Verkehr der Zukunft mit Future Fuels: Studie untersucht Bedarf

Die Zukunft des Straßenverkehrs ist hierzulande so etwas wie das „Sorgenkind“ der Energiewende: Er hat nicht nur einen erheblichen Anteil am Treibhausgasausstoß, im Gegensatz zu anderen Sektoren konnten diese Emissionen bislang auch nicht signifikant reduziert werden.

Umso anspruchsvoller erscheint daher die Aufgabe, auch in diesem Bereich die Klimaziele zu erreichen. Neben Effizienzsteigerungen und mehr E-Mobilität werden dabei auch treibhausgasreduzierte flüssige Kraftstoffe einen Beitrag leisten müssen. Zu diesem Ergebnis kommen Wissenschaftler der TU Bergakademie Freiberg, die den Bedarf an Future Fuels für den Verkehr der Zukunft untersucht haben. Aus ihrer Untersuchung geht auch hervor, wie groß der Bedarf an Future Fuels künftig sein könnte.

Die gute Nachricht vorweg: Auch im Straßenverkehr sind, wie etwa im Gebäudesektor, deutliche Effizienzverbesserungen zu verzeichnen. So ist zum Beispiel der spezifische Kraftstoffverbrauch der Pkw-Flotte in Deutschland seit 1990 um knapp 20 Prozent von 9,1 auf 7,4 Liter pro 100 Kilometer zurückgegangen. Das Problem: Diese Effizienzgewinne werden aufgezehrt von dem zugleich stark gestiegenen Verkehrsaufkommen. So kommt in der „Auto-Nation“ Deutschland dem motorisierten Individualverkehr eine besondere Rolle zu: Im Jahr 2018 lag die Verkehrsleistung hier bei 934,8 Milliarden Personenkilometern – ein Anteil von rund 80 Prozent am gesamten Personenverkehr.

Wie können die Klimaziele in Deutschland erreicht werden?

Doch auch für den Straßenverkehr gilt: Runter mit den CO₂-Emissionen! Konkret sehen die klimapolitischen Ziele für 2030 eine Reduktion des Treibhausgasausstoßes um 40 bis 42 Prozent gegenüber dem Referenzjahr 1990 vor. Zugleich schreibt die europäische Erneuerbare-Energien-Richtlinie (RED II) die Einhaltung eines Mindestanteils erneuerbarer Energie von 14 Prozent des Endenergieverbrauchs im Straßen- und Schienenverkehr bis 2030 vor.

Wie diese Ziele hierzulande erreicht werden könnten, wird derzeit im Rahmen einer Studie mit dem Arbeitstitel „Bewertung von Rohstoffen und Verfahren zur Herstellung THG-reduzierter Energieträger“ im Auftrag der Deutschen Wissenschaftlichen Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle (DGMK) analysiert. Ergebnisse aus dieser Untersuchung wurden kürzlich von Dr. Thomas Kuchling, Dipl.-Ing. Andrej Awgustow und Prof. Dr. Sven Kureti von der TU Bergakademie Freiberg in einem aufschlussreichen Fachbeitrag in der DGMK-Zeitschrift „Erdöl Erdgas Kohle“ (EEK) veröffentlicht.

Wie kann man hierzulande den Verkehr der Zukunft vorhersehen?

In die Zukunft zu schauen ist naturgemäß schwierig, für eine kluge Klimaschutzpolitik jedoch auch unerlässlich. Von Prognosen hängen schließlich politische Entscheidungen ab, mit denen die Weichen für die künftige Entwicklung erst gestellt werden. Kenntnissen bezüglich des künftigen Kraftstoff- bzw. Energiebedarfs kommt daher eine wichtige Rolle zu.

Doch hier wird es schnell kompliziert: Wie wird sich das Verkehrsaufkommen entwickeln? Welche Transportmittel werden wir nutzen? Wie weit wird die Elektrifizierung im Straßenverkehr voranschreiten? Daher ist auch die genaue Menge des Kraftstoffbedarfs und dessen Zusammensetzung nur schwer prognostizierbar. Deswegen haben die Wissenschaftler im Rahmen ihrer Arbeit ein Modell entwickelt, mit dem der künftige Kraftstoffmix einschließlich des erneuerbaren Anteils, unter Berücksichtigung der umweltpolitischen und gesetzlichen Rahmenbedingungen, für unterschiedliche Annahmen ermittelt werden kann.

Modell und Methode

Auf der Grundlage verschiedener Szenarien wurde zunächst der künftige Transport- und Endenergiebedarf hergeleitet, und dann – darauf aufbauend – in einem zweiten Schritt eine mögliche Zusammensetzung der Kraftstoffe bestimmt, mit denen die gesetzten Ziele erreicht werden können.

Bei der Berechnung, darauf weisen die Autoren ausdrücklich hin, wurden nur die direkt durch die Verbrennung der fossilen Kraftstoffe erzeugten Emissionen berücksichtigt. Weitere Treibhausgasausstöße, die bei der Gewinnung und Verarbeitung fossiler Kraftstoffe, der Stromerzeugung für Elektrofahrzeuge und auch während der Produktion alternativer Fuels anfallen, blieben außen vor, da diese schon anderen beziehungsweise vorgelagerten Sektoren zugeordnet werden. Auch eine verstärkte Nutzung von Flüssiggas, Erdgas oder Wasserstoff im Straßenverkehr blieb unberücksichtigt, da bis 2030 nicht von einer signifikant größeren Verbreitung entsprechender Fahrzeuge auszugehen sei. 

