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Welche Arten von Brennstoffquellen sollen für die Dekarbonisierung genutzt werden?

Erneuerbare Energien

4min
Renault Trucks T High Evo

Welche Energiearten gibt es heute für den Antrieb eines Lkw?

Es gibt 4:

  • Diesel
  • Gas
  • Wasserstoff
  • Elektrizität

Schauen wir uns eine nach der anderen an, um herauszufinden, welche am effektivsten zur Reduzierung der CO2 Emissionen.

Beachten Sie, dass alle CO2 Emissionsreduzierung von der Wiege bis zur Bahre berechnet werden, d. h. sie berücksichtigen alle CO2 Ausstoß von der Energie- und Fahrzeugproduktion bis zum Ende der Lebensdauer der Fahrzeuge. Diese Berechnungen wurden für ein 16-Tonnen-Fahrzeug durchgeführt.

Dieselkraftstoff

Bio-Diesel, Ein Fettsäureester, der aus pflanzlichen Ölen wie Raps hergestellt wird, ermöglicht eine 65%ige Verringerung der CO2 Emissionen im Vergleich zu Dieselkraftstoff auf fossiler Basis und könnte eine gute Ergänzung sein für Entkarbonisierung des Straßengüterverkehrs. Gegenwärtig ist dies offensichtlich eine der billigsten Lösungen.

Die Verwendung von Biodiesel im Straßenverkehr wird jedoch durch die begrenzten verfügbaren Mengen eingeschränkt, und seine Herstellung kann auch die Gefahr der Abholzung von Wäldern mit sich bringen und mit anderen Sektoren, wie der Nahrungsmittelproduktion, konkurrieren.

Im Jahr 2040 werden höchstwahrscheinlich nicht mehr als 10 % der Lkw diese Art von Kraftstoff verwenden.

Synthetische Kraftstoffe (XTL, HVO), Biokraftstoffe der zweiten Generation, ermöglichen eine weitere Senkung der CO2 Emissionen. Sie werden aus tierischen Fetten, Altölen oder forstwirtschaftlichen Rückständen gewonnen und stehen nicht in Konkurrenz zu Nahrungsmitteln. Allerdings sind die derzeit verfügbaren Mengen sehr gering und werden es wohl auch in den nächsten Jahrzehnten bleiben, da die Menge der nutzbaren Rohstoffe begrenzt ist.

 

E-Diesel, hergestellt aus erneuerbarem Strom, Wasser und CO2 aus der Atmosphäre hergestellt wird, bietet ebenfalls eine 65%ige Reduzierung der Emissionen im Vergleich zu fossilen Dieselkraftstoffen. Seine Bereitstellung erfordert jedoch massive Investitionen, die noch nicht sicher sind.

Gas

Das bedeutet Methandas es in zwei Formen gibt: als fossiles Erdgas und als Biogas, das durch die Vergärung von organischem Material (Biomasse) gewonnen wird.

Fossiles Erdgas Die Einsparung von nur 5 % des CO2 Emissionen im Vergleich zu Dieselkraftstoff. Es ist daher keine praktikable Option für die Dekarbonisierung.

Bio-Methan oder Biogasdurch die Vergärung oder Vergasung von organischen Stoffen erzeugt wird, dient dazu, 75 % weniger CO2 als bei Dieselkraftstoff. Die verfügbaren Mengen an Biogas sind jedoch begrenzt und werden es auch bleiben. Der Verkehrssektor konkurriert also mit anderen Wirtschaftszweigen um die Nutzung von Biogas, und sein Preis (der 2019 viermal höher ist als der von Erdgas) wird aufgrund des wahrscheinlichen Rückgangs der öffentlichen Mittel für seine Produktion steigen.

Biogas stößt Stickoxide (NOx) aus, was es für die Verwendung in der Stadt untauglich macht. Und schließlich ist sein potenzieller Treibhauseffekt, der zur globalen Erwärmung beiträgt, 86-mal höher als der von CO2 über einen Zeitraum von 80 Jahren und erfordert daher eine sehr genaue Überwachung, um die Risiken von Leckagen bei der Herstellung und beim Transport zu minimieren.

