DER WEG HIN ZU EINER CO2-ARMEN MOBILITÄT - Neue Perspektiven zur Verkehrs- und Energiewende in Deutschland - Stahl Automotive Consulting

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DER WEG HIN ZU EINER CO2-ARMEN MOBILITÄT - Neue Perspektiven zur Verkehrs- und Energiewende in Deutschland - Stahl Automotive Consulting
DER WEG HIN ZU EINER
              CO2-ARMEN MOBILITÄT
              Neue Perspektiven zur
              Verkehrs- und Energiewende
              in Deutschland

              Dr. Martin Stahl · Dr. Markus Seeberger · José Miguel Escobar Coto
White Paper
Juni 2020
DER WEG HIN ZU EINER CO2-ARMEN MOBILITÄT - Neue Perspektiven zur Verkehrs- und Energiewende in Deutschland - Stahl Automotive Consulting
2   WHITE PAPER · STAHL AUTOMOTIVE CONSULTING
DER WEG HIN ZU EINER CO2-ARMEN MOBILITÄT - Neue Perspektiven zur Verkehrs- und Energiewende in Deutschland - Stahl Automotive Consulting
WHITE PAPER · STAHL AUTOMOTIVE CONSULTING   3

Ergebnisse der Studie im Überblick
•	Um die CO2-Auswirkungen der E-Mobilität zu               •	Ab Anfang der dreißiger Jahre wird eine Kosten-
   quantifizieren, werden zwei Szenarien betrachtet.           parität zwischen Wasserstoff und fossilen Kraft-
   Im Basis-Szenario wird ein Wettbewerb von                   stoffen erwartet – Fahrzeugmehrkosten für FCEVs
   Elektromobilität und Kohleausstieg angenom-                 müssen auch nach diesem Zeitpunkt gesamt-
   men – im Extrem-Szenario wird 100 % erneuer-                gesellschaftlich getragen werden. Eine Konversion
   bare Energie (EE) für das Laden von EVs unterstellt,        des Verkehrssektors hin zu Wasserstoff erfordert
   auch wenn dies aus verschiedenen Gründen                    die Überwindung hoher technischer Hürden
   (Verfügbarkeit überschüssiger EE, Ladeinfrastruktur-        und hohe Investitionen (Aufbau Produktions- und
   kosten, Praktikabilität) unrealistisch ist. Im ­Basis-      Distributionsinfrastruktur, Ersatz der Fahrzeugflotte)
   Szenario erhöht E-Mobilität in Deutschland zwi-             und stellt folglich eine risikoreiche Alternative dar.
   schen 2020 und 2030 die CO2-Emissionen netto
   um 40 Mio. t – im Extrem-Szenario hingegen               •	Ein Teil der Mehrkosten der Elektromobilität
   können bis zu 95  Mio. t CO2 eingespart werden.             (~73 Mrd. EUR) könnte alternativ für die Sub-
                                                               ventionierung von synthetischen Kraftstoffen
•	Gleichzeitig entstehen für die Elektromobilität bis         verwendet werden. Bis 2030 ließen sich so mit
   2030 im Basis-Szenario gesamtgesellschaftliche              synthetischen Kraftstoffen bis zu 600 Mio. t CO2
   Kosten von 47 – 75 Mrd. EUR (Extrem-Szenario                einsparen, was einem signifikanten Beitrag zur
   ohne Berücksichtigung zusätzlicher Kosten für z. B.         CO2-Reduktion entspricht. Wird die Kostenparität
   Ladeinfrastruktur 40-68 Mrd. EUR). Somit sind auch          zwischen synthetischen und fossilen Kraft-
   im unwahrscheinlichen Extrem-Szenario die                   stoffen erreicht, betragen die Einsparungen
   CO2-Vermeidungskosten mit 400 – 700 EUR                     jährlich ca. 180 Mio. t CO2 . Umsetzungsrisiken
   prohibitiv hoch. In Deutschland werden Elektro-             bei synthetischen Kraftstoffen beschränken sich auf
   fahrzeuge somit absehbar keinen sinnvollen                  den Aufbau der Produktionsinfrastruktur in
   Beitrag zur CO2-Einsparung leisten.                         sonnenreichen Ländern und die Erzielung der
                                                               notwendigen Skaleneffekte bei den Kosten.
•	Würden die Mehrkosten der Elektromobilität
   (~ 75 Mrd. EUR) für die Subventionierung von
   Wasserstoff aufgewendet, ließen sich auf diese
   Weise ca. 200 Mio. t CO2 einsparen.
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4    WHITE PAPER · STAHL AUTOMOTIVE CONSULTING

Eine gesamtheitliche Perspektive auf die                                                               Die Gesetzgebung erzwingt einen starken
Elektromobilität ist notwendig                                                                         Anstieg der Elektrofahrzeug-Neuzulassungen
Zahlreiche Studien und Veröffentlichungen haben sich in den                                            Der Klimawandel war 2019 das beherrschende Thema der
letzten Jahren mit der Klimabilanz von Elektrofahrzeugen (EV)                                          öffentlichen Diskussion in Deutschland. Je nach Stand-
beschäftigt und diese mit verbrennungsmotorischen                                                      punkt werden die Auswirkungen des Klimawandels
Fahrzeugen (ICE) verglichen. Die Ergebnisse unterscheiden                                              unterschiedlich eingeschätzt. Da der Klimawandel jedoch
sich dabei teilweise erheblich, was zum Großteil auf die                                               dramatische Auswirkungen auf die Umwelt haben kann, ist
getroffenen Grundannahmen zurückzuführen ist. Je nach                                                  ein sofortiges Handeln angebracht. Der Verkehrssektor
betrachteten Vergleichsfahrzeugen, prognostizierter Fahr-                                              steht mit etwa 20 % (171 Mio. t CO2-Äquivalente p. a., ohne
leistung, Verbrauch, angenommenen Stromemissionen und                                                  Well-to-Tank, also Förderung, Raffinierung, Transport etc.)
den Annahmen bzgl. Batterieherstellung schneiden aus                                                   der CO2-Emissionen im Fokus der politischen und medialen
CO2-Perspektive Elektroantrieb oder Verbrennungsmotor                                                  Aufmerksamkeit. Um die CO2-Emissionen im Verkehrs-
besser ab.                                                                                             sektor zu reduzieren, hat der Gesetzgeber auf europäischer
                                                                                                       Ebene Flottengrenzwerte für Neufahrzeuge festgelegt
Die bisherigen Analysen beschränken sich jedoch auf einen                                              (Abbildung 1).
Vergleich der den Fahrzeugen direkt zuordenbaren Emissio-
nen im Verkehrssektor. Diese Vergleiche greifen zu kurz,                                               Im Jahr 2019 haben neu zugelassene Fahrzeuge in
da sie die Effekte im Energiesektor vernachlässigen. Da                                                Deutschland nach NEFZ-Zyklus 135 g CO2/km emittiert1.
erneuerbare Energie auf absehbare Zeit nur begrenzt zur                                                Bis 2021 dürfen alle in Europa neu zugelassenen Fahr-
Verfügung steht, existiert ein Konkurrenzverhältnis zwischen                                           zeuge im herstellerübergreifenden Durchschnitt nur noch
dem in Deutschland geplanten Kohleausstieg und dem                                                     maximal 95 g CO2/km emittieren. Bis 2030 soll der
Betrieb von Elektrofahrzeugen. Im Rahmen der vorliegenden                                              Grenzwert um weitere 37,5 % sinken. Werden diese Werte
Analyse haben wir den CO2-Effekt von Elektrofahrzeugen in                                              nicht eingehalten, so drohen den Automobilherstellern
Deutschland im Zusammenspiel von Energie- und Verkehrs-                                                empfindliche Strafzahlungen. Allein durch Optimierungen
sektor quantifiziert und mögliche Alternativen (Wasserstoff                                            des Verbrenners werden diese Grenzwerte aber nicht zu
und synthetische Kraftstoffe) untersucht.                                                              erreichen sein. Um die geforderten Verbesserungen zu
                                                                                                       schaffen, müssen in den kommenden Jahren zahlreiche
                                                                                                       EVs zugelassen werden, da diese den rechnerischen
                                                                                                       Flottendurchschnitt deutlich senken. Geht man davon aus,
                                                                                                       dass die Verbrennungsmotoren hinsichtlich ihrer CO2-Emis-
                                                                                                       sionen kaum noch Optimierungspotenzial haben, so ist bis

