5. Zukunft der Mobilität

bestehende Tank-Infrastruktur kann durch E-Fuels weiterbetrieben werden

Benziner und Diesel Autos können weiter genutzt werden und sind durch E-Fules “klimaneutral”

Voraussetzung: Herstellung der E-Fuels mit grünem Strom

Mehrstufiges Verfahren: zunächst wird (grüner) Wasserstoff produziert, anschließend Kraftstoff, der vergleichbar mit Benzin, Diesel oder Kerosin ist

Nachteil: geringe Energieeffizienz

• geringer Wirkungsgrad durch sehr energieintensiven Herstellungsprozess

• ca. 15%

• wirklich nachhaltig nur, wenn aus überschüssigem Grünstrom hergestellt

eher einsetzen im Flug- und Schiffverkehr, für PKWs eher ungeeignet (wegen Wirkungsgrad)

Im Moment noch sehr teuer (4,50€ pro Liter) und es gibt nur Pilotanlagen

Potenzial

• schnelle und bequeme Fortbewegung ohne den Ausstoß von CO2 oder Schadstoffen

• sehr großes Potential um in den Megacities der Zukunft dem Platzmangel, dem Smog und der hohen Lärmbelästigung entgegenzuwirken

• Stromspeicherfähigkeit - Bidirektionales Laden: Strom kann sowohl in das Auto geladen werden, als auch vom Auto zurück in das Stromnetz eingespeist werden

• Größtes Potenzial für den Individualverkehr

Herausforderungen

• Nutzung von kritischen Ressourcen wie Kuper und seltene Erden

• Energieintensive Herstellung der Batterien

  • Vernwendung von Lithium-Ionen-Batterien

  • Entsorgung der Akkus

• Mehr erneuerbare Energien nötig: Betreibung von E-Autos mit fossilem Strom ist nicht nachhaltig

Funktionsweise

• Im Fahrzeug ist eine Brennstoffzelle samt Wasserstofftank verbaut, die den Strom für den Antrieb während der Fahrt erzeugt

• kleine Batterie fungiert als Pufferspeicher und deckt Lastspitzen z.B. beim Beschleunigen ab

• nimmt Rekuperationsenergie (Bewegungsenergie beim Bremsen) auf und speichert sie

• Nutzung von PEM-Brennstoffzellen

Potenzial

• Mittelschwere und schwere Fahrzeuge (LKW) bis 2030 auf 10%

• Züge

• Schiffe

Herausforderungen

• Derzeit gibt es nur wenige und teure Wasserstoffautos auf dem Markt

• Noch ist das Netz an Wasserstofftankstellen dünn

• Nur wenn der Wasserstoff mit regenerativer Energie hergestellt wird, sind diese Pkw eine klimafreundliche Alternative

Durch den Ausbau der Elektromobilität könnte ein Land seine Abhängigkeit von importiertem Erdöl reduzieren und die eigene Energieproduktion aus erneuerbaren Quellen nutzen, was zu einer größeren Energieunabhängigkeit führen könnte

Wenn erneuerbare Energiequellen zur Wasserstoffproduktion verwendet werden, kann dies dazu beitragen, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern

Kombination von Elektromobilität und Wasserstofftechnologien kann auch zur Entwicklung eines umfassenden und nachhaltigen Energiesystems beitragen.

• Überschüssige Energie aus erneuerbaren Quellen kann zur Herstellung von Wasserstoff genutzt und später zur Stromerzeugung oder als Treibstoff für Fahrzeuge verwendet werden (Power-to-Gas)

mehrere Generationen

1. Pflanzliche Öle

2. Biomasse aus Abfällen

3. Kerosin aus Wasser und CO2

Alternative Kraftstoffe sind um ein Vielfaches teurer als herkömmliches Kerosin und damit noch nicht wettbewerbsfähig

Ein essentieller Baustein auf dem Weg zum CO2-neutralen Fliegen wird strombasiertes, nachhaltiges Kerosin sein (PtL-Kerosin)

Momentan hauptsächlich Diesel

Grundsätzlich galt die Schifffahrtsindustrie bisher als nur schwer zu dekarbonisieren

Alternative Treibstoffe

• Methan aus Erdgas

  • bei Verbrennung eine um rund 25 Prozent geringere CO2- Emission

  • Hoher Methanschlupf (Gas, das unverbrannt den Motor verlässt)

  • Hoher Aufwand für die Technik an Bord

• Propan/Butan

  • Auch bekannt als Autogas/LPG

  • kein klimaschädlicher Einfluss

  • Bunkern und Lagern weniger aufwendig (als Methan)

  • Energiebedarf für die synthetische Herstellung höher als Methan (also keine flächendeckende Anwendung)

• Methanol

  • vergleichsweise einfach synthetisch herzustellender Energieträger

  • einfache Handhabung an Land und an Bord eines Schiffes

  • deutlich niedrigerer Heizwertals Diesel, der bei gleicher Menge zwangsläufig zu halber Reichweite führt

  • beste Alternative!!!

• Ammoniak

  • bei Verbrennung entsteht weder Kohlenstoffdioxid noch Kohlenstoffmonoxid (weil Ammoniak kein Kohlenstoff enthält)

  • geringer Heizwert (nicht gut)

• Biokraftstoffe

  • sehr große Mengen notwendig -> findet deswegen eher wenig Verwendung (Teller-Tank-Diskussion)

• Wasserstoff

  • Problem: Lagerung und Transport in großen Mengen

  • Wenn nur geeignet für Kurzstrecken

Weg von autozentrierter Satdt

• Parkplätze abschaffen

15-Minuten-Stadt: Grünanlagen, Sporteinrichtungen, die öffentliche Verwaltung, Gesundheits- und Bildungsstrukturen sowie Einkaufs- und Arbeitsmöglichkeiten werden künftig innerhalb von 15 Minuten mit dem Fahrrad oder zu Fuß erreichbar sein

Shared Mobility

• Fahrräder, E-Bikes, E-Roller zum ausleihen

• Car Sharing

Autonome Fahrzeuge

ÖPNV

• Digitalisierung: IT-Lösungen zur Erhöhung der Pünktlichkeit

• Nutzung von Grünstrom zum Betrieb von E-Bussen und Bahnen