Die Ressourcenbasis für die Produktion von BIODIESEL in Deutschland, Europa und weltweit ist für 2020 in Abbildung 4-4 dargestellt.
Für in Deutschland im Jahr 2020 eingesetztes FAME und HVO-Diesel wurden etwa 3,6 Mio. t biogene Öle und Fette zur Herstellung von 2,4 Mio. t FAME und 1,0 Mio. t HVO-Diesel eingesetzt. Der Anteil der für FAME und HVO-Diesel verwendeten Ressourcen lag bei 41 % Palmöl, 32 % Altspeiseölen und -fetten (UCO) und sonstigen Abfallfetten, 22 % Rapsöl, 3 % Sonnenblumenöl, 2 % Sojaöl und 0,1 % Öl aus Äthiopischem Senf (eigene Berechnung auf Basis von [BLE (2021d)]). Die Rohstoffbasis veränderte sich in den vergangenen Jahren deutlich: Während die Nutzung von Rapsöl seit 2011 um 64 % zurückging, hat sich die UCO-Menge etwa um ca. das Sechsfache vergrößert (Abbildung A-3) [BLE (2012), (2021d), (2021d)]. Auch die Menge des eingesetzten Palmöls war erstmals auf diesem sehr hohen Niveau. Der Anstieg resultiert ausschließlich aus der massiv gestiegenen Menge an HVO-Diesel, die wiederum aufgrund der gestiegenen Treibhausgasquote erforderlich wurde. Insgesamt basierten im Jahr 2020 etwa 58 PJ [BLE (2021d)] Biokraftstoffe auf Palmöl, was 2,9 % der Kraftstoffmenge mit Quotenverpflichtung entspricht. Auch die etwa 6 PJ fortschrittliche Biokraftstoffe [Zoll (2021)] enthielten etwa 50 % POME [Hahn (2021)], einen Reststoff aus der Palmölproduktion. Gemäß den Vorgaben der 38. BImSchV (2021) wird der Anteil ab 2022 auf 0,9 % begrenzt und ab 2023 ist Palmöl als Ressource für in Deutschland auf die Quote angerechnete Biokraftstoffe ausgeschlossen.
In der Europäischen Union bestand die Rohstoffbasis für die Produktion von FAME und HVO im Jahr 2020 aus Raps (43 %), UCO (27 %), Palmöl (17 %), Sojaöl (6 %), Sonnenblumenöl (2 %) und anderen Ölen (5 %).
Die Rohstoffbasis änderte sich wesentlich, so hatte beispielsweise Raps im Jahr 2006 einen Anteil von 78 % und ist seitdem schrittweise gesunken (Abbildung A-6). [USDA (2013), (2016), (2018), (2020)]
Weltweit entfiel der größte Anteil der Rohstoffbasis im Jahr 2020 auf Palmöl (31 %), gefolgt von Sojaöl (25 %), UCO (21 %), Raps (16 %), Sonnenblumenöl (1 %) und sonstigen Ölen (6 %), siehe auch Abbildung A-8. [IHS Markit (2018)-(2020)]
Abbildung 4-4 Ressourcen zur Nutzung (Deutschland) und Produktion (Europa, weltweit) von FAME und HVO-Diesel, eigene Berechnung auf Datenbasis: [BLE (2021d); IHS Markit (2020a); Meisel (2015); USDA (2020)]
Die Ressourcenbasis für die Produktion von BIOETHANOL in Deutschland, Europa und weltweit ist für 2020 in Abbildung 4-5 dargestellt.
Das in Deutschland als Kraftstoff genutzte Bioethanol basierte im Jahr 2020 auf folgenden Ressourcen:
Getreide (40 % Mais, 9 % Weizen, 6 % Roggen, 3 % Triticale, 3 % Gerste), Zuckerrohr (29 %), Zuckerrüben (5 %) sowie Abfall- und Reststoffe (5 %) [BLE (2021d)].
