Der Weg zum klimaneutralen Strassenverkehr

Der Strassenverkehr ist für rund 30 Prozent der schweizerischen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Diese in der Realität zu senken, ist sehr komplex. Der Umstieg von fossil auf erneuerbar reicht gemäss renommierter Forscher noch nicht aus. Wie CNG-Fahrzeuge im Vergleich zu Brennstoffzellen- und Elektrofahrzeugen in den Szenarien abschneiden, haben die Experten ebenfalls beurteilt – mit spannenden Ergebnissen.

Steigt man auf – wie den im Bild gezeigten – Seat Leon mit CNG-Antrieb und Biogas im Tank um, ist dies ein wichtiger, erster Schritt für die Klimawende, aber es braucht gemäss einer neuen Studie noch mehr… Quelle: CNG-Mobility.ch

Würden 60 Prozent der mit einem konventionellen Benzin- und Dieselmotor angetriebenen Personenwagen in der Schweiz bis 2050 auf «strombasierte» Fahrzeuge – also reine Elektrofahrzeuge, mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellenautos oder mit synthetischen Treibstoffen betriebene Fahrzeuge – umgestellt, könnten deren Treibhausgas-Emissionen von heute rund 6 Millionen Tonnen um jährlich 2 bis 4,5 Millionen Tonnen reduziert werden. Entscheidend sind dabei nicht allein der Umstieg von fossil auf nachhaltig, sondern auch die Rahmenbedingungen.

In einer vom Kompetenzzentrum für Energie und Mobilität des ETH-Bereichs (CCEM) finanzierten Studie haben Forscher der Empa, des Paul Scherrer Instituts, der ETH Zürich und der EPF Lausanne gemeinsam die Potentiale der strombasierten Mobilität hinsichtlich Reduktion der Klimabelastung untersucht. Dies auch vor dem Hintergrund des sich rasant verändernden schweizerischen Energiesystems. Ausgehend von einem Neuwagen-Transformationsmodell, das auf der aktuellen CO₂-Gesetzgebung für die Fahrzeugneuzulassung basiert, wurde die Auswirkung auf den Gesamtfahrzeugbestand ermittelt.

Quelle: Empa

Die Forscher rechneten zwölf verschiedene Szenarien mit unterschiedlichen Transformationswerten für den Strommarkt, aber auch verschiedenen Stromimport-Szenarien für die Versorgung im Winter durch. Selbst die Nutzungsmöglichkeit von überschüssiger Elektrizität wurde dabei untersucht. Denn vor allem die hohen inländischen Photovoltaik-Zubaupfade werden grosse temporäre Stromüberschüsse im Sommer nach sich ziehen. In den Simulationsmodellen wurden diese entweder für die Produktion von synthetischem Methan genutzt, das im Gasmarkt einsetzbar ist und wie Biogas in den unterschiedlichsten CNG-Fahrzeugen vom kecken Kleinwagen bis zum grossen LKW genutzt werden kann, oder sie wurden «abgeregelt». Das heisst, die solare Energieerzeugung wird gestoppt, um die Stromüberschüsse zu vermeiden.

Die Resultate der Simulationen zeigen, dass für acht der zwölf Szenarien die Unterschiede für die CO₂-Reduktion zwischen Elektro-, Wasserstoffautos oder auch mit synthetischen Treibstoffen betriebenen Fahrzeugen klein sind. Grund dafür ist, dass sich in diesen Fällen Effizienz und Flexibilität gegenseitig aufwiegen. Zusätzlich zu den energetischen Berechnungen haben die Forschenden die Auswirkungen des Ladens von E-Fahrzeugen aufs lokale Stromnetz untersucht. Denn ein einziges E-Auto, das die ganze Nacht über an der Steckdose geladen wird, entspricht ungefähr vier Elektroherden, die sechs Stunden lang bei Vollleistung betrieben werden. Und nur intelligente Ladesysteme, welche die Ladeleistung der Fahrzeuge an die aktuell verfügbaren Netzkapazitäten anpassen, können künftig verhindern, dass die Stromnetze überlastet werden und es im Extremfall zu «Blackouts» kommt.

Eine weitere Möglichkeit zur nachhaltigen CO₂-Reduktion im Verkehrssektor, die aufgrund der aktuellen Rahmenbedingungen und der sogenannten Tail-Pipe-Berechnung der CO₂-Emissionen leider immer wieder vergessen geht, sind Fahrzeuge, die mit Biogas oder synthetischem Gas angetrieben werden. Schliesslich stösst ein E-Auto, das mit dem EU-Strommix betankt wird, in der sogenannten Well-to-Wheel-Bilanz («von der Quelle bis zum Rad») immer noch rund 87 Gramm CO₂ pro Kilometer aus. Das sind satte 87 Gramm CO₂ mehr, als in die offizielle Klimarechnung einfliessen. Eine sinnvolle Alternative ist ein Elektrofahrzeug nur, wenn es auch mit erneuerbarem Strom geladen wird. Das elektrofreundliche Forum Elektromobilität rechnete 2019 in diesem Fall mit einem CO₂-Austoss von noch 5 Gramm. Auf die exakt selbe Zahl kommt eine Studie des Beratungsunternehmens PA Consulting Group für CNG-Fahrzeuge, die mit Biogas betankt werden. Daher führt vor allem im Güterverkehr aktuell kaum ein Weg an Lastwagen mit CNG- oder LNG-Antrieb vorbei.

Dies zeigen auch die neusten auf einem Factsheet zusammengefassten Daten der «Zurich 5», einem Zusammenschluss von führenden Unternehmen und akademischen Instituten des Biogas- und LNG-Sektors. Sie gehen davon aus, dass europaweit 40 Prozent der Fahrzeuge mit Gas-Antrieb bis 2030 mit Biogas und somit nahezu CO₂-neutral betrieben werden können. Möglich macht dies die Nutzung von Biogas und der Kreislaufwirtschaft, deren Potenziale noch lange nicht ausgeschöpft sind und die bis 2030 locker 34 Milliarden Kubikmeter Biogas für eine nachhaltige Mobilität liefern können. Und zwar – was für den Güterverkehr besonders wichtig ist – ohne Einschränkungen bei Nutzlast oder Reichweite, denn im Gegensatz zu Elektro- und Wasserstoff-Trucks sind die CNG- und LNG-LKW schon heute in der Lage Distanzen von bis zu 1600 Kilometer mit einer Tankfüllung zu absolvieren. (pd/jas, 21. April 2022)

Quelle: Scania