Alternative Antriebe als Klimaschutzmaßnahme im Straßengüterverkehr
Erstellt am: 08.11.2023 | Stand des Wissens: 08.11.2023
Synthesebericht gehört zu:
Die Straßengüterverkehrsleistung (gemessen in Tonnenkilometern) ist in Deutschland zwischen den Jahren 1995 und 2019 um 78 Prozent gestiegen. Im gleichen Zeitraum nahmen allerdings auch die durch den Straßengüterverkehr verursachten Kohlenstoffdioxid (CO2)-Emissionen trotz fahrzeugtechnischer Verbesserungen um 21 Prozent zu. Dieser Anstieg der CO2-Emissionen steht im Widerspruch zu dem politischen Ziel der Bundesregierung, die Treibhausgasemissionen in Deutschland bis zum Jahr 2030 um 55 Prozent, im Vergleich zum Jahr 1990, zu senken [UBA21ab].
Um eine Reduzierung der transportbedingten Umweltwirkungen zu erreichen, stehen verschiedene verkehrliche, betriebliche und technische Ansätze zur Verfügung. Beispielsweise ermöglicht die Verlagerung des Verkehrs auf andere Transportwege mit geringeren Umweltwirkungen, wie zum Beispiel auf die Binnenwasserstraßen, emissionsbedingte Minderungspotenziale. Außerdem bietet die Bündelung von Transporten, beispielweise über eine Optimierung der Routenplanung oder größere Transporteinheiten zur Einsparung von Fahrten, Ansatzpunkte zur CO2-Reduktion [Flä15a]. Auch die technische Optimierung der Fahrzeuge kann dazu beitragen transportbedingte Umweltwirkungen zu verringern. Hierbei bieten je nach Anwendungsfall verschiedene Energieträger (Diesel, Benzin, Wasserstoff, Strom, Erdgas) Minderungsmöglichkeiten sowie je Energieträger Verbesserungen in der Energieeffizienz. Da Diesel-Lkw in ihrem Optimierungspotenzial hinsichtlich Klimaneutralität limitiert sind und sie keinen emissionsfreien Verkehr ermöglichen, zielt die Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie der Bundesregierung auf einen Umstieg auf alternative Antriebe ab [Hac18; BMWK21e]. Zum heutigen Zeitpunkt ist der Diesel-Antrieb mit circa 92 Prozent immer noch dominierend bei den Neuzulassungen von Lkw. Die Abbildung 1 zeigt den Bestand an Diesel- und Benzin-Lastkraftwagen zum gleichen Zeitpunkt 1. Januar 2022 [KBA22i].
Um eine Reduzierung der transportbedingten Umweltwirkungen zu erreichen, stehen verschiedene verkehrliche, betriebliche und technische Ansätze zur Verfügung. Beispielsweise ermöglicht die Verlagerung des Verkehrs auf andere Transportwege mit geringeren Umweltwirkungen, wie zum Beispiel auf die Binnenwasserstraßen, emissionsbedingte Minderungspotenziale. Außerdem bietet die Bündelung von Transporten, beispielweise über eine Optimierung der Routenplanung oder größere Transporteinheiten zur Einsparung von Fahrten, Ansatzpunkte zur CO2-Reduktion [Flä15a]. Auch die technische Optimierung der Fahrzeuge kann dazu beitragen transportbedingte Umweltwirkungen zu verringern. Hierbei bieten je nach Anwendungsfall verschiedene Energieträger (Diesel, Benzin, Wasserstoff, Strom, Erdgas) Minderungsmöglichkeiten sowie je Energieträger Verbesserungen in der Energieeffizienz. Da Diesel-Lkw in ihrem Optimierungspotenzial hinsichtlich Klimaneutralität limitiert sind und sie keinen emissionsfreien Verkehr ermöglichen, zielt die Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie der Bundesregierung auf einen Umstieg auf alternative Antriebe ab [Hac18; BMWK21e]. Zum heutigen Zeitpunkt ist der Diesel-Antrieb mit circa 92 Prozent immer noch dominierend bei den Neuzulassungen von Lkw. Die Abbildung 1 zeigt den Bestand an Diesel- und Benzin-Lastkraftwagen zum gleichen Zeitpunkt 1. Januar 2022 [KBA22i].