Etwa 10 % der Lastkraftwagen, wahrscheinlich schwere Fern- und Baufahrzeuge, werden ab 2040 mit Biogas betrieben werden.

Wasserstoff

Die Wasserstoff der uns derzeit zur Verfügung steht, der so genannte graue Wasserstoff, wird aus fossilem Methan hergestellt und stößt 14 % mehr CO2 als Dieselkraftstoff auf fossiler Basis. Die Umstellung auf grünen Wasserstoff, der mit Hilfe einer erneuerbaren, elektrisch betriebenen Elektrolyse hergestellt wird, würde jedoch zu einer Verringerung der CO2 Emissionen um bis zu 62 % reduzieren.

Dieser Übergang wird langsam und mit hohen Investitionen erfolgen, und der Straßenverkehr wird sich noch in einem Stadium befinden, in dem er mit anderen Sektoren konkurriert, die keine andere Möglichkeit haben, den Kohlenstoffausstoß zu verringern. Ein breiter Einsatz ist daher nicht vor dem nächsten Jahrzehnt zu erwarten.

Wasserstoff-Brennstoffzellen sind die derzeit am weitesten fortgeschrittene Technologie. Diese Zellen wandeln Wasserstoff und Sauerstoff in elektrische Energie um. Eine alternative Verwendung von Wasserstoff ist der Einsatz in Verbrennungsmotoren, die eine weniger reine Form verwenden können und weniger Kühlung benötigen. Ein Nachteil ist jedoch, dass solche Systeme eine geringe Menge NOx ausstoßen, was ihren Einsatz in Städten unwahrscheinlich macht, und sie verbrauchen etwas mehr Wasserstoff als Brennstoffzellen.

Elektrischer Strom

Im Durchschnitt wird in Europa kohlenstoffarmer elektrische Leistung aus erneuerbaren Energiequellen oder nuklearer Stromerzeugung derzeit eine Einsparung von 55 % an CO2 Emissionen im Vergleich zu Dieselkraftstoff auf fossiler Basis. In einigen Ländern, wie z. B. Frankreich, beträgt die Einsparung über 80 %.

Die Technologie für Elektromotoren ist bereits vorhanden, und die Ladekapazität der Batterien nimmt ständig zu.

Da sie keine direkten Emissionen verursachen, sind Elektro-Lkw die effizienteste Lösung für das Problem der städtischen Umweltverschmutzung. Sie können nachts - außerhalb der Hauptverkehrszeiten - entweder an einem industriellen Drehstromanschluss oder an einer einfachen Ladestation aufgeladen werden, sie laufen geräuschlos und bieten dem Fahrer einen hohen Nutzungskomfort.

Obwohl Elektrofahrzeuge nach wie vor teurer sind als dieselbetriebene Fahrzeuge, schließt sich die Lücke kontinuierlich, und einige Anwendungen, wie die Müllabfuhr, sind bereits voll wettbewerbsfähig. Ab 2025 werden die Gesamtkosten für den Besitz und den Betrieb eines batteriebetriebenen Elektrofahrzeugs für den städtischen Einsatz geringer sein als die eines dieselbetriebenen Fahrzeugs. Bis zu diesem Zeitpunkt werden alle Arten von städtischen Einsätzen durch Elektro-Lkw abgedeckt sein.

Auf dem Weg zur Kohlenstoffneutralität

Eine Analyse der Lastkraftwagen "von der Wiege bis zur Bahre", ihrer Gesamtbetriebskosten, ihrer Benutzerfreundlichkeit und der Verfügbarkeit von kohlenstofffreien Kraftstoffen hat dazu geführt, dass die vier verfügbaren Kraftstoffarten bis 2020 in folgendem Verhältnis verwendet werden:

 

  • 0 % der Lkw mit fossilem Dieselkraftstoff oder Erdgas.
  • Bis zu 20 % der Lkw, die mit Biokraftstoff betrieben werden, für die schwersten Einsätze (Fernverkehr, schwere Bauarbeiten usw.).
  • Etwa 80 % der Lkw werden entweder mit aufgeladenen Elektrobatterien oder mit kohlenstofffreiem Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb für die anspruchsvollsten Einsätze ausgestattet sein. Der genaue Anteil der Nutzung dieser beiden Energiequellen ist noch unbekannt.