Techno-Economic Evaluation of Scenarios for the German Energy and Mobility Transition in Transport Simon Pichlmaier, Markus Gyetko 19.05.2021 ETG ...
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Techno-Economic Evaluation of Scenarios for the German Energy and Mobility Transition in Transport Simon Pichlmaier, Markus Gyetko 19.05.2021 ETG Kongress
Motivation
Sharing
Economy
Energiewirtschaftliche Studien legen Fokus auf die
Energiewende im Verkehr
Mobilitäts-
Mögliche Änderungen in der Mobilität der Menschen Autonomes
Intermodalität
Fahren
trends
werden meist nicht beachtet
Sichtbare Mobilitätstrends haben das Potenzial zur
grundlegenden Änderung der Energiebedarfe des Elektrische
Verkehrssektors Antriebe
2
Methodischer Ansatz: Das Modell TraM
Daten Berechnungen
Mobilitätsszenario
• Transportleistungen
• Modal split
• Auslastungsfaktoren
• … Mengengerüst
• Energiebedarf (zeitlich aufgelöst)
• Kosten (CAPEX, OPEX, weitere)
Technologieszenario • CO2-Emissionen (direkt und indirekt)
• Antriebstechnologien
• Jahresfahrleistungen
• Spezifische Energieverbräuche
• …
3Technologieszenarien: Anteile der Technologien in privater und
geteilter Pkw-Flotte
Private Pkw Geteilte Pkw
Konservatives 100 % Beide 100 %
Szenario Szenarien
(Ref) 80 %
80 %
Shares in private car fleet
FCEV
Shares of shared cars fleet
FCEV
60 % PHEV
60 %
BEV PHEV
HEV
40 % BEV
40 %
CNG
Benzin
Benzin
20 %
20 %
Diesel Diesel
0%
0%
2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Ambitioniertes
Szenario
100 %
Weitere Fahrzeuge
(fuEL) 80 %
Ambitioniertes
Shares in private car fleet
FCEV
60 % PHEV
Szenario ▪ Lkw: Direkte und indirekte Elektrifizierung
BEV
HEV (fuEL) ▪ Zug: Weitere Elektrifizierung sowie Wasserstoff
40 %
CNG und eFuels
20 %
Benzin
▪ Rest: Dekarbonisierung durch eFuels
Diesel
0%
2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
4Mobilitätsszenarien
Szenario Ref
▪ Größtenteils aktuelle Trends der Mobilität Passenger Freight
▪ Kein Carsharing und autonomes Fahren aktuell und in Zukunft enthalten Überholte Form Aktuelle Form
der Mobilität der Mobilität
Ref
Szenario CST (Carsharing Trend) CS: x
AD: x
AD: x
▪ Aktuelle Trends der Mobilität Aktuelle Form der Aktuelle Form
▪ Ergänzung der aktuellen Anteile von Carsharing mit moderatem Wachstum Mobilität
CST
der Mobilität
CS: o AD: x
AD: x
Szenario CSI (Carsharing Intensive) Progressiver Wandel Aktuelle Form
der Mobilität der Mobilität
▪ Carsharing (stationär und FreeFloating) wird intensiv ausgebaut CSI
▪ Einbettung des Carsharings in ein multimodales Verkehrssystem
CS: ✓
AD: x
AD: x
➢ Drastische Reduktion der Fahrzeugflotte nach 2040 Disruptiver Wandel Disruptiver
der Mobilität Wandel der
AD Mobilität
Szenario AD (Autonomous Driving)
CS: ✓AD:
✓ AD:
✓
▪ Einführen des autonomen Fahrens (Stufe 5) ab 2040 CS: Carsharing; AD: Autonomes Fahren
x : Nicht implementiert
▪ Einbettung von autonomen Carsharings in ein multimodales Verkehrssystem o : Teilweise implementiert
➢ Noch weitere Reduktion der Fahrzeugflotte nach 2040 ✓ : Komplett implementiert
➢ Verschiedentliche positive und negative Effekte auf spezifischen
Verbrauch, Jahresfahrleistung, Auslastung in Personen- und Güterverkehr1
5
1nach Gyetko, Markus; Pichlmaier Simon: Energiewirtschaftliche Auswirkungen autonomer Fahrtechnologie auf den Verkehrssektor - FfE Discussion paper 2021-01. München: Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V., 2021.Kombination der Technologie- und Mobilitätsszenarien
