Der Weg zur CO₂-neutralen Mobilität 2050

Autoren

Dipl.-Ing. M. Kratzsch, Dipl.-Ing. W. Wukisiewitsch, Dipl.-Ing. M. Sens, Dr.-Ing. M. Brauer, IAV GmbH, Berlin;
Dr. R. Tröger, consulting4drive GmbH, Berlin

Jahr

2019

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 811

Zusammenfassung

CO₂-freie Mobilität 2050 baut auf regenerative Primärenergien als Basis für die zu bereitstellenden Energieträger für die Mobilität. Dies kann direkt in Form von Strom oder umgewandelt in Form von PtX-Kraftstoffen (somit auch Wasserstoff) im Falle der erneuerbaren Energien oder auf Basis von Biomasse erfolgen. Damit sind unterschiedliche Technologien für die zukünftigen Antriebe darstellbar. In welcher Weise sich die entsprechende Flottenzusammensetzung für die Mobilität 2050 gestaltet, hängt von Einflussfaktoren ab, die unterschiedlichen Interessengruppen zugeordnet werden können und nicht unabhängig voneinander betrachtet werden dürfen. Der Beitrag konzentriert sich vorrangig auf die individuelle Mobilität, der Primärenergieverbrauch für den Güterverkehr wird allerdings berücksichtigt.
Zunächst werden die Anforderungen der Kunden an die zukünftige Mobilität in unterschiedlichen Ökosystemen betrachtet und systematisiert. Im gesellschaftlichen Kontext wird darüber hinaus die geltende und geplante Regulierung dargestellt. Weiterhin werden die Entwicklungszeiträume für Infrastruktur und Technologien gegenübergestellt und aus der Zielsicht 2050 heraus Anforderungen an entsprechende Meilensteine abgeleitet. Deren Umsetzung ist eine wesentliche Voraussetzung für die Kopplung der Energie- mit der Mobilitätswende. Entsprechende Anforderungen an die Entwicklung der Infrastruktur von der Bereitstellung der Primärenergie bis zur Verteilung der Endenergie-träger für die Fahrzeuge werden dementsprechend abgeleitet.
Weiterhin werden die Technologien, die für die Mobilität 2050 in den Wettbewerb treten dargestellt und charakterisiert. Dazu gehören batterieelektrische Fahrzeuge, Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, Brennstoffzellenfahrzeuge und Mischformen daraus (Hybridfahrzeuge). Neben der Betrachtung der Tank-to-Wheel-Kette, die die Grundlage der aktuellen CO₂-Gesetzgebung für Fahrzeugflotten in Europa ist, werden die Well-to-Wheel- und Life Cycle-Bilanzen gegenübergestellt, die für eine zu definierende zukünftige Gesetzgebung die Grundlage bilden können. Für die verbrennungsmotorischen Antriebe werden Ansätze vorgestellt, welche die Effizienz unter Ausnutzung von technologischen Entwicklungen und den Eigenschaften zukünftiger Kraftstoffe deutlich erhöhen können.
Mittels der IAV-Mobilitätssynthese werden anschließend die Anforderungen, Randbedingungen und Technologiealternativen mit Hilfe einer multikriteriellen Herangehensweise erfasst und resultierende Szenarien abgeleitet. Diese beziehen sich auf den Flottenmix der Antriebsarten, den entsprechenden Bedarf an Energieträgern bis zur Primärquelle und den erforderlichen Infrastrukturmaßnahmen.
Eine Bewertung der Ergebnisse, Schlussfolgerungen und die notwendigen nächsten Schritte in Richtung einer CO₂-freien Mobilität 2050 runden den Beitrag ab.