        Um die Emissionen im PKW-Sektor zu reduzieren, hat die Politik mit der Einführung
        von CO2-Grenzwerten und erheblichen Strafen bei deren Überschreitungen reagiert
Um die Emissionen im PKW-Sektor zu reduzieren, hat die Politik mit der Einführung
von COÜberblick
       2-Grenzwerten     und erheblichen
                der durchschnittlichen       Strafen beiund
                                       CO2-Emissionswerte deren
                                                            -zieleÜberschreitungen    reagiertbzw. Europa
                                                                   für PKW-OEMs in Deutschland
         in g CO2/km
             Durchschnittliche Emissionswerte der Neuzulassungen (Deutschland)1                   Durchschnittliche Emissionsziele der Neuzulassungen (Europa)1

                                              +2%                                -29%
                   133        128                            130        135
                                        127         127
                                                                                                                                          -37,5%
                                                                                             95
                                                                                                                                        81
                                                                                                                                                                             59

                  2014                                                20192                 20213                                     20254                                 20304

                                                                                   Strafzahlungen betragen 95 EUR
                                                                                   ! pro überschrittenes g CO2/km
                                                                                   ! pro neu zugelassenes Fahrzeug

        1 Emissionswerte und –ziele sind jeweils herstellerspezifisch. Dargestellte Werte entsprechen herstellerübergreifenden Durchschnitten
        2 NEFZ-Wert berechnet aus WLTP-Wert nach BMWi
        3 „Phasing-in“ Effekt: Grenzwert von 95g CO2/km gilt im Jahre 2020 für 95% der Neuzulassungen – ab 2021 werden 100% der neu zugelassenen Fahrzeuge berücksichtigt
        4 Für die Jahre 2025 und 2030 berechnen sich die Grenzwerte als Verbesserung ggü. dem 2021 Wert um 15% bzw. 37,5%

Abb. 1: ÜQUELLE:
           berblick       der durchschnittlichen CO2-Emissionswerte und -ziele (NEFZ) für PKW-OEMs in Deutschland
                  Statista, Europäische Kommission, SAC
                                                                                                                   bzw.
                                                                                                               Stahl Automotive Consulting                                          0

        Europa
        (in g CO2/km)

1 U
   m eine Vergleichbarkeit der Zahlen zu ermöglichen, wurden die Emissionen der Neuzulassungen für das Jahr 2019 von einem WLTP-Wert
  (157 g CO2/km, Mix Diesel und Benzin) in einen NEFZ-Wert (135 g CO2/km) umgerechnet
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          Um CO2-Emissionsziele zu erreichen, müssen im Jahr 2030 in Deutschland ~1,5 Mio. EVs neu zugelassen
          und eine Gesamtflotte von 10,6 Mio. EVs erreicht werden
Um CO2-Emissionsziele zu erreichen, müssen im Jahr 2030 in Deutschland ~1,5 Mio. EVs neu zugelassen
und eineNotwendige
         Gesamtflotte    von 10,6 Mio.
                   EV-Neuzulassungen      EVs erreicht
                                     und EV-Flotte         werden
                                                   in Deutschland, um Emissionsziele zu erreichen1
           in Mio. Fahrzeuge

                       EV-Neuzulassungen               EV-Flotte                     X%     Anteil der EV-Neuzulassungen                     X%    Anteil der Gesamtflotte

                                                                                                                                                                                                  ~21%

                                                                                                                                                                                         ~51%

                                                                                                                                                                                                  10,6

                                                                                                                                                                                9,1
                                                                                                           ~8%
                                                                                                                                                               7,6
                                                                                                   ~33%                                      6,3
                    ~1%
                                                                                                                            5,1
             ~12%                                                                                          4,0
                                                                                          3,0
                                                                         2,1
                                                         1,4                                                                           1,2              1,3               1,4               1,5
                                      0,9                                          0,9               1,0              1,1
              0,4   0,5         0,4              0,5               0,7

                2020                                                                                   2025                                                                                   2030

           1 Annahmen: Neuzulassungen basieren auf Verkaufsprognosen für Deutschland; durchschnittliche Emissionen von 146g CO2/km (WLTP) für Neufahrzeuge, da keine weiteren beträchtlichen
           Verbesserungen für den Verbrennungsmotor erwartet werden; Rechnung berücksichtigt Super-Credits (Faktor 1,67 für 2021 und 1,33 für 2022), aber keine Öko-Innovationen; als EVs werden BEVs und PHEVs
           betrachtet, die jeweils mit 0 Emissionen (Tank-to-Wheel) in die Kalkulation einfließen

          QUELLE: SAC                                                                                                                                                           Stahl Automotive Consulting   1

Abb. 2: Notwendige EV-Neuzulassungen und EV-Flotte in Deutschland
			 in Mio. Fahrzeuge

