Elektromobilität & Fahrzeugtechnik

Emissionsfreie Mobilität lässt sich mit dem Einsatz unterschiedlicher Technologien erreichen. Hinsichtlich der entstehenden Kosten und der benötigten Infrastruktur haben sie unterschiedliche Konsequenzen.

Die Verkehrswende wird nur gelingen, wenn der Energieverbrauch des Verkehrssektors sinkt. Dies lässt sich kurz- und mittelfristig durch weitere Effizienzverbesserungen von Benzin- und Dieselfahrzeugen erreichen, langfristig vermutlich aber nur durch die Umstellung des Antriebsstranges auf alternative Antriebe. 

Von allen alternativen Antrieben ist die Elektromobilität mit batterieelektrischen Fahrzeugen die Antriebsform mit dem geringsten Energieverbrauch. Sie ist deshalb der Maßstab für die Energiewende im Verkehr. Allerdings bieten auch andere alternative Antriebe Potenziale, beispielsweise Brennstoffzellenfahrzeuge. Selbst Verbrennungsmotoren können mit strombasiertem Kraftstoff aus erneuerbaren Energien klimaneutral unterwegs sein; allerdings wäre diese Option wenig energieeffizient. Dennoch ist es notwendig, die verschiedenen Technologiepfade zu beschreiben und zu eruieren, welche politischen Rahmenbedingungen den Weg zu einem energieeffizienten und klimaverträglichen Verkehrssystem bereiten könnten.

Die sich anbahnende Elektrifizierung des Verkehrssektors lässt zusätzliche Fragestellungen und Herausforderungen entstehen: Soll Elektromobilität klimaneutral sein, müsste der Fahrstrom für Elektroautos bzw. der Wasserstoff für Brennstoffzellenfahrzeuge aus erneuerbaren Energien erzeugt werden. Die Herstellung der Batterien und der Leistungselektronik sollte nicht auf Schranken der Rohstoffverfügbarkeit treffen und keine Umweltprobleme verursachen. Außerdem müsste das Netz an öffentlichen und halböffentlichen Ladesäulen rechtzeitig und Hand in Hand mit dem Markthochlauf der Elektromobilität ausgebaut werden – und es müsste einfach und für alle zugänglich sein. Ohne die Klärung solcher Fragen werden sich alternative Antriebe nicht durchsetzen.

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Kernergebnisse

  1. 1

    Technologieoffenheit ist Voraussetzung für eine klimapolitisch erfolgreiche und kosteneffiziente Verkehrswende.

    Dies bedeutet, dass der notwendige Umstieg auf neue Antriebe und Energieträger auf Basis eines unverzerrten, alle volkswirtschaftlichen Kosten und Nutzen berücksichtigenden Wettbewerbs der verschiedenen Technologien stattfindet.

  2. 2

    Technologieoffenheit bedeutet nicht Technologieneutralität der Regulierung.

    Technologieneutrale Regulierung verzichtet auf jegliche Diskriminierung zwischen den verfügbaren technologischen Alternativen. Dies führt allerdings nur dann zu Technologieoffenheit, wenn diese unter ansonsten unverzerrten Bedingungen konkurrieren. In der Praxis verlangt die Überwindung von Pfadabhängigkeiten im Straßenverkehr hingegen auch technologiespezifische Regulierung, um Technologieoffenheit zu gewährleisten.

  3. 3

    Klimaschädliche Technologien zurückdrängen, um neuen klimaverträglichen Technologien Platz zu schaffen:

    Pfadabhängigkeiten und nicht eingepreiste externe Kosten verzerren den Technologiewettbewerb zugunsten des Systems aus Verbrennungsmotor und fossilem Kraftstoff. Zentraler – weitgehend technologieneutraler – Ansatzpunkt zur Korrektur dieser Verzerrung und Unterstützung des Marktaustritts („Exnovationspolitik“) ist eine wirksame CO2-Bepreisung. Ergänzende Instrumente sind eine stärker CO2-orientierte, möglichst nah am Fahrzeugkauf ansetzende Kfz-Steuer oder auch strikte CO2-Flottengrenzwerte.

  4. 4

    Die Infrastruktur für neue Antriebe technologiespezifisch fördern:

    Neue Antriebe benötigen eine hinreichend dichte und nutzerfreundliche Energieversorgungsinfrastruktur, um Akzeptanz zu finden. Deren privatwirtschaftliche Bereitstellung wiederum ist erst bei Erreichen hoher Nutzerzahlen profitabel. Durch eine bedarfsorientierte temporäre Förderung des Infrastrukturaufbaus und die Schaffung regulativer Rahmenbedingungen für eine einfache Nutzung sollte der Staat hierzu beitragen.

