www.pwc.de/energiewende Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Eine Untersuchung verschiedener Strategien zur Sicherstellung einer erfolgreichen Energiewende im Verkehrsbereich. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Eine Untersuchung verschiedener Strategien zur Sicherstellung einer erfolgreichen Energiewende im Verkehrsbereich. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Herausgegeben von der PricewaterhouseCoopers Aktiengesellschaft Wirtschaftsprüfungsgesellschaft Von Theresa Brandt, Volker Breisig, Dr. Peter Claudy, Philipp Kohlmorgen, Saskia Lehmann, Dr. Georg Teichmann, Mustafa Zein und Jakob Zwick Juni 2015, 88 Seiten, 57 Abbildungen, 4 Tabellen, Softcover Alle Rechte vorbehalten. Vervielfältigungen, Mikroverfilmung, die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Medien sind ohne Zustimmung der Herausgeber nicht gestattet. Die Inhalte dieser Publikation sind zur Information unserer Mandanten bestimmt. Sie entsprechen dem Kenntnisstand der Autoren zum Zeitpunkt der Veröffentlichung. Für die Lösung einschlägiger Probleme greifen Sie bitte auf die in der Publikation angegebenen Quellen zurück oder wenden sich an die genannten Ansprechpartner. Meinungsbeiträge geben die Auffassung der einzelnen Autoren wieder. In den Grafiken kann es zu Rundungsdifferenzen kommen. © Juni 2015 PricewaterhouseCoopers Aktiengesellschaft Wirtschaftsprüfungsgesellschaft. Alle Rechte vorbehalten. „PwC“ bezeichnet in diesem Dokument die PricewaterhouseCoopers Aktiengesellschaft Wirtschaftsprüfungsgesellschaft, die eine Mitgliedsgesellschaft der PricewaterhouseCoopers International Limited (PwCIL) ist. Jede der Mitgliedsgesellschaften der PwCIL ist eine rechtlich selbstständige Gesellschaft. Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis.............................................................................................. 6 Tabellenverzeichnis.................................................................................................. 8 Abkürzungs- und Einheitenverzeichnis..................................................................... 9 AExecutive Summary.........................................................................................10 BEinleitung........................................................................................................21 CStand der Energiewende im Verkehrsbereich.................................................. 22 DZukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich.......... 28 1 Nachfrage nach Mobilität............................................................................... 30 2Verkehrsleistung............................................................................................. 38 3Energieträger und Antriebstechnologien bei Kraftfahrzeugen im Straßenverkehr.......................................................................................... 42 4 Betrachtung der Verkehrsträger Schiene, Wasser und Luft............................. 49 4.1Schienenverkehr............................................................................................. 49 4.2Schifffahrt...................................................................................................... 53 4.3Luftfahrt......................................................................................................... 55 5Prognosen zur zukünftigen Entwicklung des Endenergieverbrauchs und der CO2 -Emissionen im Verkehrssektor.................................................... 57 5.1 Prognosen für den Endenergieverbrauch........................................................ 57 5.2 Prognosen zu Treibhausgasemissionen........................................................... 59 ESzenarioberechnungen................................................................................... 60 1Referenzszenario............................................................................................ 62 2 Zielerreichung von 1 Million Elektrofahrzeuge im Jahr 2020......................... 68 3Starke Marktdurchdringung von Hybridfahrzeugen und alternativen Kraftstoffen......................................................................... 70 4Verzögerte Marktdurchdringung alternativer Antriebstechnologien.............. 71 5 Zielerreichung von ca. 1,1 Millionen CNG-Personenk raftwagen im Jahr 2020................................................................................................... 72 6Pessimistische Marktperspektiven für alternative Antriebstechnologien........ 73 7 Steigerung der Effizienz von Lastkraftwagen im Güterverkehr........................74 8Zusammenfassung und Vergleich der Szenarien............................................. 75 9 Fazit aus den Szenarioberechnungen.............................................................. 82 Anlage.................................................................................................................... 84 Ihre Ansprechpartner.............................................................................................. 86 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 5 Abbildungsverzeichnis/Tabellenverzeichnis Abbildungsverzeichnis Abb. 1 Entwicklung des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor.....................10 Abb. 2 Entwicklung der CO2 -Emissionen im Verkehrssektor...............................11 Abb. 3 Anteiliger CO2 -Ausstoß nach Verkehrsträgern..........................................11 Abb. 4Endenergieverbrauch der unterschiedlichen Szenarien im Verkehrsbereich...................................................................................... 13 Abb. 5CO2 -Emissionen der unterschiedlichen Szenarien im Verkehrsbereich..................................................................................14 Abb. 6 Kumulierte Gesamtkosten und CO2 -Emissionen der unterschiedlichen Szenarien im Verkehrsbereich im Vergleich zum Referenzszenario......... 15 Abb. 7Spezifische Verbrauchswerte verschiedener Antriebstechnologien bei Neufahrzeugen im Zeitverlauf............................................................17 Abb. 8 Entwicklung des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor.................... 22 Abb. 9Entwicklung des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor nach Energieträgern................................................................................ 23 Abb. 10Entwicklung des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor nach Verkehrsträgern.............................................................................. 24 Abb. 11 Entwicklung der CO2 -Emissionen im Verkehrssektor.............................. 25 Abb. 12 Anteiliger CO2 -Ausstoß nach Verkehrsträger........................................... 26 Abb. 13Konsumausgaben der privaten Haushalte im Inland (Verkehr)................ 26 Abb. 14 Endenergieverbrauch und Reduktionsziele bis 2050............................... 29 Abb. 15 Klassifizierung des Verkehrs nach Verkehrsträgern................................. 30 Abb. 16 Beförderungsmenge im Güterverkehr......................................................31 Abb. 17 Anteil der Verkehrsträger am Personenverkehraufwand......................... 32 Abb. 18 Anzahl der Kraftfahrzeuge in Deutschland............................................. 33 Abb. 19 Verkehrsausgaben nach Altersstruktur.................................................... 34 Abb. 20 Veränderung der Zahl der Erwerbstätigen, 2011–2030........................... 35 Abb. 21 Entwicklung der Zahl der Carsharing-Nutzer in Deutschland................. 37 Abb. 22 Modal Split im Personen- und Güterverkehr, Deutschland...................... 39 6 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Abbildungsverzeichnis/Tabellenverzeichnis Abb. 23 Entwicklung der Verkehrsleistung im Personenverkehr (motorisiert)..... 40 Abb. 24 Entwicklung der Verkehrsleistung im Güterverkehr.................................41 Abb. 25 Kraftfahrzeuge im Juni 2013................................................................... 42 Abb. 26Zusammensetzung des Pkw-Bestands..................................................... 45 Abb. 27 Zusammensetzung des Pkw-Bestands..................................................... 45 Abb. 28 Pkw-Bestand in Deutschland nach Energiequelle/Kraftstoff (2014)........ 46 Abb. 29 Status Technologie Elektomobiltät.......................................................... 48 Abb. 30 Verkehrsleistung im Schienenverkehr (Personenverkehr)....................... 50 Abb. 31 Auslastung Schienen-Personenverkehr in Deutschland........................... 50 Abb. 32 Energieverbrauch durch Tank-to-Wheel und Well-to-Wheel....................51 Abb. 33 Strommix der Deutschen Bahn................................................................ 52 Abb. 34 CO2 -Emissionen der Schienenverkehrsträger.......................................... 52 Abb. 35 E ntwicklung der Güterbeförderung in der deutschen Binnenschifffahrt.................................................................................... 53 Abb. 36CO2 -Emissionen der Sektoren Flugverkehr, Schienenverkehr, Binnenschifffahrt in 2012....................................................................... 54 Abb. 37CO2 -Emissionen im Luftverkehr in 2012................................................. 56 Abb. 38Endenergieverbrauch (gesamt) im Verkehrssektor (Referenz- und Zielszenarien)................................................................. 58 Abb. 39Entwicklung des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor nach Energieträgergruppe (Referenz- und Zielszenarien)............................... 58 Abb. 40 Entwicklung der Personenverkehrsleistung............................................ 64 Abb. 41 Entwicklung der Güterverkehrsleistung.................................................. 64 Abb. 42 Anteil der Antriebstechnologien am Pkw-Bestand................................... 65 Abb. 43 Entwicklung des modalen Split im Güterverkehr.................................... 65 Abb. 44 Entwicklung des modalen Split im Personenverkehr............................... 66 Abb. 45Durchschnittlicher Verbrauch von neuzugelassenen Pkw und von Pkw im Bestand......................................................................... 66 Abb. 46 Entwicklung des Endenergieverbrauchs des Verkehrssektors...................67 Abb. 47 CO2 -Emissionen des gesamten Verkehrs...................................................67 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 7 Abbildungsverzeichnis/Tabellenverzeichnis Abb. 48Verlauf der Kraftstoffausgaben für den Bestand...................................... 68 Abb. 49Anteil der Antriebstechnologien am Pkw-Bestand (Elektromobilitäts-Szenario)................................................................... 69 Abb. 50Anteil der Antriebstechnologien am Pkw-Bestand (Hybrid-Szenario)................................................................................... 70 Abb. 51Anteil der Antriebstechnologien am Pkw-Bestand (verzögertes Szenario)............................................................................ 71 Abb. 52Anteil der Antriebstechnologien am Pkw-Bestand (Erdgas-Szenario)................................................................................... 72 Abb. 53Anteil der Antriebstechnologien am Pkw-Bestand (Status-quo-Szenario)............................................................................. 73 Abb. 54Endenergieverbrauch der unterschiedlichen Szenarien im Verkehrsbereich................................................................................. 75 Abb. 55CO2 -Emissionen der unterschiedlichen Szenarien im Verkehrsbereich..................................................................................76 Abb. 56 K umulierte Gesamtkosten und CO2 -Emissionen der unterschiedlichen Szenarien im Verkehrsbereich.................................... 78 Abb. 57Spezifische Verbrauchswerte verschiedener Antriebstechnologien bei Neufahrzeugen im Zeitverlauf........................................................... 79 Tabellenverzeichnis Tab. 1 Spezifische CO2 -Emissionen nach Kraftstoff............................................16 Tab. 2 Ergebnisse der Szenarienberechnung...................................................... 62 Tab. 3 Spezifische CO2 -Emissionen nach Kraftstoff........................................... 79 Tab. 4 Übersicht Annahmen.............................................................................. 84 8 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Abkürzungs- und Einheitenverzeichnis Abkürzungs- und Einheitenverzeichnis Abkürzungen ÖPNV öffentlicher Personennahverkehr AGEB ÖSPV öffentlicher Straßenpersonenverkehr Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen BMVBSBundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung BMVIBundesministeriums für Verkehr und Digitale Infrastruktur BMWi Bundesministerium für Wirtschaft und Energie CNG Compressed Natural Gas PkwPersonenkraftwagen UBAUmweltbundesamt ZKRZentralkommission für die Rheinschifffahrt Einheiten CO2Kohlendioxid MJMegajoule DLRForschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt PkmPersonenkilometer PJPetajoule EEG Erneuerbare-Energien-Gesetz tkmTonnenkilometer EEVEndenergieverbrauch TWhTerrawattstunden EVUEnergieversorgungsunternehmen EwO PwC Energiewende Outlook HCCI Homogene Kompressionszündung IMOVorschrift der International Maritime Organisation Zur Vereinfachung werden wir in dieser Kurzstudie von Mitarbeitern, Kollegen und Fallbearbeitern geschlechterneutral sprechen. Selbstverständlich werden die Gleichstellungsgrundsätze bei PwC berücksichtigt. KBAKraftfahrt-Bundesamtes KWKKraft-Wärme-Kopplung LkwLastkraftwagen LNFLastkraftwagen und leichten Nutzfahrzeuge LNG flüssig Erdgas MIV motorisierter Individualverkehr NOx Ausstoß von Emissionen NPE Nationalen Plattform Elektromobilität Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 9 Executive Summary AExecutive Summary Vor der Analyse der zukünftigen Herausforderungen der Energiewende im Verkehrs bereich wird zu Beginn der vorliegenden Studie die gegenwärtige Ausgangssituation dargestellt. Ziele der Bundesregierung sind ambitioniert. Das Ziel der Bundesregierung ist eine Reduzierung der CO2 -Emissionen bis 2050 um 80–95 % gegenüber dem Jahr 1990, wobei der Verkehrsbereich neben dem Stromund Wärmesektor seinen Beitrag zu leisten hat. Für den Verkehrsbereich hat sich Deutschland zudem als Ziel gesetzt, gegenüber 2005 den Endenergieverbrauch bis 2020 um 10 % und bis 2050 um 40 % zu senken (Stand 2005: 2.586 PJ)1. Aktuell ist der Verkehrssektor für rund 28 % des Gesamt endenergieverbrauchs verantwortlich. Aktuell ist der Verkehrssektor in Deutschland für rund 28 % des Gesamtendenergie verbrauchs verantwortlich.2 Die folgende Grafik gibt einen Überblick über die Entwicklung 2005–2014. Abb. 1 Entwicklung des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor 730 723 725 in TWh 720 727 726 724 718 715 713 715 712 710 712 705 Kriseneffekt 706 700 695 1 Beim Endenergieverbrauch im Verkehrsbereich drohen die Einsparziele zu scheitern. 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 20141 PwC Research: Hochrechnung auf Basis eines eigenen Verkehrsmodells. Seit der Wirtschaftskrise im Jahr 2009 stieg der Endenergieverbrauch vom Tiefststand auf 727 TWh in 2013 und ging erst 2014 leicht zurück. Damit liegt der Endenergieverbrauch des Verkehrssektors in 2014 höher als im Basisjahr 2005. Als Folge dieser Entwicklung droht im Verkehrsbereich sowohl die Verfehlung der mittel- als auch der langfristigen Energieeinsparziele der Bundesregierung. Im Verkehrsbereich spielen nach wie vor die fossilen Energieträger die wichtigste Rolle. Ihre Dominanz ist mit einem Anteil von 94 % als Kraftstoff ungebrochen. 1 2 V gl. Energiekonzept der Bundesregierung von 2010. V gl. AGEB (09/2014) „Auswertungstabellen zur Energiebilanz Deutschland – 1990–2013“ , Seite 26 und Basisszenario Fundamentalmodell. Im Endenergieverbrauch des Verkehrssektors sind dabei auch Bahnstrom und Flugkraftstoff für internationalen Flugverkehr enthalten. 10 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Executive Summary Die nach dem Umweltbundesamt (UBA) bilanzierten verkehrsbedingten CO2 Emissionen haben sich zwischen 2005 und 2013 um 3,2 % verringert. Gegenüber dem Jahr 1990 (Referenzjahr der Bundesregierung für ihre CO2 -Ziele) mit CO2 Emissionen von 162 Millionen Tonnen gab es bis 2014 einen Rückgang von rund 5,5 %. Dabei stagnieren die CO2 -Emissionen jedoch seit 2007 bei ca. 153 Millionen Tonnen. Von 1990–2014 gab es einen Rückgang der CO2 -Emissionen um 5,5 % (UBA). Abb. 2 Entwicklung der CO2 -Emissionen im Verkehrssektor1 200 185 160 157 153 153 153 153 155 154 155 153 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 20142 Mio. t 150 100 50 0 Berechnungen nach UBA-Bilanzierung Emissionen aus internationalem Flugverkehr Emissionen aus Stromverbrauch Emissionen ohne Strom und internationalem Flugverkehr 1 2 gl. BMWi (2014) „Die Energie der Zukunft – Erster Fortschrittsbericht zur V Energiewende“. PwC Research: Hochrechnung auf Basis eines eigenen Verkehrsmodells. Die Zahlen des UBA beziehen nicht den durch Stromverbrauch im Verkehrssektor verursachten CO2 -Ausstoss (insbesondere Schienenverkehr) und den internationalen Luftverkehr mit in die Betrachtung ein. Da unsere Szenario-Berechnungen (siehe Kapitel E) ab 2014 diese beiden Größen berücksichtigen, ist in obige Grafik für 2014 ergänzend zu dem vom UBA ermittelten Wert von 153 Millionen Tonnen auch der im PwC-Verkehrsmodell für diesen Sektor ermittelte CO2 -Ausstoß von ca. 185 Millionen Tonnen dargestellt. Aus dem PwC-Modell ergibt sich folgender anteiliger CO2 -Ausstoß nach den unterschiedlichen Verkehrsträgern: Abb. 3 Anteiliger CO2 -Ausstoß nach Verkehrsträgern1 öffentlicher Straßenpersonenverkehr 1,5 % Schiffsverkehr 0,4 % motorisierter Individualverkehr 55,3 % 1 Schienenverkehr 4,5 % Luftverkehr 15,0 % Straßengüterverkehr 23,3 % PwC Research: Hochrechnung auf Basis des Verkehrsmodells. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 11 Executive Summary Der motorisierte Individualverkehr (MIV) mit einem CO2 -Ausstoß von 102 Millionen Tonnen und einem Anteil von 55 % am verkehrsbedingten CO2 Ausstoß erweist sich als größter Emittent. Der Straßengüterverkehr liegt mit seinem Anteil von 23 % noch deutlich vor dem Luftverkehr, der 2014 für 15 % der verkehrsbedingten Treibhausgase verantwortlich war. Im Verkehrsbereich sind bisher kaum Auswirkungen der Energiewende ersichtlich. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass gegenwärtig im Verkehrsbereich mit Blick auf die Umweltverträglichkeit kaum Auswirkungen der Energiewende ersichtlich sind. Zu beobachten ist lediglich, dass der spezifische Energieverbrauch beim Einsatz der bisher angewandten Technologien im Kraftfahrzeugverkehr kontinuierlich sinkt. Neue Technologien konnten sich hingegen bisher noch nicht in nennenswertem Umfang durchsetzen. In Anbetracht der bisherigen Entwicklung kann gefolgert werden, dass die Klima schutzziele im Verkehrsbereich ohne eine tiefgreifende Transformation des Verkehrssektors nicht erreichbar sind. In dieser Studie werden daher ausgehend vom aktuellen Stand der Energiewende im Verkehrsbereich die diskutierten Lösungsansätze zur Bewältigung der zukünftigen Herausforderungen dargestellt. Dazu werden Trends bei der Nachfrage nach Mobilität und zur Erbringung der Verkehrsleistung ebenso betrachtet wie künftige Entwicklungen im Bereich der Energieträger und Antriebstechnologien sowohl bei Kraftfahrzeugen im Straßenverkehr als auch im Schienen-, Wasser- und Luftverkehr. Szenarioberechnungen vervollständigen die Studie. Vervollständigt wird die Studie durch Szenario-Berechnungen für mögliche Energiewendestrategien im Verkehrssektor. Ausgehend von einem aus unserer Sicht „wahrscheinlichen“ Referenzszenario3, wurden sechs alternative Szenarien festgelegt. In den ersten fünf Alternativszenarien werden aufgrund der dargestellten Dominanz des motorisierten Individualverkehrs unterschiedliche Entwicklungen in diesem Bereich untersucht. Im 6. Szenario untersuchen wir die Auswirkungen einer höheren Effizienzsteigerung bei Lastkraftwagen gegenüber dem Referenzszenario. Im Einzelnen legen wir folgende alternativen Szenarien zugrunde: 1. Zielerreichung von 1 Million Elektrofahrzeuge im Jahr 2020 und 6 Millionen in 2030 („Elektromobilitätsszenario“) 2. Starke Marktdurchdringung von Hybridfahrzeugen und alternativen Kraftstoffen („Hybridszenario“) 3. Verzögerte Marktdurchdringung von Hybridfahrzeugen und alternativen Kraftstoffen („Verzögertes Szenario“) 4. Zielerreichung von ca. 1,1 Millionen CNG-Personenkraftwagen im Jahr 2020 und 8,1 Millionen im Jahr 2050 („Erdgasszenario“) 5. Pessimistische Marktperspektiven für alternative Antriebs technologien („Status-quo-Szenario“) 6. Alternatives Szenario: Steigerung der Effizienz von Lastkraftwagen im Güterverkehr 3 A b 2048 sinkt im Referenzszenario der Bestand von Antrieben mit Otto- und Dieselkraftstoffen bei Personenkraftwagen unter 50 %. Der Anteil von Hybridfahrzeugen beträgt 2050 40 % und der von Elektrofahrzeugen 6 %. 12 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Executive Summary Wir berechnen für die einzelnen Szenarien den jeweiligen Endenergieverbrauch und die CO2 -Emissionen sowie die Kostenunterschiede zwischen den Szenarien und liefern damit einen Beitrag zu einer Kosten-Nutzen-Abwägung bei der Auswahl künftiger Energiewendestrategien im Verkehrssektor. Schwerpunkt unserer Berechnungen ist die Analyse der Auswirkungen des Einsatzes unterschiedlicher Technologien und Energieträger im Straßenverkehr. Dazu werden Grundannahmen zum Kraftfahrzeugbestand und dessen Entwicklung sowie den benötigten Verkehrs leistungen definiert, die zur Sicherstellung der Vergleichbarkeit für alle Szenarien gleich sind. Auf dieser und auf Basis der spezifischen Verbrauchswerte der Verkehrsmittel Pkw und Lkw (MJ/Pkm bzw. MJ/tkm) wird dann der Energiebedarf ermittelt. Demgegenüber wird bei den übrigen Verkehrsträgern – Bahn, Flugverkehr und Schifffahrt – der Endenergieverbrauch nicht aus dem Modell heraus berechnet, sondern jeweils auf der Grundlage der PwC-Studiendatenbank angenommen. Schwerpunkt der Szenarien liegt auf Straßenverkehr. All dies ermöglicht unter Berücksichtigung der CO2 -Emissionsfaktoren die Berechnung der CO2 -Belastung für die jeweiligen Szenarien im Zeitraum von 2014 bis 2050. Unsere Berechnungen liefern für die verschiedenen Szenarien den folgenden Prognosekorridor für den Endenergieverbrauch des Verkehrssektors: Abb. 4 Endenergieverbrauch der unterschiedlichen Szenarien im Verkehrsbereich Energieverbrauch in PJ 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 0 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050 Personenverkehr Bahn und Fernverkehr Personenverkehr – ÖPNV Personenverkehr – Flugverkehr motorisierter Individualverkehr (Zweiräder) Güterverkehr – Bahn Güterverkehr – Schiff Güterverkehr – Flugzeug Güterverkehr – Lkw und LNF (ohne Effizienzverbesserung) Vorteil durch Lkw-Effizienzsteigerung Min-Max-Korridore in den Pkw-Szenarien Das günstigste Pkw-Szenario der Grafik stellt das Elektromobilitätsszenario mit einem Endenergieverbrauch von 1.544 PJ (davon Pkw-Verkehr mit 458 PJ) und das schlechteste Szenario das Status-quo-Szenario mit einem Endenergieverbrauch von 1.723 PJ (davon Pkw-Verkehr mit 640 PJ) im Jahre 2050 dar. Der Prognosekorridor bewegt sich innerhalb einer Bandbreite von 179 PJ. Lediglich auf den Pkw-Verkehr bezogen (siehe Fläche zwischen dem Min-Max-Korridor der Pkw-Szenarien und der Linie zum Güterverkehr Lkw (ohne Effizienzverbesserung) beträgt der Unterschied der Szenarien sogar 39 %.4 4 Der Unterschiedsbetrag von 179 PJ bezogen auf den niedrigeren Endenergieverbrauch von 458 PJ. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 13 Executive Summary Die Unterschiede zwischen den Szenarien beziehen sich dabei mit einer Ausnahme auf den Endenergieverbrauch des Pkw-Verkehrs. Lediglich in einem Szenario wird ergänzend aufgezeigt, wie sich ein Lkw-Effizienz-Szenario zusätzlich positiv auswirken kann. Ansonsten wird der Endenergieverbrauch der übrigen Verkehrs träger im Personenverkehr und Güterverkehr nicht variiert, sondern bleibt in allen Szenarien gleich. Kombiniert man darüber hinaus das Elektromobilitätsszenario mit dem LkwEffizienzszenario ergibt sich ein zusätzlicher Vorteil im Jahre 2050 von 94 PJ aufgrund eines geringeren Endenergieverbrauchs der Lkw (ersichtlich an der Line „Vorteil durch Lkw-Effizienzsteigerung). Im Elektromobilitäts-Szenario und Lkw-Effizienzszenario werden Einsparziele für 2050 erreicht. Das Ziel der Bundesregierung einer Reduzierung des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor von mindestens 40 % bis zum Jahre 2050 im Vergleich zu 2005 (2.586 PJ)5 wird nur im Elektromobilitäts-Szenario und Lkw-Effizienzszenario erreicht, dabei im kombinierten Szenario aber sogar übertroffen. Das HybridSzenario befindet sich nahe dem Zielwert (39 %). Alle übrigen Szenarien verfehlen das Reduktionsziel. Aus dem Endenergieverbrauch der einzelnen Szenarien sowie der Zusammen setzung der Energieträger mit ihren unterschiedlichen CO2 -Emissionsfaktoren ergibt sich schließlich bei der CO2 -Belastung der einzelnen Szenarien folgender Prognosekorridor: CO2 -Emissionen des Verkehrssektors in Mio. Tonnen Abb. 5 CO2 -Emissionen der unterschiedlichen Szenarien im Verkehrsbereich 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050 Personenverkehr Bahn und Fernverkehr Personenverkehr – ÖPNV Personenverkehr – Flugverkehr motorisierter Individualverkehr (Zweiräder) Güterverkehr – Bahn Güterverkehr – Schiff Güterverkehr – Flugzeug Güterverkehr – Lkw und LNF (ohne Effizienzverbesserung) Vorteil durch Lkw-Effizienzsteigerung Min-Max-Korridore in den Pkw-Szenarien Während aus dem Elektromobilitäts-Szenario 2050 eine CO2 -Belastung von 92 Millionen Tonnen (davon Pkw-Verkehr mit 28 Millionen Tonnen) resultiert, liegt diese beim Status-quo-Szenario bei rund 104 Millionen Tonnen (davon Pkw-Verkehr mit 40 Millionen Tonnen). Lediglich auf den Pkw-Verkehr bezogen beträgt der Unterschied der Szenarien sogar 43 %.6 5 6 B MVi (2014), Taschenbuch Verkehr in Zahlen, S. 298. D er Unterschiedsbetrag von 12 Millionen Tonnen bezogen auf die niedrigere CO2 -Belastung von 28 Millionen Tonnen. 14 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Executive Summary Die Unterschiede zwischen den Szenarien beziehen sich analog zum Endenergie verbrauch auch hier mit Ausnahme des Lkw-Effizienzszenarios auf die CO2 Belastung des Pkw-Verkehrs. Kombiniert man wiederum das Elektromobilitäts-Szenario mit dem Lkw-Effizienz szenario, ergibt sich in diesem Fall für 2050 ein zusätzlicher Vorteil von 6 Millionen Tonnen. Die hieraus resultierende CO2 -Belastung liegt dann um 18 Millionen Tonnen niedriger als beim schlechtesten Szenario. Das Elektromobilitäts-Szenario als günstigstes Szenario führt nach unserer Berechnungsmethode bis 2050 unter Einschluss von Stromanwendungen und des Flugverkehrs zu einer Reduktion der CO2 -Emissionen von rund 50 % gegenüber 2014 und kombiniert mit dem Lkw-Effizienzszenario von rund 54 %. Das HybridSzenario führt mit 49 % Reduktion gegenüber 2014 zu einem vergleichbaren Ergebnis wie das Elektromobilitäts-Szenario. Elektomobilitäts- und HybridSzenario sind im Vergleich zu anderen Szenarien vorteilhaft. Wird zudem berücksichtigt, dass nach den Berechnungen des UBA im Vorzeitraum von 1990–2014 ein Rückgang der CO2 -Emissionen von „nur“ 5,5 % erreicht wurde, dann verdeutlichen diese Zahlen, dass das für den gesamten Energiebereich angestrebte Ziel der Bundesregierung einer CO2 -Reduzierung um 80–95 % bis 2050 zumindest bezogen auf den Beitrag des Verkehrssektors selbst in den emissionsärmsten Szenarien deutlich verfehlt werden dürfte (vergleiche zu den diesbezüglichen Entwicklungen des Strom- und Wärmebereichs auch die entsprechenden hierzu kürzlich veröffentlichten PwC-Studien). CO2 -Ziele der Bundesregierung dürften bezogen auf den Verkehrsbereich aber verfehlt werden. Um die einzelnen Szenarien besser miteinander vergleichen zu können, stellt folgende Grafik die Unterschiede bei den kumulierten CO2 -Emissionen sowie die Gesamtkosten (Investitionskosten neuer Pkw und Kraftstoffkosten für den Zeitraum 2014–2050)7 gegenüber: Abb. 6Kumulierte Gesamtkosten und CO2 -Emissionen der unterschiedlichen Szenarien im Verkehrsbereich im Vergleich zum Referenzszenario1 200 150 110 100 50 63 75 0 0 28 9 –50 –100 40 –20 –80 –57 –160 –142 Elektro mobilitäts Szenario LkwEffizienzSzenario2 –150 –200 Status-quoSzenario ErdgasSzenario verzögertes Markt- Szenario Hybrid Szenario kumulierte CO2 -Emissionen Differenz in Mio. Tonnen kumulierte Differenzen, Barwert bei 4 % in Mrd. Euro 1 2 7 ie hier dargestellten Kosten enthalten nur die Kosten aus der Entwicklung des PkwD Bestands. Keine zum Referenzszenario abweichenden Annahmen bei den Gesamtausgaben des Lkw-Effizienz-Szenarios. Die mit 4 % auf den Barwert diskontierten Gesamtkosten des Referenzszenarios betrugen dabei 1.815 Milliarden Euro. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 15 Executive Summary Entwicklung der CO2 Emissionen und der Gesamt kosten korrelieren negativ miteinander. Aus der Grafik lässt sich erkennen, dass die Entwicklung der CO2 -Emissionen und der Gesamtkosten bei allen Szenarien mit Ausnahme des Erdgas-Szenarios negativ miteinander korrelieren, d. h. die Szenarien mit niedrigeren CO2 -Emissionen sind mit höheren Kosten verbunden und umgekehrt. Definition realitätsnaher Szenarien Mit Blick auf die Größenordnung der quantitativen Unterschiede zwischen den Szenarien ist zu beachten, dass wir ausgehend von dem aus unserer Sicht wahrscheinlichen Referenzszenario auch bei den übrigen Szenarien Entwicklungen angenommen haben, die wir für praktikabel umsetzbar halten (einzig das Ziel von 1 Million reinen Elektrofahrzeugen bis zum Jahre 2020 erscheint aus heutiger Sicht sehr ambitioniert). Darüber hinaus haben wir berücksichtigt, dass die Einführung alternativer Antriebstechnologien erst allmählich erfolgt. Insofern stellen sich auch die graduellen Unterschiede zwischen den einzelnen Szenarien nicht als Extreme dar, aber sie zeigen aus unserer Sicht die Tendenzen auf, die mit den einzelnen Entwicklungspfaden verbunden wären. Bei der Analyse der Einzelergebnisse nehmen wir Bezug auf den von uns in der Berechnung zugrunde gelegten spezifischen Verbrauch der in den einzelnen Szenarien verwendeten Antriebstechnologien sowie den CO2 -Emissionen der eingesetzten Energieträger: Tab. 1 Spezifische CO2 -Emissionen nach Kraftstoff spezifischer Verbrauch (2050) in MJ/Pkm1 Emissions faktor (ohne Bioanteil) in g/MJ Bioanteil (2050) spezifische CO2 Emissionen (mit Bioanteil) in g/Pkm Benziner 0,88 73,4 12 % 56,84 Diesel 0,76 73,2 12 % 48,96 Energieträger Erdgas 0,88 56,2 49,46 Hybrid (Plug-In)2 0,45 63,33 28,5 Strom 0,18 62,00 11,16 Benzin 0,27 73,4 Wasserstoff 3 0,97 62,00 Wasserstoff 4 0,97 0 0 Elektrofahrzeuge (BEV) 0,31 62,00 19,22 1 2 3 4 12 % 17,44 60,09 ersonenkilometer (Pkm) sind ein Maß für die Verkehrsleistung im Personenverkehr. P Demgegenüber werden Tonnenkilometer (tkm) als ein Maß für die Verkehrsleistung im Güterverkehr verwendet. Mengengewichtetes Ergebnis nach spezifischem Verbrauch. Spezifischer Stromverbrauch unter Berücksichtigung eines Elektrolysewirkungsgrades von 65 %. Anwendung des durchschnittlichen Emissionsfaktors für Strom in 2050 als Berechnungsgrundlage unseres Verkehrsmodells. Unter der Annahme, dass vollständig Überschussstrom aus erneuerbaren Energien für die Elektrolyse eingesetzt werden kann, was aber nicht Grundlage unserer Berechnung ist. 16 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Executive Summary Die Tabelle zeigt den spezifischen Verbrauch im Jahre 2050, wobei sich dieser bei allen Antriebstechnologien im Zeitverlauf deutlich verbessert, wie folgende Grafik verdeutlicht:8 Abb. 7Spezifische Verbrauchswerte verschiedener Antriebstechnologien bei Neufahrzeugen im Zeitverlauf 1,2 1,0 MJ/Pkm 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 2014 2018 Benzin 2022 Diesel 2026 2030 2034 Hybrid Plug-In 2038 2042 2046 2050 Elektrofahrzeuge Dabei liegen in unserer Modellrechnung die durchschnittlichen Verbräuche für Pkw des gesamten Bestands in den Anfangsjahren ab 2014 noch deutlich über denjenigen der Neuzulassungen. Dies bedeutet, dass sich der Einsatz zunehmend verbrauchsarmer Antriebe erst allmählich deutlicher auswirkt. Bis zum Jahre 2050 gelingt es dann, aus heutiger Sicht bestehende Einsparpotenziale für den gesamten Bestand zu einem großen Teil umzusetzen. Die spezifischen CO2 -Emissionsfaktoren bleiben bei den Primärenergieträgern als physikalische Größe im Zeitverlauf konstant. Allerdings gehen wir davon aus, dass sich bei Benzin und Dieselk raftstoff der hinzugefügte Anteil von Biokraftstoff bis 2020 auf 12 % erhöht, bevor er auf diesem Level stagniert – für diesen Energieträger beträgt der CO2 -Emissionsfaktor annahmegemäß null. Außerdem verbessert sich der CO2 -Emissionsfaktor für den Einsatz von Strom insbesondere durch den von der Bundesregierung anvisierten Anstieg des Anteils von Strom aus erneuerbaren Energien erheblich. Basierend auf dem Referenzszenario der PwC Kurzstudie Strom gehen wir davon aus, dass die CO2 -Emissionsfaktoren der strombasierten Technologien um über die Hälfte zurückgehen. CO2 -Emissionsfaktoren von strombasierten Technologien gehen deutlich zurück. Im Ergebnis bedeutet dies, dass nach heutigem Erkenntnisstand die CO2 -Belastung bei Elektrofahrzeugen im Zeitverlauf kontinuierlich sinkt und im Jahre 2050 mit Abstand am günstigsten sein wird. Je nach Verbrauchsanteil zwischen Benzin bzw. Diesel und Strom stellen sich Hybridfahrzeuge als vorteilhaft dar. Was die CO2 -Belastung von Erdgasautos betrifft, wäre diese gegenüber Benzin und Dieselk raftstoff niedriger. Berücksichtigt man aber einen relativ hohen Biokraft stoffanteil von 12 %, den unser Berechnungsmodel ab 2020 annimmt, werden die Einsparungen von Erdgasautos gegenüber neuen Dieselmotoren mit entsprechender Biokraftstoffbeimischung nivelliert. Allerdings wäre in der Zukunft auch eine Bioerdgasquote grundsätzlich möglich, was Erdgasautos gegenüber Benzin- und Dieselfahrzeugen erheblich begünstigen würde. Angenommener Bioanteil von 12 % ab 2020 begünstigt Benzin- und Dieselfahrzeuge gegenüber Erdgasfahrzeugen. 8 Da die Linienverläufe von Erdgas und Benzin (unter Beimischung von Biokraftstoff) ähnlich verlaufen, sind die beiden Linienverläufe nur schwer zu unterscheiden. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 17 Executive Summary Hohe Markteintrittskosten bei Elektromobilität, die im Zeitverlauf sinken. Die Unterschiede bei den Kosten werden insbesondere durch die deutlich höher angenommenen Investitionskosten von Elektrofahrzeugen sowie – wenngleich in geringerem Umfang – von Hybridfahrzeugen gegenüber den konventionellen Antriebstechnologien vor allem in der Anfangsphase ihrer Entwicklung verursacht. Zudem liegen aber auch die Wartungskosten bei diesen Fahrzeugen erst einmal signifikant höher. Dagegen wirken sich die Vorteile bei den Kraftstoffkosten anfangs relativ gering aus. Allerdings geht unser Berechnungsmodell davon aus, dass die Kosten von Elektrofahrzeugen mit zunehmender Marktdurchdringung relativ zu anderen Energieträgern im Zeitverlauf erheblich sinken, so dass ein Teil dieser Kosten Markteintrittskosten darstellen. Diese positiven Effekte fallen aber in einer Barwertbetrachtung, bei dem die Zahlungsströme der einzelnen Perioden auf den Gegenwartswert diskontiert werden, in späteren Perioden relativ gesehen nicht mehr so stark ins Gewicht. Degressionseffekte über große Marktpenetration erforderlich. Vor diesem Hintergrund erscheint es nachvollziehbar, dass sich die Ausdehnung dieser Technologie erst allmählich vollzieht. Wichtig dabei ist aber, dass in den nächsten Jahren eine kritische Masse erreicht wird, um bei einer größeren Markt penetration und Produktreife auch Degressionseffekte erreichen zu können und um sicherzustellen, dass sich die Technologie dann auch weiterentwickelt. Nach einer positiven Entwicklungsphase könnten sich auch zunehmend wirtschaftliche Vorteile der Technologie zeigen. Allerdings erscheinen die bisherigen Zahlen der gemeldeten reinen Elektro fahrzeuge von 18.948 Anfang 2015 angesichts des Ziels der Bundesregierung von 1 Million Elektrofahrzeugen bis 2020 ernüchternd. Insofern gehen wir davon aus, dass das hier skizzierte Elektromobilitäts-Szenario aller Voraussicht nach nicht eintreten wird. Dafür wären auch deutliche höhere Investitionen in die Infrastruktur und die staatliche Förderung von Elektrofahrzeugen notwendig. Realistischer erscheint es hingegen, dass sich eine Hybridlösung als Kombination von Elektrofahrzeug und Verbrennungsmotor zumindest schneller durchsetzt. Dafür sprechen auch bis Anfang 2015 immerhin 85.575 gemeldete Hybridautos. Bei dieser Technologie wird zudem das Problem einer unzureichenden Reichweite von Batterien entschärft. Die Vorteilhaftigkeit einer Hybridlösung hängt aber entscheidend vom Energieträgermix Strom/Benzin bzw. Dieselkraftstoff ab. Zusammenfassende Thesen: 1. Sowohl die mittel- als auch die langfristigen Energieeinsparziele im Verkehrs bereich drohen verfehlt zu werden. Die Bundesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, den Endenergieverbrauch im Verkehrssektor bis 2020 gegenüber 2005 um 10 % und bis 2050 um 40 % zu senken. In der Realität lag demgegenüber der Endenergieverbrauch 2013 (727 TWh) und 2014 (nach bisherigen Daten 724 TWh) leicht über demjenigen von 2005 (718 TWh). 2. Was die CO2 -Emissionen betrifft, sieht die Bundesregierung bis 2050 gegenüber 1990 eine Absenkung um 80–95 % vor, wobei der Verkehrs- neben dem Stromund Wärmebereich seinen Beitrag zu leisten hat. Auch hierfür ist gegenwärtig noch nicht ersichtlich, wie dies erreicht werden soll. Gemäß den Zahlen des Umweltbundesamt sanken die CO2 -Emissionen von 1990–2014 lediglich um ca. 5,5 %. 3. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass gegenwärtig im Verkehrsbereich mit Blick auf die Umweltverträglichkeit kaum Auswirkungen der Energiewende ersichtlich sind. Zu beobachten ist lediglich, dass der spezifische Energie verbrauch beim Einsatz der bisher angewandten Technologien im Kraft fahrzeugverkehr kontinuierlich sinkt. Neue Technologien konnten sich hingegen bisher noch nicht in nennenswertem Umfang durchsetzen. 18 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Executive Summary 4. In Anbetracht der bisherigen Entwicklung kann gefolgert werden, dass die Klimaschutzziele im Verkehrsbereich ohne eine tiefgreifende Transformation des Verkehrssektors nicht erreichbar sind. 5. Da der Straßenverkehr mit Personen- und Lastkraftwagen einen sehr großen Anteil an den CO2 -Belastungen einnimmt, liegen hier die größten Stellhebel für eine Verminderung des CO2 -Ausstoßes in der Zukunft. Im Jahre 2014 wurden 55 % der CO2 -Emissionen durch den Motorisierten Individualverkehr und 23 % durch den Straßengüterverkehr verursacht. Der Luft- und Schienenverkehr waren demgegenüber nur für 15 % bzw. 5 % der verkehrsbedingten Treibhausgase verantwortlich. 6. Der Schienenverkehr weist eine vergleichsweise gute CO2 -Bilanz auf, die sich mit zunehmend ansteigenden Anteilen erneuerbarer Energien an der Strom erzeugung voraussichtlich im Zeitverlauf noch weiter verbessern wird. Zur Erreichung der CO2 -Ziele könnte eine teilweise Verlagerung des Güterverkehrs auf die Schiene einen signifikanten Beitrag darstellen. 7. Betrachtet man die Ergebnisse der von uns durchgeführten fünf SzenarioBerechnungen, die sich vor dem Hintergrund ihrer großen Bedeutung auf Unterschiede bei den Pkw-Antriebstechnologien konzentrieren, korrelieren die Entwicklung der CO2 -Emissionen und der Gesamtkosten der einzelnen Szenarien dabei tendenziell negativ miteinander, d. h. die Szenarien mit niedrigeren CO2 -Emissionen sind tendenziell mit höheren Kosten verbunden und umgekehrt. 8. Das Ziel der Bundesregierung einer Reduzierung des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor von mindestens 40 % bis zum Jahre 2050 im Vergleich zu 2005 wird als Einzelszenario nur im Elektromobilitäts-Szenario vollständig und im Hybrid-Szenario annähernd erreicht. In den übrigen Szenarien wird dieses Ziel verfehlt. Obwohl von uns keine Extremszenarien modelliert wurden und in allen Szenarien unterschiedliche Antriebstechnologien Anwendung finden, beträgt der auf den Endenergieverbrauch der Pkw bezogene Unterschied zwischen dem besten (Elektromobilitäts-Szenario) und dem schlechtesten Szenario (Status-quo-Szenario) 39 %. Das von uns als wahrscheinlichstes angenommene Referenzszenario bleibt beim Verbrauch eher näher am oberen Rand der Bandbreite. 9. Berücksichtigt man, dass die CO2 -Emissionen von 1990–2014 nur geringfügig zurückgingen, werden die CO2 -Reduktionsziele der Bundesregierung bis 2050 nach unseren Berechnungen deutlich verfehlt. Beim Referenzszenario beträgt der Rückgang der CO2 -Emissionen bezogen auf den gesamten Verkehrsbereich für den Zeitraum 2014–2050 lediglich 46 %. Dabei steigt der Anteil der Hybrid fahrzeuge auch im Referenzszenario bis 2050 auf 40 % an, während gleichzeitig die klassischen Verbrennungsmotoren auf unter 50 % sinken. 10. Der auf den Pkw-Verkehr bezogene Unterschied der CO2 -Belastung zwischen dem besten (Elektromobilitäts-Szenario) und dem schlechtesten Szenario (Status-quo-Szenario) beläuft sich auf einen Wert von 43 %. Dabei ist zu berücksichtigen, dass auch bei Verbrennungsmotoren weiterhin signifikante Einsparungen angenommen werden und ab 2050 ein Bioanteil von 12 % mit einem Emissionsfaktor von Null dem Kraftstoff beigemischt wird. Ohne diesen Bioanteil würden die Unterschiede bei den Ergebnissen der einzelnen Szenarien noch deutlicher ausfallen. Dabei ist weiterhin zu berücksichtigen, dass die eingesetzte Biomasse einen knappen Rohstoff darstellt, der stattdessen auch im Wärmebereich oder zur Bereitstellung gesicherter Leistung im Strombereich eingesetzt werden könnte, was zu hohen Opportunitätskosten führt. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 19 Executive Summary 11. Das Gasszenario stellt sich gegenüber dem Referenzszenario als weniger günstig dar – zum einen, da das Szenario gegenüber einem Elektro- oder Hybridszenario im Nachteil ist und zum anderen, da unsere Berechnungen keinen Biogasanteil berücksichtigt haben. 12. Beim Elektromobilitäts-Szenario gehen die CO2 -Emissionen von 2014–2050 um 50 % zurück. Kombiniert man dieses Szenario mit einem sog. Lkw-Effizienz szenario, bei dem es gelingt, auch die CO2 -Emissionen des Güterverkehrs deutlich zu senken, könnten diese nach unseren Berechnungen weiter um bis zu 54 % zurückgehen. Zur Absenkung der CO2 -Emissionen des LkwVerkehrs könnten stärkere Einsparungen beim Verbrauch oder der Einsatz von Kraftstoffen mit geringeren CO2 -Emissionen, wie z. B. verflüssigtes Erdgas (LNG), beitragen. 13. Die Vorteile eines Elektromobilitäts-Szenarios vergrößern sich mit zunehmendem Anteil erneuerbarer Energien bei der Stromerzeugung. Bei einem Anteil von 40 % reinen Elektrofahrzeugen am gesamten Pkw-Bestand würde dies zu einem Stromverbrauch von ca. 85 PJ (ca. 24 TWh) führen, was bei einem von uns in 2050 angenommenen Gesamtstromverbrauch von über 600 TWh weniger als 5 % ausmachen würde. 14. Wir gehen darüber hinaus davon aus, dass mit zunehmender Markt durchdringung die hohen Anfangskosten dieser alternativen Antriebs technologie deutlich sinken und Kostennachteile im Zeitverlauf an Bedeutung verlieren werden. Eine Abhängigkeit von fossilen Kraftstoffen könnte zudem erheblich verringert werden. 15. Angesichts der bisherigen Zahlen von nur 18.948 gemeldeten reinen Elektrofahrzeuge Anfang 2015 ist jedoch zu erwarten, dass das Ziel der Bundesregierung von 1 Million Elektrofahrzeugen bis 2020 nicht erreicht und auch das hier skizzierte Elektromobilitäts-Szenario aller Voraussicht nach nicht eintreten wird. Dafür wären auch deutliche höhere Investitionen in die Infrastruktur und eine staatliche Förderung von Elektrofahrzeugen notwendig. 16. Wir halten es für realistischer, dass sich allmählich ein Hybrid-Szenario als Kombination von Elektrofahrzeug und Verbrennungsmotor durchsetzen kann. Dafür sprechen auch bis Anfang 2015 immerhin 85.575 gemeldete Hybridautos. Bei dieser Technologie wird zudem das Problem einer unzureichenden Reichweite von Batterien entschärft. Die Vorteilhaftigkeit einer Hybridlösung hängt aber entscheidend vom Energieträgermix Strom/Benzin bzw. Dieselkraftstoff ab. 20 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Einleitung BEinleitung Im Rahmen des Energiewende-Outlook (EwO) beschäftigt sich PwC intensiv und sektorübergreifend mit der Energiewende. Für den EwO werden dazu laufend eine Vielzahl von Marktmeinungen und Studien identifiziert und systematisch ausgewertet. Mit Hilfe eines eigens entwickelten Fundamentalmodells für die deutsche Energiewirtschaft führen wir regelmäßig Szenario-Berechnungen durch, um die komplexen energiewirtschaftlichen Zusammenhänge bewerten und analysieren zu können. Der EwO beschäftigt sich sektorübergreifend mit der Energiewende. In diesem Zusammenhang veröffentlichte PwC Ende 2014 bzw. Anfang 2015 zwei Studien mit den Schwerpunkthemen Strom bzw. Wärme. Diese werden nunmehr durch eine auf den Verkehrsbereich bezogene Studie ergänzt. Maßstab für die Beurteilung der Energiewende in dieser Studienreihe ist das sog. energiepolitische Dreieck, nach dem mögliche Handlungsoptionen nach den Kriterien Umweltverträglichkeit, Versorgungssicherung und Wirtschaftlichkeit beurteilt werden. Beurteilungsmaßstab ist das energiepolitische Dreieck. Mit der Verkehrsstudie wollen wir einen Beitrag zur Diskussion über den Stand der Energiewende im Verkehrsbereich und die daraus resultierenden Herausforderungen bereitstellen. Schwerpunkt der Studie bilden SzenarioBerechnungen zur Bewertung verschiedener Strategien für den Verkehrsbereich. Dazu werden neben einem Referenzszenario sechs Alternativen hinsichtlich der Auswirkungen auf den Endenergieverbrauch, auf die CO2 -Belastung und die jeweils resultierenden Kosten untersucht. Gegenstand der von uns durchgeführten Szenario-Berechnungen ist dabei insbesondere der Kraftfahrzeugbereich. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 21 Stand der Energiewende im Verkehrsbereich CStand der Energiewende im Verkehrsbereich Aktuell ist der Verkehrs sektor für 28 % des Gesamt endenergieverbrauchs verantwortlich. Für eine erfolgreiche Energiewende muss neben der Strom- und Wärmeversorgung auch der Verkehrsbereich in angemessener Weise Berücksichtigung finden. Die zunehmende Arbeitsteilung in der Gesellschaft erhöht die Nachfrage nach Personen mobilität und macht den Gütertransport für den deutschen Wirtschaftserfolg unabdingbar. Aktuell ist der Verkehrssektor in Deutschland für rund 28 % des Gesamtendenergieverbrauchs verantwortlich. Im Jahr 2013 wurden 727 TWh im Verkehrssektor verbraucht.9 Abb. 8 Entwicklung des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor 730 723 725 in TWh 720 727 726 724 718 715 713 715 712 710 712 705 Kriseneffekt 706 700 695 1 Der aktuelle Endenergie verbrauch liegt über dem Niveau von 2005. 