4.4 Kraftstoffpotenziale
4.4.3 Zusammenfassung und Fazit
Für das Biokraftstoffpotenzial in DEUTSCHLAND ist in Abbildung 4-25 für den Bereich der fortschrittlichen Ressourcen die Bandbreite des mobilisierbaren Potenzials dargestellt. Es ist jedoch davon auszugehen, dass dieses zukünftig nicht ausschließlich für die Kraftstoffproduktion genutzt werden wird. Für konventionelle Kraftstoffe ist eine begrenzte Flächennutzung in Deutschland zugrunde gelegt (Abschnitt 4.4.1). Für strombasierte Kraftstoffe ist die Basis jeweils der aktuelle Bestand ausgewählter CO2-Punktquellen. Die beiden Optionen PTG und PTL können demnach nicht summiert werden.
Unabhängig davon ist beispielsweise auch die Abtrennung von Kohlenstoffdioxid aus der Luft möglich.
Die Verfügbarkeit von erneuerbarem Strom oder Wasser für die Elektrolyse als potenziell wahrscheinlich stark limitierende Faktoren sind in dieser Darstellung nicht berücksichtigt. Die in der Abbildung rechts dargestellten Bedarfe stellen lediglich zwei beispielhafte Szenarien aus einer großen Bandbreite an Entwicklungsmöglichkeiten dar - einerseits das Ergebnis verzögerten Handelns (GreenLate Szenario [Purr (2019)]) und andererseits das Erreichen des Klimaziels 2045 (Agora Energiewende [Prognos (2021)]).
Abbildung 4-25 Mobilisierbares Potenzial von Biokraftstoffen (2015) und technisches Potenzial von auf Strom und CO2 -Punktquellen basierenden Kraftstoffen (2017) sowie Bedarfe von erneuerbaren Kraftstoffen in Deutschland (2030 und 2050), eigene Berechnung bzw. Darstellung auf Datenbasis: Bandbreiten für Biokraftstoffe gemäß mobilisierbarem Potenzial (Abbildung 4-22); PTX-Potenzial gemäß CO2-Punktquellen (Abbildung 4-23 und Abbildung 4-24); Bedarfsszenarien beispielhaft gemäß [Purr (2019)] mit spätem Handeln und gemäß [Prognos (2021)] mit ambitionierten Maßnahmen [DBFZ (2021b); Kircher (2020); Prognos (2021); Purr (2019)]
Bio
DE | Potenziale und Bedarfe von erneuerbaren Kraftstoffen in PJ
© DBFZ, 11/2021
CO2 (Papier und Zellstoff) CO2 (Bioenergie)
Strom
Für das Biokraftstoffpotenzial in der EUROPÄISCHEN UNION ist in Abbildung 4-26 das technische Potenzial dargestellt - das heißt, Restriktionen bleiben hier weitgehend unberücksichtigt und das mobilisierbare Potenzial dürfte deutlich geringer sein. Für strombasierte Kraftstoffe sind wiederum CO2-Punktquellen zugrunde gelegt. Anaolg zu Abbildung 4-25 können Methan und Methanol demnach nicht summiert werden und der limitierende Einfluss der Verfügbarkeit von erneuerbarem Strom oder Wasser sind nicht berücksichtigt. Die beiden Bedarfsszenarien für 2030 und 2050 entstammen dem Impact assessment report zum Revisionsentwurf der RED II [COM(2021) 557 (2021)]. Dabei enthält das EU-Referenzszenario (REF) Projektionen für die Energienachfrage und -versorgung unter den derzeitigen politischen Rahmen-bedingungen der Europäischen Union und deren Mitgliedstaaten. Es berücksichtigt insbesondere die geltenden Rahmenbedingungen zur Erreichung des Klimaziels von mindestens 40 % Reduktion der Treibhausgasemissionen in 2030 im Vergleich zu 1990, nicht jedoch das Erreichen des revidierten Klimaziels für 2030 von mindestens -55 %. Das Szenario REG stützt sich hingegen auf eine sehr starke Intensivierung der Energie- und Verkehrspolitik.
