Mobilität & Logistik
Elektromobilität: Klimaschutz nur mit zusätzlichen erneuerbaren Energien
Auf Deutschlands Straßen könnten im Jahr 2030 bis zu sechs Millionen Elektrofahrzeuge unterwegs sein. Beziehen diese den Strom zum Fahren aus zusätzlichen erneuerbaren Energien, fahren sie emissionsfrei und können einen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Zu diesem Ergebnis kommt das Öko-Institut, das Marktpotenziale von elektrisch betriebenen Fahrzeugen sowie ihre Auswirkungen auf den Strombedarf und den Klimaschutz analysiert hat.
09.02.2012
Foto: RWE
Das Projekt „OPTUM - Optimierung der Umweltentlastungspotenziale von Elektrofahrzeugen“ wurde gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Die Analysen zeigen: Die Millionenmarke auf dem Markt für Elektroautos kann im Szenario der Forscher im Jahr 2022 überschritten werden. Dann können zwei Drittel aller anfallenden Strecken mit einem elektrisch betriebenen Fahrzeug zurückgelegt werden. Während lange Fahrten mit einem rein batterieelektrischen Fahrzeug (Reichweite von maximal 160 Kilometern) noch schwierig sind, bewältigen so genannte Plug-In-Hybridfahrzeuge durch die Kombination aus Elektro- und konventionellem Antrieb längere Strecken wie Urlaubsfahrten problemlos.
„Elektrofahrzeuge können im Jahr 2030 einen Marktanteil von rund 14 Prozent aller Fahrzeuge erreichen“, setzt Florian Hacker, Wissenschaftler am Öko-Institut die Zahlen in Relation, „bei den neu zugelassenen Fahrzeugen kann der Anteil sogar rund 30 Prozent betragen. Den Großteil machen dabei nach unseren Berechnungen die Plug-In-Hybriden aus.“
Klimaschutz nur mit zusätzlichen erneuerbaren Energien
Für die Beantwortung der Frage, wie sauber Elektrofahrzeuge sind und ob sie einen Beitrag zum Klimaschutz leisten können, ist entscheidend, welcher Strom zum Einsatz kommt. Die Klimabilanz von Elektrofahrzeugen ist nur dann ausgewogen, so die Untersuchungen des Öko-Instituts, wenn zusätzliche Kapazitäten erneuerbarer Energien in den Strommarkt gebracht werden. Nur dann kann ihr Betrieb emissionsfrei erfolgen. Im Jahr 2030 können Elektrofahrzeuge so rund 5,2 Millionen Tonnen CO2 - verglichen mit einem Szenario ohne Elektrofahrzeuge - vermeiden. Dies entspricht einer Minderung der Gesamtemissionen des Pkw-Verkehrs um etwa sechs Prozent bis zum Jahr 2030.
„Elektroautos können eine Rolle für das Erreichen von Klimaschutzzielen spielen“, so Hacker weiter. „Aber wir dürfen auch die konventionellen Pkw nicht aus den Augen verlieren. Werden benzinbetriebene Fahrzeuge bis zum Jahr 2030 deutlich effizienter, können diese allein die Treibhausgasemissionen des Pkw-Verkehrs um 25 Prozent reduzieren.“
Im Fokus: Wechselwirkungen mit dem Strommarkt
Durch die Elektromobilität entsteht im Jahr 2030 eine zusätzliche Stromnachfrage von etwa elf Terawattstunden - dies entspricht etwa zwei Prozent des heutigen Gesamtstromverbrauchs in Deutschland. Die Frage zu welcher Tageszeit die Elektroautos am Stromnetz geladen werden, spielt eine entscheidende Rolle für die Bewertung des Klimaschutzpotenzials.