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 20141 PwC Research: Hochrechnung auf Basis eines eigenen Verkehrsmodells. Die Abbildung zeigt die Entwicklung des in Deutschland von der Arbeits gemeinschaft Energiebilanzen (AGEB) veröffentlichten Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor seit 2005. Nach einem konjunkturell bedingten Einbruch 2009 blieb der Endenergieverbrauch im Verkehrssektor von 2010–2012 nahezu konstant (um 712 TWh). Die Stagnation der letzten Jahre wird nun aber durch den Niveauanstieg in 2013 vorerst beendet. Der Endenergieverbrauch steigt auf 727 TWh und übersteigt damit den Höchststand von 2006. Prozentual von Jahr zu Jahr betrachtet stellt die Steigerung von 2012 auf 2013 mit rund 2 % den größten Anstieg der letzten 8 Jahre dar. Für 2014 wird ein geringfügiger Rückgang des Verbrauchs erwartet. 9 V gl. AGEB (09/2014) „Auswertungstabellen zur Energiebilanz Deutschland – 1990–2013“ , Seite 26, und Referenzszenario unseres Verkehrsmodells. Die Auswertung schließt Bahnstrom und Flugkraftstoff für internationalen Flugverkehr mit ein. 22 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Stand der Energiewende im Verkehrsbereich Unter den Energieträgern im Verkehrsbereich spielen die fossilen Energieträger die wichtigste Rolle. Ihre Dominanz ist mit einem Anteil von 94 % als Kraftstoff ungebrochen. Der Verbrauch bewegte sich in dem Zeitraum 2005 bis 2012 zwischen 681 TWh und 658 TWh. Die primär im Verkehr eingesetzten fossilen Energieträger sind Diesel und Ottokraftstoffe.10 Zunehmend verschiebt sich der Kraftstoffverbrauch von Otto- auf Dieselkraftstoffe. Während das Benzin-DieselVerhältnis des Endenergieverbrauchs 2005 noch bei 47 % Benzin zu 53 % Diesel lag, ist der Dieselanteil bis 2013 um über 10 Prozentpunkte angestiegen. Diese Verschiebung ist zum einen auf den allgemeinen Anstieg der zugelassenen DieselPkw zurückzuführen, zum anderen erhöht der zunehmende Straßengüterverkehr die Nachfrage nach Dieselkraftstoff.11 Der Anteil von erneuerbaren Energien am gesamten Kraftstoffverbrauch lag 2013 bei 4,3 %. Strom wird separat betrachtet und wird in erster Linie im Schienenverkehr eingesetzt. Dominanz von fossilen Energiet rägern im Verkehrs sektor … Abb. 9Entwicklung des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor nach Energie trägern in TWh 40 44 35 32 34 33 35 680 669 661 660 656 658 662 662 681 724 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 20141 Erdöl 1 31 21 Erdgas erneuerbare Energien Strom EEV gesamt PwC Research: Hochrechnung auf Basis des Verkehrsmodells. Die zeitliche Entwicklung der Verteilung der Endenergie zeigt ein relativ konstantes Verhältnis der Energieträgeranteile. Der Erdgasanteil ist seit 2007 von 1 auf 2 TWh angestiegen, während der Stromverbrauch (im Wesentlichen bisher der Schienen verkehr) bis 2011 zwischen 16 und 17 TWh schwankte. 2012 ging dieser deutlich zurück und stagniert seitdem bei 12 TWh. Die Ursache hierfür dürfte in einem Rückgang des Endenergieverbrauchs beim Verkehrsträger Schiene gelegen haben (siehe nachfolgende Abbildung). Der Energieverbrauch durch Erdöl erreichte 2009 sein niedrigstes Niveau von 656 TWh und steigt seitdem wieder an – Erdöl bleibt somit der bei Weitem dominierende Energieträger im Verkehrssektor. Die erneuerbaren Energieträger (insbesondere Biokraftstoffe) entwickelten sich demgegenüber relativ volatil und mussten seit 2007 sogar einen Rückgang hinnehmen. Während der Endenergieverbrauch, bei dem erneuerbare Energien zum Einsatz kamen, bis 2007 auf 44 TWh anstieg, pendelte sich dieser in den Folgejahren auf geringfügig über 30 TWh ein. 10 11 … insbesondere Erdöl Vgl. AGEB (2012) und Fundamentalmodell. Vgl. Shell (2009) „Shell Pkw-Szenarien bis 2030 – Fakten, Trends und Handlungsoptionen für nachhaltige Auto-Mobilität“. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 23 Stand der Energiewende im Verkehrsbereich Die Betrachtung der Verkehrsträger verdeutlicht die Bedeutung des Straßen verkehrs. Krisenbedingt war der Endenergieverbrauch bei allen Verkehrsträgern im Jahr 2009 rückläufig. Der leicht rückgängige Verbrauch des Luftverkehrs 2011 stand vermutlich mit der Einführung der Luftverkehrsteuer in Verbindung. Der ebenfalls leichte Rückgang im Schienenverkehr seit 2012 kann an konjunkturellen Abschwächungen liegen, die sich vor allem auf den Gütertransport auswirken. Von 2010–2012 bewegte sich die Verteilung des Endenergieverbrauchs nach Verkehrs trägern auf relativ konstantem Niveau. In 2013 ließ sich aber eine signifikante Erhöhung des Endenergieverbrauchs des Straßenverkehrs auf 602 TWh (2013) beobachten. In 2014 erfolgt wieder ein Rückgang auf ca. 594 TWh. Abb. 10Entwicklung des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor nach Verkehrst rägern in TWh 1 96 101 104 105 102 101 96 103 104 106 597 601 595 586 580 586 592 588 602 594 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 20141 Schienenverkehr Luftverkehr Straßenverkehr Küsten- und Binnenschifffahrt PwC Research: Hochrechnung auf Basis des Verkehrsmodells. 24 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Stand der Energiewende im Verkehrsbereich Den verkehrsbedingten Endenergieverbrauchskennzahlen können zudem äquivalente CO2 -Belastungen zugeordnet werden. Abb. 11 Entwicklung der CO2 -Emissionen im Verkehrssektor1 200 185 160 157 153 153 153 153 155 154 155 153 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 20142 Mio. t 150 100 50 0 Berechnungen nach UBA-Bilanzierung Emissionen aus internationalem Flugverkehr Emissionen aus Stromverbrauch Emissionen ohne Strom und internationalem Flugverkehr 1 2 gl. BMWi (2014) „Die Energie der Zukunft – Erster Fortschrittsbericht zur V Energiewende“. PwC Research: Hochrechnung auf Basis eines eigenen Verkehrsmodells. Die nach dem Umweltbundesamt (UBA) bilanzierten verkehrsbedingten Treibhaus gasemissionen haben sich zwischen 2005 und 2013 um 3,2 % verringert. Gegenüber dem Jahr 1990 (Referenzjahr der Bundesregierung für ihre CO2 Ziele) mit CO2 -Emissionen von 162 Millionen Tonnen gab es bis 2014 einen Rückgang von rund 5,5 %. Dabei stagnieren sie seit 2007 bei ca. 153 Millionen Tonnen. Die relativ konstanten Treibhausemissionen stehen damit einem erhöhten Endenergieverbrauch des Verkehrssektors im Jahr 2013 und 2014 gegenüber. Eine mögliche Erklärung könnte die Zunahme von optimierten CO2 Verbrennungsabläufen in der Motorentechnik sein. Rückgang der CO2 -Emissionen von 1990–2014 um ca. 5,5 % Die Zahlen des UBA beziehen nicht den durch Strom verursachten CO2 -Ausstoss (insbesondere Schienenverkehr) und den internationalen Luftverkehr mit in die Auswertungen ein. Da unsere Szenario-Berechnungen (siehe Kapitel E) ab 2014 diese beiden Größen berücksichtigt, stellt die obige Grafik für 2014 dem nach der UBA-Methode ermittelten Wert von 153 Millionen Tonnen einen durch unser eigenes Verkehrsmodell ermittelten CO2 -Ausstoß von ca. 185 Millionen Tonnen gegenüber. Aus unserem Modell heraus ergibt sich folgender anteiliger CO2 -Ausstoß nach den unterschiedlichen Verkehrsträgern. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 25 Stand der Energiewende im Verkehrsbereich Abb. 12 Anteiliger CO2 -Ausstoß nach Verkehrsträger1 öffentlicher Straßenpersonenverkehr 1,5 % Schienenverkehr 4,5 % Schiffsverkehr 0,4 % Luftverkehr 15,0 % motorisierter Individualverkehr (MIV) 55,3 % 1 MIV und Straßengüterverkehr verursachen fast 4/5 der CO2 -Emissionen im Verkehrs bereich. Straßengüterverkehr 23,3 % PwC Research: Hochrechnung auf Basis des Verkehrsmodells. Der motorisierte Individualverkehr mit einem CO2 -Ausstoß von 102 Millionen Tonnen und einem Anteil von 55 % am verkehrsbedingten CO2 Ausstoß erweist sich als größter Emittent. Der Güterverkehr liegt mit seinem Anteil von 23 % noch deutlich vor dem Luftverkehr, der 2014 für 14 % der verkehrs bedingten Treibhausgase verantwortlich war. Was demgegenüber die Entwicklung der Konsumausgaben der privaten Haushalte für den Verkehr betrifft, gibt folgende Grafik einen Überblick: Abb. 13Konsumausgaben der privaten Haushalte im Inland (Verkehr)1 Mrd. Euro 204 207 205 37 40 42 96 97 95 187 186 184 33 32 34 88 81 87 66 73 64 71 2008 2009 2010 2011 69 2012 68 2013 Kauf von Fahrzeugen Waren und Dienstleistungen für den Betrieb von Privatfahrzeugen Verkehrsdienstleistungen 1 Vgl. Statistisches Bundesamt (09/2014) „Volkswirtschaftliche Gesamtrechnungen/ Private Konsumausgaben und Verfügbares Einkommen“, Seite 24 f. 26 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Stand der Energiewende im Verkehrsbereich Ca. 14 % der gesamten Konsumausgaben privater Haushalte dienen der Mobilität. In 2013 beliefen sich die verkehrsbedingten Konsumausgaben auf 205 Milliarden Euro. Pro Kopf ergeben sich damit Ausgaben in Höhe von ca. 2.539 Euro pro Jahr (Bevölkerung Ende 2013: 80,8 Millionen). Werden die Kosten auf einen Haushalt bezogen (2013: 39,9 Millionen), so betrugen die Kosten 5.147 Euro pro Jahr. Gegenüber dem Vorjahr 2012 sind die Ausgaben um 0,6 % gesunken, bezogen auf die vergangenen fünf Jahre ist aber ein Wachstum um 10,01 % zu verzeichnen. Allerdings sind diese erhöhten Ausgaben bisher noch nicht auf Maßnahmen im Zusammenhang mit der Energiewende zurückzuführen. Erhöhte umweltbezogene Ausgaben, z. B. für teurere Elektrofahrzeuge oder für die Finanzierung der hierfür benötigten Infrastruktur, wurden in Deutschland von den Haushalten bisher noch nicht in nennenswerter Höhe getätigt. Fazit Im Verkehrsbereich mit seinen unterschiedlichen Verkehrsträgern sind bisher kaum Auswirkungen der Energiewende – weder hinsichtlich der Reduzierung von CO2 -Emissionen noch bei der Entwicklung der Kosten – ersichtlich. Zu beobachten ist lediglich, dass der Energieverbrauch beim Einsatz der bisher angewandten Technologien im Kraftfahrzeugverkehr kontinuierlich sinkt. Neue Technologien konnten sich hingegen bisher noch nicht in nennenswertem Umfang durchsetzen. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 27 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich DZukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Ziel der Bundesregierung ist nach wie vor eine Reduzierung der CO2 -Emissionen bis 2050 um 80–95 % gegenüber dem Jahr 1990, wobei der Verkehrsbereich neben dem Strom- und Wärmesektor seinen Beitrag zu leisten hat. Für den Transportsektor strebt die EU eine Reduktion von Treibhausgasemissionen um 60 % bis 205012 und die deutsche Bundesregierung eine 5 %-Reduktion bis 2020 gegenüber 1999 bei der Transportintensität für Personen und Güter (Verkehrsleistung in Relation zum Bruttoinlandprodukt)13 an. Ziele der Bundesregierung und der EU für den Verkehrssektor Für den Verkehrsbereich hat sich Deutschland zum Ziel gesetzt, gegenüber 2005 den Endenergieverbrauch bis 2020 um 10 % und bis 2050 um 40 % zu senken (Stand 2005: 2586 PJ).14 Darüber hinaus wurden weitere explizite Ziele für den Verkehrssektor gesetzt, wie z. B.: •Bis 2020 eine Million zugelassene Elektrofahrzeuge15 •Steigerung des Gesamtanteils der erneuerbaren Energien im Verkehrssektor auf 10 % bis 202016 •Mehrere EU-Verordnungen legen CO2 -Effizienzziele für Personenkraftwagen und leichte Nutzfahrzeuge fest Zum Erreichen der Klimaschutzziele müssen demnach im Verkehrssektor die CO2 -Emissionen erheblich reduziert werden. Wege dies zu erreichen, stellen insbesondere eine Verbrauchsenkung und der Einsatz emissionsärmerer Energie träger dar, wobei die Kosten für Mobilität hierbei nicht übermäßig steigen werden.17 Um das 10 % Einsparziel für 2020 zu erreichen, wären deutliche Fortschritte notwendig. Anhand der energiewirtschaftlichen Kennzahlen zur Charakterisierung des Verkehrssektors in Deutschland ergibt sich, dass eine Reduktion des Endenergie verbrauchs auf 2.328 PJ in 2020, wie von der Bundesregierung angestrebt, auf Basis des aktuellen Endenergieverbrauchs (Stand 2013: 2.612 PJ) eine jährliche Reduktion von mindestens rund 41 PJ bedeuten würde. Vergleicht man diesen Wert mit dem historischen Verlauf des Endenergieverbrauchs scheint eine solche Reduktion mehr als ambitioniert. Hochrechnungen für das Jahr 2014 deuten einen leichten Rückgang, aber deutlich unterhalb des notwendigen Ausmaßes an. 12 13 14 15 16 17 V gl. EU-Kommission (2011), „Weißbuch: Fahrplan zu einem einheitlichen europäischen Verkehrsraum“. V gl. Bundesregierung (2012), „Nationale Nachhaltigkeitsstrategie, Fortschrittsbericht“. V gl. Energiekonzept der Bundesregierung von 2010. V gl. BMWi (2012) „Erster Monitoringbericht“, Seite 3. V gl. EU-Kommission (2009), Erneuerbare-Energien-Richtlinie (2009/28/EG). V gl. dena (2012) „Verkehr. Energie. Klima.“ 28 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Abb. 14 Endenergieverbrauch und Reduktionsziele bis 2050 3.000 2.328 2.500 in PJ 2.000 1.552 1.500 1.000 500 0 1990 1995 Verkehr 1 2000 2005 2010 20151 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Soll-Verlauf 2014 – PwC Research: Hochrechnung auf Basis des Verkehrsmodells. Fazit Die Klimaschutzziele sind ohne eine tiefgreifende Transformation des Verkehrssektors nicht erreichbar. Nachfolgend werden daher die in der Wirtschaft und Wissenschaft diskutierten Themen bzw. zentralen Herausforderungen und Entwicklungen der Energiewende im Verkehrssektor betrachtet. Themen sind hierbei die Nutzung unterschiedlicher Verkehrsträger, um hauptsächlich den verbrauchsintensiven Pkw-Verkehr zu reduzieren, eine effiziente Verknüpfung unterschiedlicher Verkehrsträger, die Reduktion und Substitution des fossilen Kraftstoffeinsatzes sowie eine Effizienz steigerung der Antriebstechnologien. Für einzelne Rahmenparameter wie Verkehrsnachfrage, Antriebstechnologien, Verbrauch, etc. werden aus vorhandenen Studien Szenarien dargestellt, die deren zukünftige Entwicklung prognostizieren. Soweit möglich, werden aktuelle Entwicklungen diesen Szenarien gegenübergestellt und hieraus Schlussfolgerungen gezogen. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 29 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich 1 Nachfrage nach Mobilität Mobilität beschreibt im Allgemeinen die Möglichkeit der Ortsveränderung, wohingegen der Verkehr die Nachfrage nach Mobilität wiedergibt. Die Nachfrage kann zum einen durch die im Personenverkehr zurückgelegten Personenkilometer (Pkm) oder durch die Anzahl der Wege und Fahrten beschrieben werden und zum anderen durch die im Güterverkehr beförderten Mengen in Tonnen (Tonnenkilometer).18 Die angenommene Entwicklung der Nachfrage an Mobilität (Verkehrsnachfrage) ist eine wichtige Kennzahl zur Abschätzung der zukünftigen Ent- bzw. Belastung der Verkehrsinfrastruktur. Erst die Mobilität von Gütern und Personen ermöglicht ein arbeitsteiliges Wirtschaften, verbindet Kulturen und fördert den Austausch. Abb. 15 Klassifizierung des Verkehrs nach Verkehrsträgern1 Verkehr Personenverkehr 1 Güterverkehr Individual verkehr öffentlicher Nahund Fernverkehr motorisierter Individual verkehr nicht motorisierter Individual verkehr Straßenverkehr Schienenverkehr Seefahrt Binnen schifffahrt Luftverkehr ÖPNV Bahnfernverkehr Seefahrt Binnen schifffahrt Luftverkehr gl. Statistisches Bundesamt, https://www.destatis.de/DE/ZahlenFakten/Wirtschaftsbereiche/TransportVerkehr/_ V Doorpage/TransportVerkehrInfo_ol.html (Abruf: 10/2013). 18 V gl. Amt für Verkehr, http://www.zh.ch/internet/volkswirtschaftsdirektion/afv/de/Verkehrsplanung2/ verkehrsgrundlagen/verkehrsnachfrage.html (Abruf: 11/2013). 30 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Grundsätzlich können die Verkehrsträger nach Personen- und Güterverkehr unterschieden werden. Die Personenbeförderung kann durch den Individualverkehr sowie den öffentlichen Nah- und Fernverkehr erfolgen, die sich dann wiederum auf die einzelnen Verkehrsträger der Elemente Straße, Schiene, Wasser und Luft unterteilen. Bei der Beförderung von Gütern wird direkt zwischen Straßenverkehr, Schienenverkehr, Schifffahrt und Luftverkehr unterschieden. Die zeitliche Entwicklung zeigt, dass die Beförderungsmenge im Güterverkehr im Zuge der Wirtschaftskrise deutlich gesunken ist. Erst 2011 wurde das Volumen des Vorkrisenniveaus annähernd wiederhergestellt. Ein erneuter Transportrückgang erfolgte 2012 gegenüber dem Vorjahr um ca. 2,5 %. Abb. 16 Beförderungsmenge im Güterverkehr1 4.500 4.000 3.486 3.521 3.584 3.603 3.811 3.952 4.015 3.547 3.596 3.880 3.780 3.837 3.500 in Mio. t 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 0 1 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Eisenbahnverkehr Binnenschifffahrt Straßenverkehr Seeverkehr Luftverkehr gesamt gl. Statistisches Bundesamt (02/2015), https://www.destatis.de/DE/Publikationen/ V Thematisch/TransportVerkehr/Querschnitt/VerkehrAktuellPDF_2080110.html. Die Entwicklung des Modal Split19 bleibt im zeitlichen Verlauf relativ konstant. Der Straßenverkehr befördert dabei rund 76 % der Gütermenge. Der verbleibende Gütertransport erfolgt durch Schienen- und Schiffverkehr. Der Luftverkehr spielt in Bezug auf das Gesamtvolumen der beförderten Gütermenge kaum eine Rolle. Der Straßenverkehr befördert rund 76 % der Gütermenge. Was den Personenverkehr betrifft, so ist hier im zeitlichen Verlauf ein kontinuierliches Wachstum der Personenkilometer festzustellen. 19 Verteilung des Transportaufkommens auf die verschiedenen Verkehrsmittel. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 31 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Abb. 17 Anteil der Verkehrsträger am Personenverkehraufwand1 Mrd. Personenkilometer 1.200 1.068 1.066 1.091 1.088 1.099 1.103 1.112 1.118 1.118 1.131 1.134 2002 2008 2009 2010 2011 1.000 800 600 400 200 0 2003 2004 2005 2006 2007 motorisierter Individualverkehr Luftverkehr öffentlicher Straßenpersonenverkehr gesamt 2012 Eisenbahnen 1 Der Personenverkehrsaufwand ist von 2002–2012 um 6,2 % gestiegen. gl. UBA, http://www.umweltbundesamt.de/daten/verkehr/modal-split-des-personenV gueterverkehrs. Die Zahlen für 2012 stellen vorläufige Werte dar (Abruf: 02/2015). Insgesamt ist der Personenverkehrsaufwand von 2002 bis 2012 um 6,2 % gestiegen. Während der öffentliche Straßenpersonenverkehr über den Zeitverlauf stagnierte, verzeichneten Luft- und Schienenverkehr Wachstumsraten. Die Bedeutung des Straßenverkehrs ist allerdings auch in dieser Betrachtung unumstritten. Mit ca. 81 % hält der motorisierte Individualverkehr den größten Beförderungsanteil im direkten Verkehrsträgervergleich. Die Dominanz des motorisierten Individualverkehrs spiegelt sich auch in der steigenden Nachfrage nach Personenkraftwagen wieder. 2013 belief sich der Bestand an Personenkraftwagen in Deutschland auf 43,4 Millionen Kraftfahrzeuge. So erfüllt das Automobil nach wie vor am besten das Bedürfnis nach individueller Mobilität und ist damit das mit Abstand wichtigste Verkehrsmittel. 32 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Abb. 18 Anzahl der Kraftfahrzeuge in Deutschland1 60,0 Mio. Kraftfahrzeuge 50,0 47,1 47,5 52,4 52,9 50,2 50,9 51,7 47,9 48,2 48,4 49,0 49,3 49,6 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Krafträder Zugmaschinen Personenkraftwagen sonstige Kraftfahrzeuge Kraftomnibusse gesamt Lastkraftwagen 1 gl. Statistisches Bundesamt (02/2015), https://www.destatis.de/DE/Publikationen/ V Thematisch/TransportVerkehr/Querschnitt/VerkehrAktuellPDF_2080110.html. Die Entwicklung des Kraftfahrzeugbestandes in Deutschland spiegelt einen Anstieg von 10,4 % zwischen 2004 bis 2014 wieder. Trotz Wirtschaftskrise erfährt der Bestand an Kraftfahrzeugen also ein kontinuierliches Wachstum. Der Anteil der Personenk raftwagen am Gesamtbestand der Kraftfahrzeuge beläuft sich dabei auf 83 %. Von 2004–2014 Anstieg des Kraftfahrzeugbestands um 10,4 % Zwar ist die Betrachtung vergangener Nachfragetendenzen ein wichtiger Richtungs weiser für eine zukünftige Entwicklungsprognose, jedoch müssen auch neue und veränderte Einflüsse berücksichtigt werden. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass die Nachfrage nach Mobilität von wesentlichen Einflussfaktoren bestimmt wird, die im Folgenden näher beleuchtet werden: •Demografischer Wandel •Lebensmittelpunkt, Arbeitsplatz und Binnenwanderung •Wirtschaftsentwicklung, Einkommen und Preise •Individuelle Mobilitätspräferenzen und Nutzerverhalten Demografischer Wandel als Einflussfaktor auf Mobilität Der demografische Wandel hat große Umwälzungen auf alle Lebensbereiche zur Folge. So wird die Einwohnerzahl in Deutschland weiter kontinuierlich sinken. Ursache dafür sind niedrige Geburtenraten und – trotz einer steigenden Lebenserwartung – die Zunahme an Sterbefällen, da stark besetzte Jahrgänge ins hohe Alter hineinwachsen werden. Zusätzlich wird sich die Altersstruktur gravierend in Richtung einer immer älteren Bevölkerung verschieben und die Anzahl der Erwerbstätigen weiter schrumpfen.20 20 Vgl. Statistisches Bundesamt (2009) „Bevölkerung Deutschlands bis 2060 12. Koordinierte Bevölkerungsvorausberechnung“. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 33 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Eine sinkende Einwohnerzahl würde für einen natürlichen Rückgang der Verkehrs nachfrage sprechen, da durch weniger Menschen auch tendenziell weniger Güter oder Transportdienstleistungen nachgefragt werden. Bei der Betrachtung des Anteils der Ausgaben am privaten Konsum nach Altersstruktur kann außerdem festgestellt werden, dass dieser ab dem 65. Lebensjahr kontinuierlich abnimmt. Abb. 19 Verkehrsausgaben nach Altersstruktur1 Anteil an den privaten Konsumausgaben 17,6 % 15,4 % 14,8 % 14,8 % 15,2 % Ø 14,2 % 12,0 % 10,6 % 18–25 1 26–35 36–45 46–55 56–65 66–70 71–80 9,5 % ≥ 80 Statistisches Bundesamt, Fachserie 15, Reihe 1. Allerdings ist laut MID21 ein wachsendes Verkehrsaufkommen (Gegenüberstellung der Jahre 2002 und 2008) feststellbar, das im Wesentlichen gerade auf die stärker ausgeprägte Mobilität von Senioren zurückzuführen ist. Im Zuge des demografischen Wandels in Verbindung mit zunehmender Urbanisierung und Verdichtung von Ballungsräumen zeichnet sich obendrein eine Zunahme von Verkehrsaufkommen und -leistung in verdichteten Räumen ab. Infrastruktur der wachsenden Ballungsräume muss an Bedarf der wachsenden Bevölkerung angepasst werden. Lebensmittelpunkt, Arbeitsplatz und Binnenwanderung Der demografische Wandel wird in Deutschland nicht nur zu einer Verringerung der Zahl der Erwerbstätigen sondern auch zu erheblichen regionalen Verschiebungen der Beschäftigtenzahlen und damit zu einer Verschiebung des Lebensraums der Beschäftigten führen. In den meisten ländlichen Regionen wird die Erwerbstätigkeit erheblich sinken, wohingegen Ballungsräume und vor allem die deutschen Metropolregionen stark wachsen werden. Diese Binnenwanderung wird den Verkehrssektor vor die Herausforderung stellen, dass die Infrastruktur der wachsenden Ballungsräume an den Bedarf der wachsenden Bevölkerung angepasst werden muss und andererseits der Versorgungsauftrag in den ländlichen Regionen trotz sinkender Einwohnerzahlen weiter besteht und die Verkehrsanbindung nicht vernachlässigt werden kann.22 Vor allem in den stark wachsenden Städten wird die Eindämmung von Schadstoffemissionen zur Herausforderung werden. 21 22 V gl. MID (2008) „Mobilität in Deutschland – Ergebnisbericht“. P wC (2014) „Deutschland 2030 – Die Arbeitsplätze der Zukunft“. 34 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Abb. 20 Veränderung der Zahl der Erwerbstätigen, 2011–20301 Kiel Schwerin Hamburg Bremen Berlin Hannover Düsseldorf Magdeburg Potsdam Erfurt Dresden Wiesbaden Mainz Saarbrücken Stuttgart München unter −14 % 0,1 % bis 7,5 % −14 % bis −7,5 % über 7,5 % −7,4 % bis 0 % 1 PwC (2014) „Deutschland 2030 – Die Arbeitsplätze der Zukunft“. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 35 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Wirtschaftsentwicklung, Einkommens- und Preisentwicklung Die Nachfrage nach Mobilität ist auch von der wirtschaftlichen Entwicklung abhängig. Gerade die Nutzung des Güterverkehrs ist abhängig vom Transport aufwand, der wiederum direkt der Konsumnachfrage und der Wirtschaftskraft unterliegt. Auch die Einkommens- und Preisentwicklung bedingt die Nachfrage nach Infrastrukturnutzung, Fahrzeugerwerb, der Nutzung des öffentlichen Nahverkehrs etc. Starker Einfluss der Preis entwicklung bei Fahrzeugen und Kraftstoff-Ausgaben auf die Nachfrage. Hierbei ist beispielsweise der Erwerb von Fahrzeugen mit alternativen Antriebs technologien zu nennen. Gerade die Preisentwicklung energiefreundlicher Technologien kann hier die Nachfrage mitbestimmen. Monetäre Anreize gegenüber den altbewährten und bis heute günstigeren Technologien, wie sie beispielsweise aus Kaufförderungen für Elektrofahrzeuge aus Frankreich (siehe Kapitel D.3) bekannt sind, können zu einer erhöhten Nachfrage durch die Verbraucher führen. Auch Anreize durch spritsparende Fahrzeuge, die bei steigenden Benzinpreisen zu Kostenvorteilen führen, können hier als Beispiel für die Abhängigkeit der Nachfrage nach energiefreundlicher Mobilität von der Preisentwicklung genannt werden.23 Individuelle Mobilitätspräferenzen und Nutzerverhalten Verstärktes „grünes“ Denken der Bevölkerung, Umweltbewusstsein und eine allgemein eher unterstützende Haltung gegenüber der Energiewende können die Entwicklung des Verkehrssektors nachhaltig mitbeeinflussen. Gerade der Personenverkehr stellt einen Bereich dar, der durch das Nutzerverhalten und eine umweltbewusste Einstellung der Bevölkerung bestimmt wird. Steigendes Umweltbewusstsein und Kosteneffizienz beeinflussen das Nutzer verhalten. Das individuelle Nutzerverhalten im Personenverkehr scheint heutzutage vermehrt von einer Denkweise bestimmt zu werden, die alternative Energien im Fahrzeugbereich und verbrauchsarme Fahrzeuge unterstützt. Laut einer Umfrage können sich 65 % der Befragten den Kauf eines alternativ betriebenen Fahrzeugs vorstellen und nur 8 % lehnen dies vollständig ab.24 Die Entscheidung für verbrauchsarme Modelle kann dabei mit verstärktem Umweltbewusstsein einerseits und der im vorigen Abschnitt „Wirtschaftsentwicklung“ genannten Kosteneffizienz in Bezug auf Benzinersparnis andererseits zu tun haben. Außerdem entscheiden sich Verbraucher vermehrt gegen die Nutzung eines eigenen Autos im Straßenverkehr und setzen auf die umweltbewusste Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel, des Fahrrads oder auch von Carsharing-Optionen. Die Nutzung von Fußwegen und Fahrrad machen jeweils immerhin 3 % der Personenverkehrsleistung mit Landverkehrsmitteln aus. Auf Busse und Bahnen entfallen insgesamt 14 %.25 23 24 25 F rondel, M. (2012)) „Der Rebound-Effekt von Energieeffizienz-Verbesserungen“, in: Energiewirtschaftliche Tagesfragen, 62. Jg., Heft 8, S. 12. F ojcik, T.M. (2010) „CAMA-Studie – Elektromobilität 2010“. http://www.forum-elektromobilitaet.ch/ fileadmin/DATA_Forum/Publikationen/CAMA_Studie_2010-wahrnehmung-präferenzen.pdf, Abruf 11/2014. D ie Welt Kompakt (2014) „Rollentausch im Straßenverkehr“, 1.10.2014, S. 20. 36 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Carsharing hat in Deutschland in den letzten Jahren einen großen Boom erfahren. Heute nutzen um die 750.000 Menschen unterschiedliche Carsharing-Modelle in 380 deutschen Städten und Gemeinden, wobei hier einschränkend zu erwähnen ist, dass nicht alle angemeldeten Carsharing-Mitglieder das Angebot regelmäßig aktiv nutzen. Mit rund 14.000 Fahrzeugen (entspricht ca. 54 Nutzern/Fahrzeug) fällt die Flotte an Carsharing-Fahrzeugen noch klein aus. Es wird geschätzt, dass ein stationsgebundenes Fahrzeug rund elf Pkw in Städten ersetzen kann.26 Die jährlichen Zuwachsraten sind zweistellig.27 Viele Autobauer wollen in den Markt einsteigen – bis 2020 werden europaweit 15 Millionen Carsharing-Nutzer geschätzt.28 Kritisch zu beachten bleibt hierbei der Punkt, dass eine steigende Anzahl an Carsharing-Fahrzeugen wiederum den Straßenverkehr belastet und Verbrauch und Emissionen erhöht, solange damit nicht ein Fahrzeug im Besitz entfällt. Jüngste Prognosen zeigen, dass vor allem die neu hinzu kommenden Nutzergruppen durch das erweiterte Angebot wieder vermehrt das Auto nutzen. Carsharing erfährt Boom Es zeigt sich allerdings auch, dass die Klimabilanz von Carsharing-Fahrzeugen im Durchschnitt günstiger ist als die von privat gehaltenen Pkw. Beispielsweise sollen die CO2 -Emissionswerte der Pkw von DB-Carsharing um rund 16 % niedriger sein als im durchschnittlichen Pkw-Bestand.29 Außerdem soll vor allem auch der Markt an Carsharing mit Elektrofahrzeugen wachsen.30 Schließlich bleibt positiv festzuhalten, dass Carsharing für viele Autofahrer mittlerweile zu einer Alternative zum eigenen Fahrzeug geworden ist. Abb. 21 Entwicklung der Zahl der Carsharing-Nutzer in Deutschland1 1.000.000 900.000 800.000 700.000 600.000 500.000 400.000 300.000 200.000 100.000 0 1997 Nutzerzahlen 1 26 27 28 29 30 2002 2007 2012 2014 2020 prognostizierte Nutzerzahlen ttp://www.sueddeutsche.de/auto/carsharing-fluch-einer-bestechenden-idee-1.1564601, h Abruf 10/2014. http://www.carsharing.de/, Abruf 10/2014. http://www.sueddeutsche.de/auto/carsharing-fluch-einer-bestechenden-idee-1.1564601, Abruf 10/2014. http://www.wiwo.de/technologie/auto/carsharing-markt-15-millionen-nutzer-bis-2020/7245234-2. html, Abruf 11/2014. Öko-Institut e.V. (2010) „CO 2 -Einsparpotenziale für Verbraucher“, S. 70 f. http://www.wiwo.de/technologie/auto/carsharing-markt-15-millionen-nutzer-bis-2020/7245234-2. html, Abruf 11/2014. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 37 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Ein weiterer Versuch, die Bevölkerung anderweitig als mit dem eigenen Pkw zu bewegen, ist nicht nur der Ausbau der ÖPNV-Verkehrsnetze, sondern die zunehmende Abstimmung verschiedener Verkehrsmittel aufeinander durch sogenannte Mobilitätsketten. Beispielhaft ist hier das immer weiter verbreitete Angebot der Fahrräder der Deutschen Bahn zu nennen sowie die Möglichkeit Fahrräder in S- und Regionalbahnen zu transportieren, um Start- und Zielposition auf ökologisch bewusste Art zu erreichen. Auch vermehrte Parkmöglichkeiten an Bahnstationen dienen dazu, die Stadt vom motorisierten Individualverkehr zu entlasten. Staatliche Förderung könnte möglicherweise dazu führen, einem bestimmten Nutzerverhalten und damit Fahrzeugt yp zum Durchbruch zu verhelfen. Unterschiedliche Einflüsse auf die Nachfrage nach Mobilität Die darstellten Einflussfaktoren können sich entweder gegenseitig verstärken oder auch in Konflikt miteinander stehen. So könnte beispielsweise ein hoher Kaufpreis von umweltfreundlichen Antriebstechnologien einem Kauf entgegenstehen, selbst wenn der individuelle Nutzer ansonsten ein solches Fahrzeug aus Wertegesichts punkten präferieren würden. Im Falle einer staatlichen Förderung emissionsarmer Fahrzeuge könnte dies demgegenüber dazu führen, einem bestimmten Nutzer verhalten und damit einem Fahrzeugtyp zum Durchbruch verhelfen. 2 Verkehrsleistung Herausragende Bedeutung des Straßenverkehrs bei der Verteilung der Verkehrs leistung auf unterschiedliche Verkehrsträger Die Betrachtung der Verteilung der Verkehrsleistung auf unterschiedliche Verkehrs träger zeigt erneut die herausragende Bedeutung des Straßenverkehrs. Mit einem Anteil von 87,2 % an den Personenk ilometern ist der Anteil am Personenverkehr im Jahre 2012 besonders hoch, wobei mit 80,5 % der Großteil auf den motorisierten Individualverkehr entfällt (6,7 % öffentlicher Straßenpersonenverkehr ÖSPV). Auch im Güterverkehr ist der Straßenverkehr im Jahre 2013 mit 72,5 % der dominante Träger des größten Anteils der Verkehrsleistung. Den Rest des Gütertransports teilen sich Schienen- (18,8 %) und Schiffverkehr (9,5 %) weitgehend auf. Der Luftverkehr spielt kaum eine Rolle im Güterverkehr. Da motorisierter Individualverkehr und Straßenverkehr durch ihren hohen Anteil an der Verkehrsleistung mit der größten CO2 -Bealstung je Mengeneinheit Verkehrsvolumen verbunden sind, besteht die größte Herausforderung darin, den Anteil des Straßenverkehrs am Modal Split zu senken und auf emissionsfreundlichere Verkehrsträger zu verlagern. Prognosen des zukünftigen Verkehrsaufkommens und die voraussichtliche Verteilung des Verkehrs auf die einzelnen Verkehrsträger werden in verschiedenen Studien unterschiedlich betrachtet. 38 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Abb. 22 Modal Split im Personen- und Güterverkehr, Deutschland1 Personenverkehr Schienenverkehr 7,0 % Luftverkehr 3,0 % ÖSPV 8,0 % MIV 82,0 % Güterverkehr Schifffahrt 9,5 % Luftverkehr 0,2 % Schienenverkehr 17,8 % Straßenverkehr 72,5 % 1 gl. Statistisches Bundesamt (02/2015), https://www.destatis.de/DE/Publikationen/ V Thematisch/TransportVerkehr/Querschnitt/VerkehrAktuellPDF_2080110.html. sowie UBA, http://www.umweltbundesamt.de/daten/verkehr/modal-split-des-personengueterverkehrs (Abruf: 02/2015). Im Folgenden werden fünf Studien, die Szenarien zur Entwicklung des Personen- und Güterverkehrs in Deutschland darstellen, verglichen. Aufgrund der unterschiedlichen Datenlage sowie verschiedener Modelle und Annahmen ist ein differenzierter und detaillierter Vergleich der Studienaussagen allerdings oft nicht möglich. Demnach sollten die nachfolgenden Aussagen nur nach einer weiteitergehenden, detaillierten Analyse übernommen werden. Werden aus den verfügbaren Studien31 die zentralen Szenarien extrahiert, so weisen diese für die Entwicklung der Verkehrsleistung im Personen- und Güterverkehr zum Teil erhebliche Unterschiede auf. 31 Vgl. BMU (2010) „Leitstudie“; BMWi (2011) „Energieszenarien“; WWF (2009) „Modell Deutschland“; UBA (2013) „Renewbility II“, ifeu (2012) „Aktualisierung Daten- und Rechenmodell“ entspricht BMVBS Szenario. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 39 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Abb. 23 Entwicklung der Verkehrsleistung im Personenverkehr (motorisiert)1 Personenverkehrsleistung in Deutschland (Mrd. Pkm) 1.400 1.200 1.000 800 2010 2015 maximal 1 Unterschiedliche Prognosen zur Entwicklung der Verkehrs leistung im Personenverkehr 2020 2025 minimal 2030 2035 2040 2045 2050 Leitstudie (BMU) Personenverkehr usgangsbasis ist das Jahr 2010; Der nicht-motorisierte Individualverkehr wurde nicht A abgebildet; „Renewbility“ Szenarien ohne Flugverkehr. Drei der fünf analysierten Studien gehen davon aus, dass die Verkehrsleistung im Personenverkehr bis 2020 nur leicht zunimmt, gefolgt von einer Phase der Stagnation bis 2030 und dann einer Abnahme auf ungefähr minus 7 % in 2050 gegenüber 2010. Die Verkehrsprognosen des früheren Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) und die Studie Renewbility II des UBA hingegen nehmen unter den jeweils definierten Rahmenbedingungen einen starken Anstieg der Verkehrsleistung bis 2030 an. Beim Abgleich der angenommen Entwicklungen des Modal Split fällt in den ersten drei Studien auf, dass die Abnahme der Verkehrsleistung ab 2030 vor allem durch eine Abnahme der Leistung im MIV gegenüber den anderen Verkehrsträger getrieben ist. Im Renewbility-II-Basisszenario sowie im BMVBS-Szenario, in denen ein Anstieg der Verkehrsleistung angenommen wird, werden unterschiedliche Prognosen zur Entwicklung des MIV-Anteils dargestellt. Das BMVBS geht ebenfalls von einem Rückgang der Leistung im MIV aus. Das Renewbility-Szenario verweist hingegen auf einen Anstieg des MIV-Anteils um 3,2 % am Personenverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2005. Studien gehen erst ab 2030 von einer Abnahme des Anteils des Straßenverkehrs am Modal Split aus. Im Güterverkehr wird in den Studien durchschnittlich ein Anstieg von 2012 bis 2020 um 59,9 % angenommen. In der Leitstudie des BMU steigt die Güterverkehrsleistung bis 2040 und fällt danach wieder ab. Der Anteil des Straßengüterverkehrs gegenüber den anderen Verkehrsträgern nimmt in den Betrachtungen bis 2030 größtenteils zu. Demgegenüber sinkt primär der Anteil in der Binnenschifffahrt. Ab 2030 verzeichnen dann vor allem die Zielszenarien der Studien sowie das Leitszenario einen Anstieg innerhalb des Bahnverkehrs und eine überwiegende Abnahme des Straßenverkehrs am Modal Split. 40 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich 2012 hatte die Bundesregierung bedeutende Änderungen des Modal Split im Güter verkehr als Ziel gesetzt, indem der Anteil von Schienengüterverkehr und Binnen schifffahrt bis 2015 auf jeweils 25 % und 14 % gesteigert werden sollten32. Ob die Zahlen erreicht werden bleibt abzuwarten. In den erwähnten Szenarien der Studien jedenfalls nimmt demgegenüber der Anteil des Straßenverkehrs zunächst zu. Eine Studie im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr und Digitale Infrastruktur (BMVI) prognostiziert für 2030 im Vergleich zu heute nur geringfügig veränderte Modal-Split-Anteile für Schiene und Binnenschifffahrt.33 Ziel der Bundesregierung ist aber Erhöhung des Anteils des Schienengüterverkehrs und der Binnenschifffahrt. Abb. 24 Entwicklung der Verkehrsleistung im Güterverkehr1 Verkehrsleistung im Güterverkehr in Deutschland (Mrd. tkm) 1.200 1.000 800 600 400 200 0 2012 2015 maximal 1 2020 2025 minimal 2030 2035 2040 2045 2050 Leitstudie (BMU) Personenverkehr „Renewbility“ Szenarien ohne Flugverkehr; Basis 2012 vgl. Statistisches Bundesamt. Für die Verkehrsentwicklung werden innerhalb der Szenarien der Studien wichtige Einflussparameter angenommen: Im Personenverkehr werden vor allem die Bevölkerungsentwicklung (Gesamtbevölkerung und Altersaufbau), das Mobilitätsverhalten, der Motorisierungsgrad, Preise/Kosten und Siedlungsstruktur aufgeführt. Bei der Bevölkerungsentwicklung wird z. B. von einem Rückgang um 2 bis 5 % bis 2030 ausgegangen. Die Güterverkehrsentwicklung wird in den Studien u. a. in Abhängigkeit zur Wirtschaftsentwicklung (u. a. BIP und Brutto wertschöpfung) modelliert, so werden Wachstumsraten von 0,5 bis 1,7 % pro Jahr erwartet. Fazit Drei von fünf Studien prognostizieren einen leichten Anstieg des Personen verkehrs bis 2030, gefolgt von einem Rückgang bis 2050. Die anderen beiden Studien gehen von einem starken Anstieg des Personenverkehrs bis 2030 aus. Als Grund für den Verkehrsanstieg wird u. a. die Zunahme der Personen- und Altersmobilität genannt. Im Güterverkehr gehen alle betrachteten Studien von einem Anstieg der beförderten Menge an Fracht aus. Für den Modal Split gehen die Studien von unterschiedlichen Szenarien aus – die Mehrheit der Studien nimmt allerdings ab 2030 einen Rückgang des motorisierten Individualverkehrs an. 32 33 Vgl. Bundesregierung (2012), „Nationale Nachhaltigkeitsstrategie, Fortschrittsbericht“. Vgl. BMVI (2014) „Verkehrsverflechtungsprognose 2030, Schlussbericht“, S. 288 ff. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 41 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich 3 E nergieträger und Antriebstechnologien bei Kraftfahrzeugen im Straßenverkehr Der dominierende Verkehrsträger ist und bleibt in Deutschland der Personen kraftwagen. Im Januar 2013 waren in Deutschland rund 52,4 Millionen Kraft fahrzeuge zugelassen. Der Anteil an Personenkraftwagen lag bei 82 % am gesamten Kraftfahrzeugbestand. Abb. 25 Kraftfahrzeuge im Juni 20131 Kraftfahrzeuge gesamt in 2013 (in Mio.) 2,1 43,4 9,0 4,0 2,6 Pkw Zugmaschinen nicht-Pkw sonstige Kraftfahrzeuge Krafträder Kraftomnibusse Lastwagen 1 Primäre Energieträger sind bisher Otto- und Diesel kraftstoffe. Plug-In-Hybride verfügen über eine Stecker-gebundene Lademöglichkeit der Batterie. Vgl. Statistisches Bundesamt (09/2013) „Verkehr aktuell“, Seite 7. Antriebstechnologien Das konventionelle Antriebssystem basiert auf dem Prinzip eines Verbrennungs motors. Dieser wird mit flüssigen Kraftstoffen versorgt und ist zu mehr als 99 % in der deutschen Pkw-Flotte im Einsatz. Primärer Energieträger sind Otto- und Diesel kraftstoffe. Ottokraftstoff ist die wichtigste Benzinsorte. 2011 wurden ca. 74 % der im Inland verfügbaren Benzinmengen in deutschen Raffinerien erzeugt und etwa 26 % importiert.34 Für die Produktion ist Europa stark auf Importe angewiesen – die EU bezieht 84 % ihres Bedarfs an Erdöl aus anderen Regionen der Welt. Sowohl Benzin als auch Dieselkraftstoffe werden über Mineralgroßhändler und über ein Tankstellennetz an den Endkunden vertrieben. Weiterhin zu klassifizieren sind mit Flüssiggas (LPG) oder Erdgas (CNG) betriebene Pkw mit Otto-Motor. Darüber hinaus gibt es Hybridfahrzeuge, d. h. Fahrzeuge, die über mindestens zwei Energiewandler und -speicher und neben den konventionellen Motoren zusätzlich über einen elektrischen Antrieb verfügen, wobei eine Verbrauchsminderung beispielsweise durch die Rückgewinnung von Bremsenergie und durch die Optimierung der Lastbereiche erzielt wird. Plug-InHybride stellen in diesem Zusammenhang eine Erweiterung dar, die gleichzeitig mit einem Verbrennungsmotor und Elektromotor plus Batterie ausgestattet sind und rein elektrisch über größere Strecken fahren können als Otto- oder DieselHybride. Darüber hinaus verfügen die Plug-In-Hybride über eine Stecker gebundene Lademöglichkeit der Batterie. 34 Vgl. Statistisches Bundesamt (2013) „Preise Daten zur Energiepreisentwicklung“, Seite 9. 42 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Schließlich sind batterieelektrische Fahrzeuge und Brennstoffzellenfahrzeuge zu nennen, die rein elektrisch fahren, wobei in letzterem Fall aus der Brennstoffzelle elektrische Energie zum Fahren aus Wasserstoff gewonnen wird. Brennstoffzellenfahrzeuge befinden sich aktuell noch in der Weiter entwicklung zur Serienreife. 2013 war geprägt durch eine Vielzahl an strategischen Kooperationen bezüglich der Entwicklung von serienreifen Brennstoffzellenfahrzeugen/- systemen.35 Um 2020 ist laut Aussage unterschiedlicher OEMs mit der Verfügbarkeit von serienreifen Fahrzeugen/ Systemen zu rechnen.36 Bei Lastkraftwagen gibt es auch erste Tendenzen, neben dem klassischen Diesel kraftstoff andere emissionsärmere Energieträger einzusetzen. Dies ist unter anderem auf die verschärften Emissionsvorgaben der EURO VI zurückzuführen. Diese können z. B. durch den Einsatz von verflüssigtem Erdgas (LNG) als Kraftstoff erfüllt werden. Erste entsprechende Fahrzeugtypen sind bereits verfügbar. Ein wesentliches Hindernis für die Einführung von LNG als Kraftstoff ist bisher das Fehlen einer flächendeckenden Infrastruktur. Erste Pilotprojekte, wie z. B. das 2013 gestartete EU-Projekt „LNG Blue Corridors“, zeigen zwar bereits vielversprechende Ergebnisse. Dennoch werden hier weitere Investitionen in die Tankstellen infrastruktur und z. T. in die Weiterentwicklung der Fahrzeuge erforderlich sein, um eine breit angelegte Umrüstung der Lkw-Flotten auf LNG als Kraftstoff zu bewirken. Für den Einsatz von emissions ärmeren Technologien bei Lkw wie z. B. LNG als Kraftstoff sind noch Investitionen in die Tankstelleninfrastruktur zu tätigen. Eine Effizienzsteigerung kann bei allen Verkehrsträgern durch Gewichts reduzierung/Leichtbau und eine Optimierung der Fahrwiderstände erreicht werden. Bei den Antriebssystemen weisen Otto- und Dieselmotoren trotz eines hohen Entwicklungsstands ein erhebliches Potenzial zur Effizienzsteigerung auf. Bei Ottomotoren gilt es u. a. den Teillastbetrieb zu optimieren bzw. zu vermeiden.37 Durch hochwertige Kraftstoffe in Kombination mit innovativen Verbrennungs motoren sollen Effizienzverbesserungen von über 30 % im Pkw-Markt möglich sein.38 Um zu erreichen, dass Effizienzverbesserungen möglichst auch realisiert werden, wurden Grenzwerte für den CO2 -Ausstoß auf EU-Ebene festgelegt. Im Pkw-Bereich sind diese gemäß EU-Richtlinie 443/2009/EG herstellerspezifisch vom Gewicht der Neufahrzeuge abhängig. Das Durchschnittsgewicht eines Mittelklassewagens wurde mit 1.372 kg festgelegt – für dieses Gewicht gilt bis 2015 ein Zielwert von 130 g CO2/km. Durch einen ebenfalls festgelegten Gewichtungsfaktor ergeben sich die entsprechenden Grenzwerte in Bezug auf das Gewicht der Pkw. Für Überschreitungen ergeben sich Strafzahlungen für die Hersteller. Ab 2013 mussten 75 % und ab 2014 80 % der Fahrzeugflotte eines Herstellers die Emissionswerte erreichen. Ab 2015 erhöht sich der Flottenanteil auf 100 %. Mit der EU-Richtlinie 333/2014/EG wurden aktuell die Grenzwerte ab 2020 angepasst. Demnach sollen die CO2 -Emissionen auf durchschnittlich 95 g CO2/km sinken.39 35 36 37 38 39 Ab 2020 sollen die CO2 -Emissionen auf durchschnittlich 95g CO2 /km sinken. Vgl. Automotive Technology http://automotive-technology.de/weiterentwicklung-derbrennstoffzelle-zur-serienreife-oem-setzen-auf-strategische-kooperationen-eine-ubersicht/ (Abgerufen: 11/2013). Vgl. handelsblatt http://www.handelsblatt.com/unternehmen/industrie/brennstoffzellen-daimlernissan-und-ford-buendeln-kraefte-fuer-e-autos/7697594.html und Berliner Zeitung (Abruf: 11/2013) http://www.lvz-online.de/ratgeber/ratgeber_auto/erste-brennstoffzellenautos-sollen-2017-kommen/ r-ratgeber_auto-b-299473.html (Abruf: 11/2013). Vgl. TAB (2006) „Perspektiven eines CO 2 - und emissionsarmen Verkehrs – Kraftstoffe und Antriebe im Überblick“ Vgl. DLR (2013) „Der Pkw-Markt bis 2040: Was das Auto von morgen antreibt“. Vgl. Shell (2014) „Shell Pkw-Szenarien bis 2040 – Fakten, Trends und Perspektiven für AutoMobilität“; Institut der deutschen Wirtschaft Köln (Autor T. Puls) „CO 2 -Regulierung für Pkw: Fragen und Antworten zu den europäischen Grenzwerten für Fahrzeughersteller“. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 43 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Neben der Effizienzsteigerung steht auch die Reduktion von Schadstoffen im Fokus. Neben der Effizienzsteigerung der Verbrennungsmotoren steht im Fokus der Forschung auch die Reduktion von Schadstoffen, wie z. B. Stickoxid- und Rußemissionen. Durch die „Homogene Kompressionszündung“ (HCCI) will man erreichen, dass sich im Brennraum ein möglichst homogenes Luft-KraftstoffGemisch gleichzeitig entzündet, was sich positiv auf eine Reduktion von Schadstoff emissionen auswirkt. Auch Abgasnormen der unterschiedlichen Schadstoffklassen, die die Kfz-Steuer berechnung beeinflussen, dienen der Emissionsreduktion. Geregelt werden u. a. die Emission von Kohlenmonoxid, Partikeln, Stickstoffoxiden sowie Kohlen wasserstoffen. Die Schadstoffe wurden über immer neue EU-Richtlinien in den letzten Jahren schrittweise reduziert. Die festgelegten Grenzwerte orientieren sich sowohl an der Art des Motors als auch am Kraftfahrzeugtyp. Seit dem 1. September 2009 gilt die Norm Euro 5 für Typzulassungen und seit 1. Januar 2011 für Zulassung und Verkauf von neuen Fahrzeugtypen. Für Benzinfahrzeuge liegt hier die Grenze für Kohlenwasserstoffe bspw. bei 100mg/km. Für Dieselfahrzeuge gilt ab dem 1. September 2014 die Norm Euro 6 für Typzulassungen und ab 1. Januar 2015 für die Zulassung und den Verkauf neuer Fahrzeuge. Durch Euro 6 wird z. B. die Grenze für Stickstoffoxidemissionen deutlich gesenkt.40 Für Lkw gilt seit dem 1. Januar 2013 die Euro-VI-Norm bei der Typprüfung und ab 1. Januar 2014 für Neu zulassungen.41 Zusätzlich definiert die EU-Verordnung 510/2011 Emissionsnormen und Anforderungen an Produktionsstandards für Neuwagen. Biokraftstoffquotengesetz und BiokraftstoffNachhaltigkeitsverordnung Schließlich werden im Biokraftstoffquotengesetz seit 2007 Anforderungen zur Nachhaltigkeit in der Kraftstoffherstellung geregelt. Das Gesetz verpflichtet die Mineralölwirtschaft, einen jährlich wachsenden Anteil an Biokraftstoffen (bis 8 % in 2015) einzusetzen. Biokraftstoffe sind Kraftstoffe, die aus Biomasse hergestellt werden. Ab 2015 sollen die Quoten nicht mehr gelten – stattdessen müssen die jährlichen, durch Kraftstoffverbrauch entstehenden Emissionen pauschal gesenkt werden, wozu Biokraftstoffe einen Teil beitragen können. Durch die BiokraftstoffNachhaltigkeitsverordnung muss für Biokraftstoffe wiederum nachgewiesen werden, dass sie aus nachhaltigem Anbau stammen und zu einer Minderung der Treibhausgase von min. 35 % beitragen. Ab 2017 steigt der Prozentsatz auf 50 % an. Die Neuerungen dienen der Umsetzung der Vorgaben der Erneuerbaren-EnergienRichtlinie. Was nun den zukünftigen Entwicklungspfad der Fahrzeugflotte sowie den eingesetzten Energieträgermix betrifft, wird sich dieser laut Meinung der nachfolgend betrachteten Studien bis 2050 ändern und in der Tendenz breiter aufgestellt sein, wobei es unterschiedliche Auffassungen über die relative Bedeutung einzelner Energieträger gibt. In Hinblick auf die ausgewählten Studien42 fällt auf, dass bis 2030 der Anteil der Pkw mit Benzinantrieb am Fahrzeugbestand sinkt und im Gegenzug der Anteil der mit Diesel angetriebenen Fahrzeuge steigt. Im betrachteten Referenzszenario des WWF (Modell Deutschland) sinkt bis 2030 der Anteil von benzinbetriebenen Pkw/Kombi gegenüber 2005 um mehr als 30 %. Ab 2030 geht dann auch der Anteil der dieselbetriebenen Pkw zurück. Dennoch ist 2050 noch rund 60 % des Energieverbrauchs bei Pkw und Kombi den Diesel- und Benzin-Fahrzeugen zuzurechnen. 