2030 eine EV-Flotte von ca. 10,6 Mio. Fahrzeugen notwen-                                                      erreicht werden könnte. Daher ist es von zentraler Bedeu-
dig, um die definierten Emissionsziele zu erreichen. Mehr                                                     tung, dass jede kWh erneuerbarer Energie eine maximale
als die Hälfte aller Neuzulassungen im Jahr 2030 müssen                                                       CO2-Vermeidung erreicht.
dazu einen elektrischen Antrieb haben (Abbildung 2). Im
Rahmen der Studie wurde eine reine BEV2-Flotte unterstellt,                                                   Im Basis-Szenario haben wir daher einen Wettbewerb
da diese im Hinblick auf Emissionen und Kosten das                                                            zwischen EE und dem Kohleausstieg angenommen, was in
optimale Szenario für die E-Mobilität darstellt – denn                                                        der gegenwärtigen Situation mit unterentwickelter Lade-
PHEVs3 haben einerseits eine geringere elektrische                                                            infrastruktur, ohne flächendeckendem Einsatz von gesteuer-
Fahrstrecke und benötigen andererseits überproportional                                                       tem Laden und noch nicht ausgebauter Übertragungsnetze
mehr Ladeinfrastruktur bezogen auf ihre elektrische                                                           die Realität widerspiegelt. Es gibt jedoch auch Stimmen, die
Fahrleistung.                                                                                                 den Wettbewerb von Kohleausstieg und E-Mobilität
                                                                                                              bezweifeln. Kritiker argumentieren, dass EVs durch eine
Diese EV-Flotte benötigt jedoch auch eine große Menge an                                                      optimierte Ladestrategie zu 100 % aus überschüssigen EE
Energie zum Laden. Bei einer jährlichen Laufleistung von                                                      geladen werden können und somit eine Verbreitung der
ca. 13.700 km und einem Durchschnittsverbrauch von                                                            E-Mobilität keinen Einfluss auf den Kohleausstieg hat.
20,8 kWh/100km benötigt jedes EV im Jahr ca. 2,9 MWh.                                                         Dieser Ansatz setzt jedoch voraus, dass die derzeit
Bezogen auf die Gesamtflotte entspricht dies im Jahr 2030                                                     abgeregelten EE für EVs nutzbar gemacht werden können
zusätzlichen 30 TWh Energie bzw. einer Erhöhung des                                                           und in den kommenden Jahren weiter ansteigen, um den
jährlichen Bruttoenergieverbrauchs in Deutschland um 5 %.                                                     Energiebedarf der EVs decken zu können. Gleichzeitig
                                                                                                              müsste es trotz des Übertragungsnetzausbaus Überschüs-
In Deutschland werden Elektrofahrzeuge                                                                        se geben, die im Netz nicht verwertet werden können,
                                                                                                              jedoch als Ladeenergie für EVs nutzbar sind. Auch wenn
nicht sinnvoll zur CO2-Einsparung beitragen                                                                   wir dieses Extrem-Szenario für unwahrscheinlich halten,
Um die CO2-Bilanz von Verbrennungsmotoren und EVs                                                             wurde es im Rahmen der Studie betrachtet und bei der
gesamtheitlich vergleichen zu können, müssen alle Effekte                                                     Analyse der Vermeidungskosten aufgenommen (Abbildung
beachtet werden – dies umfasst neben den offensichtlichen                                                     10). Dieses Szenario wäre mit weiteren Kosten für Lade-
Auswirkungen im Verkehrssektor auch die Effekte im                                                            infrastruktur und Netzausbau verbunden, die sich heute
Energiesektor. Wie bereits erwähnt sind erneuerbare                                                           nur schwer quantifizieren lassen, jedoch die genannten
Energien nur begrenzt verfügbar. In letzter Zeit mehren sich                                                  Vermeidungskosten noch einmal deutlich erhöhen dürften.
sogar die Stimmen, die fürchten, dass das im Koalitionsver-                                                   Im Folgenden stellen wir das Basis-Szenario dar, das
trag festgeschriebene Ziel, 2030 einen Anteil von 65 % des                                                    Extrem-Szenario folgt einer analogen Rechenlogik und wird
Strombedarfs aus erneuerbarer Energie zu speisen, nicht                                                       ebenfalls (Abbildung 10) ausgewiesen.

2 BEV (battery electric vehicle): rein batterieelektrisches Fahrzeug
3 PHEV (plug-in hybrid electric vehicle): Plug-in-Hybrid Fahrzeug
6   WHITE PAPER · STAHL AUTOMOTIVE CONSULTING
WHITE PAPER · STAHL AUTOMOTIVE CONSULTING                     7

     Beladen der Elektrofahrzeuge mit erneuerbarer Energie verhindert die Vermeidung von
     Kohlekraftwerksemissionen
Beladen                           – pro gefahrenem
        der Elektrofahrzeuge mit erneuerbarer      kmverhindert
                                              Energie werden 57gdie CO 2 weniger von
                                                                    Vermeidung   gespart
                                                                                     Kohlekraftwerksemissionen –
pro gefahrenem       km werden 57g CO2 weniger gespart
      Vergleich der CO -Emissionen
                       2
      in g CO2/km
                                                                                           Emissionen aus                      Effekt auf die
                                            Emissionen aus Energieerzeugung
                                                                                    Fahrzeugherstellung und Betrieb          Gesamtemissionen
      Ersetzen fossiler                            8
      Energieerzeuger
      (Braun- und Steinkohle) durch
      erneuerbare Energien                                            -200

                                                                                         0                      0
                                                                                                                                   -193
                                                                                                                            CO2-Einsparung durch
                                                                                                                                Ersetzen von
                                                                                                                             Kohlekraft durch EE                 +57 g
                                                                                                                                                          !
                                                   8                   0                                                                                        CO2/km
      Ersetzen von verbrennungs-                                                        33
      motorischen Fahrzeugen durch
      Elektrofahrzeuge                                                                                         -176

                                                                                                                                   -136
                                             Erzeugung          Substitution von    EV-Batterie-           Substitution     CO2-Einsparung durch
                                             erneuerbarer       Energie aus          produktion            Emissionen        Ersetzen von ICEs
                                             Energien           Kohlekraftwerken                              ICE                durch EVs

                                                    1                 2                 3                        4

      QUELLE: SAC                                                                                                                               Stahl Automotive Consulting   2
Abb. 3: Vergleich der CO2-Emissionen
		      in g CO2/km

EVs werden   Mehremissionen
      EVs werden               in Höhe
                    Mehremissionen   invon 8,2von
                                        Höhe   Mio. t CO
                                                  8,2    2 im
                                                      Mio.     Jahr
                                                            t CO    2030 verursachen –
                                                                 2 im Jahr 2030 verursachen –
dies entspricht ca. dem
      dies entspricht ca.Vierfachen der Emissionen
                          dem Vierfachen             des innerdeutschen
                                           der Emissionen                 Flugverkehrs
                                                             des innerdeutschen        (2018) (2018)
                                                                                 Flugverkehrs

      Deltabetrachtung: Zusätzliche CO2-Emissionen von EVs                                   Anstieg der zusätzlichen Emissionen
      in g CO2/km                                                                            in Mio. t CO2

          57    57     57    59       59     59    60    60    59             56                                                  ! ~40
                                                                     55

                                                                                                                                                                      8,2

                                                                                                                                                              6,8
         2020                               2025                             2030                                                                      6,2

                                                                                                                                                5,2

      EV-Flotte in Deutschland (2020-30)
      in Mio. Fahrzeugen                                                                                                                  4,2

                                                                                              CO2-Emissionen                       3,2
                                                                                              des inner-
                                                                             10,6
                                                                     9,1                      deutschen Flug-               2,4
                                                               7,6                            verkehrs (2018)
                                                         6,3                                                          1,7
                                                   5,1
                                            4,0                                                                1,1
                                      3,0                                                                0,7
                      1,4    2,1                                                                   0,4
          0,5   0,9

         2020                               2025                             2030              2020                               2025                               2030

Abb. 4:QUELLE:
         Zusätzliche
               SAC   CO2-Emissionen von EVs                                                                                                     Stahl Automotive Consulting   3