Die Analyse nach Tageszeiten zeigt: Laden viele Elektrofahrzeuge gleichzeitig ihre Batterien auf, zum Beispiel abends nach der letzten Fahrt, können ungünstige zusätzliche Nachfragespitzen zu Uhrzeiten auftreten, in denen ohnehin viel Strom gebraucht wird. Deshalb, so die Expertinnen und Experten des Öko-Institut, müsse ein Lademanagement die Batterieladezeit steuern. Um hohe Nachfragepeaks und damit den Einsatz teurer Spitzenlastkraftwerke zu vermeiden, würde das Lademanagement die Batterieladung auf kostengünstigere Zeiträume mit geringerer Nachfrage oder mit hoher Windeinspeisung verschieben. Gleichzeitig kommen so aber auch CO2-intensive, klimaschädliche Kohlekraftwerken verstärkt zum Einsatz, die für die Grundversorgung in Deutschland - insbesondere nachts - aktiv werden.
„Mit Lademanagement können die Elektrofahrzeuge gut in den Strommarkt integriert werden und auch in einigen Situationen von überschüssigem Wind- oder Solarstrom profitieren“, erklärt Charlotte Loreck, Expertin für Strommarktfragen am Öko-Institut. „Der entscheidende Faktor für die Klimafreundlichkeit der Elektrofahrzeuge ist jedoch der Bau zusätzlicher erneuerbarer Energien.“
Die zusätzlichen Erneuerbaren sollten übers Jahr so viel Strom liefern, wie die Elektrofahrzeuge verbrauchen, sie müssen jedoch nicht gleichzeitig mit der Ladung der Batterien einspeisen. „Die Fahrzeuge werden auch dann laden, wenn der Wind gerade nicht weht“, so Loreck weiter. „Aber dafür verdrängen die zusätzlichen erneuerbare Energien dann konventionellen Strom in anderen Stunden. Für die Klimabilanz ist wichtig, dass die Summe stimmt.“
Hohe Akzeptanz für Elektrofahrzeuge - Methodik und Modelle
Rund zwei Drittel der Autokäufer würden sich beim Kauf eines Neuwagens im Jahr 2020 für ein rein batterieelektrisches Fahrzeug oder einen Plug-In-Hybrid entscheiden. Dies ergab die Simulation des Autokaufs im Rahmen einer Befragung von rund 1.500 Neuwagenkäufern, die durch das Institut für sozial-ökologische Forschung durchgeführt wurde. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Öko-Instituts kombinierten diese Analysen mit den Daten der Verkehrserhebung „Mobilität in Deutschland“, die 77.000 Personen aus 26.000 Haushalten nach ihrem alltäglichen Fahrverhalten befragt.
Mit Hilfe dieser Informationen zu Akzeptanz und Verkehrsverhalten entwickelten die Expertinnen und Experten unter Mitwirkung eines Stakeholder-Kreises ein Szenario zur Marktdurchdringung von Elektromobilität in Deutschland bis zum Jahr 2030. Das Strommarktmodell PowerFlex des Öko-Instituts bestimmt schließlich die Auswirkungen auf den Strommarkt und die CO2-Bilanz für elektrisch betrieben Fahrzeuge.
„Elektrofahrzeuge können im Jahr 2030 einen Marktanteil von rund 14 Prozent aller Fahrzeuge erreichen“, setzt Florian Hacker, Wissenschaftler am Öko-Institut die Zahlen in Relation, „bei den neu zugelassenen Fahrzeugen kann der Anteil sogar rund 30 Prozent betragen. Den Großteil machen dabei nach unseren Berechnungen die Plug-In-Hybriden aus.“
Klimaschutz nur mit zusätzlichen erneuerbaren Energien
Für die Beantwortung der Frage, wie sauber Elektrofahrzeuge sind und ob sie einen Beitrag zum Klimaschutz leisten können, ist entscheidend, welcher Strom zum Einsatz kommt. Die Klimabilanz von Elektrofahrzeugen ist nur dann ausgewogen, so die Untersuchungen des Öko-Instituts, wenn zusätzliche Kapazitäten erneuerbarer Energien in den Strommarkt gebracht werden. Nur dann kann ihr Betrieb emissionsfrei erfolgen. Im Jahr 2030 können Elektrofahrzeuge so rund 5,2 Millionen Tonnen CO2 - verglichen mit einem Szenario ohne Elektrofahrzeuge - vermeiden. Dies entspricht einer Minderung der Gesamtemissionen des Pkw-Verkehrs um etwa sechs Prozent bis zum Jahr 2030.