40 41 42 V gl. http://europa.eu/legislation_summaries/internal_market/single_market_for_goods/motor_ vehicles/interactions_industry_policies/l28186_de.htm, Abruf 11/2014. V gl. http://www.kfz-betrieb.vogel.de/fahrzeug-technik/articles/161083/, Abruf 11/2014. V gl. WWF (2009) „Modell Deutschland“ und BMU(2011) „Leitstudie“. 44 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Abb. 26 Zusammensetzung des Pkw-Bestands in % 6 6 21 36 13 13 36 32 8 24 17 79 60 23 49 34 17 2005 2020 2030 Benzin, ohne Hybrid Flüssiggasantrieb Benzin, Hybrid Elektroantrieb Dieselantrieb Plug-in Hybridantrieb Erdgasantrieb Brennstoffzellenantrieb 2040 2050 Die Leitstudie des BMU geht von einer vergleichsweise positiven Entwicklung der Elektromobilität aus, so dass bis 2050 der elektrische Anteil in allen drei entwickelten Szenarien mehr als 50 % beträgt. Die nachfolgende Abbildung 15 stellt die Entwicklung unter dem sog. Szenario A grafisch dar. Leitstudie von 2011 geht von vergleichsweise positiver Entwicklung der Elektro mobilität aus. Abb. 27 Zusammensetzung des Pkw-Bestands in % 7,0 31,9 7,8 38,2 19,0 19,0 20,3 6,0 5,7 7,1 19,0 22,8 19,6 65,6 2020 38,7 2030 Benzin (einschl. Erdgas) Bioethanol Diesel Wasserstoffantrieb Elektrisch BEV Plug-in Hybrid 6,3 17,1 10,9 41,8 2005 6,2 30,4 23,0 6,0 12,0 2040 2050 Biodiesel Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 45 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Bei der Betrachtung des aktuellen Bestands an alternativen Antriebsarten und der in den Szenarien der Studien angenommenen Marktdurchdringung wird augenscheinlich, dass eine Vielzahl an Maßnahmenbündeln erst noch getroffenen werden müssen, bevor diese sich durchsetzen werden. Alternative Antriebsarten zählten 2013 mit 1,5 % im Pkw-Bestand eher noch zu den Ausnahmen.43 Obwohl der relative Zuwachs gegenüber dem 1. Januar 2012 von Elektrofahrzeugen (+56,7 %), Hybrid-Fahrzeugen (+36,4 %), Flüssiggas (+8,4 %) und Erdgas (+1,9 %) über alle Antriebsarten hoch erscheint, bedeutete dies in absoluten Zahlen einen Zuwachs von nur ca. 61.000 Fahrzeugen. Bisher ist der Anteil alternativer Antriebsarten noch sehr gering. Die EU fordert durch die Erneuerbare-Energien-Richtlinie einen 10 %-igen Anteil an erneuerbaren Energien im Verkehrssektor.44 Laut dem Nationalen Entwicklungsplan Elektromobilität der deutschen Bundesregierung von 2009 ist das ehrgeizige Ziel für Deutschland, dass bis 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen fahren. Bis 2050 soll der Verkehr in Städten überwiegend ohne fossile Brennstoffe auskommen.45 Mit der Verabschiedung des Elektromobilitätsgesetzes 2014 wurden regulatorische Maßnahmen getroffen, die durch Anreize für die Verbraucher wie gesonderte Parkflächen oder einen Gebührennachlass für Parken eine zunehmende Verbreitung unterstützen sollen. Bisher ist der Anteil von Elektrofahrzeugen im Verhältnis zum gesamten Pkw-Bestand aber noch sehr gering, wie folgende Grafik verdeutlicht: Abb. 28 Pkw-Bestand in Deutschland nach Energiequelle/Kraftstoff (2014)1 in Mio. 30,0 13,2 Benzin 1 43 44 45 Diesel 0,5 0,08 0,09 0,01 Flüssiggas/ LPG Erdgas/ CNG Hybrid Elektro gl. KBA (2013), „Der Fahrzeugbestand am 1. Januar 2014“. http://www.kba.de/DE/ V Statistik/Fahrzeuge/Bestand/Umwelt/2014_b_umwelt_dusl_absolut.html?nn=663524, Abruf 11/2014. V gl. KBA (01/2014) „Der Fahrzeugbestand am 1. Januar 2014“. V gl. EU-Kommission (2009), Erneuerbare-Energien-Richtlinie (2009/28/EG). V gl. Die Bundesregierung (2009) „Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität der Bundesregierung“. 46 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Anfang 2014 waren demnach erst 12.200 reine Elektroautos und 85.575 Hybridautos in Deutschland angemeldet. Nach Angaben des KraftfahrtBundesamtes (KBA) sind die entsprechenden Werte zwar bis Anfang 2015 um rund 56 % auf 18.948 bzw. um rund 26 % auf 107.754 Personenkraftwagen angestiegen.46 Dennoch erscheint das Erreichen der Ziele für die Zukunft aufgrund der noch geringen Marktdurchdringung sehr ambitioniert. Nach wie vor ist die größte Herausforderung, dass den preislichen Nachteilen bei Elektrofahrzeugen bisher nur eingeschränkt Vorteile, z. B. über staatliche Fördermaßnahmen, gegenüberstehen. Für die bisher noch sehr langsame Markt durchdringung von alternativen Antriebstechnologien im Fahrzeugbereich ist zum Anderen auch das Fehlen von Infrastruktur für alternative Kraftstoffe verantwortlich. Preisliche Nachteile sowie das Fehlen von Infrastruktur für alternative Kraftstoffe stellen große Herausforderungen dar. Dem zweiten Problem hat sich die Politik gerade angenommen. Im Oktober 2014 wurde mit der EU-Richtlinie 2014/94/EU über den Aufbau der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe im gesamten Verkehrsbereich inkl. Flughäfen und Häfen eine Grundlage für eine Erweiterung der Infrastruktur für „Kraftstoffe, die zumindest teilweise als Ersatz für Erdöl als Energieträger für den Verkehrssektor dienen“ (Art. 2), geschaffen. Demnach muss jeder Mitgliedsstaat einen Strategierahmen der Marktentwicklung alternativer Energie vorlegen, der dann als Grundlage für einen angemessenen Ausbau der Infrastruktur dient. Eine genaue Quantifizierung erfolgt nicht. Eingeschlossen in die Errichtung von Infrastruktur sind Ladepunkte für Elektrofahrzeuge und Erdgastankstellen. Die Entscheidung für oder gegen den Ausbau der Wasserstoffversorgung obliegt den Mitgliedsstaaten selbst. Die Richtlinie ist bis zum 18. November 2016 in nationales Recht umzusetzen.47 EU-Richtlinie 2014/94/ EU über den Aufbau der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe Fazit Im Rahmen der Antriebstechnologien und technischen Möglichkeiten im Fahrzeugbau sind zukünftig noch erhebliche Verbesserungspotentiale hin zu reduziertem Energieverbrauch und geringeren Schadstoffemissionen möglich. Der Anteil an Elektromobilität und alternativen Antriebs technologien wird bis 2050 stetig steigen. Dennoch wird sich das Erreichen der ambitionierten umweltpolitischen Ziele für den Verkehrssektor schwierig gestalten. Für eine größere Marktdurchdringung von alternativen Energien im Verkehrssektor muss noch viel unternommen werden. Noch 2050 wird vermutlich ein großer Anteil des Energieverbrauchs Benzin- und Dieselfahrzeugen zuzuschreiben sein. 46 47 KBA, Pressemitteilung Nr. 5/2015. Vgl. EU-Kommission (2014) „Richtlinie 2014/94/EU des europäischen Parlaments und des Rates vom 22. Oktober 2014 über den Aufbau der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe“. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 47 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Exkurs: Elektrofahrzeuge verkaufen sich schleppend Dass bis 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf den deutschen Straßen rollen, ist bei aktuell (Stand 1. Januar 2015) 18.948 zugelassenen Elektrofahrzeugen und 107.754 Hybridfahrzeugen nur schwer vorstellbar. Der letzte Fortschrittsbericht der Nationalen Plattform Elektromobilität (NPE) von 2014 geht von unter 500.000 Elektrofahrzeugen in 2020 aus.48 Als monetärer Anreiz werden in Deutschland reine Elektrofahrzeuge für 10 Jahre von der Kfz-Steuer befreit. Im Vergleich wird in Frankreich der Kauf von Elektro- bzw. Hybridfahrzeugen mit einer Kaufprämie von 6.300 Euro und 3.500 Euro je Fahrzeug gefördert. Kaufprämien sind in Deutschland bisher nicht vorgesehen. Abb. 29 Status Technologie Elektomobiltät Zentraler Kostentreiber beim Elektrofahrzeug ist die Batterie. Elektromotor • E-Motor besitzt einen hohen Wirkungsgrad • Herstellung ist günstig Leistungselektronik • Effizientes Umwandeln in verschiedene Spannungsebenen Bremsen mit Rekuperator • Fahrzeugbatterie wird beim Abbremsen wieder aufgeladen Status: ausgereift Status: ausgereift Status: ausgereift Lenkung • Elektrische Motoren leiten die Lenkbefehle weiter • Ehemaliger mechanischer Anteil entfällt Klimaanlage & Heizung • Aktuelle Modelle besitzen einen zu hohen Verbrauch • Alternative Systeme notwendig Batterie • Energiedichte ist zu gering • Produktionskosten sind zu hoch Status: ausgereift Status: noch optimierungsfähig Status: nicht ausgereift Als größte Bremse für die Marktdurchdringung der Elektrofahrzeuge werden hohe Kosten, eine zu geringe Reichweite und die nicht ausreichend vorhandene Ladeinfrastruktur angesehen. Letzteres Problem soll mit einer neuen EU-Richtlinie verbessert werden (siehe voriges Kapitel). Zentraler Kostentreiber beim Elektrofahrzeug ist die Batterie. Beim aktuellen Model S der Firma Tesla sollen die Batteriekosten bei 238 $/kWh liegen.49 Bei einer angenommenen durchschnittlichen Batteriekapazität von 25 kWh entspricht dies 5.950 $ pro Fahrzeug (beim Model S bei 85 kWh 20.230 $). Gegenüber 2012 würde dies einen enormen Preisverfall 48 49 V gl. NPE (2014) „Fortschrittsbericht der Nationalen Plattform Elektromobilität“. V gl. goingelectric.de http://www.goingelectric.de/2013/08/10/news/tesla-model-s-batterie-kosten180-euro-kilowattstunde/; (Abruf: 11/2013) Annahme: 238 $ entsprechen ca. 180 €. 48 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich bedeuten, da man in diesem Jahr noch von 500 bis 600 $ pro kWh ausgegangen war.50 Ob sich solch ein „niedriger“ möglicher Preis auch bei den Anschaffungs kosten wiederspiegeln wird und der Absatz dadurch angekurbelt werden kann, wird sich – unter der Annahme der technischen Eignung – zukünftig zeigen. Die vergleichsweise geringe Reichweite von Elektrofahrzeugen ergibt sich aus der gegenüber den übrigen Kraftstoffen sehr geringen Energiedichte der Lithium-IonenBatterien, obwohl die Batterien schon dem neuesten Stand der Technik entsprechen. Die Batterien besitzen eine geringe Speicherkapazität in Bezug auf ihr Gewicht, was bedeutet, dass eine größere Reichweite zu hohen Batterie- und Fahrzeuggewichten führt. Aktuell zeichnet sich eher ein größerer Trend hin zu Hybridfahrzeugen als reinen Elektrofahrzeugen ab, da durch die Vorteile der konventionellen und elektrischen Antriebstechnologien Effizienz und Reichweite kombiniert werden.51 4 Betrachtung der Verkehrsträger Schiene, Wasser und Luft Aus den vorigen Kapiteln ging hervor, dass der Straßenverkehr sowohl im Personenals auch im Güterverkehr den größten Anteil der Verkehrsträger ausmacht, weshalb der größte Fokus auf die Möglichkeiten von Verbrauchssenkung, Reduktion von Emissionen und neue Technologien im Bereich Straße gerichtet wurde. Dennoch sollen im Folgenden kurz die Möglichkeiten für Einsparungen in den Bereichen der weiteren Verkehrsträger betrachtet werden, die vor allem vor dem Hintergrund möglicher Verschiebungen im Modal Split interessant sind. 4.1 Schienenverkehr Der Schienenverkehr genießt allgemein den Ruf des „grünen“ Verkehrsträgers und wird im Vergleich zu anderen Verkehrsträgern als tendenziell umweltverträglich eingestuft. Die Marketingstrategie der Deutschen Bahn fördert dieses Image und verspricht ihren Kunden ein CO2 -neutrales Reisen auf Schienen. Tatsächlich sind die Schadstoffemissionen des Schienenverkehrs weitaus geringer als die der anderen Verkehrsträger. Sein Anteil am verkehrsträgerübergreifenden Endenergieverbrauch beschränkt sich auf 3 % in 2014. Einer differenzierteren Betrachtung des Verkehrsträgers dient die Unterscheidung nach kommunalem Verkehr (Straßen-, Stadt-, und U-Bahnen), dem Eisenbahnverkehr der Deutschen Bahn und sonstigen Unternehmen des öffentlichen und nicht öffentlichen Verkehrs. Eine weitere Abgrenzung ist durch die Zusammensetzung aus Personennah-, fern-, und Güterverkehr möglich. Schadstoffemissionen des Schienenverkehrs geringer als die anderen Verkehrsträger Die Verkehrsleistung hat in den letzten Jahren insbesondere im Personennahverkehr und Güterverkehr zugenommen. Die Gesamtverkehrsleistung des Personenverkehrs betrug in 2012 100.959 Millionen Pkm, wobei 17 % auf U-Bahnen, Stadt- und Straßenbahnen, und 38 % auf den Personenfernverkehr entfielen. Mit einem Anteil von 45 % erbringt der Personennahverkehr die höchste Verkehrsleistung. 50 51 Vgl. McKinsey (07/2012). Shell (2014) „Shell Pkw-Szenarien bis 2040 – Fakten, Trends und Perspektiven für Auto-Mobilität“. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 49 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Abb. 30 Verkehrsleistung im Schienenverkehr (Personenverkehr)1 U-Bahnen, Stadt- und Straßenbahnen 17,0 % Personeneisenbahnverkehr (Nahverkehr) 45,0 % 1 Personeneisenbahnverkehr (Fernverkehr) 38,0 % Vgl. VDV Statistik 2012. Die durchschnittliche Auslastung im Personenverkehr hat sich zwischen 2000–2012 verbessert, wie folgende Grafik verdeutlicht: Abb. 31 Auslastung Schienen-Personenverkehr in Deutschland1 50 % 40 % 27 % 23 % Fernzug 2000 1 Regionalzug 21 % 23 % ÖPNV 2012 erband der Bahnindustrie e.V., Die Bahnindustrie in Deutschland – Zahlen und Fakten V zum Bahnmarkt und– verkehr, Ausgabe 2014, S. 7. Die dominante Antriebsform des Schienenverkehrs liegt bei der elektrischen Energie. Während 2012 im gesamten deutschen Reisezugverkehr 88 % der Verkehrsleistung mit elektrischer Traktion erbracht wurde, beläuft sich dieser Anteil im Güterverkehr auf rund 78 %. Im Personenverkehr kommt der Dieselantrieb fast ausschließlich im Nahverkehr dünnbesiedelter Gebiete zum Einsatz. In Deutschland lag der Anteil der elektrifizierten Strecken im Eisenbahnnetz 2010 bei 59 %. Das ehrgeizige Ziel der Bundesregierung, die Elektromobilität in Deutschland voranzutreiben, fokussiert eine Steigerung der elektrifizierten Schienenstrecken auf 70 % bis 2020.52 CO2 -Emissionen bei Diesel lokomotiven höher wie bei Elektrolokomotiven (Tank-toWheel-Betrachtung) Eine Diesellokomotive stößt im Güterverkehr durchschnittlich eineinhalbmal so viel CO2 pro tkm aus wie eine Elektrolokomotive. Im Personenverkehr liegt der Faktor bei etwa 1,2 Mal so viel CO2 pro Pkm. Auffällig ist ein abnehmender Traktions energieverbrauch für Diesel in den letzten Jahren.53 Der Traktionsenergieverbrauch für Strom ist im Schienenverkehr in den letzten Jahren konstant geblieben. 52 53 V gl. https://www.allianz-pro-schiene.de/presse/pressemitteilungen/2012/019-elektromobilitaetdeutschland-bei-bahn-elektrifizierung-mittelmass/, Abruf 11/2014. V gl. http://www.forschungsinformationssystem.de/servlet/is/342234/, Abruf 11/2014. 50 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Für die beiden Antriebstechnologien bieten sich im Hinblick auf ihre Energie effizienz zwei Ansätze an. Tank-to-Wheel bezieht in die Energieeffizienzberechnung die Wirkkette vom Kraftstoff bis zur Umwandlung zum Antrieb ein. Nach dieser Methode ergibt sich bei elektrischen Triebfahrzeugen ein um zwei Drittel geringerer Energieverbrauch. Der Nachteil des Dieselantriebs ist bei der Betrachtung nach dem Well-to-Wheel-Ansatz weniger deutlich. Im Regionalverkehr ist die Energieeffizienz des Dieselantriebs sogar leicht höher. Hier wird die gesamte Wirkkette von der Gewinnung und Bereitstellung des Kraftstoffes bis zur Umwandlung in kinetische Energie betrachtet.54 Beim Well-to-Wheel-Ansatz ist der Nachteil des Dieselantriebs weniger deutlich. Abb. 32 Energieverbrauch durch Tank-to-Wheel und Well-to-Wheel1 Energieverbrauch Tank-to-Wheel in MJ/Pkm 0,9 0,7 0,4 0,4 0,4 0,2 0,1 0,0 Fernzug Regionalzug S-Bahn, U-Bahn, Tram Güterverkehr Energieverbrauch Well-to-Wheel in MJ/Pkm 1,0 1,2 1,1 0,8 0,7 0,5 0,3 0,0 Fernzug Diesel 1 54 Regionalzug S-Bahn, U-Bahn, Tram Güterverkehr Elektro Vgl. http://www.forschungsinformationssystem.de/servlet/is/342234/, Abruf 11/2014. Vgl. http://www.forschungsinformationssystem.de/servlet/is/342234/, Abruf 11/2014. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 51 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Einsparpotenzial an CO2 -Emissionen besteht im Bereich von Elektroloks insbesondere durch einen nachhaltigeren Strommix. Der Strommix der Deutschen Bahn im Jahre 2012 setzte sich 2012 aus 14,2 % Braunkohle, 31,4 % Steinkohle, 20,2 % Kernenergie, 8,3 % Erdgas, 24 % erneuerbaren Energien und 1,9 % sonstigen Energieträgern zusammen.55 Durch eine Erhöhung des Anteils an erneuerbaren Energien durch die Energiewende kann hier das Einsparpotenzial verbessert werden. Im Bereich von Dieselantrieben können äquivalent zu Kfz-Motoren durch Effizienzsteigerungen der Motoren Einsparungen erreicht werden. Außerdem können Optimierungen durch reduzierte Reibungswiderstände Verbrauch und Emissionen reduzieren. Abb. 33 Strommix der Deutschen Bahn1 Braunkohle 14,2 % Erdgas 8,3 % Kernenergie 31,4 % sonstige 1,9 % erneuerbare Energien 24,0 % Steinkohle 20,2 % 1 Verkehrsübergreifender Rückgang der CO2 -Emissionen im Schienenverkehr um 5,5 % von 2009–2012. Vgl. http://www.forschungsinformationssystem.de/servlet/is/342234/, Abruf 11/2014. Abhängig vom Strommix und der anteilig eingesetzten Dieseltraktion zeigt die nachfolgende Abbildung die CO2-Emissionen des Schienenverkehrs. Im Verkehrs trägervergleich weisen örtliche Straßen- und U-Bahnen den höchsten CO2-Verbrauch auf. Während Reisezüge und Straßen- und U-Bahnen einen tendenziell rückläufigen Ausstoß über die Zeit entwickelt haben, steigt der schienengüterverkehrsbedingte CO2-Ausstoß leicht an. Verkehrsträgerübergreifend verzeichnet der Schienenverkehr eine CO2-Reduktion von 5,5 % innerhalb des Zeitraums 2009–2012. Abb. 34 CO2 -Emissionen der Schienenverkehrsträger1 in g/tkm bzw. g/Pkm 157,6 154,6 20,9 20,3 75,0 149,2 148,9 21,3 22,2 74,5 70,4 70,6 61,7 59,8 57,5 56,1 2009 2010 2011 2012 Reisezug 55 S- und U-Bahn Güterzug V gl. Statistisches Bundesamt (2013) „Güterverkehrsstatistik der Binnenfahrt“. 52 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Was den Einfluss des zukünftigen Strommixes betrifft, ist aufgrund des zunehmenden Anteils erneuerbarer Energien am Stromverbrauch zu erwarten, dass sich die CO2 -Belastung je Einheit Schienenverkehrsleistung in der Zukunft kontinuierlich vermindern wird. Insofern ist zu erwarten, dass der Schienenverkehr ein noch umweltfreundlicheres Verkehrsmittel wird. Dies gilt umso mehr, sofern es gelingt, zunehmend auch die Strecken des Güterverkehrs zu elektrifizieren. Durch die Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien am Stromverbrauch verbessert sich die CO2 -Bilanz der Bahn weiter. 4.2 Schifffahrt Im Jahr 2013 wurden in Deutschland 226,9 Millionen Tonnen Güter durch die Binnenschifffahrt befördert. Die größten Mengen werden an Steinen, Erzen, Kokerei- und Mineralölerzeugnissen, Kohle, Erdöl und -gas, chemischen Erzeugnissen, aber auch landwirtschaftlichen Erzeugnissen transportiert. Das Bundesland mit der weitaus größten Beförderung in der Binnenschifffahrt ist Nordrhein-Westfalen.56 Abb. 35 Entwicklung der Güterbeförderung in der deutschen Binnenschifffahrt1 in Mio. t 237,9 242,2 231,7 236,8 249,0 245,7 229,9 222,0 223,2 226,9 2011 2012 2013 203,9 1995 1 2000 2002 2005 2007 2008 2009 2010 gl. Statista (2014) „Güterbeförderung in der deutschen Binnenschifffahrt im Zeitraum V der Jahre 1950 bis 2013 (in Millionen Tonnen)“. In den bereits in den vorigen Kapiteln betrachteten Szenarien einiger Studien57 steigt die Verkehrsleistung der Binnenschifffahrt im Güterverkehr in Deutschland bis 2050 von 64 tkm in 2008 auf 79 tkm in der niedrigsten Ausprägung und 95 tkm in der höchsten Ausprägung an. Der Anteil am Modal Split sinkt allerdings in allen betrachteten Szenarien von der Bemessungsgrundlage von 10 % bzw. 11 % (2008) bis 2025 um 1–3 % und stagniert danach. Demnach kommt der Binnenschifffahrt laut den ausgewerteten Studien in nächster Zukunft eine eher stagnierende Bedeutung im Modal Split zu. Die Gesamtlänge der bundesdeutschen Binnen wasserstraßen beträgt 7.240 km zum Stand September 2014.58 56 57 58 Vgl. BMU (2010) „Leitstudie“; BMWi (2011) „Energieszenarien“; WWF (2009) „Modell Deutschland“; UBA (2013) „Renewbility II“, ifeu (2012) „Aktualisierung Daten- und Rechenmodell“ entspricht BMVBS Szenario. Vgl BMVI (2014) „Längen der Hauptschifffahrtswege der Binnenwasserstraßen des Bundes, Liste 3B“. Vgl. http://hochhaus-schiffsbetrieb.jimdo.com/blauer-engel-f%C3%BCr-die-cellus-192/, Abruf 11/2014. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 53 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Abb. 36CO2 -Emissionen der Sektoren Flugverkehr, Schienenverkehr, Binnenschifffahrt in 20121 in g/tkm Fracht flugzeug Lkw 1.924,0 93,5 Binnen schiff 33,1 Güterzug 22,2 1 Vgl. VDB „Die Bahnindustrie in Deutschland – Zahlen und Fakten“ 2009-2012. Der CO2-Ausstoß durch direkte und indirekte Emissionen eines mittleren Binnen schiffs liegt seit 2009 konstant bei 33 g/tkm, womit Binnenschiffe nach Güterzügen den geringsten Anteil an CO2-Emissionen aufweisen. Erste Ansätze, auch in der Schifffahrt emissionsärmere Energieträger einzusetzen. Darüber hinaus gibt es erste Ansätze, auch in der Schifffahrt emissionsärmere Energieträger einzusetzen. Ebenso wie bei schweren Nutzfahrzeugen spielen auch bei diesen neben möglichen Kostensenkungen Überlegungen bezüglich verschärfter CO2-Emissionsrichtlinien eine wesentliche Rolle. Auch hier stellt verflüssigtes Erdgas (LNG) als Kraftstoff eine wesentliche Alternative dar. Der Einsatz von LNG ist mit relativ hohen Investitions kosten verbunden, die durch niedrigere Betriebskosten amortisiert werden müssen. Die genannte neue EU-Richtlinie 2014/94/EU fordert auch für Binnen- und Seehäfen eine Erweiterung der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe. Demnach müssen LNGTankstellen in See- und Binnenhäfen errichtet werden sowie die landseitige Strom versorgung in See- und Binnenhäfen überprüft werden. Derzeit sind in Deutschland bereits mehrere Import- und Betankungsterminals in Planung. Eine flächendeckende Einführung der notwendigen Infrastruktur und die Umstellung auf entsprechende Schiffstypen sind jedoch bisher nicht deutlich erkennbar. Bei der Seeschifffahrt ist zusätzlich zu beachten, dass eine Umrüstung nur in größerem Umfang stattfinden kann, wenn auch weitere Länder in Nord- und Ostseeraum dieser Entwicklung folgen. Für die Binnenschifffahrt ist bei der Einrichtung der Infrastruktur für LNG mit vergleichsweise hohen Investitionen zu rechnen, die sich allerdings aufgrund der niedrigeren Betriebskosten nach ersten Schätzungen im Zeitverlauf insbesondere bei großen Schiffen mit hoher Fahrtleistung amortisieren. Verschiedene Studien gehen daher von einem zunehmenden Anteil von LNG in der Binnenschifffahrt aus, wobei sich der Umsetzungsprozess voraussichtlich über deutlich mehr als 10 Jahre erstrecken wird. 54 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Geregelt werden im Bereich der Binnenschifffahrt auch der Ausstoß von Emissionen wie Stickoxiden (NOx)und Partikeln. Die Möglichkeit von Emissionseinsparungen liegt demnach auch in der Schifffahrt im Bereich von innovativen Motoren und der Kraftstoffzusammensetzung. Der maximal zulässige Stickoxidausstoß wird für die Schifffahrt durch eine Vorschrift der International Maritime Organisation (IMO) geregelt. Die Anforderungen werden von modernen Motoren durch die inner motorische Verbrennung oder auch Abgasnachbehandlungen durch Katalysatoren erreicht.59 Zusätzlich regeln Vorgaben der Zentralkommission für die Rheinschifffahrt (ZKR) Emissionen für Schiffsmotoren. Die Grenzwerte für NOx liegen aktuell bei 4,0–6,6 g/kWh und für Partikel bei 0,11–0,2 g/kWh. In der nächsten Stufe ab 2016 sollen die Grenzwerte drastisch gesenkt werden.57 Der Anteil von Schwefelgehalt in Schiffskraftstoffen wurde mit der Richtlinie 2005/33/EG die relevante Richtlinie von 1999 erneuert. Demnach dürfen Schiffe in der Nord- und Ostsee einen Schwefelanteil von 1,5 % nicht überschreiten. Im Energieverbrauch haben Binnenschiffe im Vergleich zu den anderen Verkehrs trägern geringere Reibungswiderstände zu bewältigen, weshalb weniger Energie als Bahn und Lkw verbraucht werden. 