Fortschritte im Automobilbau
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Abstrakt

Ermittlung der optimalen Pkw-Flottenumstellung zur Minderung der kumulierten Lebenszyklus-Treibhausgasemissionen bis 2050

Benjamin Blat Belmonte

Wir präsentieren ein Optimierungsmodell für die Umstellung der Pkw-Flotte – die zeitabhängige Flottenzusammensetzung – in Deutschland bis 2050. Ziel war es, die kumulierten Treibhausgasemissionen (THG) der Fahrzeugflotte unter Berücksichtigung von Daten aus der Lebenszyklusanalyse (LCA) zu minimieren. LCAs liefern Informationen zum Treibhauspotenzial (GWP) verschiedener Antriebskonzepte. Zur Unterstützung des Modells werden Metaanalysen von Batterien, verschiedenen Kraftstoffarten und des deutschen Energiesektors durchgeführt. Darüber hinaus wird eine Sensitivitätsanalyse für vier wichtige Einflussparameter durchgeführt: den Trend der Batterieproduktionsemissionen, den Trend des deutschen Energiesektors, den Trend des Wasserstoffproduktionspfads und den Trend des Mobilitätssektors. Insgesamt kommen wir zu dem Schluss, dass zukünftige Fahrzeuge – in jedem Szenario – eine Plug-in-Option haben sollten, die ihre Nutzung als voll- oder teilweise elektrische Fahrzeuge ermöglicht. Für Kurzstreckenfahrten sind batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs) mit kleiner Batteriegröße während der gesamten Umstellung die sinnvollste Wahl. Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEVs), die mit komprimiertem Erdgas (CNG) betrieben werden, erweisen sich als vielversprechende Lösung mit großer Reichweite. Ab 2040 weisen langstreckenfähige BEVs und Brennstoffzellen-Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (FCPHEVs) ähnliche Lebenszyklus-Emissionen auf wie PHEV-CNG.  Während der Klimakonferenz der Vereinten Nationen in Paris im Jahr 2015 einigte sich die Weltgemeinschaft auf das Ziel, den globalen Temperaturanstieg auf idealerweise 1,5 °C gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter zu begrenzen. Demnach hat sich die deutsche Regierung zum Ziel gesetzt, die Treibhausgasemissionen (THG) bis 2020 um 40 % (gegenüber 1990) zu reduzieren. Der Klimaschutzbericht von 2018 stellt fest, dass diese Klimaziele verfehlt werden. Während die beiden Hauptverursacher – der Energiesektor und der Industriesektor – bis 2020 eine Treibhausgasemissionsminderung von fast 40 % erreichen werden, wurden die Treibhausgasemissionen des Mobilitätssektors nur um 5 % reduziert. In diesem Sektor gibt es also noch viel ungenutztes Potenzial für den Klimaschutz.