„Elektroautos können eine Rolle für das Erreichen von Klimaschutzzielen spielen“, so Hacker weiter. „Aber wir dürfen auch die konventionellen Pkw nicht aus den Augen verlieren. Werden benzinbetriebene Fahrzeuge bis zum Jahr 2030 deutlich effizienter, können diese allein die Treibhausgasemissionen des Pkw-Verkehrs um 25 Prozent reduzieren.“
Im Fokus: Wechselwirkungen mit dem Strommarkt
Durch die Elektromobilität entsteht im Jahr 2030 eine zusätzliche Stromnachfrage von etwa elf Terawattstunden - dies entspricht etwa zwei Prozent des heutigen Gesamtstromverbrauchs in Deutschland. Die Frage zu welcher Tageszeit die Elektroautos am Stromnetz geladen werden, spielt eine entscheidende Rolle für die Bewertung des Klimaschutzpotenzials.
Die Analyse nach Tageszeiten zeigt: Laden viele Elektrofahrzeuge gleichzeitig ihre Batterien auf, zum Beispiel abends nach der letzten Fahrt, können ungünstige zusätzliche Nachfragespitzen zu Uhrzeiten auftreten, in denen ohnehin viel Strom gebraucht wird. Deshalb, so die Expertinnen und Experten des Öko-Institut, müsse ein Lademanagement die Batterieladezeit steuern. Um hohe Nachfragepeaks und damit den Einsatz teurer Spitzenlastkraftwerke zu vermeiden, würde das Lademanagement die Batterieladung auf kostengünstigere Zeiträume mit geringerer Nachfrage oder mit hoher Windeinspeisung verschieben. Gleichzeitig kommen so aber auch CO2-intensive, klimaschädliche Kohlekraftwerken verstärkt zum Einsatz, die für die Grundversorgung in Deutschland - insbesondere nachts - aktiv werden.
„Mit Lademanagement können die Elektrofahrzeuge gut in den Strommarkt integriert werden und auch in einigen Situationen von überschüssigem Wind- oder Solarstrom profitieren“, erklärt Charlotte Loreck, Expertin für Strommarktfragen am Öko-Institut. „Der entscheidende Faktor für die Klimafreundlichkeit der Elektrofahrzeuge ist jedoch der Bau zusätzlicher erneuerbarer Energien.“
Die zusätzlichen Erneuerbaren sollten übers Jahr so viel Strom liefern, wie die Elektrofahrzeuge verbrauchen, sie müssen jedoch nicht gleichzeitig mit der Ladung der Batterien einspeisen. „Die Fahrzeuge werden auch dann laden, wenn der Wind gerade nicht weht“, so Loreck weiter. „Aber dafür verdrängen die zusätzlichen erneuerbare Energien dann konventionellen Strom in anderen Stunden. Für die Klimabilanz ist wichtig, dass die Summe stimmt.“
Hohe Akzeptanz für Elektrofahrzeuge - Methodik und Modelle
Rund zwei Drittel der Autokäufer würden sich beim Kauf eines Neuwagens im Jahr 2020 für ein rein batterieelektrisches Fahrzeug oder einen Plug-In-Hybrid entscheiden. Dies ergab die Simulation des Autokaufs im Rahmen einer Befragung von rund 1.500 Neuwagenkäufern, die durch das Institut für sozial-ökologische Forschung durchgeführt wurde. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Öko-Instituts kombinierten diese Analysen mit den Daten der Verkehrserhebung „Mobilität in Deutschland“, die 77.000 Personen aus 26.000 Haushalten nach ihrem alltäglichen Fahrverhalten befragt.
Mit Hilfe dieser Informationen zu Akzeptanz und Verkehrsverhalten entwickelten die Expertinnen und Experten unter Mitwirkung eines Stakeholder-Kreises ein Szenario zur Marktdurchdringung von Elektromobilität in Deutschland bis zum Jahr 2030. Das Strommarktmodell PowerFlex des Öko-Instituts bestimmt schließlich die Auswirkungen auf den Strommarkt und die CO2-Bilanz für elektrisch betrieben Fahrzeuge.
Quelle: UD / pm