1 Schiffs-PS bewegt 4.000 kg, wohingegen Lkw und Bahn nur 150 kg bzw. 500 kg bewegen. 4.3 Luftfahrt Für den Luftfahrtsektor wird angenommen, dass dieser in den kommenden Jahren im Vergleich zu den anderen Verkehrssektoren am stärksten wachsen wird,60 weshalb für diesen Sektor insbesondere interessant ist, wie Verbrauch und Emissionen gesenkt werden können. In den letzten 40 Jahren konnte der Kraftstoff verbrauch, vor allem getrieben durch die Forderung nach mehr Wirtschaftlichkeit, um rund 50 % gemindert werden. Grundsätzlich sind hier in der Vergangenheit und Zukunft optimierte Technologien wie effizientere Aerodynamik, leichtere Bauweisen und sparsamere Triebwerke ausschlaggebend für die Einsparungen.61 Auf den Luftverkehr entfallen rund 15 % des Verkehrs-Endenergieverbrauchs 2014, womit auf den Sektor nach der Straße der größte Verbrauch entfällt. Zum globalen Ausstoß von Treibhausgasemissionen trägt der Luftverkehr zu 1,7 % bei. Beim Verbrennen von 1 kg Kerosin entstehen etwa 3,14 kg Kohlenstoffdioxid. Die Luftverkehrsbranche verpflichtet sich selbst, bis 2050 Netto-CO2 -Emisssionen um 50 % auf Basis von 2005 zu reduzieren.62 Auf EU-Ebene soll die gemeinsame Technologieinitiative „Clean Sky“ laut EG-Verordnung 71/2008 von Dezember 2007 für vermehrte Forschungs- und Entwicklungsinvestitionen in umweltfreundliche Technologien in der Luftfahrt sorgen.63 Für die weitaus größten Emissionen ist der Frachtverkehr verantwortlich. Festgelegte Grenzwerte für Emissionen im Luftverkehr gibt es nicht. 59 60 61 62 63 Vgl. http://www.donauschifffahrt.info/uploads/talks_downloads/schiffstechnik.pdf, Abruf 11/2014. Vgl. BVU (2007) „Prognose der deutschlandweiten Verkehrsverflechtungen 2025“. Vgl. DLR (2007) „Klimawirkungen des Luftverkehrs“. Vgl. BDL (2012) „Energieeffizienz und Klimaschutz im Luftverkehr – Was haben wir erreicht, was ist noch zu tun?“. Vgl. Verordnung (EG) Nr. 71/2008 des Rates vom 20. Dezember 2007 über die Gründung des Gemeinsamen Unternehmens Clean Sky. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 55 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Aufgrund des Verfalls der Preise für EU-Emissions zertifikate verfehlen diese bisher ihre Anreizwirkung für den Luftverkehr. Seit 2012 wird der Luftverkehr in den EU-Emissionshandel einbezogen. 2012 wurden 85 % der verfügbaren Zertifikate kostenlos an die Luftfahrzeugbetreiber vergeben, 2013 nur noch 82 % – der Rest muss durch die Betreiber am Markt zugekauft werden.64 Der Emissionshandel der Europäischen Union zielt darauf ab, Treibhausgasemissionen marktbasiert zu senken. Eine Mengenbegrenzung für verfügbares CO2 macht das Treibhausgas zu einem handelbaren Gut. Zusätzlich wird die Mengenbegrenzung kontinuierlich gesenkt. Aufgrund des weitgehenden Verfalls der Preise für EU-Emissionszertifikate verfehlt dieser aber derzeit weitgehend seine ihm zugedachte Anreizwirkung. Für die zukünftige Anreizwirkung wird insbesondere von Bedeutung sein, in welchem Ausmaß eine Begrenzung der Zertifikatsmenge nach 2020 erfolgt und an welchen CO2 -Einsparzielen sich diese orientieren wird. Abb. 37CO2 -Emissionen im Luftverkehr in 20121 in g/tkm bzw. g/Pkm 1.949,1 1.924,8 1.675,7 222,3 2009 Passagierflugzeug 1 205,2 2010 1.600,0 184,9 2011 218,0 2012 Frachtflugzeug Vgl. VDB „Die Bahnindustrie in Deutschland – Zahlen und Fakten“ 2009–2012. Grundsätzlich sind vor allem neue energieeffiziente Flugzeuge für einen reduzierten Verbrauch und reduzierte Emissionen verantwortlich. Verbesserte Flugzeugformen optimieren die Aerodynamik und reduzieren Verwirbelungen. Auch an neuen Technologien für effizientere Triebwerke wird ständig geforscht. Außerdem wird versucht, die Auslastung der Flugzeuge ständig zu erhöhen und am Boden wird durch Fahrzeugschleppen der Einsatz der Turbinen reduziert.65 64 65 V gl. UBA (2011) „Emissionshandel: Luftverkehr in Startposition“, http://www.umweltbundesamt.de/ presse/presseinformationen/emissionshandel-luftverkehr-in-startposition. V gl. BDL (2012) „Energieeffizienz und Klimaschutz im Luftverkehr – Was haben wir erreicht, was ist noch zu tun?“ 56 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Im Bereich von Kraftstoffen veranlassen vor allem steigende Kraftstoffpreise und die Abhängigkeit von Öl sowohl die Fluggesellschaften als auch die Politik zur Suche nach alternativen Möglichkeiten. Untersucht werden z. B. auf Biomasse basierende Kraftstoffe oder Flüssiggas. Erst dieses Jahr haben NASA und DLR vereinbart, gemeinsam auf Testflügen die Emissionen alternativer Treibstoffe zu untersuchen.66 Einen weiteren Meilenstein in der Erprobung alternativer Kraftstoffe setzte die Lufthansa im September 2014 mit dem ersten Linienflug, der als Treibstoff ein zuckerbasiertes Biokerosin nutzte, das im selben Jahr als nachhaltig zertifiziert wurde.67 Die bereits im Kapitel D.3 genannte neue EU-Richtlinie 2014/94/EU fordert auch für die Luftfahrt eine Erweiterung der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe. So sollen stehende Flugzeuge am Flughafen an die Stromversorgung angeschlossen werden, um den Kraftstoffverbrauch zu senken. Die EU-Mitgliedsstaaten sollen die Notwendigkeit der Einrichtung von Anschlüssen für Flugzeuge an die Strom versorgung berücksichtigen. 5 Prognosen zur zukünftigen Entwicklung des Endenergie verbrauchs und der CO2-Emissionen im Verkehrssektor 5.1 Prognosen für den Endenergieverbrauch Auch für die Entwicklung des gesamten Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor werden fünf Studien betrachtet,68 die zusammenfassend alle von einem Rückgang des Verbrauchs ausgehen. Der Rückgang in 2030 bewegt sich demnach gegenüber 2013 zwischen 8 und 38 %. Der Rückgang bis 2050 bewegt sich zwischen 23 und 46 %, wobei die Renewbility-Szenarien nur bis 2030 laufen und hier dementsprechend fehlen. Die größte Verbrauchsreduktion zeigt das „Klimaschutzszenario/Renewbility II“ des BMU auf. In diesem Zielszenario wird ein ganzes Maßnahmenbündel zur Steigerung des Klimaschutzes entworfen, zu dem u. a. Effizienzsteigerungen im Bereich der Kraftstoffreduktion von 15 % bis 2020 und 30 % bis 2030 bei neuzugelassenen Lkw und Bussen gehören. Zusätzlich gilt für Pkw-Neuzulassungen bis 2020 der CO2 -Emissionsstandard von 95 g CO2/ km.69 Die geringste Reduktion bildet das Referenzszenario der Energieszenarien der Prognos AG, des Energiewirtschaftlichen Instituts Köln (EWI) und der Gesellschaft für wirtschaftliche Strukturforschung (GWS) im Auftrag des BMWi aus dem Jahren 2010 mit einer Verbrauchsreduktion von 8 % bis 2030 und knapp 23 % bis 2050 gegenüber 2013 ab. Der Rückgang des Endenergie verbrauchs bewegt sich in fünf Studien bis 2050 gegenüber 2013 zwischen 23 und 46 %. Grundlegend nimmt der Endenergieverbrauch in den entwickelten Zielszenarien deutlich stärker gegenüber den Referenzszenarien ab, da z. B. eine höhere Energie effizienz im Verbrauch unterstellt wird. Laut der Leitstudie sind bei konventionellen Pkw-Fahrzeugen bspw. Verbrauchsminderungspotenziale von 45 bis 50 % möglich.70 66 67 68 69 70 Vgl. http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10176/372_read-9980/#/gallery/129, Abruf 11/2014. Vgl. http://www.lufthansagroup.com/de/presse/meldungen/view/archive/2014/september/15/ article/3215.html, Abruf 11/2014. Vgl. BMU (2010) „Leitstudie“; BMWi (2011) „Energieszenarien“; WWF (2009) „Modell Deutschland“; UBA (2013) „Renewbility II“, BDI (2013) „BCG Trendstudie“. Vgl. Ökoinstitut e.V. (2012) „Renewbility II Szenario für einen anspruchsvollen Klimaschutzbeitrag des Verkehrs“ Vgl. BMU(2011) „Leitstudie“ Seite 71. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 57 Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Endenergieverbrauch im Verkehrssektor in Deutschland (PJ) Abb. 38Endenergieverbrauch (gesamt) im Verkehrssektor (Referenz- und Zielszenarien) 2.800 2.600 2.400 2.200 2.000 1.800 1.600 1.400 1.200 1.000 800 600 400 200 0 2013 2015 maximal 2020 2025 minimal 2030 2035 2040 2045 2050 Leitstudie BMU Szenario A Im Jahr 2013 sind die fossilen Kraftstoffe der dominierende Energieträger im Verkehrssektor. Die Zunahme von Strom im Verkehrssektor ist auf die angenommene starke Marktdurchdringung der Elektromobilität zurückzuführen. Auffallend ist die optimistisch erscheinende Schätzung des zukünftigen Strom verbrauchs in der Leitstudie gegenüber den restlichen Studien. In der Leistudie beträgt der Stromverbrauch durch Elektromobilität 2020 bereits 8,7 TWh/a und 44 TWh in 2050. Zusätzlich ist ein Stromeinsatz in Höhe von 87 TWh/a für den Wasserstoffantrieb notwendig. Die Bereitstellung des Stroms erfolgt durch erneuerbare Energien.71 Die Energieszenarien beinhalten demgegenüber einen nahezu konstanten Anteil an Strom aus nicht-erneuerbarer Energie. Zur Reduktion der fossilen Kraftstoffe trägt u. a. auch bei, dass diese zunehmend durch Biokraftstoffe der zweiten und dritten Generation ersetzt werden.72 Abb. 39Entwicklung des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor nach Energieträgergruppe (Referenz- und Zielszenarien)1 Endenergieverbrfauch in PJ/a 2.500 2.000 1.500 1.000 500 0 2020 2030 2040 2050 2020 2030 2040 2050 2020 2030 2040 2050 Fossile Kraftstoffe Biokraftstoffe + H2 Strom Leitstudie Szenario 2011 A 1 71 72 Die Bandbreite der dargestellten Studien wurde durch die einzelnen Balken dargestellt. V gl. BMU(2011) „Leitstudie“ Seite 14. V gl. „Energieszenarien“. 58 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Zukünftige Herausforderungen der Energiewende im Verkehrsbereich Fazit Nur durch eine Vielzahl an Maßnahmen kann das angestrebte Reduktions ziel des Endenergieverbrauchs von 40 % bis 2050 gegenüber 2005 erreicht werden. In den analysierten Referenz-/Basisszenarien bewegt sich das Reduktionsziel in 2050 bei ca. 27 %. Demgegenüber weisen die Ziel szenarien, die eine größere Vielzahl an Maßnahmen einschließen, eine deutlich höhere Reduktion bis 2050 auf und unterbieten das Reduktionsziel. Insgesamt gehen dabei die betrachteten Studien bei allen Unterschieden hinsichtlich des genauen Ausmaßes davon aus, dass fossile Kraftstoffe tendenziell an Bedeutung verlieren und Biokraftstoffe sowie alternative Antriebsstrategien an Bedeutung gewinnen werden. 5.2 Prognosen zu Treibhausgasemissionen Von entscheidender Bedeutung ist schließlich, wie sich Veränderungen im Verkehrs sektor auf die Entwicklung der CO2 -Emissionen auswirken. Im sog. Projektionsbericht 2013, der im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit entstanden ist, wird für die unterschiedlichen Sektoren aufgezeigt, wie sich der Ausstoß an Treibhaus gasemissionen in verschiedenen Szenarien bis 2030 entwickeln kann. Ein Szenario enthält die bereits eingeführten klima- und energiepolitischen Maßnahmen wie CO2 -Emissionsstandards, die Umsetzung des Biokraftstoffquotengesetzes, die Änderungen der Kfz-Steuer und die Förderung der Elektromobilität. Ein zweites Szenario betrachtet die bereits getroffenen Maßnahmen zzgl. weiterer denkbarer klima- und energiepolitischer Maßnahmen, wie z. B. CO2 -Emissionsstandards für leichte Nutzfahrzeuge, eine Überarbeitung der Energiesteuern, Weiterentwicklung der Lkw-Maut und Stärkung des öffentlichen Verkehrs. Dabei ergeben sich für den Verkehrssektor (ohne Luftverkehr) bis 2030 Minderungen von 9,8 % für ersteres und 21,8 % für letzteres Szenario gegenüber 2010.73 Sowohl die Entwicklung des Endenergieverbrauchs als auch der CO2 -Belastung von 2014–2050 sind nun Gegenstand eigener Szenario-Berechnungen des folgenden Kapitels. 73 Vgl. Bundesregierung (2013), Projektionsbericht 2013 gemäß Entscheidung 280/2004/EG, http:// www.bmub.bund.de/presse/reden/detailansicht/artikel/projektionsbericht-der-bundesregierung2013/?tx_ttnews%25255BbackPid%25255D=1892&cHash=865edf40623800ae1ef04e2d2a35c3e2. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 59 Szenarioberechnungen ESzenarioberechnungen Das energiepolitische Zieldreieck kann auch für die Beurteilung von Strategien für den Verkehrsbereich angewendet werden. Die für den Verkehr benötigte Energie versorgung soll den Kriterien Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit Rechnung tragen wobei immer die Nachfrage nach Mobilität und Gütern gedeckt werden sollte. Als entscheidende Kennzahl zur Beurteilung der Erfüllung des Kriteriums Umweltverträglichkeit ziehen wir auch hier die CO2 -Emissionen heran. Ziel der Bundesregierung ist nach wie vor eine Reduzierung der CO2 -Emissionen bis 2050 um 80–95 % gegenüber dem Jahr 1990, wobei der Verkehrsbereich neben dem Strom- und Wärmesektor seinen Beitrag zu leisten hat. Der Verkehrsbereich war nach Angaben des UBA 2013 für den Ausstoß von rund 155 Millionen Tonnen CO2 verantwortlich, was rund 20 % der gesamten durch die Energieversorgung verursachten CO2 -Emissionen ausmachte.74 Für 2014 ergeben sich nach unseren Berechnungen auf einer solchen Grundlage ohne Berücksichtigung von Strom anwendungen und Luftverkehr CO2 -Emissionen von 153 Millionen Tonnen, was gegenüber 1990 (CO2 -Emissionen in Höhe von 162 Millionen Tonnen) einen bisher lediglich moderaten Rückgang um rund 5,5 % bedeutet. Unsere SzenarioBerechnungen für den Verkehrssektor beziehen auch Stromanwendungen und den Flugverkehr mit ein. In unseren nachfolgenden Szenario-Berechnungen beziehen wir hingegen bei den CO2 -Emissionen auch Stromanwendungen und den Flugverkehr mit ein. Hintergrund ist nicht nur, dass aus unserer Sicht der Bahn- und Flugverkehr bei einer Analyse der Entwicklung der CO2 -Emissionen im Verkehrsbereich nicht unberücksichtigt bleiben kann, sondern insbesondere auch, dass Strom anwendungen bei Pkw zukünftig eine besondere Rolle zur Reduktion der CO2 Emissionen zugedacht ist. Ausgangsjahr unserer Szenario-Berechnungen ist 2014 mit CO2 -Emissionen von 185 Millionen Tonnen. Darüber hinaus gehört es auch zu den Zielen der Bundesregierung, den Endenergie verbrauch des Verkehrssektors bis 2050 um 40 % gegenüber 2005 zu reduzieren und den Anteil der erneuerbaren Energien auf 10 % im Jahr 2020 zu erhöhen. Zusätzlich sollen im Jahr 2020 rund 1 Million Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen unterwegs sein.75 Zur Verringerung der CO2 -Emissionen sind darüber hinaus noch eine Vielzahl an weiteren Maßnahmen geplant z. B. Förderung energieeffizienter Nutzfahrzeuge. 74 75 B ezugsgröße ist die Summe energiebedingter Emissionen der Verbrauchssektoren Strom, Wärme und Verkehr, welche für das Jahr 2013 779 Millionen Tonnen betrug. Emissionen aus dem internationalen Flugverkehr werden dabei nicht berücksichtigt. B MWi (2014) „Nationaler Aktionsplan Energieeffizienz“. 60 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Szenarioberechnungen Kennzahl zur Beurteilung der Erfüllung des Kriteriums Wirtschaftlichkeit sind die mit der Gewährleistung von Mobilität verbundenen spezifischen Kosten. Im Gegensatz zu unserer Stromstudie sind hierfür nicht die absoluten Kosten für Verkehrsleistungen relevant, sondern die relativen Kostenunterschiede zwischen den verschiedenen Szenarien (Optionen) zur Erbringung der benötigten Verkehrsleistungen. Aufgrund der Vielzahl an unterschiedlichen Verkehrsträgern mit unterschiedlichen Merkmalsausprägungen und der teils unzureichenden und nicht öffentlich zugänglichen Datenlage beschränken wir uns auf die Erhebung der Kosten für den Personenkraftverkehr. In diesem Bereich existiert eine relativ gute Datenlage. Daraus ermitteln wir die Investitions- sowie Wartungs- und Betriebs kosten für Neuzulassungen sowie die Brennstoffkosten für den Bestand der Personenk raftwagen im Zeitverlauf. Diese werden mit einem Kapitalisierungszins von 4 % abgezinst. Aus den Unterschieden zwischen den einzelnen Szenarien lassen sich dann bezüglich der Wirtschaftlichkeit entsprechende Schlussfolgerungen treffen. Relative Kostenunterschiede zwischen den Szenarien sind relevant. Um Aussagen über die zukünftige Reaktion auf die aktuellen Herausforderungen und deren Auswirkungen – auch in Hinblick auf die Zielerreichung – zu treffen, definieren wir zunächst ein Referenzszenario, das wir ausgehend vom heutigen Stand für wahrscheinlich halten. Anschließend formulieren wir sechs alternative Szenarien. Dabei greifen wir grundsätzlich auch auf die für das Referenzszenario getroffenen Annahmen zurück, variieren diese aber jeweils bezüglich bestimmter einzelner Aspekte. Referenzszenario als Ausgangspunkt Vom motorisierten Individualverkehr geht eine gewisse Dominanz im Verkehrs sektor aus, da dieser allein verantwortlich für ca. 55 % des Endenergieverbrauchs und der CO2 -Emissionen in 2014 ist.76 In den ersten fünf Alternativszenarien werden daher unterschiedliche Entwicklungen im Bereich des motorisierten Individual verkehrs modelliert. 1.Zielerreichung von 1 Million Elektrofahrzeuge77 im Jahr 2020 und 6 Millionen in 2030 („Elektromobilitätsszenario“) 2.Starke Marktdurchdringung von Hybridfahrzeugen und alternativen Kraftstoffen („Hybridszenario“) Hybridisierung des Bestands von bis zu 0,79 Millionen Fahrzeuge in 2020 und 18,23 Millionen Fahrzeuge in 2050 3.Verzögerte Marktdurchdringung von Hybridfahrzeugen und alternativen Kraftstoffen („Verzögertes Szenario“) 4.Zielerreichung von ca. 1,1 Millionen CNG-Personenkraftwagen im Jahr 2020 und 8,1 Millionen im Jahr 2050 („Erdgasszenario“) 5.Pessimistische Marktperspektiven für alternative Antriebstechnologien („Status-quo-Szenario“) Geringere Änderungen gegenüber dem heutigen Fahrzeugbestand Sechs Alternativ-Szenarien mit variierenden Annahmen bezüglich einzelner Aspekte. Etwa 74 % der Verkehrsleistung entfallen im Jahr 2014 im Güterverkehr auf den Lastkraftwagen. Dieser Verkehrsträger kommt in Deutschland auf einen Endenergieverbrauch von 624 PJ und ca. 46 Millionen Tonnen CO2 -Emissionen.78 In einem weiteren Szenario wird daher die Auswirkung einer höheren Effizienz steigerung bei Lastkraftwagen gegenüber dem Referenzszenario untersucht. 76 77 78 Unter Berücksichtigung der Emissionen aus dem internationalem Flugverkehr. Bezogen auf die Bilanzierungsregeln des UBA (153 Millionen Tonnen CO2) läge der Anteil sogar bei über 68 %. Unter einem Elektrofahrzeug wird abweichend von dem aktuellen Entwurf des Elektro mobilitätsgesetzes ein reines Elektrofahrzeug verstanden. PwC Research: Berechnung auf Basis des Verkehrsmodells. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 61 Szenarioberechnungen 6.Alternatives Szenario: Steigerung der Effizienz von Lastkraftwagen im Güterverkehr Klärung der Fragestellung: Welche Auswirkung hat eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs bei Lkw? Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Annahmen und Ergebnisse der Szenarien im Überblick zusammen: Tab. 2 Ergebnisse der Szenarienberechnung1 Referenz szenario Starke Markt durchdringung von Hybrid fahrzeugen und alt. Kraftstoffen EEV im Jahr 2050 1.664 1.586 1.682 1.544 1.570 1.708 1.723 CO2 -Emissionen im Jahr 2050 100,1 95,1 101,3 92,3 94,1 101,8 104,0 Entwicklung der durchschnittlichen Effizienz der Pkw-Flotte (2014–2050) –53 % –58 % –52 % –62 % –53 % –51 % –50 % Netto-Kapitalwert aller Kosten 1.815 1.878 1.795 1.925 1.815 1.824 1.758 1 Verzögerte Ziel Pessimistische Markt Zielerreichung erreichung Markt durchdringung von 1 Mio. von 1,1 Mio. perspektive für der alt. Elektro LkwPkw-CNGalternative Antriebs fahrzeuge im Effizients Fahrzeuge im Antriebs technologien Jahr 2020 zenario Jahr 2020 technologien Kurzüberblick über Annahmen und Ergebnisse. Im Weiteren stellen wir die Annahmen und Analyseergebnisse für das Referenzszenario und die Abweichungsszenarien im Detail vor. 1 Referenzszenario Schwerpunkt unserer Berechnungen ist angesichts der beschriebenen großen Bedeutung des motorisierten Individualverkehrs und der Personenkraftwagen die Analyse der Auswirkungen des Einsatzes unterschiedlicher Technologien und Energieträger im Straßenverkehr. Dabei werden gewisse Grundannahmen zum Kraftfahrzeugbestand und dessen Entwicklung sowie den benötigten Verkehrs leistungen definiert, die für alle Szenarien gleich sind. Auf dieser und auf Basis der spezifischen Verbrauchswerte der Verkehrsträger Pkw und Lkw (MJ/Pkm bzw. MJ/ tkm) wird dann der Energiebedarf ermittelt. Demgegenüber wird bei den übrigen Verkehrsträgern – Bahn, Flugverkehr und Schifffahrt – der Endenergieverbrauch nicht aus dem Modell heraus berechnet, sondern jeweils auf Grundlage von Studieneinschätzungen, heruntergebrochen auf die zur Erbringung der jeweiligen Verkehrsleistung eingesetzten Energieträger, angenommen. Insofern sind die Endverbräuche dieser Verkehrsträger Teil der Grundannahmen. 62 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Szenarioberechnungen Unter Zugrundelegung des auf die einzelnen Verkehrsträger heruntergebrochenen gesamten Endenergieverbrauchs sowie der spezifischen CO2 -Emissionsfaktoren der einzelnen eingesetzten Energieträger (g CO2/MJ), ermittelt das Modell die CO2 -Belastung des Verkehrssektors. Der Einsatz von CO2 -neutralen Biokraftstoffen als erneuerbare Energieträger geht dabei mit einer CO2 -Belastung von Null in unser Rechenwerk ein. Für die Berechnung der mit dem Einsatz von Strom für die Elektrifizierung sowie für die Erzeugung von Wasserstoff verbundenen CO2 Belastung je MJ greifen wir schließlich auf den im Rahmen des Referenzszenarios unserer Kurzstudie Strom ermittelten Strommix im Zeitverlauf zurück.79 Aufgrund des zunehmenden Einsatzes erneuerbarer Energien verbessert sich dabei der CO2 Belastungsfaktor für den Stromeinsatz kontinuierlich. Biokraftstoffe werden als CO2 neutral angesetzt und Strom entwickelt sich entsprechend eines von uns angenommenen Szenarios (entnommen aus Kurzstudie Strom). Davon abweichend wäre es bzgl. des Wasserstoffs möglich gewesen von einer zu 100 % aus erneuerbaren Energien bestehenden Erzeugung auszugehen. Diese würde auf der Nutzung von überschüssigen Strommengen basieren, in Phasen, in denen fluktuierende erneuerbare Energienträger zukünftig mehr Strom als benötigt erzeugen. In diesem Falle wäre von einem CO2 -neutralen Einsatz des Wasserstoffs auszugehen gewesen, der sich entsprechend positiv auf die CO2 Bilanz der einzelnen Szenarien ausgewirkt hätte. In einer vom Bundesverband Erneuerbare Energien in Auftrag gegebenen Studie80 wurde diesbezüglich ein Überschuss potenzial von 2,3 TWh für 2020 und 34,5 TWh für 2030 angegeben. Dieses Potenzial überschreitet bei weitem jene Strommenge, welche für das wasserstoff intensivste Szenario (Hybrid-Szenario) im Jahr 2030 aufgebracht werden müsste.81 Dem folgend wären theoretisch genug Überschussmengen vorhanden, um eine ausreichende Wasserstofferzeugung zu gewährleisten. Nichtsdestotrotz wurde von dieser Möglichkeit abgesehen, da die Umsetzbarkeit, technisch-wirtschaftlichen Potenziale sowie sektorübergreifende Zusammenhänge im Rahmen dieser Studie nicht hinreichend hätten gewürdigt werden können. Grundannahmen zur Entwicklung des Kfz-Bestandes für alle Szenarien gleich Grundannahmen •Die Bevölkerung in Deutschland geht von 81,5 Millionen auf 69,5 Millionen bis 2050 zurück. •Die Neuzulassungen der Personenkraftwagen nehmen von ca. 3.000 Tausend Fahrzeugen bis 2050 auf 2.500 Tausend Fahrzeuge ab. •Personenkraftwagen besitzen maximal eine Nutzungsdauer von 25 Jahre. Das Durchschnittsalter eines Personenk raftwagens beträgt 9,2 Jahre.82 •Der Energieeinsatz (bzw. Steigerung der Effizienz) pro zurückgelegtem Personen kilometer (Pkm) bei Pkw und pro zurückgelegtem Tonnenkilometer (tkm) bei Lkw inkl. Leichtnutzfahrzeugen geht kontinuierlich zurück. •Der durchschnittliche Besetzungsgrad eines Fahrzeuges liegt bei 1,5 Personen. •Das Durchschnittsalter von Lastkraftwagen und leichten Nutzfahrzeuge (LNF) beträgt ca. 7,5 Jahre und das von Sattelzugmaschinen ca. 4,7 Jahre. •Die Personenverkehrsleistung nimmt bis ca. 2025 leicht zu und fällt anschließend moderat bis 2050. 