▪ Alle Kombinationen aus den zwei Technologie-
szenarien mit den vier Mobilitätsszenarien
▪ Bezeichnung der Szenarien1:
▪ Ref: Konservatives TS, Referenz-MS
▪ fuEL: Ambitioniertes TS, Ref-MS
▪ Alle anderen: [MS]-[TS]
1TS: Technologiszenario, MS: Mobilitätsszenario
6Ergebnisse: Energieverbrauch
2020
Ref
▪ fuEL-Szenarien haben aufgrund der verstärkten CST-Ref
CSI-Ref
Verwendung von effizienteren Technologien einen AD-Ref
2030
geringeren Energieverbrauch fuEL
CST-fuEL
CSI-fuEL
▪ Carsharing verschnellert und verstärkt den Umstieg AD-fuEL
auf effizientere Technologien
Ref
CST-Ref
▪ Wenn (autonomes) Carsharing wie im vorliegenden CSI-Ref
AD-Ref
Fall in intermodale Verkehrskonzepte integriert wird, 2050
fuEL
dann kann der Energieverbrauch weiter gesenkt CST-fuEL
werden CSI-fuEL
AD-fuEL
0 250 500 750
Energy demand in TWh
Diesel Gasoline Natural Gas
Kerosene Bio Electricity
Hydrogen SynFuel SynGas
7Ergebnisse: Gesamtsektorkosten
2020
Ref
▪ Die Zielszenarien sind i. A. teurer als die konservativen CST-Ref
CSI-Ref
Szenarien AD-Ref
2030 fuEL
CST-fuEL
▪ Die Investitionskosten enthalten einen Großteil der CSI-fuEL
Gesamtsektorkosten AD-fuEL
Ref
▪ Je kleiner sich die Fahrzeugflotte gestalten lässt, desto CST-Ref
geringer sind die Kosten des Szenarios CSI-Ref
AD-Ref
2050
fuEL
CST-fuEL
CSI-fuEL
AD-fuEL
0 100 200 300
Costs in billion €
CAPEX OPEXfix OPEXvar
PtX costs CCS costs
8Ergebnisse: Emissionsminderungsanteile durch Energie- und
Mobilitätswende
Mobility
Energy
2050
CCS
CO2 emissions in comparison CO2 emissions in comparison
0%
▪ Das konservativste Szenario Ref verringert die
-20 %
-26 %
to Ref 2020
-40 % -2 %
Emissionen von 2020 bis 2050 um 26 % -60 %
-80 %
CST
▪ Die Mobilitätsszenarien ohne Technologiewechsel
-100 % -69 %
Mobility
-3 %
Energy
2050
CCS
können zu einer weiteren Reduktion von 2 % bis 23 % 0%
führen -20 %
-26 %
to Ref 2020
-40 % -9 %
-60 %
▪ Durch eine Entlastung des Energiesektors kann so -80 %
CSI
einige Mobilitätswende zu einer Verringerung der -100 % -62 % -3 %
Mobility
Anstrengungen im Zuge der Energiewende führen
Energy
2050
CCS
CO2 emissions in comparison
0%
-20 %
-26 %
to Ref 2020
-40 %
-60 % -23 %
-80 %
AD
-100 % -47 %
-4 %
9Fazit und Ausblick
Zusammenfassung Fazit & Ausblick
▪ Durchführung einer Modellierung und ▪ Eine Mobilitätswende kann dazu führen, dass sowohl
Simulation von Verkehrsszenarien Energie als Kosten eingespart werden können
▪ Modellierung enthält dabei Carsharing ▪ Die geringeren Kosten sind auf die kleinere
und autonomes Fahren Fahrzeugflotte zurückzuführen
▪ Szenarien enthalten sowohl eine ▪ Eine konsequent durchdachte Einführung von
Mobilitäts- als auch eine Energiewende autonomen Fahren kann einen positiven Beitrag zur
im Verkehr Energiewende leisten
▪ Versuch der Trennung der Emissions- ▪ Ausblick: Analog zur Kostenrechnung können durch
minderung durch Mobilitäts- und die Methodik der Ökobilanzierung die
Energiewende Treibhausgasemissionen, die durch die
Verkehrssektor induziert werden, untersucht werden
10Vielen Dank für die
Aufmerksamkeit!
! ?
?
§ „…“
11Simon Pichlmaier Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V.
Wissenschaftlicher Mitarbeiter Am Blütenanger 71 – 80995 München
Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. Tel.: +49(0)89 15 81 21 – 0
Email: info@ffe.de
Tel.: +49(0)89 15 81 21 – 41
Internet: www.ffe.de
Email: spichlmaier@ffe.de Twitter: @FfE_Muenchen
Fotos: ©Enno KapitzaSie können auch lesen
