Für das Erreichen der Klimaschutzziele muss der Verkehrssektor die durch den Einsatz von fossilen Kraftstoffen verursachten Treibhausgas-Emissionen drastisch senken. Doch wie groß ist der Treibhausgas-Fußabdruck von alternativen Antriebskonzepten? Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben in einer Studie im Auftrag der H2 Mobility Deutschland einen Lebenszyklus-Vergleich von Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeugen durchgeführt.
Die Studie untersuchte die Treibhausgas (THG)-Emissionen bei Herstellung, Betrieb und Entsorgung von Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeugen mit Reichweiten ab 300 Kilometern für die Zeiträume 2020-2030 und 2030-2040. Dabei wurden für die Erzeugung des Stroms beziehungsweise Wasserstoffs verschiedene Szenarien betrachtet. Der Strom für die Batteriefahrzeuge kommt im besten Fall aus der Photovoltaik-Anlage, während der deutsche Strommix den ungünstigsten Fall darstellt. Für die Wasserstoffbereitstellung wurde beispielsweise die Erzeugung in einer Elektrolyse mit Windstrom (Best Case) sowie die Erdgasdampfreformierung (Worst Case) zugrunde gelegt. Darüber hinaus wurden beide Technologien mit einem PKW verglichen, der fossilen Dieselkraftstoff nutzt.
Das Ergebnis: Bei 150.000 Kilometern Laufleistung liegen selbst im Worst-Case-Szenario die THG-Emissionen des Brennstoffzellenfahrzeugs unter denen vergleichbarer Batteriefahrzeuge (90 kWh Batterie), die mit dem deutschen Strommix angetrieben werden. Ferner weisen fossil betriebene Dieselfahrzeuge höhere THG-Emissionen auf. „Die Studie zeigt auch, dass sich Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeuge in idealer Weise ergänzen. Für große Reichweiten sind Brennstoffzellenfahrzeuge klimafreundlicher und für geringe Reichweiten Batteriefahrzeuge“, so Dr. Christopher Hebling, Bereichsleiter Wasserstofftechnologien am Fraunhofer ISE. Im Zeitraum 2020-2030 haben Brennstoffzellenfahrzeuge zum Beispiel einen besseren THG-Fußabdruck als Batteriefahrzeugen mit einer Batteriekapazität größer als 45 kWh.
„Über die Studie hinaus sehen wir weiteren Forschungsbedarf, zum Beispiel zur Nutzung synthetischer Kraftstoffe, die aus Wasserstoff aus erneuerbaren Energien sowie CO2 produziert werden, zu Second-Life-Aspekten oder zu den Auswirkungen auf Flächen- und Wasserverbrauch“, erklärt Projektleiter Dr. André Sternberg.
Die Studie des Fraunhofer ISE wurde von der H2 MOBILITY Deutschland finanziert.
Quellen im Bereich batterieelektrische Mobilität sind u.a. „Life Cycle Assessment of a Lithium-Ion Battery Ellingsen“ von Majeau-Bettez, Singh, Srivastava, Valøen und Strømman (2014), die Studie der Agora Verkehrswende (2019) und der Batterieabteilung am ISE.
Quellen im Bereich Brennstoffzellenfahrzeuge sind u.a. „Integrated environmental and economic assessment of current and future fuel cell vehicles“ von Miotti, Hofer und Bauer (2017), sowie die Expertenmeinungen aus der Brennstoffzellenabteilung am ISE.
PPT_Fraunhofer Studie_H2 MOBILITY Zusammenfassung
PPT_Fraunhofer Studie Gesamtergebnis
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