Der Kraftstoff der Zukunft:

Auf einen sinnvollen und intelligenten Mix kommt es an

Um Mobilität in Zukunft klimaneutral zu gestalten, muss heute gehandelt werden. „Wenn wir unsere Klimaziele bis zum Jahr 2050 erreichen wollen, müssen die Weichen in den kommenden Jahren gestellt werden“, sagt Dietmar Goericke, Geschäftsführer der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen (FVV) und Moderator auf dem Internationalen Motorenkongress 2019, zum Thema Brennverfahrensentwicklung für Oxymethylenether (OME)-Kraftstoffe. Um die aktuelle Diskussion wieder stärker auf die Sachebene zurückzuführen, hat die Forschungsvereinigung eine umfassende Studie zur „Defossilisierung des Transportsektors“ erstellt und die Optionen für einen klimaneutralen Verkehr untersucht.

Ein wesentliches Resultat der Betrachtung: Es macht keinen großen Unterschied, ob ein Mittelklasse-Pkw einen batterieelektrischen Antrieb, eine Brennstoffzelle oder einen mit E-Kraftstoffen betriebenen Verbrennungsmotor an Bord hat. Mit allen Antriebskonzepten ist eine völlig klimaneutrale Mobilität möglich.

Für einen fairen Vergleich reicht es nicht, allein das im Straßenverkehr emittierte Kohlendioxid zu betrachten, unterstreicht Dietmar Goericke: „Vielmehr muss die Gesamtkette von der Stromgewinnung über Herstellung des Energieträgers bis zum angetriebenen Rad im Fahrzeug analysiert werden.“ Genau dies hat der branchenübergreifende Expertenkreis unter Leitung von Dr. Ulrich Kramer (Ford Werke GmbH) mit über 40 Fachleuten aus verschiedenen Branchen unternommen. Die Studie untersuchte en detail die Erzeugung, Verteilung und Nutzung für drei Kombinationen von Antrieb und Energieträger: Erstens die direkte Nutzung erneuerbarer elektrischer Energie im batterieelektrischen Antrieb, zweitens die nachhaltige Wasserstoffherstellung per Elektrolyse und dessen Nutzung in einer Brennstoffzelle und drittens die Verwendung klimaneutral hergestellter Flüssig- oder Gaskraftstoffe im Verbrennungsmotor. Die ermittelten minimalen Mobilitätskosten, die sich bei günstigster Einstellung aller betrachteten Einflussparameter ergeben, unterscheiden sich nur wenig.

Den geringsten Wert für einen Pkw erreicht ein mit E-Methan betriebenes Fahrzeug mit 28,4 Cent/km. Elektro-Pkw und Brennstoffzellen-Pkw folgen dicht auf mit 29,4 und 29,9 Cent/km. Die Studie zeigt auch, dass die Mobilitätskosten von den Fahrzeuganschaffungskosten dominiert werden. Die zukünftigen Kosten für batterieelektrische Fahrzeuge und Brennstoffzellenfahrzeuge sind dabei sehr schwer vorherzusagen. Durch diesen Umstand kommt es zu großen Vorhersageschwankungen insbesondere bei diesen beiden Pfaden. Schafft man es nicht, insbesondere die im Bestfall angenommenen Fahrzeugkosten darzustellen, ergibt sich für die Elektro- und Wasserstoffmobilität ein deutlich erhöhtes Kostenrisiko. So betragen die maximalen Mobilitätskosten des Elektrofahrzeugs 45,1 Cent/km und die des Brennstoffzellenfahrzeugs (zentrale H2-Herstellung) 46,7 Cent/km, die eines mit E-Methan betriebenen Fahrzeugs jedoch nur 37,7 Cent/km. Fischer-Tropsch-Kraftstoffe liegen im Bereich 40 - 42 Cent/km.

Sehr deutlich unterscheiden sich die Szenarien hinsichtlich des gesamtwirtschaftlich notwendigen Investitionsbedarfs für die Bereitstellung der erneuerbaren Energie, die Kraftstofferzeugungsanlagen, den Infrastrukturaufbau und die über 20 Jahre kumulierten Mehrkosten der Fahrzeugflotte gegenüber dem Basisfahrzeug mit Ottomotor. Er schwankt zwischen knapp 300 und rund 1.700 Milliarden Euro. Auch hier haben die über 20 Jahre kumulierten Fahrzeugmehrkosten einen deutlich höheren Anteil als die Investitionen in die Infrastruktur für Strom- und Kraftstoffherstellung. „Zwar weist jeder betrachtete Technologiepfad spezifische Risiken auf, technisch sind jedoch alle untersuchten Wege beherrschbar“, unterstreicht Dr. Ulrich Kramer.

„Entscheidend für die weitere Entwicklung wird es sein, wieviel Technologieoffenheit die politischen Entscheidungen der Automobil-Wirtschaft noch erlauben“, fasst Dietmar Goericke zusammen. Er sieht den klassischen Verbrennungsmotor jedenfalls längst nicht am Ende seiner Entwicklung und seiner Nutzung angelangt. Für Nutzfahrzeuge, Baustellenverkehre oder die Landwirtschaft beispielsweise brauche es ohnehin gänzlich andere Lösungen als den komplett elektrifizierten Antrieb.

Der FVV plädiert vor diesem Hintergrund für einen verantwortungsvollen Mix verschiedener Antriebskonzepte und eine differenzierte Auseinandersetzung ohne Ideologien. Die Brennstoffzelle etwa habe eine Chance verdient, ebenso wie auch E-Kraftstoffe, die durchaus dem Verbrennungsmotor noch mehr Effizienz verleihen könnten, meint Goericke: „Gerade E-Kraftstoffe ließen sich direkt nutzen, um in Bestandsflotten mit Verbrennungsmotor die Kohlendioxid-Emissionen rasch zu reduzieren.“ Leider fallen die E-Kraftstoffe bei der jetzigen europäischen CO2-Regulierung durch den Rost und werden, im Gegensatz zu batterieelektrischen Fahrzeugen, nicht gefördert. Zusammenfassend wünscht sich die Forschungsvereinigung nach seinen Worten für das große Ziel der CO2-Neutralität „eine ganzheitliche Betrachtung des CO2-Kreislaufs bei der E-Fuel-Produktion und effiziente politische Rahmenbedingungen für den Investitionsanreiz in E-Fuel-Produktionsanlagen.“