Das Basis-Szenario beschäftigt sich im Kern mit der Frage,                              jedoch auch, dass die erneuerbare Energie nicht mehr für
ob es sinnvoller ist, eine kWh erneuerbarer Energie zur                                 EVs genutzt werden kann, da sie knapp ist und Deutsch-
Substitution von Kohlestrom oder für das Betreiben von                                  land noch viel Kohlestrom produziert, der substituiert
EVs zu verwenden. Dazu nehmen wir im Folgenden eine                                     werden sollte. In diesem Szenario bleibt der Verbrennungs-
Deltabetrachtung zum gegenwärtigen Status vor.                                          motor weiterhin die dominierende Antriebsart auf deutschen
                                                                                        Straßen und die CO2-Emissionen der deutschen PKW
Entscheidet man sich für die Substitution von Kohle, so                                 werden sich nicht deutlich reduzieren. In Summe verringern
können auf diese Weise hohe Emissionen im Energiesektor                                 sich in diesem Szenario die CO2-Emissionen durch die
vermieden werden, was die Kernidee der Energiewende                                     Substitution von Kohlestrom um 889 g CO2/kWh für jede
darstellt: 1 kWh erneuerbare Energie erzeugt 2020 36 g                                  eingesetzte kWh erneuerbarer Energie. Um die genannten
CO2-Emissionen und kann idealerweise die Produktion von                                 Werte mit den Emissionen von Fahrzeugen vergleichen zu
1 kWh Kohlestrom vermeiden (mittlere Emissionen im Mix                                  können, wurden sie in die in der Automobilwelt gebräuch-
von Braun- und Steinkohle: 962 g CO2/kWh). Dies bedeutet                                liche Einheit g CO2/km umgerechnet. Beispiel: Verbraucht
8   WHITE PAPER · STAHL AUTOMOTIVE CONSULTING

ein EV 20,8 kWh/100km, so kommt es mit 1 kWh 4,8 km                                  4). Erst wenn keine fossile Energieerzeugung mehr durch
weit. Die genannten 36 g CO2/kWh für die Erzeugung                                   erneuerbare Energie substituiert werden kann, hat das EV
erneuerbarer Energie dividiert durch 4,8 km/kWh ergeben                              demnach einen Vorteil gegenüber dem ICE mit fossilen
8 g CO2/km (Abbildung 3).                                                            Kraftstoffen.

Entscheidet man sich stattdessen für das Ersetzen der                                Bei einer EV-Flotte, die bis 2030 voraussichtlich etwa 10,6
Verbrennungsmotoren durch elektrische Antriebe, so                                   Millionen Fahrzeuge umfasst, entstehen über die kommen-
entstehen ebenso die Emissionen der erneuerbaren                                     den 10 Jahre demnach zusätzliche Emissionen in Höhe
Energie (36 g CO2/kWh bzw. 8 g CO2/km). Dazu kommen                                  von 40 Mio. t CO2. Im Jahre 2030 allein werden 8,2 Mio. t
die Emissionen in der EV-Batterieproduktion (33 g CO2/km).                           Mehremissionen ausgestoßen – dies entspricht mehr
Für die Vergleichsrechnung wurden im Sinne des EVs                                   als den vierfachen Emissionen des gesamten heutigen
optimistische Annahmen gewählt (z. B. in Bezug auf                                   innerdeutschen Flugverkehrs (Abbildung 4).
CO2-Emissionen in der Batterieproduktion). Dabei ist zu
beachten, dass Batterieproduktion eine konstante Last im                             Auch eine alternative Versorgung kann nicht
Energienetz darstellt und diese in jedem Szenario direkt mit
einer Abschaltung von Kohleverstromung im Wettbewerb
                                                                                     zur CO2-Einsparung beitragen
steht. Da die erneuerbare Energie hier verwendet wird,                               Verschiedene Alternativen könnten erwogen werden, um
können keine Emissionen aus der Kohleverstromung                                     den CO2-Effekt von Elektrofahrzeugen zu verbessern.
vermieden werden. Allerdings werden die Emissionen des                               Ein möglicher Ansatz wäre der Einsatz von Batterien oder
Verbrenners eingespart (– 176 g CO2/km). Vergleicht man                              anderen Energiespeichern. Oftmals wird angeführt, dass
allein die Emissionen des Verkehrssektors (EV 41  g CO2/                             z. B. ein heimischer Energiespeicher in Kombination mit
km, ICE 176  g CO2/km), liegt das EV natürlich deutlich                              einer Solaranlage das emissionsfreie Laden von EVs
vorne, was auch den genannten optimistischen Annahmen                                ermögliche. In diesem Fall könnte die Energie jedoch
(Betrieb nur mit erneuerbarer Energie, Emissionen aus                                ebenso bei Bedarf ins Netz eingespeist werden und damit
Batterieproduktion) geschuldet ist. Die Einsparung von                               fossile Energieerzeugung substituieren. Der Effekt bleibt
135  g CO2/km bildet die Grundlage für das Extrem-Szena-                             wie in Abbildung 3 dargestellt.
rio. Bei Einbeziehung der Substitutionseffekte im Energie-
sektor dreht sich das Bild jedoch ins Gegenteil: Die                                 Ebenso könnte man erwägen, Nuklearenergie zum Laden
Rechnung zeigt, dass jeder gefahrene EV-Kilometer                                    von EVs zu verwenden. Auch hier wäre stattdessen das
zu zusätzlichen Emissionen von 57  g CO2 im Vergleich zur                            Abschalten der Kohlekraftwerke die aus CO2-Sicht bessere
Kohlesubstitution führt. Daher erhöhen EVs die CO2-Emis-                             Variante. Würden Atomkraftwerke die bestehenden Kohle-
sionen in Deutschland bei einer sektorübergreifenden                                 kraftwerke vollständig ersetzen, wäre die CO2-Bilanz des
Betrachtung im Basis-Szenario. Rechnet man analog für die                            EVs gegenüber dem mit fossilen Kraftstoffen betriebenen
Jahre bis 2030, so bleibt dieser Effekt bestehen (Abbildung                          ICE natürlich positiv. Jedoch halten wir dies in Deutschland

      Bei Preisstabilität der EVs entstehen Gesamtkosten für die Elektromobilität von ~75 Mrd. EUR. Sinken
     die Preise für
Bei Preisstabilität   Elektrofahrzeuge
                    der                bis 2030 um für
                        EVs entstehen Gesamtkosten 30% diesind es ~47 Mrd.von
                                                           Elektromobilität EUR
                                                                              ~75 Mrd. EUR.
Sinken die Preise für Elektrofahrzeuge bis 2030 um 30% sind es ~47 Mrd. EUR
      Kostenarten für die durch EVs verursachten, gesamtgesellschaftlichen Zusatzkosten (2020-2030)
      in Mrd. EUR

                                                                                                 -7,2

                                                                       37,4
                                            7,2
                                                                                                                        75,3
                                                                                                                                                        46,7
                    37,9

                      I                       II                         III                          IV

                  Delta                   Delta                     Kosten für                   Delta        =      Gesamte                         Gesamte
             Fahrzeugkosten             CO2-Kosten               Ladeinfrastruktur           Energiekosten         Zusatzkosten                    Zusatzkosten
              (EV vs. Diesel)                                                                                     EV-Preisstabilität             EV-Preisrückgang

          ! Delta jährlicher                                  ! Kosten für private
            Wertverlust über 10                                 Infrastruktur (zu                                                      Geringere Zusatzkosten
            Jahre Nutzungszeit                                  Hause, Arbeitsplatz,     ! Delta Kosten                                aufgrund sinkender
                                   ! Delta für zusätzliche      Geschäfte)                 Energieerzeugung                            Fahrzeugkosten
          ! Delta jährliche
                                     CO2-Emissionen           ! Kosten für öffentliche   ! Delta Kosten
            Wartungskosten
                                                                Infrastruktur              Kraftstoff
          ! Delta jährliche                                     (Normal- und
            Versicherungskosten                                 Schnellladesäulen)