  5. 5

    Neuen Technologien zur Wettbewerbsfähigkeit verhelfen:

    Um verbleibende Hindernisse zu adressieren, können zielgenaue und zeitlich befristete Förderprogramme den Markteintritt und -hochlauf innovativer Technologien unterstützen. Die Förderung sollte deren jeweiligen Entwicklungsstand und erwartbaren Beitrag zur klimapolitischen Zielerreichung berücksichtigen. Zudem ist dabei eine Finanzierung aus dem Verkehrssektor selbst anzustreben, beispielsweise im Rahmen eines Bonus-Malus-Systems.

  6. 6

    Investitionssicherheit schaffen durch ein langfristig politisch verbindliches Bekenntnis zur Verkehrswende und ein ambitioniertes Maßnahmenprogramm:

    Wirksame politische Selbstbindung erfordert die Festlegung und glaubhafte Durchsetzung expliziter Sektorziele. Zudem sollte der Staat durch passgenaue öffentliche Investitionen, ein breites und zielorientiertes Instrumentenbündel zur verlässlichen Erreichung des Sektorziels die Unumkehrbarkeit der Verkehrswende signalisieren sowie einen möglichst weitreichenden politischen Konsens anstreben.

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    Technologieoffenheit ist Voraussetzung für eine klimapolitisch erfolgreiche und kosteneffiziente Verkehrswende.

    Dies bedeutet, dass der notwendige Umstieg auf neue Antriebe und Energieträger auf Basis eines unverzerrten, alle volkswirtschaftlichen Kosten und Nutzen berücksichtigenden Wettbewerbs der verschiedenen Technologien stattfindet.

  2. 2

    Technologieoffenheit bedeutet nicht Technologieneutralität der Regulierung.

    Technologieneutrale Regulierung verzichtet auf jegliche Diskriminierung zwischen den verfügbaren technologischen Alternativen. Dies führt allerdings nur dann zu Technologieoffenheit, wenn diese unter ansonsten unverzerrten Bedingungen konkurrieren. In der Praxis verlangt die Überwindung von Pfadabhängigkeiten im Straßenverkehr hingegen auch technologiespezifische Regulierung, um Technologieoffenheit zu gewährleisten.

  3. 3

    Klimaschädliche Technologien zurückdrängen, um neuen klimaverträglichen Technologien Platz zu schaffen:

    Pfadabhängigkeiten und nicht eingepreiste externe Kosten verzerren den Technologiewettbewerb zugunsten des Systems aus Verbrennungsmotor und fossilem Kraftstoff. Zentraler – weitgehend technologieneutraler – Ansatzpunkt zur Korrektur dieser Verzerrung und Unterstützung des Marktaustritts („Exnovationspolitik“) ist eine wirksame CO2-Bepreisung. Ergänzende Instrumente sind eine stärker CO2-orientierte, möglichst nah am Fahrzeugkauf ansetzende Kfz-Steuer oder auch strikte CO2-Flottengrenzwerte.

  4. 4

    Die Infrastruktur für neue Antriebe technologiespezifisch fördern:

    Neue Antriebe benötigen eine hinreichend dichte und nutzerfreundliche Energieversorgungsinfrastruktur, um Akzeptanz zu finden. Deren privatwirtschaftliche Bereitstellung wiederum ist erst bei Erreichen hoher Nutzerzahlen profitabel. Durch eine bedarfsorientierte temporäre Förderung des Infrastrukturaufbaus und die Schaffung regulativer Rahmenbedingungen für eine einfache Nutzung sollte der Staat hierzu beitragen.

  5. 5

    Neuen Technologien zur Wettbewerbsfähigkeit verhelfen:

    Um verbleibende Hindernisse zu adressieren, können zielgenaue und zeitlich befristete Förderprogramme den Markteintritt und -hochlauf innovativer Technologien unterstützen. Die Förderung sollte deren jeweiligen Entwicklungsstand und erwartbaren Beitrag zur klimapolitischen Zielerreichung berücksichtigen. Zudem ist dabei eine Finanzierung aus dem Verkehrssektor selbst anzustreben, beispielsweise im Rahmen eines Bonus-Malus-Systems.

  6. 6

    Investitionssicherheit schaffen durch ein langfristig politisch verbindliches Bekenntnis zur Verkehrswende und ein ambitioniertes Maßnahmenprogramm:

    Wirksame politische Selbstbindung erfordert die Festlegung und glaubhafte Durchsetzung expliziter Sektorziele. Zudem sollte der Staat durch passgenaue öffentliche Investitionen, ein breites und zielorientiertes Instrumentenbündel zur verlässlichen Erreichung des Sektorziels die Unumkehrbarkeit der Verkehrswende signalisieren sowie einen möglichst weitreichenden politischen Konsens anstreben.