Abbildung 4-26 Technische Potenziale (2015, 2017) und Bedarfe (2030 und 2050) erneuerbarer Kraftstoffe in der Europäischen Union, eigene Berechnung bzw. Darstellung auf Datenbasis: Bioressourcenpotenzial ohne forstwirtschaftliche Biomasse nach [Hoefnagels (2018)], PTX-Potenzial gemäß CO2-Potenzial nach [Kircher (2020)], Bedarfsszenarien Referenz (REF) und starke Intensivierung Energie- und Verkehrspolitik (REG) gemäß [COM(2021) 557 (2021)]
EU | Potenziale und Bedarfe von erneuerbaren Kraftstoffen in EJ
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Kraftstoffe im Verkehr Wasserstoff im Verkehr Strom im Verkehr CO2 (Bioenergie und Biokraftstoffen)
CO2 (Papier und Zellstoff) CO2 (Biomasseverbrennung) CO2 (Müllverbrennung)
CO2 (Zement, Stahl und Chemie) Strom
Die Gegenüberstellung von derzeitigen Potenzialen und zukünftigen Bedarfen in Abbildung 4-25 und Abbildung 4-26 kann jedoch im Detail auch insgesamt als nur begrenzt aussagekräftig betrachtet werden. Auf verschiedenen Ebenen der Analyse bestehen Unsicherheiten bzw. Bandbreiten, die zusammenfassend in Tabelle 4-4 aufgeführt sind.
Tabelle 4-4 Unsicherheiten bzw. Bandbreiten bei der Analyse von Potenzialen und Bedarfen
Kategorie Beschreibung Kennzeichen
Potenzial für Biokraftstoffe Biogene
Hauptprodukte
Perspektive
Begrenzung oder Ausschluss land- und forstwirtschaftlicher Ressourcen für ausgewählte Nutzungen, politisch-gesellschaftlicher Diskurs
Datenverfügbarkeit und -qualität für die Ermittlung der historischen und aktuellen theoretischen Potenziale fortschrittlicher Bioressourcen, auch hinsichtlich bspw. zeitlicher, regionaler und qualitativer Schwankungen
Datenbasis
Datenverfügbarkeit und -qualität für die Ermittlung aller limitierenden Komponenten sowie bereits etablierten Nutzungen fortschrittlicher Bioressourcen (Quantifizierung des mobilisierbaren Potenzials)
Restriktion
Zum Einsatz kommende Prozesse und entsprechende Konversions-faktoren bei der Produktion von biobasierten Kraftstoffen und Energieträgern, z. B. Biomethan statt Bioethanol etc., inklusive Effizienzverlusten bei Folgeprodukten wie bspw. ATJ aus Ethanol oder LNG aus Biomethan
Konversion
Perspektive
Zukünftige Entwicklung relevanter Einflussfaktoren für die Quantifizierung und Limitierung der Potenziale, einschließlich Kaskadenfaktor [Indufor (2013)]
Je langfristiger Ermittlung des vorausschauenden Potenzials, desto größere Unsicherheiten
Mobilisierung und Nutzung der Potenziale durch den Aufbau entsprechender Kapazitäten bei Produktion, Infrastruktur und Nutzung erfordern schließlich entsprechende Rahmenbedingungen
Strategie,
Gesetze
Potenzial für erneuerbaren Strom und strombasierte Kraftstoffe Erneuerbarer Strom Status quo
Datenverfügbarkeit und -qualität für die theoretische Potenzialermittlung erneuerbarer Energien, auch hinsichtlich bspw. zeitlicher und regionaler Schwankungen
Datenbasis
Datenverfügbarkeit und -qualität für die Ermittlung aller limitierenden Komponenten sowie sonstiger Nutzungen in anderen Sektoren (Quantifizierung des mobilisierbaren Potenzials)
Restriktion
Kategorie Beschreibung Kennzeichen Perspektive
Zukünftige Entwicklung relevanter Einflussfaktoren für die Quantifizierung und Limitierung der Potenziale Strombasierte
Kraftstoffe
Status quo
Datenverfügbarkeit und -qualität für Ermittlung des theoretischen Ressourcenpotenzials für strombasierte Kraftstoffe, v. a. hinsichtlich erneuerbaren Stroms, Wasser und CO2 als C-Quelle
Datenbasis
Datenverfügbarkeit und -qualität für die Ermittlung aller limitierenden Komponenten sowie sonstiger Nutzungen (z. B. auch CO2 für BECCS)
Restriktion
Zum Einsatz kommende Prozesse und entsprechende Konversions-faktoren bei der Produktion von biobasierten Kraftstoffen und Energieträgern, z. B. Biomethan statt Bioethanol etc., inklusive Effizienzverlusten bei Folgeprodukten wie bspw. ATJ aus Ethanol oder LNG aus Biomethan
Konversion
Perspektive
Zukünftige Entwicklung relevanter Einflussfaktoren für die Quantifizierung und Limitierung der Potenziale
Datenbasis,
Aufbau entsprechender Kapazitäten bei Produktion, Infrastruktur und Nutzung erfordern schließlich entsprechende Rahmenbedingungen
Deutliche Reduktion des Gesamtendenergiebedarfs im Verkehrssektor
▪ Unabdingbar für die Erreichung der Klimaziele - kurz-, mittel- und langfristig
▪ Bedarf an ambitionierten Maßnahmen in den Bereichen Vermeidung von Verkehr, Verlagerung von Verkehr (z. B.