      QUELLE: SAC                                                                                                                        Stahl Automotive Consulting   4
Abb. 5:    Kostenarten für die durch EVs verursachten, gesamtgesellschaftlichen Zusatzkosten (2020-2030)
			        in Mrd. EUR
WHITE PAPER · STAHL AUTOMOTIVE CONSULTING    9

für ein zum gegenwärtigen Zeitpunkt unrealistisches                             sie enthalten keine Investitionen, die sich nach 2030
Szenario.                                                                       auszahlen würden. Skaleneffekte bei der Ladeinfrastruktur
                                                                                werden berücksichtigt. Kosten für den notwendigen
Die Elektromobilität kostet Deutschland bis                                     Ausbau der Netzinfrastruktur sind in diesen Zahlen nicht
                                                                                enthalten, dürften aber noch einmal einen erheblichen
2030 zwischen 40 und 75 Mrd. EUR                                                Kostenblock ausmachen. Auch erscheint der flächen-
Da es eine Vielzahl von Maßnahmen zur CO2-Reduktion                             deckende Ausbau von Ladeinfrastruktur besonders in
gibt, ist es wichtig, die jeweiligen Kosten quantifizieren zu                   Städten mit Umsetzungsproblemen behaftet zu sein.
können, um die geeignetste Maßnahme zu wählen.                                  Ebenso werden keine Kosten für die Netzanbindung der
                                                                                EV-Ladeinfrastruktur berücksichtigt. Die im Extrem-Szenario
Um die Kosten der Elektromobilität zu quantifizieren, werden                    entstehenden zusätzlichen Kosten für Ladeinfrastruktur sind
volkswirtschaftliche Kostendifferenzen zwischen EVs und                         hier ebenfalls nicht berücksichtigt.
verbrennungsmotorischen Fahrzeugen analysiert. Diese
setzen sich aus Differenzen in den Fahrzeugkosten (I),                          (IV) Hinsichtlich der Energiekosten schneiden EVs bei
CO2-Kosten (II), Ladeinfrastrukturkosten (III) und Energiekos-                  optimistischen Annahmen zu den EE-Gestehungskosten
ten (IV) zusammen (Abbildung 5). Da Steuern und Subventi-                       besser ab, denn der Strom für deren Betrieb ist günstiger
onen keinen gesamtgesellschaftlichen Kosteneffekt                               als der Kraftstoff der Verbrenner. Folglich sparen EVs bis
erzeugen, werden diese nicht berücksichtigt.                                    2030 insgesamt 7,2 Mrd. EUR an Energiekosten.

(I) Die Fahrzeugkosten setzen sich aus dem Wertverlust                          Addiert man alle Mehrkosten bzw. Einsparungen zusam-
der Fahrzeuge über 10 Jahre, jährlichen Wartungs- bzw.                          men, so ergeben sich im Basis-Szenario je nach Preisent-
Reparaturkosten und Versicherungskosten zusammen.                               wicklung der Elektrofahrzeuge Zusatzkosten in Höhe von
Im Rahmen der Studie werden zwei mögliche Preisentwick-                         47 (30 % Preisreduktion) bis 75 Mrd. EUR (Preisstabilität) im
lungen bei Elektrofahrzeugen betrachtet. Zum einen wird                         Zeitraum zwischen 2020 und 2030. Im Extrem-Szenario
angenommen, dass (wie in der Vergangenheit) Batterie-                           liegen diese, ohne Berücksichtigung der höheren Lade-
kapazitäten in EVs steigen und sich die Preise der Elektro-                     infrastrukturkosten, bei 40 – 68 Mrd. EUR.
fahrzeuge auf heutigem Niveau halten. Die beiden gegen-
läufigen Effekte von sinkenden Batterieproduktionskosten                        Kombiniert man die ökologische mit der ökonomischen
und wachsenden Batteriegrößen gleichen sich dabei aus.                          Perspektive, zeigt sich ein klares Bild: Die Elektromobilität
Es wird jedoch auch ein Szenario analysiert, in dem eine                        leistet in keinem Szenario einen sinnvollen Beitrag zur
30-prozentige Preisreduktion für EVs bis 2030 angenom-                          CO2-Reduktion. Dennoch muss eine Alternative zur
men wird. Dies würde bedeuten, dass EVs im Jahr 2030                            CO2-Reduktion im Verkehrssektor gefunden werden.
billiger als verbrennungsmotorische Fahrzeuge wären. Wir
halten dieses Szenario für unwahrscheinlich, jedoch nicht                       Alternativen zur E-Mobilität
undenkbar. Die Analyse zeigt, dass für EVs im Vergleich
zum Verbrennungsfahrzeug in Summe höhere Kosten                                 Am Markt existieren derzeit zahlreiche Alternativen zur
anfallen. So ist, je nachdem, ob die Preise der EVs bis zum                     Elektromobilität. Erdgas (CNG) bzw. verflüssigtes Propan-
Jahre 2030 stabil bleiben oder sinken, über die gesamte                         gas (LPG), Wasserstoff, synthetische Kraftstoffe und auch
Flotte mit zusätzlichen Kosten in Höhe von 37,9 (Preisstabili-                  Kraftstoffe aus pflanzlichen Rohstoffen stellen diesbezüglich
tät) bzw. 9,3 Mrd. EUR (30 % Preisreduktion) zu rechnen.                        sicherlich die bekanntesten Lösungen dar. Da CNG/LPG
                                                                                jedoch auf fossilen Energieträgern basiert, kann dies
(II) Für das Basis-Szenario werden die CO2-Kosten der                           allenfalls eine Brückentechnologie sein und stellt keine
entstehenden zusätzlichen Emissionen mit Hilfe des vom                          sinnvolle Alternative zur Elektromobilität dar. Kraftstoffe, die
Umweltbundesamt ermittelten „fairen“ CO2-Preises von                            auf pflanzlichen Rohstoffen basieren (z. B. Bio-Ethanol oder
180 EUR/t CO2 berechnet. Für die erzeugten Mehremissio-                         Rapsmethylester), bewirken nur eine relativ geringe CO2-
nen in Höhe von 40 Mio. t CO2 entstehen durch EVs somit                         Ersparnis und stehen darüber hinaus im Wettbewerb mit
zusätzliche CO2-Kosten in Höhe von 7,2 Mrd. EUR.                                dem Anbau von Nahrungsmitteln – daher stellt auch dies
                                                                                keine sinnvolle Alternative dar und wird hier nicht weiter
(III) Für den Betrieb der EVs muss außerdem Ladeinfra-                          untersucht. Wasserstoff bzw. synthetische Kraftstoffe auf
struktur aufgebaut werden. Die Anzahl der Ladepunkte für                        Basis erneuerbarer Energien können jedoch aufgrund ihrer
die Berechnung basiert auf vom VDA4 verwendeten Werten.                         hohen Emissionseinsparungen eine sinnvolle Alternative
Es werden pro EV 1,2 private und öffentliche Ladepunkte                         sein. Im Folgenden werden die Brennstoffzelle mit Wasser-
sowie 0,01 Schnellladepunkte angenommen. Daraus                                 stoff und der Verbrennungsmotor (ICE) auf Basis syntheti-
resultieren bis 2030 kumulierte Ladeinfrastrukturkosten in                      scher Kraftstoffe betrachtet und hinsichtlich ihrer ökologi-
Höhe von 37,4 Mrd. EUR. Bei diesem Betrag handelt es                            schen und ökonomischen Auswirkungen analysiert.
sich nur um Abschreibungen für den genannten Zeitraum,