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  3. 3

    In der Klimabilanz eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor, das mit strombasierten Flüssigkraftstoffen aus deutschem Strommix betrieben wird, sind die Treibhausgasemissionen rund drei Mal so hoch wie die des Batteriefahrzeugs mit 35 kWh.

    Das Fortschreiten der Energiewende im Stromsektor ist hier gleichermaßen mit eingerechnet. Im Vergleich zu einem Dieselfahrzeug der Kompaktklasse sind die Treibhausgasemissionen eines Verbrenner-Pkw mitstrombasierten Flüssigkraftstoffen etwa zweieinhalb Mal so hoch.

  4. 4

    Sollen Wasserstoff oder strombasierte Kraftstoffe im Verkehr einen Klimaschutzbeitrag leisten, so muss sichergestellt werden, dass bei ihrer Produktion ausschließlich Wind- oder Solarstrom aus zusätzlichen Kapazitäten verwendet wird.

    Vor dem Hintergrund beschränkter zusätzlicher inländischer Kapazitäten ist davon auszugehen, dass klima­neutrale strombasierte Kraftstoffe im Ausland hergestellt werden.

  5. 5

    Die Klimabilanz eines mit Erdgas betriebenen Pkw der Kompaktklasse ist über den gesamten Lebenszyklus nur unwesentlich besser als die eines Diesel-Pkw.

    Die Emissionen des Erdgasfahrzeugs sind zirka 14 Prozent höher als die des Batteriefahrzeugs mit 35 kWh Batteriekapazität. Dabei ist jeweils der durchschnittliche Strom- und Gasmix zugrunde gelegt.

  1. 1

    Die Energiewende in den Stromverteilnetzen gelingt auch bei einer Vollelektrifizierung des Pkw-Verkehrs.

    Netzdienliches Laden reduziert Lastspitzen durch gleichzeitig ladende Fahrzeuge und elektrische Wärmepumpen. Außerdem verlagert es Verbrauch in Zeiten mit hohen Einspeisespitzen durch Sonnen- und Windenergieanlagen.

  2. 2
  3. 3
  4. 4

    Gesteuertes Laden lässt sich so gestalten, dass es für die Nutzer kaum merkliche Einschränkungen mit sich bringt.

    Hierfür muss netzdienliche Ladesteuerung zum Standard werden. Es braucht sichere Informations- und Kommunikationstechnologie, Anreize und gegebenenfalls Verpflichtungen zur Steuerbarkeit. Präventive, indirekte Steuerung über Anreize zum netzdienlichen Laden sollten Vorrang vor direkter Steuerung durch den Verteilnetzbetreiber haben.

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    Die Energiewende in den Stromverteilnetzen gelingt auch bei einer Vollelektrifizierung des Pkw-Verkehrs.

    Netzdienliches Laden reduziert Lastspitzen durch gleichzeitig ladende Fahrzeuge und elektrische Wärmepumpen. Außerdem verlagert es Verbrauch in Zeiten mit hohen Einspeisespitzen durch Sonnen- und Windenergieanlagen.

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    Gesteuertes Laden lässt sich so gestalten, dass es für die Nutzer kaum merkliche Einschränkungen mit sich bringt.

    Hierfür muss netzdienliche Ladesteuerung zum Standard werden. Es braucht sichere Informations- und Kommunikationstechnologie, Anreize und gegebenenfalls Verpflichtungen zur Steuerbarkeit. Präventive, indirekte Steuerung über Anreize zum netzdienlichen Laden sollten Vorrang vor direkter Steuerung durch den Verteilnetzbetreiber haben.

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    Kluge Klimapolitik gelingt durch einen Instrumentenmix, der CO2-Minderung, Wirtschaftspolitik und sozialen Ausgleich miteinander in Einklang bringt.

    Dies führt zu einer Kombination aus CO2-Bepreisung, Markteinführungsprogrammen, Anreizsystemen, Ordnungsrecht und Initiativen zur Änderung europäischer Regelwerke. Die Bundesregierung muss daher 2019 ein umfangreiches Gesetzespaket auf den Weg bringen, soll das 2030-Klimaziel erreicht werden.

  2. 2

    Im Jahr 2019 entscheidet sich, ob Deutschland seine Klimaziele 2021–2030 erreicht oder verfehlt.

