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).

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.