4 A
   nnahmen vom VDA basieren auf EU-AFID-Richtlinie (Alternative Fuels Infrastructure Directive) sowie auf Angaben der Nationalen Plattform
  Zukunft der Mobilität
10   WHITE PAPER · STAHL AUTOMOTIVE CONSULTING
WHITE PAPER · STAHL AUTOMOTIVE CONSULTING                          11

Wasserstoff kann zu erheblichen                                                         die bestehenden Fahrzeuge nicht sinnvoll auf Wasserstoff
CO2-Einsparungen beitragen – jedoch ist                                                 umgestellt werden, so dass ein Ersetzen der Fahrzeugflotte
                                                                                        notwendig würde. Da Brennstoffzellen-Fahrzeuge jedoch im
die Technologie mit hohen Kosten und
                                                                                        Vergleich zu verbrennungsmotorischen Fahrzeugen deutlich
Risiken verbunden                                                                       teurer sind und auf absehbare Zeit bleiben, werden
                                                                                        erhebliche Kosten verursacht. Werden die Mehrkosten der
Aus Wasser und erneuerbarem Strom lässt sich durch                                      E-Mobilität in Höhe von ~75 Mrd. EUR für die Subventionie-
Hydrolyse Wasserstoff gewinnen. Nach der Kompression                                    rung von Wasserstoff und Brennstoffzellenfahrzeugen
und Kühlung kann dieser in Druckbehältern gespeichert,                                  aufgewendet, könnten bis im Jahre 2030 ca. 40 % der
schließlich transportiert und in Fahrzeugen verwendet                                   gesamten Fahrleistung in Deutschland durch Wasserstoff-
werden. Um ein kg Wasserstoff hydrolytisch zu erzeugen,                                 antriebe ersetzt werden (Aufbau Produktionskapazitäten
müssen ca. 50,6 kWh Energie aufgewendet werden. Der                                     und Verfügbarkeit von Wasserstoff unterstellt). Im Zeitraum
dafür notwendige Strom muss auf Basis erneuerbarer                                      2020 bis 2030 könnten auf diese Weise ca. 200 Mio. t CO2
Energien erzeugt werden. Solarthermische Anlagen z. B. in                               eingespart werden (Abbildung 6). Fast 40 % der durch den
Nordafrika stellen diesbezüglich eine sehr gute Lösung dar,                             Verkehrssektor verursachten Emissionen ließen sich auf
da diese mit 14 g CO2/kWh deutlich geringere Emissionen                                 diese Weise im Jahr 2030 einsparen. Der Ausbau der
aufweisen als der in Deutschland erzeugte Strom aus                                     Distributionsinfrastruktur bleibt hier unberücksichtigt, wird
erneuerbaren Energien. Der auf diese Weise produzierte                                  aber wegen der anfallenden Emissionen den berechneten
Wasserstoff verursacht Well-to-Wheel 163 g weniger CO2                                  CO2-Effekt reduzieren.
je Kilometer als fossile Kraftstoffe und stellt eine ~90 %
Emissionsreduktion gegenüber Dieselkraftstoff dar.                                      Manche Quellen prognostizieren für Anfang bis Mitte der
                                                                                        dreißiger Jahre Kostenparität zwischen Wasserstoff und
Mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellen-Fahrzeuge                                   fossilen Kraftstoffen, insbesondere wenn man die von
bedeuten für das heutige etablierte automobile Ökosystem                                der Bundesregierung ab 2021 eingeführte CO2-Steuer
einen deutlichen Wandel. Produktionskapazitäten für                                     berücksichtigt. Ab dann würden sich die notwendigen
nachhaltigen Wasserstoff müssen aufgebaut und eine neue                                 Subventionen in Abhängigkeit von der Preisentwicklung
Distributionsinfrastruktur geschaffen werden. Auch können                               der Brennstoffzellen-Fahrzeuge möglicherweise reduzieren.

      Werden die Mehrkosten der E-Mobilität (~75 Mrd. EUR) für die Subventionierung
Werden
    vondie Mehrkosten
        Wasserstoff    der E-Mobilität
                    aufgewendet, kann (~75  Mrd.ca.
                                       bis 2030  EUR)
                                                    1/3 für
                                                        der die Subventionierung
                                                            Fahrleistung           von Wasserstoff aufgewendet,
                                                                         ersetzt werden
können bis 2030 ca. 40 % der PKW-Kilometer mit emissionsarmen Wasserstoff-Fahrzeugen abgedeckt werden
      Entwicklung der Subventionen, Mehrkosten und eingesparten CO2-Menge durch Wasserstoff (2020-2035)
          Notwendige Subventionen
          in EUR/km
            0,27      0,23      0,21     0,18       0,16       0,13       0,11   0,09     0,07   0,05    0,03   0,02    0,00
                                                                                                                                  -0,01        -0,02       -0,03
          Mehrkosten für die Subvention von Wasserstoff
          in Mrd. EUR
                                                          ! 75 Mrd. EUR                                                 Nach 2030 sind die
                                                                                                                       Mehrkosten niedriger
                                                                                                 13,2    15,2          als die der E-Mobilität
                                                               6,1        7,8    9,6     11,4
            0,6       1,3       2,2      3,2        4,6

          Eingesparte CO2-Menge durch Wasserstoff                                                                                             Wasserstoffanteil
                                                                                                                                         %
          in Mio. t CO2                                                                                                                       an Gesamtfahrleistung

                                                      ! ~205 Mio. t CO2                                                                                   100%

            0%                                                 4%                                        40%
                                                                                                                        178        210           210       210
                                                                                                 45      83     105
             0         1        2         3         5           8         12     18       28
           2020                                               2025                                       2030                                              2035

      QUELLE: SAC                                                                                                                        Stahl Automotive Consulting   6

Abb. 6:   Entwicklung der Subventionen, Mehrkosten und eingesparten CO2-Menge durch Wasserstoff (2020 – 2035)
12   WHITE PAPER · STAHL AUTOMOTIVE CONSULTING