Die Ressourcenbasis für die Ethanolproduktion in der EU im Jahr 2020 bestand zum größten Teil aus Mais (39 %), Zuckerrüben (35 %) und Weizen (15 %). Andere Ressourcen spielen eine geringere Rolle, wie Triticale (6 %), Gerste (2 %), Roggen (2 %) und cellulosehaltige Biomasse (1 %). In der Regel hatte die Zuckerrübe einen größeren Anteil an der Ressourcenbasis, der beispielsweise im Jahr 2008 bei 70 % lag, aber seit dem Jahr 2019 liegt der größte Anteil bei Mais. Die vollständige Beschreibung der Ressourcenbasis in der EU ist in Abbildung A-7. [USDA (2013), (2016), (2018), (2020)].
94 % der weltweit genutzten Bioethanolressourcen kamen in Produktionsanlagen in den USA und in Brasilien zum Einsatz – dieser Wert reduzierte sich bis zum Jahr 2020 auf etwa 85 %. Die verbleibenden 15 % im Jahr 2020 setzen sich im Wesentlichen zusammen aus 5 % Mais aus anderen Ländern, 3 % Zuckerrohr aus anderen Ländern, 5 % Melasse, 1 % Zuckerrüben und 1 % Maniok. Vor allem in Asien stieg in den letzten Jahren die Nutzung von Maniok, wenngleich auf geringem Niveau [F.O. Licht (2011a), (2011b), (2015a), (2016a), (2017a), (2018a); IHS Markit (2018)-(2020), (2020a)].
Abbildung 4-5 Ressourcen zur Nutzung (Deutschland) und Produktion (Europa, weltweit) von Bioethanol, Datenbasis: [IHS Markit (2020a); USDA (2020)], für Deutschland: eigene Berechnung auf Basis: [BLE (2021d); Meisel (2015)]
Die Ressourcenbasis für BIOMETHAN als Kraftstoff setzte sich in Deutschland in den vergangenen Jahren überwiegend bis ausschließlich aus Abfällen und Reststoffen zusammen. Der Anteil von Biomethan aus landwirtschaftlichen Hauptprodukten, v. a. Mais, lag in den Jahren 2019 und 2020 mit 40 % bzw. 25 % vergleichsweise hoch. Mit der stärkeren Begrenzung der auf die THG-Quote anrechenbaren Biokraftstoffe aus landwirtschaftlichen Hauptprodukten ist ab 2022 davon auszugehen, dass der Anteil aus Abfällen und Reststoffen wieder zunehmen wird. [BLE (2017), (2020), (2021d)]
4.2.2 Erneuerbarer Strom zur Nutzung im Verkehr
In DEUTSCHLAND kommt bisher elektrische Energie als Energieträger im Verkehr vorrangig im Schienen-verkehr zum Einsatz. Von den im Jahr 2020 insgesamt etwa 11 TWh (39,6 PJ) an im SchienenSchienen-verkehr eingesetzter elektrischer Energie kamen rund 9,2 TWh (33,1 PJ) als Traktionsstrom im Netz der Deutschen Bahn zum Einsatz [AGEEstat (2021)]. Der Anteil erneuerbarer Energien im deutschen Bahnstrommix lag im Jahr 2020 bei 61,4 % [Deutsche Bahn (2020)]. Des Weiteren wird elektrische Energie u. a. bei kommunalen (Straßen-) Bahnen und schienengebundenen Hafen- und Werksverkehren
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eingesetzt, womit der Anteil erneuerbarer elektrischer Energie im Schienenverkehr im Jahr 2020 insgesamt bei etwa 5,9 TWh (21,3 PJ) lag.
