Forschungsinformationssystem des BMVI

zurück Zur Startseite FIS

Antriebstechnologien im Straßenverkehr

Erstellt am: 23.03.2010 | Stand des Wissens: 08.03.2023
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechpartner
IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.

 Der Verkehrssektor hat in Deutschland im Jahr 2021 über 148 Millionen Tonnen Kohlenstoffdioxid (CO2) Äquivalente emittiert [UBA22]. Im Jahr 2019 entfielen dabei etwa 97 Prozent der Treibhausgasemissionen auf den Straßenverkehr [UBA21s]. Die Einführung alternativer Antriebe ist mit dem Ziel verbunden, verkehrsbedingte Emissionen zu reduzieren und die nationalen Klimaziele im Verkehrssektor zu erreichen. Im innerstädtischen Bereich spielen neben den Treibhausgasemissionen auch Schadstoff- und Lärmemissionen eine Rolle) [FuGn15]. Darüber hinaus kann durch alternative Antriebe die Abhängigkeit von Energieimporten gesenkt werden.
Zu den derzeit verfügbaren Antriebstechnologien zählen die konventionellen Antriebe mit einem Verbrennungsmotor (Otto- und  ieselmotoren), batterieelektrische Antriebe sowie diverse Hybridvarianten. Hybridvarianten koppeln zwei verschiedene Antriebsarten miteinander, vorwiegend einen elektrischen mit einem konventionellen Antriebstrang [Dall13]. Eine wichtige Unterscheidung bei Hybridfahrzeugen bezieht sich auf die Verfügbarkeit eines externen Stromanschlusses. Plug-In Hybridfahrzeuge verfügen über einen externen Stromanschluss und werden daher zu den Elektrofahrzeugen gezählt. Brennstoffzellenfahrzeuge werden ebenfalls zu den elektrischen Antrieben gezählt. Im Jahr 2022 sind zwei Modelle auf dem Markt erhältlich [ADAC21g]. Die elektrischen Antriebe, Hybridvarianten mit Netzanschluss und Brennstoffzellenfahrzeuge lassen sich unter dem Begriff E-Mobility oder Elektromobilität zusammenfassen. Dabei ist die Brennstoffzelle als ergänzender Pfad zur Batterietechnologie zu sehen.

Aktuell wird der Personenkraftwagen (Pkw)-Bestand in Deutschland durch konventionelle Antriebe dominiert [KBA22a]. Alternative Antriebe machen nur knapp 6 Prozent des Fahrzeugbestandes in Deutschland aus. Elektrofahrzeuge (batterieelektrische Fahrzeuge und Plug-In Hybride) liegen bei etwa 3 Prozent (Abbildung 1).
Anteile_verschiedener_Antriebe.pngAbb. 1: Relative Anteile verschiedener Antriebe im deutschen Pkw-Bestand zum 1.1.2022. Eigene Darstellung nach [KBA22a] (Grafik zum Vergrößern bitte anklicken)
Das Ziel, verkehrsbedingte Emissionen zu senken, kann durch verschiedene Maßnahmen erreicht werden. Diese reichen von modifizierten Verbrennungsmotoren mit neuen Kraftstoffen bis hin zu neuen Antriebstechnologien wie dem Elektromotor. Die Bewertung der unterschiedlichen Antriebstechnologien hinsichtlich ihrer Emissionen sollte die gesamte Kette der Energiebereitstellung berücksichtigen. Diese umfasst die Bereitstellung des Kraftstoffs von der Quelle (englisch: well) bis zur Umwandlung in Bewegungsenergie am Rad (englisch: wheel). Man spricht daher bei einer ganzheitlichen Emissionsbetrachtung von einer Well-to-Wheel-Analyse.

Besonders bei der Betrachtung der Treibhausgasemissionen von Elektrofahrzeugen ist aufgrund der lokalen Emissionsfreiheit und wegen unterschiedlicher Stromerzeugungsmöglichkeiten eine Well-to-Wheel-Analyse notwendig, um Elektrofahrzeuge umfassend bewerten zu können. Emissionen von Elektrofahrzeugen skalieren direkt mit den Treibhausgasemissionen der Stromerzeugung. Diese Abhängigkeit bedingt auch die Verringerung des Ausstoßes von Elektrofahrzeugen über die Zeit, unter der Annahme, dass der Anteil erneuerbarer Energien am Strommix zunimmt.