Straße-Schiene) und Verbesserung von Verkehr (z. B. Antriebe und Energiequellen)
Strategie
Gesetze
Spezifischer Bedarf an Energieträgern
Maßgebliche Orientierung für Energiebereitstellung im Verkehr 2030/2050:
▪ Umsetzbares Potenzial aller geeigneten Energieträger
▪ Verteilung des umsetzbaren Potenzials auf Verkehrsträger gemäß v. a. technischer Kriterien
▪ Forcierung und Steuerung entsprechender System- bzw.
Antriebswechsel
Strategie, Gesetze
Wie Tabelle 4-4 zeigt, steht den Bandbreiten der Ressourcenpotenziale ein Umsetzungsspielraum verkehrspolitischer Maßnahmen gegenüber. Während Forschung und Entwicklung den Kenntnisstand zum Status quo und den perspektivischen Entwicklungen erneuerbarer Ressourcen zwar verbessern kann, ist deren Erschließung (Stichwort Biomassestrategie) bzw. Art der Nutzung maßgeblich durch rechtliche und wirtschaftliche Rahmenbedingungen bestimmt. Gleiches gilt für die Entwicklung des spezifischen Bedarfs erneuerbarer Energieträger im Verkehrssektor.
Diese Bandbreiten erlauben an dieser Stelle daher keine abschließende Quantifizierung des (nach-haltigen) Umsetzungspotenzials erneuerbarer Energieträger im Verkehrssektor. Zusammenfassend und mit Blick auf die Darstellungen in Abschnitt 9 sind daher in Tabelle 4-5 ihre Potenziale qualitativ eingeordnet. Diese Einordnung berücksichtigt wie alle vorangegangenen Ausführungen ein regional abge-grenztes Ressourcenpotenzial. Der etablierte internationale Handel von Ressourcen und Produkten, wie auch in Abschnitt 5.4 dargestellt, sowie dadurch auch mögliche Importe sind in diese Betrachtung nicht einbezogen.
Tabelle 4-5 Qualitative Potenzialeinordnung erneuerbarer Ressourcen für Energieträger im Verkehrssektor in Europa, Hinweis: 3-stufige Bewertungsskala: niedrig – begrenzt – hoch
Kategorie Ressourcengruppe Ressourcenbeispiele Theoretisches Potenzial
Stroh, Kraut, begrenzt niedrig bis begrenzt Forstwirtschaftliche
Nebenprodukte
Zweige, Rinde etc. begrenzt niedrig Industrielle Schlempen, Wässer etc. begrenzt niedrig
Tierische
Erneuerbarer Strom Wind, Sonne, Wasser hoch begrenzt bis hoch CO2-Punktquellen Fossil- und biobasierte
Prozesse/Industrien
begrenzt bis hoch niedrig bis begrenzt
Diffuses CO2 Luft hoch begrenzt bis hoch
Die hier betrachteten Ressourcen bzw. Potenziale adressieren ausschließlich die Bereitstellung der für den Verkehrssektor geeigneten Energieträger. Nicht in die Betrachtung einbezogen sind alle infra-strukturellen Aufwendungen, das heißt alle Ressourcen, die für die Bereitstellung (Produktionsanlagen), Verteilung (Netze) und Nutzung (Fahrzeuge) erforderlich sind.
In Abschnitt 7.8 wird auf die Lebenszyklustreibhausgasemissionen von Fahrzeugen mit unterschied-lichen Antrieben und in Abhängigkeit von ihrer Fahrleistung genauer eingegangen. Für eine umfassende Ressourcen- und Nachhaltigkeitsbewertung von Mobilitäts- und Transportkonzepten ist eine entsprechende Betrachtung aller Teile der Bereitstellungs- und Nutzungskette erforderlich.