Synthetische Kraftstoffe sind die                              Da synthetische Kraftstoffe derzeit noch teurer sind als
effizienteste Variante, um im Verkehrssektor                   fossile, sind wie beim Wasserstoff Subventionen notwendig.
                                                               Würden die Mehrkosten der Elektromobilität zum großen
CO2-Emissionen einzusparen
                                                               Teil (73 Mrd. EUR) dafür verwendet, ließen sich durch den
Synthetische Kraftstoffe auf Kohlenstoffbasis bieten eine      Einsatz synthetischer Kraftstoffe bis 2030 nahezu 600 Mio.
Reihe von Vorteilen: Im Gegensatz zu Wasserstoff kann die      t CO2 einsparen (Abbildung 8). Skaleneffekte bei syntheti-
gesamte Distributionsinfrastruktur von fossilen Kraftstoffen   schen Kraftstoffen, steigende Rohölpreise und die Besteue-
genutzt werden, sie sind einfach zu lagern und können          rung der CO2-Emissionen von fossilen Kraftstoffen würden
grundsätzlich in bestehenden Fahrzeugen verwendet              vermutlich ab Anfang der dreißiger Jahre zu Kostenparität
werden. Auch können die synthetischen Kraftstoffe, wie         ohne Subventionen führen. Ab diesem Zeitpunkt könnten
heute schon Bio-Kraftstoffe, den fossilen beigemischt und      die gesamten Emissionen des deutschen Verkehrssektors
so ein sofortiger Effekt erreicht werden.                      um ca. 90 % reduziert werden und würden so zu einer
                                                               Einsparung in der Größenordnung von ca. 180 Mio. t CO2
Für die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen wird CO2    p. a. (inklusive Well-to-Tank Emissionen) führen. Im Vergleich
aus der Luft entnommen und Wasserstoff durch Hydrolyse         zum Wasserstoff wären jedoch die notwendigen Investitio-
erzeugt (Abbildung 7). Daraus wird z. B. mittels Fischer-      nen in Infrastruktur sowie die Umsetzungsrisiken relativ
Tropsch-Verfahren der synthetische Kraftstoff (Diesel-,        gering.
Benzin-, Kerosin-ähnlich) hergestellt. Für jeden erzeugten
Liter Kraftstoff müssen ca. 20,9 kWh Energie aufgewendet       Die Alternativen im Vergleich: Synthetische
werden. Damit der synthetische Kraftstoff einen Beitrag zur
CO2-Reduktion leisten kann, muss dies erneuerbare
                                                               Kraftstoffe mit dem höchsten Potenzial
Energie mit niedrigen CO2-Emissionen sein. Dafür bieten        Vergleicht man nun die CO2- und Kosteneffekte der betrach-
sich, wie beim Wasserstoff, Solarthermieanlagen zum            teten Alternativen, so zeigt sich deutlich, dass die E-Mobilität
Beispiel in Nordafrika an, da diese Emissionen von nur 14 g    keine sinnvolle Lösung zur CO2-Reduktion darstellt (Abbil-
CO2/kWh verursachen. Werden synthetische Kraftstoffe mit       dung 9). Wasserstoff stellt eine Alternative zur Elektromobili-
dieser CO2-armen Energie produziert, können im Vergleich       tät dar, da bei ähnlichen Mehrkosten ca. 200 Mio. t CO2
zu Dieselkraftstoff 2835 g CO2/Liter (Well-to-Wheel)           eingespart werden können. Synthetische Kraftstoffe, obwohl
eingespart werden, was einer Emissionsersparnis von            sie pro km geringfügig weniger einsparen als Wasserstoff,
ca. 90 % entspricht. Aus einer Emissionsperspektive haben      haben das Potenzial gesamthaft mehr Emissionen
Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe bei intelligenter     zu sparen, da sie im Vergleich zu Wasserstoff geringere
Umsetzung also ein ähnliches Einsparpotenzial.                 Mehrkosten haben und einfacher einzuführen sind.

      Die Herstellung synthetischer Kraftstoffe basiert auf CO und Wasserstoff –
                                                               2
Die Herstellung synthetischer Kraftstoffe basiert auf CO2 und Wasserstoff –
     beide Stoffe können aus Luft, Wasser und dem Einsatz von Solarenergie gewonnen werden
beide Stoffe können aus Luft, Wasser und dem Einsatz von Solarenergie gewonnen werden

                Herstellung synthetischer Kraftstoffe

          ! Mit Hilfe erneuerbarer Energien wird
            Kohlendioxid (CO2) aus der Luft extrahiert
            (DAC1) und Wasserstoff (H2) aus Wasser
            gespalten

          ! H2 und CO2 werden durch weitere Prozesse
            zu synthetischen Kraftstoffen mit gleicher
            chemischer Zusammen-
            setzung (z.B. Diesel, Benzin, Kerosin)
            verarbeitet

          ! Emissionen entstehen nur aus benötigter
            erneuerbarer Energie bzw. Anlagenbau. Das
            CO2 befindet sich in einem Kreislauf

      1 DAC: Direct Air Capturing

      QUELLE: SAC                                                                                       Stahl Automotive Consulting   6
Abb. 7:    Synthetische Kraftstoffe als Alternative zu EVs
WHITE PAPER · STAHL AUTOMOTIVE CONSULTING                          13

      Werden ein Teil der Mehrkosten der E-Mobilität (~73 Mrd. EUR) für die Subventionierung
     vonein
Werden    synthetischen  Kraftstoffen
            Teil der Mehrkosten       aufgewendet,
                                der E-Mobilität      ergeben
                                                (~73 Mrd. EUR)sich ab Subventionierung
                                                               für die ca. 2032 Einsparungen
von synthetischen Kraftstoffen aufgewendet, ergeben sich ab ca. 2032 Einsparungen
      Entwicklung der Subventionen, Mehrkosten und eingesparten CO2-Menge durch synthetische Kraftstoffe (2020-2035)

          Notwendige Subventionen
          in EUR/l
            1,10      0,97       0,87      0,78      0,68       0,59       0,50   0,42     0,34   0,27    0,19   0,09
                                                                                                                         -0,02     -0,12        -0,23       -0,34
          Mehrkosten für die Subvention synthetischer Kraftstoffe
          in Mrd. EUR
                                                           ! 73 Mrd. EUR                                                 Nach 2030 sind die
                                                                                                                        Mehrkosten niedriger
                                                                                          11,4    13,2    12,9          als die der E-Mobilität
                                                                6,1        7,8    9,6
            0,6       1,3       2,2        3,2       4,6

          Eingesparte CO2-Menge durch synthetische Kraftstoffe                                                                         Anteil synthetischer
                                                                                                                                   %
          in Mio. t CO2                                                                                                                Kraftstoffe
                                                                                                                                       am Gesamtkraftstoffverbrauch
                                                       ! ~575 Mio. t CO2

            1%                                                 15%                                       100%                                              100%

                                                                                                  133     182    182     182        182           182       182
                                                     18         28         42     61       88
             2         4         7         11
           2020                                                2025                                       2030                                              2035

      QUELLE: SAC                                                                                                                         Stahl Automotive Consulting   7
Abb. 8:   Entwicklung der Subventionen, Mehrkosten und eingesparten CO2-Menge durch
			       synthetische Kraftstoffe (2020 – 2035)

