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KLIMA + CO2
- SEKTOR Verkehr
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Klimaprognosen des Verkehrssektors |
Zusammenfassung
Im betrachteten Sektor "Verkehr" (PKW, Nutzfahrzeuge, Bahn und Flug) ist vergleichsweise einfach möglich, sämtliche klimarelevanten CO2-Emissionen bis 2045 zu vermeiden!
Gleichzeitig bewirken alle dafür notwendigen Maßnahmen eine Zunahme des Stromverbrauchs in einer Größenordnung, die dem 2.5-fachen der Gesamtstrommenge Deutschlands in 2020 entspricht. Diese Zunahme kann bis 2045 vorraussichtlich nicht durch regenerative Stromproduktion kompensiert werden! Es ist derzeit nicht abzuschätzen, ob dies zwischen 2045 und 2050 noch möglich wird.
PKW (+Wohnmobile): An e-Mobilität geht nichts vorbei!
KLIMA-Maßnahmen
Als typische Lebenszeit eines Automobils werden 10 Jahre angenommen. Daher ist es zwingen notwendig, dass spätestens 2035 Produktion und Verkauf von Verbrennerfahrzeugen (Benzin und Diesel) zu Gunsten von Elektroautos eingestellt werden. Wird der Treibstoff entsprechend der tatsächlichen Umweltbelastung bepreist, dürfte das Verschwinden der Vebrennerautos ohne Verbote, sondern rein aus wirtschaftlichen Gründen erfolgen.
Um die Klimabelastung durch Verbrennerfahrzeuge zu reduzieren, liegt es nahe, auch an synthetisch hergestellte Flüssigtreibstoffe (= Synthesebezin) zu denken. Tatsächlich werden aber für die synthetisch hergestellten Treibstoffe je nach Herstellverfahren große Strommengen benötigt, der in der betrachteten Zeitspanne bis 2045 kaum ausreichend zur Verfügung stehen werden. Daher ist der Einsatz synthetischer Flüssigtreibstoffe für PKW unrealistisch und wird in der Modellrechnung nicht berücksichtigt.
Es ist auch korrekt, dass zumindest anfänglich nicht ausreichend EEG-Strom zur Verfügung steht, um die wachsende Flotte von Elektroautos vollständig mit regenerativer Energie zu betanken. Trotzdem ist der Wechsel zum Elektroantrieb strategisch richtig, da längerfristig der Anteil an EEG-Strom zunehmen wird.
Nutzfahrzeuge
Ähnliche Überlegungen wie für den Teilbereich "PKW" gelten auch für Nutzfahrzeuge. Allerdings ist die mittlere Lebenszeit von Nutzfahrzeugen wesentlich größer. Um die Klimaziele im Verkehrsbereich zu erfüllen, müsste daher schon sehr bald (vor 2030!) der Verkauf von Verbrenner-Nutzfahrzeugen eingestellt werden.
KLIMA-Maßnahmen
Welche Alternativen gibt es?
- e-Nutzfahrzeuge
Diese Antriebsform bietet sich insbesondere für alle Fahrzeuge an, die für Kurzstrecken mit vielen Zwischenhalten konzipiert sind, also z,B. für Nahverkehrsbusse und Fahrzeuge für Auslieferdienste. - H2-Nutzfahrzeuge
Hierbei handelt es sich im Grunde genommen ebenfalls um Elektrofahrzeuge, die aber mit einer kleineren Batterie auskommen, da während der Fahrt fortwährend Strom in einer Brennstoffzelle nachproduziert wird. Hauotvorteile des Wasserstoffbetriebs sind die sehr kurze Zeit für das Nachtanken (wie heute beim Diesel) und das geringe Gewicht des Treibstoffs (verglichen mit dem Gewicht einer vergleichbar leistungsstarken Batterie). Die Stabilität des Chassis der Nutzfahrzeiuge erlaubt den gegen mechansiche Einflüsse (Unfallfolgen) sicheren Einbau der H2-Tanks zwischen den Rädern der Zugmaschinen.
Hauptnachteil des H2-Treibstoffs ist die mangelnde Verfügbarkeit in der Fläche sowie die auch in den kommenden Jahren absehbar mangelnde Verfügbarkeit von grünem oder türkisem H2 außerhalb der Hauptstandorte der Großindustrie. In der Modellrechnung wird der Beginn nennenswerter Anteile von H2-Nutzfahrzeugen erst nach 2035 erwartet. Dann dürfte der Zuwachs aber sehr schnell gehen. Schon 2045 sollten H2-Nutzfahrzeuge 50% aller Nutzfahrzeuge ausmachen.
Bahn - auch hier gibt es noch viel zu tun!
Die Bahn fährt daher schon heute (2020) zu 62% elektrisch, der überwiegende Rest (38%) ist dieselelektrisch. In der Werbung kusieren deutlich andere, nämlich "grünere" Zahlen, die sich aber sauf ausgewählte Zugkategorien beziehen. So ist es zwar rechnerisch korrekt, dass bereits heute (2020) 100% der ICE-Züge mit Strom aus regenerativen Quellen angetrieben wird. Der S-Bahn-Nahverkehr und insbesondere der Güterverkehr ist in solchen Angaben in der Regel nicht berücksichtigt. Die "Grüne Bahn" ist also bei weitem noch nicht realisiert.