Abbildung 1: Anzahl zugelassener Diesel- und Benzin-Nutzfahrzeuge in Deutschland nach Nutzlast [KBA22i]
Trotz des hohen Anteils an Diesel-Fahrzeugen kommen einige Lastkraftwagen mit alternativen Antrieben auf den deutschen Straßen zum Einsatz. Diese finden zum heutigen Stand vorwiegend Anwendung in Fahrzeugen mit geringerer Nutzlast von bis zu 2.000 Kilogramm. Insbesondere der Antrieb mittels Batterieelektrik, Erdgas (CNG) und Autogas (LPG) lässt sich hier ausmachen. Alternative Antriebe bilden weiterhin nur einen kleinen Teil des deutschen Fahrzeugbestands. Das Kraftfahrtbundesamt (KBA) führt eine Statistik zum Bestand der in Deutschland zugelassenen Lastkraftwagen nach Nutzlast und Kraftstoffart. Anhand der erhobenen Daten lässt sich der Stand der alternativen Antriebe zum Zeitpunkt 1. Januar 2022 feststellen [KBA22i].Abbildung 2: Anzahl zugelassener Nutzfahrzeuge in Deutschland mit alternativen Antrieben nach Nutzlast [KBA22i]
In der Abbildung 2 stehen die Begriffe BEV für Battery Electric Vehicle, CNG für Compressed Natural Gas und LPG für Liquified Petroleum Gas. Die Anmerkung einschließlich bivalent steht hierbei für Fahrzeuge mit Ottomotor, die sowohl mit Erdgas als auch mit Benzin betrieben werden können. Neben den in der Statistik aufgeführten Antriebskonzepten, werden weitere Antriebskonzepte in dieser Wissenslandkarte thematisiert, da diese in der aktuellen Forschung zur Dekarbonisierung des Straßengüterverkehrs zunehmend untersucht werden. Dazu gehören die Antriebskonzepte mit den Kraftstoffen Liquified Natural Gas (LNG) und Wasserstoff sowie der Antrieb mittels Oberleitungen. Diese sollen im Folgenden genauer hinsichtlich Kosten- und Energieeffizienz sowie Emissionsausstoß beschrieben werden. Zur Einschätzung der Entwicklung der alternativen Antriebe sind in der folgenden Tabelle die Bestandsunterschiede zwischen dem 1. Januar 2021 und dem 1. Januar 2022 abgebildet.Tabelle 1: Bestandsveränderungen in Deutschland zugelassener Lastkraftwagen nach Kraftstoff zwischen dem 1. Januar 2021 und dem 1. Januar 2022
Die Daten zeigen, dass sich, trotz der relativ kleinen Marktdurchdringung der alternativen Antriebe unter den Lastkraftwagen im Vergleich zum Diesel-Lkw, die Bestände von Plug-in-Hybriden, batterieelektrischen oder mit Autogas betriebenen Fahrzeugen deutlich erhöht haben. In diesem Sinne ist ein Trend erkennbar, der zeigt, dass alternative Antriebe im deutschen Straßengüterverkehr steigenden Einsatz finden.
Um diese Marktdurchdringung weiter zu fördern, unternimmt der deutsche Staat, insbesondere das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) sowie das Umweltbundesamt (UBA), verschiedene Anstrengungen um den Wandel in Richtung umweltfreundlicher Technologien zu beschleunigen. Hierzu gehören CO2-Bepreisung, finanzielle Unterstützung bei der Beschaffung sowie Maut-Befreiung alternativ angetriebener Fahrzeuge und infrastrukturelle Anpassungen [Now21d; UBA19w]. Außerdem werden Demonstrations- und Forschungsprojekte durchgeführt, um die Alltagstauglichkeit zu verbessern und das Minderungspotenzial in Bezug auf den Ressourcenverbrauch und die Emissionen aufzuzeigen [DVGW18; FuE23; [BMWK21e] Kom22]. Für die erfolgreiche Realisierung eines solchen Paradigmenwechsels arbeiten die beteiligten Akteure aus Wirtschaft, Politik und Gesellschaft zusammen, um deren teilweise unterschiedliche Interessen zu vereinen. Es müssen verschiedene Ziele wie beispielsweise Kosteneffizienz, Klimaneutralität und Lärmvermeidung in Einklang gebracht werden. Eine alternative Antriebstechnologie kann ihr Potenzial zum Klimaschutz nur dann entfalten, wenn die entsprechenden Fahrzeuge wirtschaftlich attraktiv sind und diese eine relevante Marktdurchdringung erreichen [dena18c; BMDV17; Nabu13].