VersendenDrucken

Entwicklung einer Gesamtstrategie zur Einführung alternativer Kraftstoffe, insbesondere regenerativ erzeugtem Wasserstoff als Kraftstoff für den mobilen Bereich

Auftraggeber bzw. Förderer: Umweltbundesamt

Kooperation:

• Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie (Projektkkoordination);
• DLR Institut für Technische Thermodynamik;
• DLR Institut für Fahrzeugkonzepte;
• Institut für Energie- und Umweltforschung (IFEU)

Laufzeit: Dezember 2003 bis Mai 2005

Ansprechpartner: Dr. Joachim Nitsch

Um den vom Verkehrssektor im Rahmen engagierter Klimaschutzziele zu erbringenden Reduktionsbetrag an Treibhausgasemissionen zu erreichen, sind zwei Handlungsstränge von herausragender Bedeutung: Zum einen ist es erforderlich, die technisch verfügbaren Effizienzpotentiale bei den vorhandenen und zumindest mittelfristig dominierenden konventionellen Fahrzeugen konsequent zu mobilisieren und sie ökonomisch verträglich im Markt umzusetzen. Zum zweiten ist jedoch absehbar, dass die erforderlichen Emissionsminderungen in der nötigen Höhe nur durch die längerfristige Umstellung der Kraftstoffversorgung auf eine weitgehend regenerative Energiebasis erreichbar sein werden. Alternative Kraftstoffe sind daher von herausragender Bedeutung für die Entwicklung des Energiesystems, insbesondere gilt dies für das Erreichen engagierter Klimaschutzziele.

Analysiert man die bisher vorliegenden Langfristszenarien, so zeigt sich, dass die Anforderung, einen chemischen bzw. speicherbaren Energieträger, z. B. Wasserstoff, in signifikantem Umfang in die Energieversorgung einzubeziehen, mit der Höhe der Klimaschutzvorgaben deutlich zunimmt. Wesentlichen Einfluss haben dabei Überlegungen, inwieweit Wasserstoff als Puffer für die  Strombereitstellung  bei hohen Anteilen regenerativer Energien (REG) benötigt  wird. Neuere Analysen gehen davon aus, dass aufgrund anderweitiger technologischer Möglichkeiten (z. B. in Hinblick auf die Prognostizierbarkeit des Energieangebots, der Kopplung verschiedener Anlagen in virtuellen Kraftwerksverbünden, der ausgleichenden Wirkung von spezifisch betriebenen, die Flexibilität des Wärmespeichers nutzenden KWK-Anlagen und die Möglichkeiten eines umfassenden Lastmanagements) ein Markteintritt von Wasserstoff aus Speicher- bzw. Puffergründen erst bei einem relativ hohen REG-Anteil am Primärenergieverbrauch (> 50%) erforderlich sein wird. Ältere Betrachtungen hatten den Eintrittszeitpunkt von Wasserstoff teilweise deutlich früher angesetzt. An der grundsätzlichen Aussage, dass regenerativ erzeugter Wasserstoff längerfristig einen signifikanten Beitrag leisten muss, ändert dies aber nichts.

Auch aus verkehrswissenschaftlicher Perspektive erweist sich die Frage nach dem Einsatz alternativer Kraftstoffe als komplexes Problem. Neben den Unsicherheiten hinsichtlich der zukünftigen Entwicklung der Rahmenbedingungen des Verkehrssektors – Bevölkerungsentwicklung, Fahrleistungen, Modal Split, etc. – erschwert auch die Fülle der heute diskutierten Antriebsoptionen (Verbesserung konventioneller Fahrzeuge; Einführung von Fahrzeugen mit neuartigen Antrieben und Kraftstoffen), der für sie notwendigen infrastrukturellen Maßnahmen und verfügbaren Primärenergiequellen die Festlegung einer optimalen Kraftstoffstrategie.

Der zweckmäßigste Aufbau einer umweltverträglichen und klimaeffizienten Kraftstoff­versor­gung für den Verkehr kann dementsprechend nur unter Beachtung der engen Verknüpfung mit der Weiterentwicklung der Strom- und Wärmeversorgung in Richtung einer regenerativer Energienutzung abgeleitet werden. Daraus entsteht ein komplexes Optimierungsproblem nicht nur innerhalb des Verkehrssektors, sondern für die gesamte Energieversorgung und Volkswirtschaft. Für die Energieversorgung insgesamt ist von Bedeutung, mit welcher Intensität sektorale Strategien – hier also im Verkehr – vorangetrieben werden sollten oder dürfen, damit sich in der Gesamtheit aller Optionen volkswirtschaftlich ein möglichst günstiger Pfad der Ressourcenschonung und Emissionsminderung ergibt. Für den Verkehrssektor ist zu klären, wie und zu welchem Zeitpunkt die unterschiedlichen Kraftstoff- und Antriebsoptionen in ihrer Abfolge miteinander zu verknüpfen sind bzw. wie sie miteinander konkurrieren. Von Bedeutung ist weiterhin, wie weit alle antriebsneutralen fahrzeugtechnischen Verbesserungen, die mittelbar auch neuen Antriebsystemen zugute kommen, eine gemeinsame Basis für alle Strategieüberlegungen im Straßenverkehr sein können.

Vor diesem Hintergrund verfolgt das Vorhaben die folgenden Ziele und Arbeitsschritte:

• Ableitung und Beschreibung der wesentlichen Einflussgrößen auf Entwicklung und Einsatz alternativer Kraftstoffe
• Auswahl und Charakterisierung relevanter alternativer Kraftstoffsysteme
• Ableitung von Einführungsstrategien für Kraftstoffe im Rahmen von Gesamtenergieszenarien
• Ableitung von Umsetzungsmöglichkeiten und politischer Handlungskonzepte zur Förderung alternativer Kraftstoffe