79 80 81 82 PwC Research (2014), Energiewende-Outlook: Kurzstudie Strom BET (2013), Möglichkeiten zum Ausgleich fluktuierender Einspeisungen aus erneuerbaren Energien, S. 19–20 Im Hybrid-Szenario steigt der Wasserstoffbedarf bis 2030 auf 2 PJ an, was bei einem Elektrolyse wirkungsgrad der Power-to-Gas Anlage von 65 % einer Strommenge von ca. 1 TWh entspricht. Modellseitig ergibt sich auf Basis der jahresscharfen Löschfunktion ein Durchschnittsalter von 9,2 Jahre. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 63 Szenarioberechnungen Abb. 40 Entwicklung der Personenverkehrsleistung 1.000 800 738 745 753 763 776 790 803 819 839 856 874 890 901 908 907 894 902 400 903 600 892 Verkehrsleistung (Mrd. TkM) 1.200 200 0 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050 motorisierter Individualverkehr ÖPNV Bahn (nah und fern) Luftverkehr •Die Güterverkehrsleistung steigt bis 2040 kontinuierlich an und stagniert anschließend bis 2050. Abb. 41 Entwicklung der Güterverkehrsleistung 900 800 700 600 606 615 624 632 641 650 653 657 660 664 667 670 674 619 581 543 200 505 400 300 657 500 469 Verkehrsleistung (Mrd. TkM) 1.000 100 0 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050 Straßenverkehr (Lkw) Eisenbahnverkehr Binnenschifffahrt Luftfracht •Während Personenk raftwagen mit Benzinantrieb immer weniger verkauft werden, werden Dieselfahrzeuge weiter bevorzugt am Markt bis ca. 2033 nachgefragt und neu zugelassen. Die Dominanz der mit Otto- und Diesel kraftstoffe betriebenen Personenk raftwagen dauert im Bestand noch bis ca. 2048 an. Unter den alternativen Antriebstechnologien besitzen die Hybridfahrzeuge in 2040 bereits einen Anteil von 27 % am Bestand 64 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Szenarioberechnungen •Elektrofahrzeuge weisen eine schwache Entwicklung auf (6 % des Bestands in 2050). LPG- und CNG-Fahrzeuge erreichen zwischen 2035 und 2040 ein Plateau mit 1 % bzw. 2 % der jährlichen Neuzulassungen.83 Abb. 42 Anteil der Antriebstechnologien am Pkw-Bestand in % 6 10 30 27 36 40 42 41 68 33 61 44 25 2014 2020 Benzin Hybrid Diesel Wasserstoffantrieb Flüssiggas Elektrofahrzeuge 2030 2040 15 2050 Erdgas •Im Güterverkehr werden zunehmend Schienenbahnen genutzt (Verschiebung des modalen Splits) Abb. 43 Entwicklung des modalen Split im Güterverkehr in % 9 9 9 9 18 17 18 21 72 74 73 70 66 2014 2020 2030 2040 2050 Straßenverkehr Eisenbahnverkehr 10 23 Binnenschifffahrt •Im Personenverkehr verringert sich der motorisierte Individualverkehr geringfügig. 83 Shell (2014) Pkw Szenarien bis 2040, S.62. Trend Szenario: Abe dem Jahr 2050 erfolgt die Ermittlung der Quoten durch die Fortschreibung des Shell-Trends. Zwischen den Stützjahren sind die Werte interpoliert. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 65 Szenarioberechnungen Abb. 44 Entwicklung des modalen Split im Personenverkehr in % 5 8 7 7 8 7 8 8 7 7 9 8 8 10 80 78 77 75 74 2014 2020 2030 2040 2050 8 motorisierter Individualverkehr öffentlicher Straßenverkehr Eisenbahnverkehr Luftverkehr Der Endenergieverbrauch des Referenzszenarios liegt im dargestellten Prognose korridor unterschiedlicher Studien ungefähr in der Mitte. Das Referenzszenario liegt im dargestellten Endenergieverbrauchskorridor der Studien unter Abbildung 38 ungefähr in der Mitte. Der Endenergieverbrauch des gesamten Verkehrssektors nimmt auf lange Sicht langsam ab. Aufgrund der Erhöhung der Verkehrsleistung in fast allen Bereichen bis ca. 202584 reicht die angenommene Reduktion des Kraftstoffeinsatzes bei neu zugelassenen Pkw85 nicht aus, um eine deutliche Verminderung des Energieverbrauchs zu bewirken. Die lange Weiternutzung des Altbestandes der Pkw hat zusätzlich zur Folge, dass der geringere Verbrauch der effizienteren Neuzulassungen erst später ersichtlich wird. Abb. 45Durchschnittlicher Verbrauch von neuzugelassenen Pkw und von Pkw im Bestand durchschnittlicher Verbrauch pro pkm (MJ) 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 2050 2048 2046 2044 2042 2040 2038 2036 2034 2032 2030 2028 2026 2024 2022 2020 2018 2016 2014 0,4 durchschnittlicher Verbrauch eines Pkw des Bestands durchschnittlicher Verbrauch eines neuzugelassenen Pkw 84 85 B MU Leitstudie Szenario 2011 A, S. 70. E WI, GWS, Prognos (2010), Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung, S. 94. Für LPG- und CNG-Fahrzeuge entspricht die Entwicklung des spezifischen Verbrauchs der von Benzinfahrzeugen. 66 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Szenarioberechnungen Mit einer Verminderung des Endenergieverbrauchs des Verkehrssektor um ca. 36 % im Jahr 2050 ggü 2005 (2.586,2 PJ)86 wird das Ziel des Bundesregierung knapp um rund 4 Prozentpunkte verfehlt. Abb. 46 Entwicklung des Endenergieverbrauchs des Verkehrssektors 3.000 2.500 Mrd. PJ 2.000 1.500 1.000 500 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050 0 Mineralöle Gas Strom Biomasse und erneuerbare Abfälle Die Entwicklung bzw. der Verlauf der CO2 -Emissionen korreliert ungefähr mit dem Verlauf des Endenergieverbrauchs. Nach einer relativ stabilen Phase bis 2025 nehmen die Emissionen von ca. 165 Millionen Tonnen im Jahr 2025 auf ca. 100 Millionen Tonnen im Jahr 2050 ab. Die CO2 -Emissionen allein für den Güterverkehr nehmen dabei bis 2025 sogar zu und verringern sich anschließend ebenfalls bis auf ca. 47 Millionen Tonnen im Jahr 2050. Insgesamt verringern sich die CO2 -Emissionen von 2014–2050 um rund 46 %. Abb. 47 CO2 -Emissionen des gesamten Verkehrs 86 49,0 48,5 48,0 47,5 47,1 46,6 46,2 58,4 57,2 56,0 54,9 53,8 2046 2047 2048 2049 2050 2042 2043 60,8 62,1 2041 59,6 50,0 49,5 63,5 2040 2045 51,1 50,5 66,3 64,9 2039 2044 52,0 51,6 69,9 67,9 2038 53,0 52,2 74,2 72,0 2037 53,5 76,3 2035 2036 54,9 54,1 81,7 79,1 2033 2034 56,5 87,1 84,2 2031 2032 55,7 58,3 57,4 92,6 89,7 2029 2030 60,1 59,2 98,5 95,6 2027 2028 61,9 61,0 104,0 101,3 2025 2026 2024 60,2 61,1 109,3 106,8 2023 57,5 58,9 112,8 111,2 2022 56,5 114,5 Personalverkehr 2021 2020 55,7 56,1 122,5 118,4 2018 2019 55,0 126,4 2017 52,7 54,4 132,2 130,4 2015 2016 2014 134,4 51,5 jährliche CO2 -Emissionen in Millionen Tonnen Güterverkehr BMWi, Datenblatt zum zweiten Monitoringbericht. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 67 Szenarioberechnungen Die kumulierten mit 4 % auf das Jahr 2014 diskontierten Gesamtkosten betragen im Referenzszenario ca. 1.815 Milliarden Euro. Die Kraftstoffausgaben87 für den Pkw-Bestand von 2014 bis 2050 belaufen sich dabei auf ca. 833 Milliarden Euro bzw. diskontiert auf das Jahr 2014 ca. 481 Milliarden Euro. Dabei wurden diese jedoch konstant gehalten und nicht inflationiert, da wir die entsprechenden Preise für nur schwer vorhersehbar halten und spekulative Annahmen vermeiden wollten. Einen nicht unwesentlichen Einfluss auf die kumulierten Kraftstoffausgaben haben die fahrzeugspezifische Effizienz und ihre Entwicklung. Abb. 48Verlauf der Kraftstoffausgaben für den Bestand Kraftstoffausgaben (Mrd. €) 35 30 25 20 15 10 5 Benzin Wasserstoff Diesel Strom 2050 2048 2046 2044 2042 2040 2038 2036 2034 2032 2030 2028 2026 2024 2022 2020 2018 2016 2014 0 Flüssiggas Erdgas 2 Zielerreichung von 1 Million Elektrofahrzeuge im Jahr 2020 Annahmen: •Bestand von 1 Million Elektrofahrzeuge im Jahr 2020 und 6 Millionen Elektro fahrzeuge im Jahr 2030 •Andere Antriebstechnologien werden dementsprechend weniger neuzugelassen, aber teilen sich wie im Referenzszenario auf Beschreibung und Ergebnisse: In diesem Szenario wird untersucht, wie sich eine angenommene Zielerreichung von 1 Million Elektrofahrzeuge bis 2020 und 6 Millionen Elektrofahrzeuge in 2030 auf den benötigten Energieträgereinsatz und auf die CO2 -Emissionen auswirkt. Erreichung der Zielmarke an Elektrofahrzeugen bis 2020 mit deutlichem Anstieg danach bis 2050 Um diese Vorgaben zu erfüllen, müssten, ausgehend von einem aktuellen Bestand von ca. 19 Tausend Elektrofahrzeugen Anfang 2015, innerhalb von 16 Jahren 7,5 Millionen Elektrofahrzeuge neu zugelassen werden (unter Berücksichtigung der Löschungen), was einem Anstieg des Anteils an den Neuzulassungen von ca. 0,2 % im Jahr 2014 auf ca. 33 % im Jahr 2029 entspricht. Um eine solche Entwicklung im Verkehrsmodell abzubilden, wird vereinfacht angenommen, dass die anderen Antriebsarten sich dementsprechend weniger entwickeln, aber gemäß der Struktur des Referenzszenarios. 87 B MWi (2014), Bekanntmachung zur Pkw-Energieverbrauchskennbezeichnungsverordnung vom 5. Juni 2014, Annahme: Kraftstoffpreise von 2014 ohne Mineralölsteuer 68 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Szenarioberechnungen Abb. 49Anteil der Antriebstechnologien am Pkw-Bestand (Elektromobilitäts-Szenario) in % 13 30 35 7 29 37 18 39 26 68 31 61 22 41 20 2014 2020 Benzin Hybrid Diesel Wasserstoffantrieb Flüssiggas Elektrofahrzeuge 2030 2040 10 2050 Erdgas Durch die verstärkte Marktdurchdringung der Elektroautos werden 2020 ca. 2.550 PJ und in 2030 ca. 2.204 PJ verbraucht. Der Stromverbrauch von reinen Elektrofahrzeugen im Jahr 2020 beträgt 3 PJ und steigt 2030 auf 24 PJ und 2050 auf 85 PJ an. Mit einem Endenergieverbrauch von ca. 1.544 PJ im Jahr 2050 wird das Ziel der Bundesregierung (1.551 PJ) gerade erreicht. Die CO2 -Emissionen reduzieren sich um rund 50 % gegenüber 2014 auf 92 Millionen Tonnen in 2050. Was die Höhe der CO2 -Emissionen betrifft, stellt dieses Szenario damit das vorteilhafteste aller von uns definierter Szenarien dar. Demgegenüber stehen die mit Abstand höchsten diskontierten Gesamtausgaben, die über den ganzen Betrachtungszeitraum 2014–2050 ca. 1.925 Milliarden Euro betragen. Auf Basis heutiger Erfahrungen und Erkenntnisse kann das Ziel von einer Million Elektrofahrzeugen aber nur noch durch enorme Anstrengungen erreicht werden. Als realistisch wird gegenwärtig allenfalls ein Elektrofahrzeugmarkt von 500.000 Fahrzeugen im Jahr 2020 angesehen.88 Um die Konkurrenzfähigkeit der Elektromobilität gegenüber anderen Antriebstechnologen zu erreichen, müssen u. a. die Kosten (z. B. die energiespezifischen Batteriekosten) gesenkt werden, ausreichend Fahrzeugmodelle verfügbar sein und die Energieversorgung und Verkehrsinfrastruktur ausgebaut werden. 88 Nationale Platform Elektromobilität (2014) „Fortschrittsbericht 2014 – Bilanz der Markt vorbereitung“, S. 43. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 69 Szenarioberechnungen 3 S tarke Marktdurchdringung von Hybridfahrzeugen und alternativen Kraftstoffen Annahmen: •Höhere Neuzulassungen von Hybrid-, Elektro-, und Wasserstofffahrzeugen89 •Stärkerer Einsatz der „Plug-In Hybrid“ Technologie Starke Marktdurchdringung von Hybridfahrzeugen nach 2030 Beschreibung und Ergebnisse: In diesem Szenario wird davon ausgegangen, dass Fahrzeuge mit alternativen Antriebstechnologien schneller marktreif werden.90 Dadurch sind im Jahr 2050 ca. 62 % der Neuzugelassenen Personenk raftwagen Hybridfahrzeuge. Um einen richtigen Ausstieg aus fossilen Kraftstoffen abzubilden, werden außerdem (abweichend vom Referenzszenario) Benzin-Hybridfahrzeuge „ohne Steckdose“ bzw. „ohne Plug-in“ nicht dauerhaft eingesetzt. Plug-in-Hybridfahrzeuge dominieren den Markt für Hybridfahrzeuge ab 2040. Abb. 50Anteil der Antriebstechnologien am Pkw-Bestand (Hybrid-Szenario) in % 30 11 10 13 6 35 29 39 68 47 34 61 42 23 20 2014 2020 Benzin Hybrid Diesel Wasserstoffantrieb Flüssiggas Elektrofahrzeuge 2030 2040 8 2050 Erdgas Erste wasserstoffangetriebene Pkw fahren bereits ab 2014 auf den Straßen (ca. 1.000 Fahrzeuge in 2014). Demgegenüber wird im Referenzszenario angenommen, dass die ersten serienreifen Modelle erst ab 2020 gekauft werden können. Durch den stärken Einsatz im Verkehr von elektrifizierten Pkw wird ein Verbrauch von 1.586 PJ im Jahr 2050 und damit eine Verminderung um ca. –39 % gegenüber 2014 erreicht. Damit wird das Einsparziel der Bundesregierung denkbar knapp verfehlt. 89 90 Z u Wasserstofffahrzeugen gehören Brennstoffzellen- und reine Verbrennungsantriebe. Die zwei Technologien werden aufgrund der Datenverfügbarkeit nicht separat ausgewiesen. S hell (2014) Pkw Szenarien bis 2040, S.62. Szenario „Alternativ“. 70 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Szenarioberechnungen Die CO2 -Emissionen wiederum sinken auf rund 95 Millionen Tonnen bis 2050, was einem Rückgang von rund 49 % gegenüber 2014 entspricht. Die diskontierten Ausgaben über die ganze Betrachtungszeitraum (2014–2050) betragen ca. 1.878 Milliarden Euro. Durch eine Diversifizierung des Kraftstoffmixes werden die gesamten CO2 Emissionen gegenüber dem Referenzszenario um ca. 5 Millionen Tonnen reduziert. Die lange Nutzung des Altbestandes hat jedoch zur Folge, dass der Bestand nur allmählich durch effizientere Pkw ausgetauscht wird und die CO2 -Emissionen insoweit moderater abnehmen, als dies ansonsten möglich wäre. 4 V erzögerte Marktdurchdringung alternativer Antriebs technologien Annahmen: •Personenkraftwagen mit Otto- und Dieselkraftstoff dominieren bei den Neuzulassungen den Markt bis 2043 (gegenüber 2036 im Referenzszenario) •Verzögerte Marktdurchdringung von alternativen Antriebstechnologien Beschreibung und Ergebnisse: In diesem Szenario wird analysiert, welche Auswirkung eine Verzögerung der im Referenzszenario angenommenen Marktdurchdringung von alternativen Antriebs technologien auf den Verkehrsbereich hat.91 Es wird angenommen, dass der Anteil der alternativen Antriebstechnologien an den Neuzulassungen im Jahre 2022 denen der Neuzulassungen in 2020 im Referenzszenario, im Jahr 2035 denen im Referenz szenario in 2030 und in 2050 denen im Referenzszenario in 2040 entspricht. Alternative Antriebs technologien setzen sich langsam durch. Abb. 51Anteil der Antriebstechnologien am Pkw-Bestand (verzögertes Szenario) in % 5 7 30 21 36 35 43 44 68 62 38 48 30 2014 2020 Benzin Hybrid Diesel Wasserstoffantrieb Flüssiggas Elektrofahrzeuge 2030 2040 18 2050 Erdgas 91 Die Stützjahre für die Aufteilung der Neuzulassungen nach Kraftstoff im Basisszenario werden in diesem Szenario verschoben. Die Quote für 2020 wird erst 2022 erreicht. Die für 2030 und 2040 werden jeweils 2035 und 2050 erreicht. Vereinfacht wird angenommen, dass die Aufteilung der Hybridfahrzeuge nach Kraftstoff (Benzin, Diesel, CNG oder Benzin und Strom) entspricht den Annahmen des Basisszenarios. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 71 Szenarioberechnungen Aufgrund der hohen Neuzulassungen von Benzin- und Dieselfahrzeuge bewegt sich der Endenergieverbrauch mit ca. 1.682 PJ im Jahr 2050 im oberen Rand des Endenergieverbrauchkorridors. In diesem Szenario wird das Verbrauchs minderungsziel der Bundesregierung mit einer Reduktion von ca. –35 % gegenüber 2005 auch verfehlt. Die CO2 -Emissionen betragen in 2050 ca. 101 Millionen Tonnen, was gegenüber 2014 einem Rückgang von ca. 45 % entspricht. Die diskontierten Ausgaben über den ganzen Betrachtungszeitraum (2014–2050) betragen ca. 1.795 Milliarden Euro. 5 Zielerreichung von ca. 1,1 Millionen CNG-Personen kraftwagen im Jahr 2020 Annahme: •Verlängerung der Steuerbegünstigung für Erdgas-CNG bis 2025 •Ca. 1,1 Millionen CNG-Personenkraftwagen im Jahr 2020 und ca. 8,1 Millionen in 2050 Szenario mit signifikantem Anteil von Fahrzeugen mit Erdgas-Antrieb Beschreibung und Ergebnisse: •In diesem Szenario wird untersucht, welche Auswirkungen eine angenommene Zielerreichung von ca. 1,1 Millionen CNG-Personenk raftwagen bis 2020 auf den Endenergieverbrauch und auf die CO2 -Emissionen haben.92 Abb. 52Anteil der Antriebstechnologien am Pkw-Bestand (Erdgas-Szenario) in % 5 9 30 10 35 22 32 38 17 21 68 34 60 27 41 21 2014 2020 Benzin Hybrid Diesel Wasserstoffantrieb Flüssiggas Elektrofahrzeuge 2030 2040 12 2050 Erdgas 92 D as Ziel der „Initiative Erdgasmobilität“, ist 2020 1,4 Millionen Gasfahrzeuge auf den Straßen zu haben. Dies enthält aber nicht nur Personenkraftwagen, sondern auch z. B. Nutzfahrzeuge und Busse. Da Personenkraftwagen ca. 81 % des Fahrzeugbestands darstellen, wird diese Zielquote auf ca. 1,1 Millionen gesenkt. 72 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Szenarioberechnungen Der Endenergieverbrauch liegt in 2050 bei ca. 1.708 PJ. Die Reduktion liegt somit bei ca. –34 % gegenüber dem Jahr 2005. Die CO2 -Emissionen betragen im Jahr 2050 rund 101 Millionen Tonnen (Rückgang von ca. 46 % gegenüber 2014) und entsprechen damit nahezu den Emissionen im Szenario der verzögerten Marktdurchdringung der alternativen Antriebstechnologien. Nur im Szenario „Pessimistische Marktperspektiven für alternative Antriebstechnologien“ sind die CO2 -Emissionen um ca. +3 Millionen Tonnen höher. Gegenüber Elektro- und Hybridfahrzeugen ist Erdgas im Hinblick auf CO2 -Emissionen aber im Nachteil. Die diskontierten Gesamtausgaben betragen 1.824 Milliarden Euro. 6 Pessimistische Marktperspektiven für alternative Antriebs technologien Annahmen: •Der ausschließlich mit Diesel und Ottok raftstoff betriebene Pkw-Bestand macht bis zum Jahr 2040 noch knapp 65 % aus Das Szenario untersucht die Auswirkungen, falls die alternativen Antriebs technologien über einen längeren Zeitraum z. B. nicht konkurrenzfähig gegenüber den klassischen Antriebstechnologien sind oder auf eine geringe Kundenakzeptanz stoßen. Beschreibung und Ergebnisse: Der Endenergieverbrauch im Jahr 2050 beträgt im Verkehrssektor ca. 1.723 PJ. Dies entspricht einer Reduktion von ungefähr 33 % gegenüber 2005. Die CO2 -Emissionen liegen mit 104 Millionen Tonnen im Jahr 2050, was den höchsten Wert aller Szenarien, aber gegenüber 2014 eine Reduktion um 44 % darstellt. Die auf 2014 diskontierten Gesamtausgaben betragen 1.758 Milliarden Euro und sind damit die niedrigsten aller Szenarien. Benzin und Diesel sind auch noch 2050 die dominierenden Antriebstechnologien. Abb. 53Anteil der Antriebstechnologien am Pkw-Bestand (Status-quo-Szenario) in % 8 30 36 19 44 48 45 68 2014 62 2020 Benzin Hybrid Diesel Wasserstoffantrieb Flüssiggas Elektrofahrzeuge 52 2030 42 2040 31 2050 Erdgas Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 73 Szenarioberechnungen 7 S teigerung der Effizienz von Lastkraftwagen im Güterverkehr Analyse der Auswirkungen von Effizienzsteigerungen bei Lkw Annahmen: •Steigerung der Energieeffizienz von Lkw und Leichtnutzfahrzeugen (LNF) um 36 % (23 % im Referenzszenario) sowie bei Sattelzugmaschinen um 28 % (19 % im Referenzszenario) bis 2030 gegenüber 201493 (Anmerkung: vereinfacht werden LNF und Sattelzugmaschinen und dem Begriff Lkw subsumiert) •Die Neuzulassungen von ca. 250.000 p. a. Lkw und LNF sowie ca. 30.000 p. a. Sattelzugmaschinen entsprechen dem Referenzszenario Der Güterverkehr hat in dem letzten Jahrzehnt deutlich zugenommen. Nahezu dreiviertel der gesamten Transportleistung entfiel auf die Straße. Die größte Beförderungsleistung im Güterverkehr wird durch Lkw erbracht. Unter der Annahme, dass die Verkehrsleistung kontinuierlich bis 2050 auf ca. 913 Milliarden tkm steigen wird, soll in diesem Szenario die Auswirkung einer Steigerung der Effizienz bzw. eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs bei Lkw, Leichtnutzen fahrzeuge und Sattelzugmaschinen untersucht werden. Die Einsparungen werden durch ein Bündel an Maßnahmen, wie z. B. Hybridisierung, Verbesserung der Aerodynamik, energiesparende Fahrweise und Verbesserung des Motors sowie Getriebe, erreicht. Beschreibung und Ergebnisse: Durch die höhere Effizienz der Lkw beträgt der Endenergieverbrauch im Güter verkehr ca. 648 PJ im Jahr 2050. Dies entspricht gegenüber dem Referenzszenario einer Reduktion um fast –13 %. Der gesamte Endenergieverbrauch beträgt bei diesem Szenario ca. 1.564 PJ, was gegenüber 2005 einen Rückgang um rund 40 % darstellt. Damit werden die Ziele der Bundesregierung in diesem Szenario gerade so erfüllt. Die CO2 -Emissionen betragen rund 94 Millionen Tonnen, was gegenüber 2014 einen Rückgang von nahezu 50 % bedeutet. Was schließlich die Kosten betrifft, haben wir für das Lkw-Effizienzszenario aus Gründen einer ansonsten zu hohen Komplexität keine vom Referenzszenario abweichende Kostenermittlung vorgenommen. 93 S hell (2010) Lkw-Studie, S. 57. Szenario „Alternativ“. 74 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Szenarioberechnungen 8 Zusammenfassung und Vergleich der Szenarien Die folgende Grafik zeigt den Prognosekorridor unserer Szenarien beim Endenergieverbrauch im Überblick: Abb. 54 Endenergieverbrauch der unterschiedlichen Szenarien im Verkehrsbereich Energieverbrauch in PJ 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 0 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050 Personenverkehr Bahn und Fernverkehr Personenverkehr – ÖPNV Personenverkehr – Flugverkehr motorisierter Individualverkehr (Zweiräder) Güterverkehr – Bahn Güterverkehr – Schiff Güterverkehr – Flugzeug Güterverkehr – Lkw und LNF (ohne Effizienzverbesserung) Vorteil durch Lkw-Effizienzsteigerung Min-Max-Korridore in den Pkw-Szenarien Das günstigste Pkw-Szenario der Grafik stellt das Elektromobilitätsszenario mit einem Endenergieverbrauch von 1.544 PJ (davon Pkw-Verkehr mit 458 PJ) und das schlechteste Szenario das Status-quo-Szenario mit einem Endenergieverbrauch von 1.723 PJ (davon Pkw-Verkehr mit 640 PJ) im Jahre 2050 dar. Der Prognosekorridor bewegt sich innerhalb einer Bandbreite von 179 PJ, d. h. ausgehend vom niedrigsten Wert liegen die Werte der Szenarien in einem Korridor bis zu einem maximalen Unterschied von rund 11,5 %. Lediglich auf den Pkw-Verkehr bezogen (siehe Fläche zwischen dem Min-Max-Korridor der Pkw-Szenarien und der Linie zum Güterverkehr Lkw ohne Effizienzverbesserung) beträgt der Unterschied der Szenarien sogar 39 %.94 Lediglich auf den Pkw-Verkehr bezogen beträgt 2050 der Unterschied der Szenarien beim Endenergieverbrauch 39 %. Die Unterschiede zwischen den Szenarien beziehen sich dabei mit einer Ausnahme auf den Endenergieverbrauch des Pkw-Verkehrs. Lediglich in einem Szenario wird ergänzend aufgezeigt, wie sich ein Lkw-Effizienz-Szenario zusätzlich positiv auswirken kann. Ansonsten wird der Endenergieverbrauch der übrigen Verkehrs träger im Personenverkehr und Güterverkehr nicht variiert, sondern bleibt in allen Szenarien gleich. Kombiniert man darüber hinaus das Elektromobilitätsszenario mit dem LkwEffizienzszenario ergibt sich ein zusätzlicher Vorteil im Jahre 2050 von 94 PJ aufgrund eines geringeren Endenergieverbrauchs der Lkw (ersichtlich an der Line „Vorteil durch Lkw-Effizienzsteigerung). Der hieraus resultierende Endenergie verbrauch liegt dann um 273 PJ niedriger als beim schlechtesten Szenario, d. h. der Unterschied – bezogen auf den gesamten Endenergieverbrauch aller Verkehrsträger – beträgt dann rund 19 %. 94 Der Unterschiedsbetrag von 179 PJ bezogen auf der niedrigeren Endenergieverbrauch von 458 PJ. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 75 Szenarioberechnungen Nur im Elektromobilitäts-, Hybrid- und Lkw-Szenario wird das Einsparziel der Bundesregierung für 2050 erreicht. Das Ziel der Bundesregierung einer Reduzierung des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor von mindestens 40 % bis zum Jahre 2050 im Vergleich zu 2005 (2.586 PJ)95 wird nur im Elektromobilitäts-Szenario und Lkw-Effizienzszenario erreicht, dabei im kombinierten Szenario aber sogar übertroffen. Das HybridSzenario befindet sich nahe dem Zielwert (39 %). Alle übrigen Szenarien verfehlen das Reduktionsziel. Aus dem Endenergieverbrauch der einzelnen Szenarien sowie der Zusammen setzung der Energieträger mit ihren unterschiedlichen CO2 -Emissionsfaktoren ergibt sich schließlich bei der CO2 -Belastung der einzelnen Szenarien folgender Prognosekorridor: CO2 -Emissionen des Verkehrssektors in Mio. Tonnen Abb. 55 CO2 -Emissionen der unterschiedlichen Szenarien im Verkehrsbereich 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050 Personenverkehr Bahn und Fernverkehr Personenverkehr – ÖPNV Personenverkehr – Flugverkehr motorisierter Individualverkehr (Zweiräder) Güterverkehr – Bahn Bei den CO2 -Emissionen beträgt der nur auf Pkw bezogene Unterschied 2050 zwischen den einzelnen Szenarien 43 %. Güterverkehr – Schiff Güterverkehr – Flugzeug Güterverkehr – Lkw und LNF (ohne Effizienzverbesserung) Vorteil durch Lkw-Effizienzsteigerung Min-Max-Korridore in den Pkw-Szenarien Während aus dem Elektromobilitäts-Szenario 2050 eine CO2 -Belastung von 92 Millionen Tonnen (davon Pkw-Verkehr mit 28 Millionen Tonnen) resultiert, liegt diese beim Status-quo-Szenario bei rund 104 Millionen Tonnen (davon Pkw-Verkehr mit 40 Millionen Tonnen), was einen prozentualen Unterschied von 13 % ausmacht. Lediglich auf den Pkw-Verkehr bezogen beträgt der Unterschied der Szenarien sogar 43 %. 95 B MVi (2014), Taschenbuch Verkehr in Zahlen, S. 298. 76 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Szenarioberechnungen Die Unterschiede zwischen den Szenarien beziehen sich analog zum Endenergie verbrauch auch hier mit Ausnahme des Lkw-Effizienzszenarios auf die CO2 Belastung des Pkw-Verkehrs. Kombiniert man wiederum das Elektromobilitäts-Szenario mit dem Lkw-Effizienz szenario, ergibt sich in diesem Fall für 2050 ein zusätzlicher Vorteil von 6 Millionen Tonnen. Die hieraus resultierende CO2 -Belastung liegt dann um 18 PJ niedriger als beim schlechtesten Szenario, d. h. der Unterschied beträgt dann – bezogen auf die gesamte CO2 - Belastung aller Energieträger – rund 21 %. Das Elektromobilitäts-Szenario als günstigstes Szenario führt nach unserer Berechnungsmethode bis 2050 unter Einschluss von Stromanwendungen und des Flugverkehrs zu einer Reduktion der CO2 -Emissionen von rund 50 % gegenüber 2014 und kombiniert mit dem Lkw-Effizienzszenario von rund 54 %. Das HybridSzenario führt mit 49 % Reduktion gegenüber 2014 zu einem vergleichbaren Ergebnis wie das Elektromobilitäts-Szenario. Dabei wurde zur Berechnung der CO2 -Emissionen aus der Wasserstofferzeugung der durchschnittliche Strommix im Zeitverlauf aus der von uns veröffentlichten Kurzstudie Strom angesetzt, was sich insbesondere bei dem wasserstoffintensiven Hybrid-Szenario negativ auswirkt. Würde man demgegenüber einen CO2 -neutralen Stromverbrauch bei der Wasserstofferzeugung unterstellen, würden sich die CO2 -Emissionen im HybridSzenario um weitere 1,5 Millionen Tonnen reduzieren.96 Dies würde im Hinblick auf den CO2 -Ausstoß nahezu zu einer Parität mit dem Elektromobilitätsszenario führen. Das kombinierte Elektro mobilitäts- und LkwEffizienzszenario führt zu einer Senkung der CO2 Belastung von 2014–2050 von rund 54 % … Wird zudem berücksichtigt, dass nach den Berechnungen des UBA im Vorzeitraum von 1990–2014 ein Rückgang der CO2 -Emissionen von „nur“ 5,5 % erreicht wurde, dann verdeutlichen diese Zahlen, dass das für den gesamten Energiebereich angestrebte Ziel der Bundesregierung einer CO2 -Reduzierung um 80–95 % bis 2050 zumindest bezogen auf den Beitrag des Verkehrssektors selbst in den emissionsärmsten Szenarien deutlich verfehlt werden dürfte (vergleiche zu den diesbezüglichen Entwicklungen des Strom- und Wärmebereichs auch die entsprechenden hierzu kürzlich veröffentlichten PwC-Studien). … dennoch dürften die CO2 Ziele der Bundesregierung für den Verkehrsbereich bis 2050 deutlich verfehlt werden. Um die einzelnen Szenarien besser miteinander vergleichen zu können, stellt folgende Grafik die Unterschiede bei den kumulierten CO2 -Emissionen sowie die Gesamtkosten (Investitionskosten neuer Pkw und Kraftstoffkosten für den Zeitraum 2014–2050)97 gegenüber: 96 97 Dies wäre aber nur insoweit gerechtfertigt, als für die Elektrolyse tatsächlich Überschussstrom aus erneuerbaren Energien verwendet werden würde, der ansonsten ggf. ab geregelt werden müsste. Die mit 4 % auf den Barwert abdiskontierten Gesamtkosten des Referenzszenarios betrugen dabei 1.815 Milliarden Euro Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 77 Szenarioberechnungen Abb. 56Kumulierte Gesamtkosten und CO2 -Emissionen der unterschiedlichen Szenarien im Verkehrsbereich1 200 150 110 100 50 63 75 0 0 28 9 –50 –100 40 –20 –80 –57 –160 –142 Elektro mobilitäts Szenario LkwEffizienzSzenario2 –150 –200 Status-quoSzenario ErdgasSzenario verzögertes Markt- Szenario Hybrid Szenario kumulierte CO2 -Emissionen Differenz in Mio. Tonnen kumulierte Differenzen, Barwert bei 4 % in Mrd. Euro 1 2 ie hier dargestellten Kosten enthalten nur die Kosten aus der Entwicklung des PkwD Bestands. Keine zum Referenzszenario abweichenden Annahmen bei den Gesamtausgaben des Lkw-Effizienz-Szenarios. Entwicklung der CO2 Emissionen und der Gesamt kosten korrelieren negativ miteinander. Aus der Grafik lässt sich erkennen, dass die Entwicklung der CO2 -Emissionen und der Gesamtkosten bei allen Szenarien mit Ausnahme des Erdgas-Szenarios negativ miteinander korrelieren, d. h. die Szenarien mit niedrigeren CO2 -Emissionen sind mit höheren Kosten verbunden und umgekehrt. Definition realitätsnaher Szenarien Mit Blick auf die Größenordnung der quantitativen Unterschiede zwischen den Szenarien ist zu beachten, dass wir ausgehend von dem aus unserer Sicht wahrscheinlichen Referenzszenario auch bei den übrigen Szenarien Entwicklungen angenommen haben, die wir für praktikabel umsetzbar halten (einzig das Ziel von 1 Million reinen Elektrofahrzeugen bis zum Jahre 2020 erscheint aus heutiger Sicht sehr ambitioniert). Darüber hinaus haben wir berücksichtigt, dass die Einführung alternativer Antriebstechnologien erst allmählich erfolgt. Insofern stellen sich auch die graduellen Unterschiede zwischen den einzelnen Szenarien nicht als Extreme dar, aber sie zeigen aus unserer Sicht die Tendenzen auf, die mit den einzelnen Entwicklungspfaden verbunden wären. 78 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Szenarioberechnungen Bei einer Analyse der Einzelergebnisse nehmen wir Bezug auf den von uns in der Berechnung zugrunde gelegten spezifischen Verbrauch der in den einzelnen Szenarien verwendeten Antriebstechnologien sowie den CO2 -Emissionen der eingesetzten Energieträger: Tab. 3 Spezifische CO2 -Emissionen nach Kraftstoff spezifischer Verbrauch (2050) in MJ/Pkm1 Emissions faktor (ohne Bioanteil) in g/MJ Bioanteil (2050) spezifische CO2 Emissionen (mit Bioanteil) in g/Pkm Benziner 0,88 73,4 12 % 56,84 Diesel 0,76 73,2 12 % 48,96 Energieträger Erdgas 0,88 56,2 49,46 Hybrid (Plug-In)2 0,45 63,33 28,5 Strom 0,18 62,00 11,16 Benzin 0,27 73,4 Wasserstoff 3 0,97 62,00 Wasserstoff 4 0,97 0 0 Elektrofahrzeuge (BEV) 0,31 62,00 19,22 1 2 3 4 12 % 17,44 60,09 ersonenkilometer (Pkm) sind ein Maß für die Verkehrsleistung im Personenverkehr. P Demgegenüber werden Tonnenkilometer (tkm) als ein Maß für die Verkehrsleistung im Güterverkehr verwendet. Mengengewichtetes Ergebnis nach spezifischem Verbrauch. Spezifischer Stromverbrauch unter Berücksichtigung eines Elektrolysewirkungsgrades von 65 %. Anwendung des durchschnittlichen Emissionsfaktors für Strom in 2050 als Berechnungsgrundlage unseres Verkehrsmodells. Unter der Annahme, dass vollständig Überschussstrom aus erneuerbaren Energien für die Elektrolyse eingesetzt werden kann, was aber nicht Grundlage unserer Berechnung ist. Die Tabelle zeigt den spezifischen Verbrauch im Jahre 2050, wobei sich dieser bei allen Antriebstechnologien im Zeitverlauf deutlich verbessert, wie folgende Grafik verdeutlicht. Abb. 57Spezifische Verbrauchswerte verschiedener Antriebstechnologien bei Neufahrzeugen im Zeitverlauf 1,2 1,0 MJ/Pkm 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 2014 2018 Benzin 2022 Diesel 2026 2030 2034 Hybrid Plug-In 2038 2042 2046 2050 Elektrofahrzeuge Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 79 Szenarioberechnungen Der Einsatz zunehmend verbrauchsarmer Antriebe wirkt sich erst allmählich deutlich aus. Dabei liegen in unserer Modellrechnung die durchschnittlichen Verbräuche für Pkw des gesamten Bestands in den Anfangsjahren ab 2014 noch deutlich über denjenigen der Neuzulassungen (vgl. Abbildung 45). Dies bedeutet, dass sich der Einsatz zunehmend verbrauchsarmer Antriebe erst allmählich deutlicher auswirkt. Bis zum Jahre 2050 gelingt es dann, aus heutiger Sicht bestehende Einsparpotenziale für den gesamten Bestand zu einem großen Teil umzusetzen. Der CO2 -Emmissionsfaktor für Strom verbessert sich im Zeitverlauf erheblich. Die spezifischen CO2 -Emissionsfaktoren bleiben bei den Primärenergieträgern als physikalische Größe im Zeitverlauf konstant. Allerdings gehen wir davon aus, dass sich bei Benzin und Dieselkraftstoff der hinzugefügte Anteil von Biokraftstoff bis 2020 auf 12 % erhöht, bevor er auf diesem Level stagniert – für diesen Energieträger beträgt der CO2 -Emissionsfaktor annahmegemäß null. Außerdem verbessert sich der CO2 -Emissionsfaktor für den Einsatz von Strom insbesondere durch den von der Bundesregierung anvisierten Anstieg des Anteils von Strom aus erneuerbaren Energien erheblich. Basierend auf dem Referenzszenario der PwC Kurzstudie Strom gehen wir davon aus, dass die CO2 -Emissionsfaktoren der strombasierten Technologien um über die Hälfte zurückgehen. Angenommener Bioanteil von 12 % an 2020 begünstigt Benzin- und Dieselfahrzeuge gegenüber Erdgasfahrzeugen. Im Ergebnis bedeutet dies, dass nach heutigem Erkenntnisstand die CO2 -Belastung bei Elektrofahrzeugen im Zeitverlauf kontinuierlich sinkt und im Jahre 2050 mit Abstand am günstigsten sein wird (s. Tabelle 3). Je nach Verbrauchsanteil zwischen Benzin bzw. Diesel und Strom stellen sich Hybridfahrzeuge als vorteilhaft dar. Was die CO2 -Belastung von Erdgasautos betrifft, wäre diese gegenüber Benzin und Dieselk raftstoff niedriger. Berücksichtigt man aber einen relativ hohen Bio kraftstoffanteil von 12 %, den unser Berechnungsmodel ab 2020 annimmt, werden die Einsparungen von Erdgasautos gegenüber neuen Dieselmotoren mit entsprechender Biok raftstoffbeimischung nivelliert. Allerdings wäre in der Zukunft auch eine Bioerdgasquote grundsätzlich möglich, was Erdgasautos gegenüber Benzin- und Dieselfahrzeugen erheblich begünstigen würde. Hohe Markteintrittskosten für die Elektromobilität, die mit zunehmender Markt durchdringung erheblich sinken würden. Die Unterschiede bei den Kosten werden insbesondere durch die deutlich höher angenommenen Investitionskosten von Elektrofahrzeugen sowie – wenngleich in geringerem Umfang – von Hybridfahrzeugen gegenüber den konventionellen Antriebstechnologien vor allem in der Anfangsphase ihrer Entwicklung verursacht. Zudem liegen aber auch die Wartungskosten bei diesen Fahrzeugen erst einmal signifikant höher. Dagegen wirken sich die Vorteile bei den Kraftstoffkosten anfangs relativ gering aus. Allerdings geht unser Berechnungsmodell davon aus, dass die Kosten von Elektrofahrzeugen mit zunehmender Marktdurchdringung relativ zu anderen Energieträgern im Zeitverlauf erheblich sinken, so dass ein Teil dieser Kosten Markteintrittskosten darstellen. Diese positiven Effekte fallen aber in einer Barwertbetrachtung, bei dem die Zahlungsströme der einzelnen Perioden auf den Gegenwartswert diskontiert werden, in späteren Perioden relativ gesehen nicht mehr so stark ins Gewicht. Nicht berücksichtigt in den Kosten ist im Übrigen der Aufbau einer Infrastruktur für Elektrofahrzeuge, z. B. flächendeckende Lade stationen. 80 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Szenarioberechnungen Betrachtet man die einzelnen Szenarien, lassen sich folgende zusammenfassende Anmerkungen feststellen: Im Status-Quo-Szenario (Pessimistische Marktperspektiven für alternative Antriebstechnologien) steigen die CO2 -Emissionen im Vergleich zum Referenz szenario (kumulierte CO2 -Belastung von 5.279 Millionen Tonnen von 2014–2050) um ca. 75 Millionen Tonnen. Dies ist insbesondere auf die starke Dominanz konventioneller Kraftstoffe und Motorentechniken wie Otto- und Diesel-Pkw zurückzuführen. Im Vergleich zum Referenzszenario werden 2050 nur ca. halb so viele Hybrid- und Elektrofahrzeuge zugelassen sein. Der Bestand an Diesel motoren ist hingegen um ca. 35 % und der Bestand der reinen Benzinmotoren fast doppelt so hoch wie im Referenzszenario. Trotz der Ausgereiftheit und vergleichsweise höheren Effizienz der reinen Verbrennungsmotoren als heutzutage, werden energieträgerbedingt hohe CO2 -Emissionen erwartet. Die weitentwickelte Marktreife führt allerdings ebenfalls zu den geringsten Gesamtkosten im PkwBestand. Im Erdgasszenario wird in Summe ein um 40 Millionen Tonnen höherer CO2 Ausstoß als im Referenzszenario prognostiziert. Wie bereits zuvor erläutert, weisen Diesel-Pkw im direkten Vergleich aufgrund einer höheren Biok raftstoffquote 2050 einen geringfügig besseren spezifischen Emissionswert auf als Erdgas-Pkw. Dem CO2 -Vorteil gegenüber Benzinmotoren steht gleichzeitig eine erhebliche Verdrängung vergleichsweise umweltfreundlicherer Elektro- und Hybridmotoren gegenüber, die im Erdgas-Szenario eine deutlich geringere Bedeutung haben. In Summe führt dies zu insgesamt etwas höheren CO2 -Emissionen gegenüber dem Referenzszenario bei gleichzeitig leicht höheren Kosten. Allerdings würde dieses Szenario von den CO2 -Emissionen her im Vergleich zum Referenzszenario ohne die angenommene hohe Biok raftstoffquote besser ausfallen. In Bezug auf die CO2 -Emissionen von Erdgas muss außerdem erwähnt werden, dass auch eine Bioerdgasquote in Zukunft möglich wäre, diese jedoch im Rahmen dieser Studie nicht näher diskutiert wurde. Trotz höherer Effizienz der klassischen Verbrennungs motoren führt das Status-quoSzenario zu vergleichsweise höheren CO2 -Emmissionen. Das Erdgasszenario ist ohne Bioerdgasquote benachteiligt. Im verzögerten Marktszenario ist der kumulierte CO2 -Ausstoß gegenüber dem Referenzszenario noch um 28 Millionen Tonnen leicht erhöht. Der Grund hierfür liegt darin, dass eine Marktpenetration von Elektro- und Hybridfahrzeugen nur verzögert erfolgt. Demgegenüber lassen sich nach unseren Berechnungen über eine breite Einführung von Elektrofahrzeugen im Verhältnis zum Referenzszenario bis 2050 kumuliert 170 Millionen Tonnen CO2 -Emissionen einsparen. Im Elektromobilitätsszenario steigt der Anteil von reinen Elektrofahrzeugen auf 39 % und der Anteil von Hybridfahrzeugen auf 26 % an. Der Anstieg der Elektroautos geht mit einem Rückgang konventioneller Antriebstechnologien auf 32 % einher. Dabei wirken sich die Vorteile der Elektromobilität aber erst im Zeitverlauf mit der Umsetzung der Energiewende im Strombereich deutlich aus. Daher gibt es bei diesem Szenario eine starke Wechselwirkung der Energiewende im Strom- und Verkehrsbereich. Das Hybridszenario geht davon aus, dass sich aufgrund einer begrenzten Reichweite von reinen Elektroautos im Markt eher eine Kombinationslösung durchsetzen wird. Hybridautos weisen 2050 einen Anteil von 47 % und reine Elektroautos einen Anteil von 13 % auf. Bei den von uns dargestellten Annahmen ergibt sich gegenüber dem Referenzszenario eine Vorteilhaftigkeit von kumuliert 80 Millionen Tonnen CO2 Emissionen bis 2050. Schließlich verdeutlicht das Lkw-Effizienzszenario auch die erhebliche Bedeutung von Effizienzmaßnahmen bei Fahrzeugen des Straßengüterverkehrs für CO2 Einsparungen. Um die Komplexität zu reduzieren, haben wir bei diesem Szenario keine gegenüber dem Referenzszenario abweichenden Gesamtkosten ermittelt. Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 81 Szenarioberechnungen 9 Fazit aus den Szenarioberechnungen Die Ergebnisse unserer Berechnungen legen nahe, dass auf mittlere bis lange Sicht die CO2 -Emissionen am effektivsten durch einen zunehmenden Einsatz von Elektro fahrzeugen gesenkt werden können – auch wenn das Ziel einer Absenkung der gesamten CO2 -Emissionen um 80–95 % bis 2050 gegenüber 1990 bezogen auf den Verkehrsbereich auch bei diesem Szenario deutlich verfehlt wird. Zur Annäherung an die CO2 Ziele der Bundesregierung wäre eine schnellere Elektrifizierung des Straßen verkehrs und eine noch deutlichere Reduzierung der CO2 -Emissionen im Strom bereich notwendig. Für eine Annäherung der Entwicklung an die Ziele der Bundesregierung wären eine noch schnellere Elektrifizierung des Straßenverkehrs sowie eine noch deutlichere Reduzierung der CO2 -Emissionen im Strombereich notwendig. Dies verdeutlicht, dass es einer Verknüpfung der verschiedenen Anwendungsbereiche bedarf, um die Energiewende erfolgreich umzusetzen. Die Erfüllung der zweiten Bedingung würde einen noch stärkeren Ausbau der erneuerbaren Energien, wie er bereits im EEG 2014 angelegt ist, sowie eine CO2 -optimierte Bereitstellung der gesicherten Leistung erfordern. Allerdings sind bei einer Gleichgewichtigkeit der drei Kriterien des energiepolitischen Zieldreiecks neben der Umweltverträglichkeit auch die Versorgungssicherheit und die Wirtschaftlichkeit zusätzlicher Maßnahmen zu berücksichtigen Für eine erfolgreiche Energiewende ist aber ein Optimum zwischen Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit zu finden. Bei erhöhten Markteintrittskosten der Elektromobilität als relativ neue Technologie gilt es – wie für andere Bereiche im Rahmen der Energiewende – für den weiteren Entwicklungspfad ein Optimum zwischen Umweltverträglichkeit und Wirtschaft lichkeit der Technologie zu finden, zumal der Vorteil von Elektrofahrzeugen erst im Zeitverlauf aufgrund der zu erwartenden deutlichen Absenkung der CO2 Emissionsfaktoren voll zutage tritt. Vor diesem Hintergrund erscheint es nachvollziehbar, dass sich die Ausdehnung dieser Technologie erst allmählich vollzieht. Wichtig dabei ist aber, dass in den nächsten Jahren eine kritische Masse erreicht wird, um bei einer größeren Markt penetration und Produktreife auch Degressionseffekte erreichen zu können und um sicherzustellen, dass sich die Technologie dann auch weiterentwickelt. Nach einer positiven Entwicklungsphase könnten sich auch zunehmend wirtschaftliche Vorteile der Technologie zeigen. Reine Elektrofahrzeuge konnten sich bisher noch nicht in größerem Umfang durchsetzen … Allerdings erscheinen die bisherigen Zahlen der gemeldeten reinen Elektro fahrzeuge von 18.948 Anfang 2015 angesichts des Ziels der Bundesregierung von 1 Million Elektrofahrzeugen bis 2020 ernüchternd. Insofern gehen wir davon aus, dass das hier skizzierte Elektromobilitäts-Szenario aller Voraussicht nach nicht eintreten wird. Dafür wären auch deutliche höhere Investitionen in die Infrastruktur und die staatliche Förderung von Elektrofahrzeugen notwendig. 82 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Szenarioberechnungen Realistischer erscheint es hingegen, dass sich eine Hybridlösung als Kombination von Elektrofahrzeug und Verbrennungsmotor zumindest schneller durchsetzt. Dafür sprechen auch bis Anfang 2015 immerhin 85.575 gemeldete Hybridautos. Bei dieser Technologie wird auch das Problem einer unzureichenden Reichweite von Batterien entschärft. Die Vorteilhaftigkeit einer Hybridlösung hängt aber dann entscheidend vom Energieträgermix Strom/Benzin bzw. Dieselkraftstoff ab. …, so dass eine Hybridlösung derzeit leichter umsetzbar erscheint. Bei konventionellen Kraftstoffen sind in den letzten Jahren Verbrennungsmotoren zunehmend sparsamer geworden, wobei sich dieser Trend fortsetzt. Dennoch bleiben sie von der CO2 -Belastung her langfristig gesehen deutlich hinter den dargestellten alternativen Kraftstoffen zurück. Zu einer Verbesserung der CO2 Bilanz könnte ein steigender Biok raftstoffanteil führen. Auch beim an sich emissionsärmeren Erdgasauto würde der Einsatz von Biogas, der bisher noch nicht in nennenswertem Ausmaß stattfindet, zu einer Verminderung der CO2 -Belastung führen. Allerdings sind dem Einsatz von Biok raftstoffen und Biogas auch aufgrund knapper natürlicher Ressourcen (Stichwort Nahrungsmittelkonkurrenz) Grenzen gesetzt. Schließlich sind im Hinblick auf eine Absenkung der CO2 -Emissionen des Straßen verkehrs auch Entwicklungen zur Steigerung der Effizienz sowie zum Einsatz emissionsärmer Energieträger bei Lkw im Güterverkehr im Blick zu halten. Zukünftige Entwicklung bei Lkw ebenfalls von Bedeutung Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 83 Anlage Anlage Tab. 4 Übersicht Annahmen Referenzszenario Starke Markt durchdringung von Hybridfahrzeugen und alt. Kraftstoffen Benziner 5.759 Mio. 2.950 Mio. Diesel Pkw-Bestand nach Antrieb in 2050 12.747 Mio. 8.940 Mio. Flüssiggas 221 Mio. 248 Mio. Erdgas 888 Mio. 583 Mio. Hybrid 15.541 Mio. 18.253 Mio. Wasserstoff 1.309 Mio. 2.497 Mio. Elektrofahrzeuge (BEV) 2.182 Mio. 5.177 Mio. durchschnittliche Verbrauchsreduktion ggü. 2014 (für ein Fahrzeug des Bestands) Pkw 53 % 58 % Endenergieverbrauch Endenergieverbrauch in 2050 1.664 PJ 1.586 PJ Endenergieverbrauch des Personenverkehrs in 2050 920 PJ 842 PJ Endenergieverbrauch des Güter verkehrs in 2050 744 PJ 744 PJ rd. 100 Mio. t rd. 95 Mio. t 2.184 Mrd. € 2.225 Mrd. € 833 Mrd. € 821 Mrd. € 1.815 Mrd. € 1.878 Mrd. € –36 –39 CO2 -Emissionen CO2 -Emissionen in 2050 Strommix gem. Strommodell kumulierte Ausgaben Pkw 2014 bis 2050 Ausgaben der ab 2014 neu zugelassenen Pkw (2014 bis 2050) Ausgaben des Kraftstoffausgaben Bestands (2014 bis 2050) Auf 2014 diskontierte Gesamt ausgaben (2014 bis 2050) Reduktion des EEV ggü. 2050 84 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr Anlage Verzögerte Markt durchdringung der alt. Antriebstechnologien Zielerreichung von 1 Mio. Elektrofahrzeuge im Jahr 2020 LkwEffizientszenario Zielerreichung von 1,1 Mio. PkwCNG-Fahrzeuge im Jahr 2020 Pessimistische Markt perspektive für alternative Antriebs technologien 7.061 Mio. 3.823 Mio. 5.759 Mio. 4.689 Mio. 11.987 Mio. 14.501 Mio. 8.332 Mio. 12.747 Mio. 10.344 Mio. 17.213 Mio. 210 Mio. 142 Mio. 221 Mio. 178 Mio. 199 Mio. 799 Mio. 567 Mio. 888 Mio. 8.131 Mio. 583 Mio. 13.487 Mio. 9.876 Mio. 15.541 Mio. 12.505 Mio. 7.356 Mio. 656 Mio. 810 Mio. 1.309 Mio. 1.043 Mio. 185 Mio. 1.932 Mio. 15.097 Mio. 2.182 Mio. 1.757 Mio. 1.123 Mio. 52 % 62 % 53 % 51 % 50 % 1.682 PJ 1.544 PJ 1.570 PJ 1.708 PJ 1.723 PJ 938 PJ 800 PJ 920 PJ 964 PJ 979 PJ 744 PJ 744 PJ 650 PJ 744 PJ 744 PJ rd. 101 Mio. t rd. 92 Mio. t rd. 94 Mio. t rd. 102 Mio. t rd. 104 Mio. t 2.167 Mrd. € 2.187 Mrd. € 2.184 Mrd. € 2.234 Mrd. € 2.179 Mrd. € 840 Mrd. € 818 Mrd. € 833 Mrd. € 831 Mrd. € 851 Mrd. € 1.795 Mrd. € 1.925 Mrd. € 1.815 Mrd. € 1.824 Mrd. € 1.758 Mrd. € –35 –40 –39 –34 –33 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr 85 Ihre Ansprechpartner Ihre Ansprechpartner Dr. Norbert Schwieters Tel.: +49 211 981-2153 [email protected] Dr. Volker Breisig Tel.: +49 211 981-4428 [email protected] Dr. Georg Teichmann Tel.: +49 69 9585-5517 [email protected] Dr. Peter Claudy Tel.: +49 40 6378-1455 [email protected] Philipp Kohlmorgen Tel.: +49 211 981-2208 [email protected] Über PwC Unsere Mandanten stehen tagtäglich vor vielfältigen Aufgaben, möchten neue Ideen umsetzen und suchen Rat. Sie erwarten, dass wir sie ganzheitlich betreuen und praxisorientierte Lösungen mit größtmöglichem Nutzen entwickeln. Deshalb setzen wir für jeden Mandanten, ob Global Player, Familienunternehmen oder kommunaler Träger, unser gesamtes Potenzial ein: Erfahrung, Branchenkenntnis, Fachwissen, Qualitätsanspruch, Innovationskraft und die Ressourcen unseres Expertennetzwerks in 157 Ländern. Besonders wichtig ist uns die vertrauensvolle Zusammenarbeit mit unseren Mandanten, denn je besser wir sie kennen und verstehen, umso gezielter können wir sie unterstützen. PwC. 9.400 engagierte Menschen an 29 Standorten. 1,55 Mrd. Euro Gesamtleistung. Führende Wirtschaftsprüfungs- und Beratungsgesellschaft in Deutschland. 86 Energiewende-Outlook: Kurzstudie Verkehr www.pwc.de
© Copyright 2024 ExpyDoc