Im Straßenverkehr wurden im Jahr 2020 etwa 0,6 TWh (2,2 PJ) elektrische Energie eingesetzt [AGEEstat (2021)]; davon stammen aufgrund des Strommixes 50,5 % aus erneuerbaren Quellen (0,3 TWh) [Fraunhofer ISE (2021)]. Von der gesamten Strommenge wurden, basierend auf dem Schätzwert für die jährlich anrechenbare energetische Menge elektrischen Stroms für ein batterieelektrisches Fahrzeug in Höhe von 1.943 kWh/a [Bekanntmachung Anrechnung Strom (2017)], etwa 0,4 TWh in batterie-elektrischen Fahrzeugen (BEV) und die übrige Menge in Plug-in-Hybridfahrzeugen (PHEV) genutzt. Dabei war bei der straßengebundenen Elektromobilität im Jahr 2020 im Vergleich zu den Vorjahren eine deutliche Zunahme des Fahrzeugbestandes zu verzeichnen: Nach nahezu 200.000 neu zugelassenen BEV im Jahr 2020 waren zum 01.01.2021 in Summe 309.000 derartige Pkw bzw. 358.000 Fahrzeuge insgesamt im Bestand. Bei den PHEV beläuft sich der Bestand nach ebenfalls 200.000 Neuzulassungen im Jahr 2020 auf insgesamt 280.000 Pkw bzw. 427.000 Fahrzeuge. Bis zum 01.07.2021 ist dieser Bestand weiter gewachsen auf 495.000 BEV und 426.000 PHEV [KBA (2021e), (2021d)]. Neben den überwiegend privaten Lademöglichkeiten stehen den Nutzerinnen und Nutzern derzeit etwa 40.000 Normalladepunkte sowie fast 7.000 Schnellladepunkte zur Verfügung (Stand 01.09.2021) [Bundesnetzagentur (2021)]. Im Jahr 2020 kamen 115 GWh Strom zur Anrechnung auf die THG-Quote.
[Zoll (2021)]
Zusätzlich wird elektrische Energie auch für innerbetriebliche Transportvorgänge (u. a. elektrische Gabelstapler, Kräne) und bei der Nutzung von Elektrofahrrädern und ähnlichem eingesetzt. Die entsprechenden Strommengen sind aber bisher kaum belastbar zu quantifizieren.
Der erneuerbare Anteil der im Verkehr in Deutschland eingesetzten elektrischen Energie von 22,3 PJ (6,2 TWh) etwa 2,5 % der insgesamt aus erneuerbaren Quellen bereitgestellten Strommenge in Höhe von 904 PJ (251 TWh) [Lenz (2021)]. Elektrische Energie aus erneuerbaren Quellen wird im Verkehrssektor voraussichtlich auch in den kommenden Jahren noch überwiegend im Schienenverkehr genutzt.
Beispielsweise möchte die Deutsche Bahn ihre Stromnachfrage bis 2038 vollständig aus erneuerbaren Quellen decken und ab 2030 soll deren Anteil bereits 80 % betragen [Deutsche Bahn (2021)]. Der in Deutschland erzeugte Strom aus erneuerbaren Quellen wird in Tabelle A-3 dargestellt.
Die steigende Nutzung von Strom als Energieträger im Straßenverkehr wird in Deutschland auch durch umfassende Fördermaßnahmen unterstützt. Dies sind beispielsweise Sonderabschreibungen, der Umweltbonus für Privatfahrzeuge sowie Steuerbefreiungen/-vorteile für Dienstwagen (BEV und PHEV), Ladestrom und Ladeinfrastruktur. Sie setzen, derzeit mit einer Laufzeit bis 2025 oder sogar 2030, einen stabilen Rahmen für den sukzessiven Aufbau einer öffentlich zugänglichen Ladeinfrastruktur und damit potenziell steigende Anteile elektrisch betriebener Fahrzeuge im Fahrzeugbestand. Im November 2021 wurden bereits 40.000 BEV – bei steigender Tendenz – neu zugelassen; dies entspricht etwa 20 % aller Pkw-Neuzulassungen in Deutschland [KBA (2021g)]. Auf einem ähnlichen Niveau bewegen sich mit 14 % auch die PHEV [KBA (2021g)], bei denen auch das Nutzerverhalten und der jeweilige Fahrzeugtyp entscheidend für den Anteil des eingesetzten Stroms bzw. der verwendeten Flüssigkraftstoffe ist. Auf den Status quo und die historische Entwicklung des Fahrzeugbestandes in Deutschland wird in Anschnitt 0 genauer eingegangen. Bei einem unveränderten Förderregime ist damit auch für 2022 und die kommenden Jahre davon auszugehen, dass der Anteil von BEV und PHEV an den Pkw-Neuzulassungen und entsprechend die Nachfrage nach elektrischer Energie im Straßenverkehr weiter steigen werden.