    Denn während im Trend der letzten Jahre die Treibhausgasemissionen nur um 10 Mio. t CO2e pro Jahr gesunken sind, ist von 2021 bis 2030 eine jährliche Minderung um 25 Mio. t CO2e gefordert. Verfehlt Deutschland seine jährlichen Klimaziele, kommen auf den Bundeshaushalt nach Europarecht Kosten von 30 bis 60 Milliarden Euro zu, um anderen EU-Staaten ihre CO2-Minderungen abzukaufen.

  3. 3

    Mit einem Paket aus 15 Instrumenten ist es möglich, der 2030-Klimaherausforderung zu begegnen.

    In Energiewirtschaft und Industrie geht es neben der rechtlichen Umsetzung des Kohleausstiegs darum, Investitionssicherheit für Klimatechnologien zu schaffen, u. a. durch eine Novelle des Erneuerbare-Energien-Gesetzes, die Förderung grüner Fernwärme, eine Quote für grünen Wasserstoff und Markteinführungsprogramme für klimaneutrale Technologien in der Industrie.

  4. 4

    Um die Emissionen in Verkehr und Gebäuden zu senken, sind jetzt neue Instrumente gefragt.

    Hierzu gehören ein Bonus-Malus-System beim Autokauf, eine Reform der Lkw-Maut, die steuerliche Förderung der Gebäudesanierung und effektive Energiestandards für Neubauten und Sanierungen. Ergänzt wird dies durch einen CO2-Aufschlag auf die Energiesteuern mit kompletter Rückverteilung der Einnahmen, u. a. über eine 100-Euro-pro-Kopf-Klimaprämie und eine Senkung der Stromsteuer.

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  2. 2

    Die europäischen Effizienzstandards für Pkw, leichte Nutzfahrzeuge und Lkw sind für die CO2-Emissionsminderung im Verkehr von besonderer Bedeutung.

    Sie sind eine notwendige, aber keine hinreichende Bedingung für das Schließen der Klimaschutzlücke.

  3. 3

    Zusätzlich sind in jedem Falle weitere, wirkmächtige nationale Maßnahmen zur Internalisierung externer Kosten des Verkehrs notwendig; dies ist in besonderem Maße geboten, weil die Digitalisierung die Kosten des Verkehrs deutlich senken kann.

    Die Bepreisung von Kraftstoffen, Fahrzeugen und deren Nutzung ist der zentrale Hebel zur Internalisierung der externen Kosten. Dies hat, wie auch das heutige Instrumentarium der Steuer- und Verkehrspolitik, Verteilungseffekte, die bei der zukünftigen Ausgestaltung der Instrumente zu berücksichtigen sind.

  4. 4

    Jenseits der direkten Wirkung auf die Reduktion von CO2-Emissionen ist es nötig, jene Maßnahmen zu identifizieren und umzusetzen, die Voraussetzung für Verkehrsverlagerungen sind.

    Hierbei geht es vor allem um den Infrastrukturaufbau für den öffentlichen Verkehr, für den Schienengütertransport sowie um Maßnahmen, die die Lebensqualität in Städten verbessern.

  5. 5
  1. 1

    Die Rohstoffe Lithium, Kobalt, Nickel, Grafit und Platin sind für ein schnelles weltweites Wachstum der Elektromobilität ausreichend vorhanden.

    Die weltweiten Vorkommen übersteigen den prognostizierten Bedarf jeweils deutlich. Dies ist selbst dann der Fall, wenn der Rohstoffbedarf gleichzeitig durch Nachfrage für andere Anwendungsbereiche weiter ansteigt.

  2. 2

    Temporäre Verknappungen oder Preissteigerungen für einzelne Rohstoffe – insbesondere für Lithium und Kobalt – sind nicht auszuschließen.

    Das ist vor allen Dingen darauf zurückzuführen, dass nicht garantiert werden kann, dass alle neu zu erschließenden Förderstätten rechtzeitig fertig gestellt werden oder dass der Export aus den Förderländern zu jeder Zeit in ausreichenden Mengen garantiert werden kann.

  3. 3

    Die Förderung von Rohstoffen für die Elektromobilität ist mit Umwelt- und Sozialproblemen verbunden – wie die Förderung vieler anderer Rohstoffe für andere Verwendungszwecke auch.

    Zu nennen sind insbesondere ein oft sehr hoher Energiebedarf, das Entstehen saurer Grubenwässer, Wasserkonflikte zwischen Bergbauunternehmen und indigenen Völkern sowie nicht vertretbare Arbeitsbedingungen in Minen. Besonders problematisch ist zurzeit die Kobaltförderung im Kleinbergbau in der Demokratischen Republik Kongo einzuschätzen, wo der Großteil der bekannten Kobalt-Vorkommen zu finden ist.

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