Im Rahmen dieser Wissenslandkarte werden die verschiedenen alternativen Antriebstechnologien vorgestellt und im Rahmen einer Well-to-Wheel Analyse miteinander verglichen. Schließlich wird der aktuelle Einsatz alternativer Antriebstechnologien im öffentlichen Personennahverkehr beleuchtet.
Ansprechpartner
IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Antriebstechnologien im Straßenverkehr (Stand des Wissens: 26.06.2023)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?298940
Literatur
[ADAC21g] ADAC (Hrsg.) Wasserstoffautos: Technik, Modelle, Tests, Tankstellen, 2021/09/09
[Dall13] David Dallinger Plug-in electric vehicles integrating fluctuating renewable electricity, Kassel university press GmbH, Kassel, 2013, ISBN/ISSN 978-86219-460-5
[FuGn15] Simon Árpád Funke, Till Gnann, Patrick Plötz Addressing the different needs for charging Infrastructure: An analysis of some criteria for charging infrastructure set-up, veröffentlicht in E-Monility in Europe, Springer Verlag London, 2015, ISBN/ISSN 978-3-319-13194-8
[KBA22a] Kraftfahrt-Bundesamt (Hrsg.) Bestand an Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeuganhängern nach Bundesländern, Fahrzeugklassen und ausgewählten Merkmalen, 2022/01/01
[UBA21s] Umweltbundesamt (Hrsg.) Gemeinsame Pressemitteilung von Umweltbundesamt und Bundesumweltministerium: Treibhausgasemissionen sinken 2020 um 8,7 Prozent - Positiver Trend der Vorjahre setzt sich fort , 2021/03/15
[UBA22] Umweltbundesamt (Hrsg.) Treibhausgas-Emissionen, 2022/05/02
Glossar
Strommix Der Strommix gibt an, zu welchen Anteilen der Strom aus welchen Energieträgern stammt. Als Energieträger gelten dabei fossile Rohstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas, daneben Kernenergie und auch erneuerbare Energien. Dazu kann eine regionale Abgrenzung vorgenommen werden, z.B. nach deutschem oder europäischem Strommix.
Öffentlicher Personennahverkehr
Der öffentliche Personennahverkehr ist juristisch im Personenbeförderungsgesetz (PBefG) definiert. Laut Paragraf 8, Absatz 1 und 2 umfasst der ÖPNV "die allgemein zugängliche Beförderung von Personen mit Straßenbahnen, Obussen und Kraftfahrzeugen im Linienverkehr, die überwiegend dazu bestimmt sind, die Verkehrsnachfrage im Stadt-, Vorort- oder Regionalverkehr zu befriedigen". Taxen oder Mietwagen können dieses Angebot ersetzten, ergänzen oder verdichten.
Der Begriff ÖPNV bezieht sich in der Regel auf Strecken mit einer gesamten Reiseweite von weniger als 50 Kilometern oder einer gesamten Reisezeit von weniger als einer Stunde. Das in einer Stadt oder Region erforderliche Nahverkehrsangebot und dessen Eignung hinsichtlich Nachhaltigkeit und Klimaschutz wird in einem Nahverkehrsplan definiert und festgehalten.
CO
= Kohlenstoffmonoxid. CO ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff und gehört damit neben Kohlenstoffdioxid zur Gruppe der Kohlenstoffoxide. Es ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas. Kohlenstoffmonoxid beeinträchtigt die Sauerstoffaufnahme von Menschen und Tieren. Schon kleine Mengen dieses Atemgiftes haben Auswirkungen auf das Zentralnervensystem.
Es entsteht bei der unvollständigen Oxidation von kohlenstoffhaltigen Substanzen. Dies erfolgt zum Beispiel beim Verbrennen dieser Stoffe, wenn nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung steht oder die Verbrennung bei hohen Temperaturen stattfindet. Kohlenstoffmonoxid selbst ist brennbar und verbrennt mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid. Hauptquelle für die CO-Belastung der Luft ist der Kfz-Verkehr.
Elektromobilität
Die Elektrifizierung der Antriebe durch Batterie- und Brennstoffzellentechnologien. Im Kontext des "Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität" wird der Begriff auf den Straßenverkehr begrenzt. Hierbei handelt es sich insbesondere um Personenkraftwagen (Pkw) und leichte Nutzfahrzeuge, ebenso werden aber auch Zweiräder (Elektroroller, Elektrofahrräder) und Leichtfahrzeuge einbezogen.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?298652

Gedruckt am Samstag, 13. Juli 2024 16:08:29