Betrachtet man die Vermeidungskosten der dargestellten                                   Man könnte anmerken, dass Elektrofahrzeuge in einer
Alternativen zur CO2-Reduktion (Abbildung 10), so zeigt                                  dekarbonisierten Welt mit beliebig verfügbarer erneuerbarer
sich, dass die E-Mobilität realistisch betrachtet nicht sinnvoll                         Energie einen sinnvollen Beitrag zur CO2-Reduktion im
zur CO2-Reduktion beitragen kann. Entweder lassen sich                                   Verkehrssektor liefern. Die Zahlen spiegeln diese Aussage
keine CO2-Einsparungen erzielen (Basis-Szenario), oder die                               jedoch nicht wider. Selbst wenn man einen weiteren
E-Mobilität weist prohibitiv hohe Kosten auf (Extrem-Szena-                              Rückgang der Emissionen erneuerbarer Energien um 50 %
rio). Es wird deutlich, dass selbst synthetische Kraftstoffe –                           (im Vergleich zu 2030) auf ~15 g CO2 /kWh annimmt,
im betrachteten Zeitraum bis 2030 – im Vergleich zu                                      emittieren verbrennungsmotorische Fahrzeuge mit syntheti-
Maßnahmen in anderen Sektoren pro eingesparter Tonne                                     schen Kraftstoffen aus solarthermisch erzeugter erneuer-
CO2 teuer (~127 EUR/t CO2) sind. Aus gesamtgesellschaft-                                 barer Energie und Elektrofahrzeuge eine ähnliche Menge
licher Perspektive wäre es deshalb sinnvoll, zuerst die                                  an CO2 pro km. Die Ursache dafür liegt in den niedrigen
Maßnahmen zur Emissionsreduktion anzugehen, die mit                                      CO2-Emissionen für die Erzeugung von synthetischen
geringeren Kosten mehr einsparen können.                                                 Kraftstoffen aus solarthermischen Kraftwerken in sonnen-
                                                                                         reichen Regionen. Diese gleichen den Wirkungsgradnachteil
Erweitert man den Betrachtungszeitraum bis 2040, so                                      der Prozesskette synthetischer Kraftstoffe aus.
könnten sich die zusätzlichen gesamtwirtschaftlichen
Kosten besonders für synthetische Kraftstoffe auf nahe null                              Die Fakten zeigen, dass ein Umdenken
verringern. Der Grund dafür liegt in der erwarteten Preis-
parität zu fossilen Kraftstoffen. Dadurch könnte im Verkehrs-
                                                                                         notwendig ist
sektor bis 2040 die enorme Menge von über 2.000 Mio. t                                   Die Diskussion über die Dekarbonisierung des Verkehrs-
CO2 eingespart werden. Durch das real höhere Einspar-                                    sektors wird heute oft mit nahezu religiösem Eifer geführt.
potenzial und die deutlich geringeren Umsetzungsrisiken                                  Wir plädieren für eine nüchterne Bestandsaufnahme – die
sprechen die Fakten aus unserer Sicht für eine forcierte                                 Faktenbasis dafür haben wir in diesem Dokument geliefert.
Einführung synthetischer Kraftstoffe. Sie sind ökologisch wie                            Natürlich können die Analysen noch verfeinert werden, die
ökonomisch ein sinnvoller Weg zur Dekarbonisierung des                                   von uns im Rahmen dieser Studie durchgeführte Sensitivi-
Verkehrssektors.                                                                         tätsanalyse zeigt jedoch, dass keine grundsätzlich anderen
                                                                                         Ergebnisse zu erwarten sind. Auch bezieht sich die Studie
                                                                                         auf Deutschland, jedoch sind die Ergebnisse im Grundsatz
                                                                                         auf andere Länder übertragbar. Nun ist die Politik gefordert,
14       WHITE PAPER · STAHL AUTOMOTIVE CONSULTING

       Synthetische Kraftstoffe stellen die sinnvollste Alternative dar,
   da sie am Kraftstoffe
Synthetische effizientesten CO2-Emissionen
                          stellen             reduzieren
                                  die sinnvollste Alternative dar, da sie am effizientesten
CO2-Emissionen im Verkehrssektor reduzieren können
       Vergleich der gesamtgesellschaftlichen Mehrkosten und CO2-Emissionen von Elektromobilität,
       Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen (2020-2030)
        Gesamtgesellschaftliche Mehrkosten
        in Mrd. EUR (2020-2030)
                                Erhöhung der CO2-Emissionen                                                                          Verringerung der CO2-Emissionen
        100

                                                                       E-Mobilität bei
         75                                                           EV-Preisstabilität

                                                                                                                                                                                Synthetische
                                                                                                                               Wasserstoff
         50                                                           E-Mobilität bei                                                                                            Kraftstoffe
                                                                     EV-Preisrückgang

         25

           0

        -25
               700        600          500          400           300          200          100            0          -100           -200        -300           -400       -500        -600     -700
                                                                                                                                                                            CO2-Emissionen
                                                                                                                                                                            in Mio. t (2020-2030)
       QUELLE: SAC                                                                                                                                                              Stahl Automotive Consulting       9
Abb. 9:         Vergleich der gesamtgesellschaftlichen Mehrkosten und CO2-Emissionen von Elektromobilität, W
                                                                                                           ­ asserstoff
			             und synthetischen Kraftstoffen (2020 – 2030)

Synthetische Kraftstoffe
   Synthetische          stellen
                 Kraftstoffe     die kosteneffizienteste
                               stellen                   Möglichkeit
                                       die kosteneffizienteste       dar, COdar,
                                                               Möglichkeit   2-Emissionen
                                                                                 CO2-Emissionen im
im Verkehrssektor
   Verkehrssektorzuzureduzieren
                       reduzieren

      Kosten der Vermeidung von CO2-Emissionen in Deutschland
      in EUR/t CO2

                                                                                                                                                        Spannbreite der in den Sektoren möglichen
                                                                                                                                                        Maßnahmen zur CO2-Reduktion
                            CO2-Vermeidungskosten
                            [EUR/t CO2]
                                                                                Verkehrssektor                                                            Industriesektor (Beispiele)
                            %!!
                                                                         713

                            $!!

          „Fairer“          #!!                                                                     368
          CO2-Preis                      Darstellung
          gemäß                          nicht möglich,
          UBA: 180                       da
                            "!!                                          414
          EUR/t CO2                      zusätzliche                                                                                                                                 150
                                                                                                                               127
                                         Emissionen                                                                                                       101
          Preis für                      entstehen
          EU-ETS                !                                                                                                                          13                          7
          2020: 25
                                        Elektromobilität           Elektromobilität          Brennstoffzelle              Synthetische                  Zement-                     Stahl-
          EUR/t CO2
                                       (Basis-Szenario)          (Extrem-Szenario1)          mit Wasserstoff               Kraftstoffe                  industrie                 industrie

      1 Im Extrem-Szenario wird angenommen, dass die gesamte Energie zum Laden von EVs aus nicht anderweitig nutzbaren erneuerbaren Energien stammt.
Abb.71310:
        EUR/tKosten      der Vermeidung
              CO2: EV-Preisstabilität;                von CO2-Emissionen
                                       414 EUR/t CO2: EV-Preisreduktion. Da die Kosten für in  Deutschland
                                                                                           die Nutzbarmachung der EE nicht enthalten sind, dürften die Vermeidungskosten höher liegen als hier dargestellt.

			          in EUR/t CO2
   QUELLE: SAC                                                                                                                                                               Stahl Automotive Consulting      9

die Erkenntnisse undogmatisch in politisches Handeln zu                                                        Initiative die großindustrielle Produktionsinfrastruktur für
übersetzen. Synthetische Kraftstoffe könnten steuerlich                                                        synthetische Kraftstoffe in Nordafrika geschaffen werden
gefördert, in das regulatorische Rahmenwerk integriert und                                                     („Desertec Next Generation“). Dies wäre nicht nur ein
mit ihren tatsächlichen Emissionen in den Flottenverbrauch                                                     starker Beitrag zum Klimaschutz, sondern auch ein Beitrag
eingerechnet werden. Im Rahmen des europäischen                                                                zur Entwicklung der nordafrikanischen Länder. Es ist eine
Green Deals könnte in einer konzertierten europäischen                                                         klassische Win-win-Situation. Wann handeln wir?
WHITE PAPER · STAHL AUTOMOTIVE CONSULTING   15
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