Der erste Meilenstein von über 1 Mio. Elektrofahrzeugen (BEV und PHEV) wird, gemessen am aktuellen Wachstum, im Jahr 2022 erreicht werden.
Der gesamte elektrische Energieverbrauch des Verkehrs in der EUROPÄISCHEN UNION betrug im Jahr 2019 etwa 10.651 TJ für den Straßenverkehr und 230.771 TJ für den Schienenverkehr bei einem erneuerbaren Anteil von ca. 19,7 %. Im Schienenverkehr stieg der Stromverbrauch in den letzten Jahren nur geringfügig. Im Jahr 2009 lag er noch bei 214.304 TJ, also 7,14 % niedriger als im Jahr 2019. Im Straßenverkehr lag der Stromverbrauch im Jahr 2009 bei 1.320 TJ, was einer Steigerung um den Faktor 8 innerhalb von zehn Jahren entspricht. Im Vergleich zum Jahr 2018 (6.900 TJ) wuchs der Verbrauch im Straßenverkehr innerhalb eines Jahres um 54 %. Der in Europa erzeugte Strom aus erneuerbaren Quellen wird in Tabelle A-3 dargestellt. [Eurostat (2021a), (2021b)]
WELTWEIT wurden gemäß [IEA (2021d)] im Jahr 2018 121 EJ im Verkehrssektor benötigt, wobei 1,4 EJ, also ein Anteil von 1,16 %, in Form von elektrischer Energie bereitgestellt wurde. Bei der Stromerzeugung lag der Anteil elektrischer Energie aus erneuerbaren Quellen im Jahr 2018 weltweit im Durchschnitt bei 24,9 %, wobei die erneuerbaren Quellen Wasserkraft, PV, Wind, Geothermie, Meer und Biomasse berücksichtigt wurden [IRENA (2021a)]. Der weltweit erzeugte Strom aus erneuerbaren Quellen wird in Tabelle A-3 dargestellt.
In Abbildung 4-6 ist die länderspezifische Erzeugung von erneuerbarem Strom weltweit, bezogen auf den jeweiligen relativen Anteil an insgesamt erzeugtem Strom, für das Jahr 2018 dargestellt. Das Land mit der größten erneuerbaren Stromerzeugung war China mit 1.811 TWh bzw. 6.520 PJ (6,5 EJ), was 25,9 % des landesweit erzeugten Stroms entsprach, gefolgt von den USA mit 742 TWh bzw. 2.671 PJ (2,7 EJ, relativer Anteil erneuerbarer Strom: 16,7 %) und Brasilien mit 496 TWh bzw. 1.736 PJ (1,8 EJ), relativer Anteil erneuerbarer Strom: 82,4 %). Das europäische Land mit der größten Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen war Deutschland mit 225 TWh bzw. 810 PJ (0,8 EJ), was 35 % der erzeugten Strommenge im Jahr 2018 entsprach. Im Jahr 2020 steigerte sich der Anteil des erzeugten erneuerbaren Stroms in Deutschland auf 45,4 % [UBA (2021b)]. Laut IEA (2019a) wird der Anteil des erneuerbaren Stroms im Verkehrssektor bis zum Jahr 2024 auf etwa 0,5 EJ ansteigen.
Abbildung 4-6 Menge und Anteil an erneuerbaren Strom weltweit, Datenbasis: [IRENA (2021a); The World Bank (2021)]