Dieselkraftstoffbestandteile (Vol.-%) bei Erfüllung des 40 Prozent Ziels im Jahre 2030

Quelle: 2020 DVV Media Group GmbH  Grafik: IWO

Erfüllung des RED-II-Ziels reicht nicht aus

Die Wissenschaftler haben nun zunächst untersucht, ob und wie das RED-II-Ziel von 14 Prozent Anteil erneuerbarer Energie am Endenergieverbrauch im Verkehr des Jahres 2030 erreicht werden kann. Dabei haben sie die derzeit prognostizierten Steigerungen des Personen- und Güterverkehrs mit einberechnet. Das Ergebnis: Das 14-Prozent-Ziel kann erreicht werden – und zwar weitestgehend durch die Nutzung der bereits heute am Markt verfügbaren konventionellen Biokraftstoffe. Die angestrebte Treibhausgasreduktion von 40 bis 42 Prozent weniger CO₂ wird mit dem Erreichen des RED-II-Ziels jedoch noch keineswegs erfüllt. Hierfür sind größere Anstrengungen nötig.

Verkehr der Zukunft in Deutschland: Zehn Millionen Elektrofahrzeuge und mehr Schienenverkehr

Wie aber kann die bis 2030 angestrebte CO₂-Minderung gemeistert werden? Hier greifen verschiedene Annahmen und künftige Maßnahmen ineinander. So wird sich etwa, bedingt durch den Austausch älterer gegen neue Fahrzeuge, auch in den kommenden Jahren die Effizienz der Antriebstechnik von Autos mit Verbrennungsmotor verbessern – und somit der durchschnittliche Flottenverbrauch weiter sinken.

Auch eine zunehmende Verbreitung von E-Autos fließt in die Untersuchung mit ein und führt zu einer Verringerung des Bedarfs an flüssigen Kraftstoffen. Angenommen wurde in dem Modell eine sehr ambitionierte Elektrifizierung mit einem Bestand in Höhe von zehn Millionen E-Autos bei jeweils einer jährlichen Fahrleistung von 12.000 Kilometern im Jahr 2030.

Eine weitere Annahme des Modells besteht in der zukünftigen Verlagerung des Verkehrs von der Straße auf die Schiene – eine derzeit auch politisch gewollte Entwicklung. Doch sogar wenn man hier unterstellt, dass zehn Prozent des Individualverkehrs künftig über die Schiene erfolgt – das entspricht einer Verdoppelung der heutigen Verkehrsleistung der Bahn im Nah- und Fernverkehr – und auch im Güterverkehr zehn Prozent auf die Schiene verlagert würden, zeigt das Modell: Fortschrittliche, treibhausgasreduzierte Kraftstoffe werden einen erheblichen Beitrag zum Erreichen des CO₂-Ziels leisten müssen.

Future Fuels: Zusätzlicher Bedarf von 7,5 Millionen Tonnen hierzulande schon 2030

Auf Basis der genannten Annahmen und prognostizierten Transportleistung kann nach den Berechnungen der Studienersteller für 2030 mit einem Bedarf an fortschrittlichen Kraftstoffen von 320 Petajoule ausgegangen werden. Das entspricht einer Kraftstoffmenge von 7,5 Millionen Tonnen. Sie würden als drop-in-fähige Produkte, zusätzlich zu den bereits heute marktgängigen Biokraftstoffen, den fossilen Fuels beigemischt. Die Anteile würden bei ungefähr zehn Prozent synthetischem Benzin im Otto-Kraftstoff liegen, beim Diesel wären es sogar rund 25 Prozent.

Würde man auf den Einsatz von Future Fuels verzichten, wären sogar 20 Millionen Elektroautos mit einer jährlichen Fahrleistung von 15.000 Kilometern nötig, um im Rahmen des skizzierten Szenarios das Klimaziel im Verkehr zu erreichen. Die andere Alternative wären spürbare Einschränkungen im individuellen Straßenverkehr und, damit verbunden, drastische gesellschaftliche Veränderungen.

Klimaziele 2030: 40 Prozent weniger THG-Emissionen

Verhältnis Entwicklung E-Mobilität zum Bedarf an Future Fuels

Quelle: 2020 DVV Media Group GmbH  Grafik: IWO

Dringender Handlungsbedarf

Future Fuels würden demnach also einen wichtigen Beitrag zum Erreichen der Klimaschutzziele im Straßenverkehr leisten. Doch noch sind die verfügbaren Mengen weit von den genannten 7,5 Millionen Tonnen entfernt. Damit der berechnete Bedarf des Jahres 2030 auch gedeckt werden kann, ist nach Ansicht der Autoren Kuchling, Awgustow und Kureti daher Eile geboten.

Angesichts der langwierigen Planungs- und Genehmigungsphasen bestehe dringender Handlungsbedarf. Jedoch sei nicht auszuschließen, dass die notwendigen Produktionskapazitäten bis 2030 noch nicht bereitstehen werden. In diesem Fall könnte, für eine Übergangszeit, der Einsatz hydrierter Pflanzenöle (HVO) die Deckungslücke schließen.

Zum Fachbeitrag „Erdöl Erdgas Kohle“ (EEK)

Den kostenpflichtigen Fachbeitrag „Energiewende im Verkehr – Beitrag »treibhausgasreduzierter« Kraftstoffe“ downloaden.