KLIMA-Maßnahmen
Mit Hilfe einer "Elektrofizierungsinitiative" ist es möglich, bis 2035 den Anteil des Stromerantriebs auf 85% zu steigern. Die verbleibenden 15% können bis 2045 auf synthetisch hergestellten Flüssigtreibstoff oder H2-Brennstoffzellen-Betrieb umgestellt werden. Damit wäre der rollende Bahnbetrieb spätestens 2045 zu 100% klimaneutral!
Interessant ist noch die Überlegung, welche Technologie für den synthetischen Flüssigbrennstoff zum Einsatz kommen wird. Naheliegend ist die Verwendung von synthetisch hergestelltem Dieselkraftstoff. Aber die klimaneutrale Herstellung ist aufwendig und verlangt speziell für die Gewinnung des CO2 aus der Luft sehr viel Strom (mehr als über Windmühlen zusätzlich zum Ersatz der Kohlekraftwerke hergestellt werden kann). Die alternative Herstellung von CO2 über Biomasse wird rein mengenmässig nicht ausreichen! Mittel- und langfristig deutlich vernünftiger wäre es daher, wenn die Bahn als Ersatz für heutige dieselgetriebene Lokomotiven zukünftig auf Ammoniak als CO2-freien Kraftstoff umrüsten würde. Das aber bedeutet eine hohe Investition in Ammoniak-Lokomotiven unter gleichzeitiger Stilllegung noch betriebsfähiger Diesellokomotiven. Trotz dieser ökonomischen Einschränkung, wird daher genau dieses Szenario (Ammoniak!) im AGUS-Klimamodell verwendet.
Flugverkehr: Die Zeiten des billigen und klima-sorgenfreien Fliegens sind vorbei!
Die Atmosphäre wird durch das heute gebräuchliche Kerosin aus fossilen Quellen (Erdöl --> Raffinerie --> Kerosin) sowie durch die Freisetzung des CO2 in den oberen Bereichen mehr geschädigt, als auf Grund der chemischen Zusammensetzung errechnet werden kann. Absolute/belastbare Messdaten liegen naturgemäss nicht vor.
Wegen der hohen Klimabelastung stellt der Luftverkehr ein prioritäres Ziel für den Klimaschutz dar.
KLIMA-Maßnahmen
Die Umstellung von fossilem Kerosin auf synthetisch hergestellte Treibstoffe (Syn-Fuel) sollte daher schnellstmöglich beginnen und bereits 2030 vollständig abgeschlossen sein!
Welcher Typ Syn-Fuel wird zum Einsatz kommen?
- Stromgetriebene Turbinen: Auch wenn es reichlich Veröffentlichungen zu diesem Thema gibt, erscheint den Autoren dieser Seite die Nutzung von Strom als "Brennstoff" wegen des hohen Gewichts der Batterien als so unrealistisch, dass diese Option nicht berücksichtigt wird. Wirkliche Leichtgewicht-Batterien sind derzeit noch nicht einmal in den Forschungseinrichtungen bekannt.
- Wasserstoff: auch keine realistische Option, weil es deutlich zu viele nicht ausreichend beherrschte technische Schwierigkeiten beim Einsatz von Wasserstoff gibt. Im Flugverkehr müssen aber die Triebwerke zu jedem Zeitpunkjt und unter allen Bedingungen immer in Betrieb bleiben. Ein Ausfall - und sei er auch nur Kurzzeitig - könnte katastrophale Folgen haben.
- Ammoniak: das ungünstige Verhältnis von Energieinhalt zu Gewicht macht diesen Treibstoff ungeeignet für den Fklugverkehr.
- Syn-Kerosin: ist die einzig verbleibende technisch akzeptable Option, selbst wenn die Umstellung zu einem Kraftakt wird, die für den Flugbetrieb notwendigen Mengen an Treibstoff klimaneutral herzustellen.
Interkontinentaler und regionaler Schiffsverkehr? Hier dürfte Ammoniak einen Siegeszug als Kraftstoff antreten.
Mangels Verfügbarkeit von belastbaren Daten wurde dieser Teilbereich des Verkehrs in der Gesamtmodellrechnung nicht berücksichtigt. Der entstehende Gesamtfehler dürfte aber klein sein (geschätzt <5% des gesamten Verkehrsbereichs).
KLIMA-Maßnahmen
(Hier beschrieben, trotz der Nichtberücksichtigung im Rechen-Modell)
Im Schiffverkehr bietet es sich an, vom heute verwendeten fossilien Erdöl-basiertem Brennstoff auf synthetisch hergestelltes Ammoniak als Brennstoff zu wechseln. Damit wäre der Schiffsverkehr, der heute wegen des Schadstoffs als relevantes Umweltschutzproblem einzustufen ist, mit einem Schlag 100% klimaneutral und gleichzeitig auch weitgehend frei von Umweltschadstoffen.
Die notwendige Motorentechnologie für den Ammoniak.Antrieb ist bereits entwickelt. Erste Versuchsschiffe sind auf den Weltmeeren unterwegs. Und das relativ hohe Treibstoffgewicht von Ammoniak stellt bei Schiffen nur eine untergeordnete Hürde dar. Schließlich kann die Umrüstung oder Neuanschaffung von Ammoniak-geeigneten Tankschiffen in relativ kurzer Zeit und flächendeckend realisiert werden. Die Anzahl der Bunkerstationen ist selbst in großen Häfen gering, wenn es denn überhaupt mehrere Tankstellen gibt.