil des hierzulande erzeugten Stroms für batterieelektrische Fahrzeuge daher auch über den Umweg der Zwischenspeicherung über Wasserstoff, der dann in Gaskraftwerken wieder in Strom umgewandelt wird, zur Verfügung gestellt werden müssen:
• Zudem wird häufig nicht berücksichtigt, dass Fahrzeuge zusätzlich Energie zur Kühlung und insbesondere auch zur Heizung des Innenraums benötigen.

In Auftrag gegeben wurde die Studie vom Mineralölwirtschaftsverband (MWV) und UNITI Bundesverband mittelständischer Mineralölunternehmen.

Gesamte Studie als PDF herunterladen von der Seite des MWV.