Elektroautos sind hier, aber wir werden noch lange Kraftstoff brauchen

Elektroautos sind hier, aber wir werden noch lange Kraftstoff brauchen Elektroautos passen nicht zu jeder Reise. Nick Starichenko / Shutterstock 

Elektroautos werden oft als eine der großen Hoffnungen zur Bekämpfung des Klimawandels angesehen. Mit neue Modelle Ankunft in Ausstellungsräumen, großen Autoherstellern Umrüsten für eine elektrische Zukunftund eine kleine, aber wachsende Zahl von Verbrauchern, die sich gerne von Gaskonsumenten umstellen lassen möchten, scheinen Elektrofahrzeuge eine Möglichkeit zu bieten, mit nur geringen Änderungen an unserer Lebensweise den Kohlendioxidausstoß zu verringern.

Es besteht jedoch die Gefahr, dass die Befestigung an Elektroautos einen großen toten Winkel hinterlässt. Die Elektrifizierung wäre für die schwerfälligen Lastkraftwagen, die Waren über Kontinente transportieren, sehr teuer oder ist für Langstreckenflüge derzeit technisch unzulässig.

Abgesehen von der Begeisterung rund um die Elektrifizierung umfassen derzeit nur leichte Personenkraftwagen 50% der globalen Gesamtnachfrage für Energie im Verkehrssektor im Vergleich zu 28% für schwere Straßenfahrzeuge, 10% für Luft, 9% für See und 2% für Schiene.

Einfach ausgedrückt, der derzeitige Fokus auf die Elektrifizierung von Personenkraftwagen ist - obwohl erwünscht - nur ein Teil der Antwort. Für die meisten anderen Segmente werden auf absehbare Zeit Kraftstoffe benötigt. Und auch für Autos sind Elektrofahrzeuge kein Allheilmittel.

Die unglückliche Wahrheit ist, dass batteriegepufferte Elektrofahrzeuge (BEVs) allein das, was wir als „100 EJ-Problem“ bezeichnen, nicht lösen können. Die Nachfrage nach Transportdienstleistungen dürfte in den kommenden Jahrzehnten dramatisch steigen. Also die Projekte der Internationalen Energieagentur (IEA) dass wir die Menge an Energie, die jedes Fahrzeug verbraucht, erheblich reduzieren müssen, nur um den globalen Gesamtenergiebedarf im Verkehrssektor auf dem aktuellen Niveau der 100-Exajoule (EJ) von 2050 in etwa konstant zu halten. Es wird erwartet, dass mehr als die Hälfte des 100 EJ aus Erdölprodukten stammt. Bis dahin dürfte der Anteil der leichten Nutzfahrzeuge am Energiebedarf des Verkehrssektors von 50% auf 34% sinken.

Das überwiegende Mehrheit der bestehenden Passagierreisen kann von vorhandenen Batterie-Elektrofahrzeugen genutzt werden, sodass für viele Verbraucher der Kauf einer Batterie eine einfache Entscheidung ist (da die Kosten sinken). Aber für diejenigen, die häufig sehr lange Reisen unternehmen, muss der Schwerpunkt auch auf kohlenstoffarmen Kraftstoffen liegen.

Erdölersatzstoffe könnten den nachhaltigen Verkehr auf schwerere Fahrzeuge und auf Fahrzeuge mit größerer Reichweite ausdehnen, während die vorhandene Tankinfrastruktur und der vorhandene Fuhrpark genutzt werden. Während batterieelektrische Fahrzeuge höhere Systemkosten verursachen (zum Beispiel die Ladeinfrastruktur, die erforderlich ist, um Millionen neuer Elektrofahrzeuge ans Netz zu bringen), sind alle Übergangskosten für nachhaltige Ersatzbrennstoffe in den Brennstoffen selbst enthalten.

Unsere aktuelle Studie Teil a ist neuer fokus für synthetische Kraftstoffe oder Synfuels (Kraftstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl hergestellt werden). Synfuels wurden in den 1920 zunächst im industriellen Maßstab hergestellt, indem Kohle unter Verwendung der sogenannten Flüssigkohlenwasserstoffe in flüssige Kohlenwasserstoffe umgewandelt wurde Fischer-Tropsch-Synthese, benannt nach seinen ursprünglichen deutschen Erfindern. Die Verwendung von Kohle als Rohstoff führt jedoch zu einem weitaus schmutzigeren Kraftstoff als herkömmliche Kraftstoffe auf Erdölbasis.

Ein möglicher Weg zu kohlenstoffneutralen synthetischen Brennstoffen wäre die Verwendung von Holzabfällen als Ausgangsmaterial synthetische Biokraftstoffe erzeugen mit geringeren Auswirkungen auf die Umwelt und die Lebensmittelproduktion als Biokraftstoffe auf Pflanzenbasis. Eine weitere Möglichkeit wäre die Herstellung von Synfuels aus CO₂ und Wasser mit kohlenstoffarmen Strom. Die Herstellung solcher „Elektrokraftstoffe“ würde jedoch entweder ein Stromsystem erfordern, das sehr kostengünstig und äußerst kohlenstoffarm ist (wie in Island oder Quebec), oder spezielle Quellen für CO2-freien Strom, die das ganze Jahr über hochverfügbar sind.

Versuchsanlagen

Synthetische Biokraftstoffe und Elektrokraftstoffe haben beide das Potenzial, nachhaltige Kraftstoffe in großem Maßstab zu liefern. Diese Bemühungen befinden sich jedoch noch in der Demonstrationsphase. Audi eröffnete ein 20M-E-Gas-Werk (Elektrokraftstoff) in 2013 das erzeugt 3.2 MW synthetisches Methan aus 6 MW Strom. Der € 150M Schwedische GoBiGas-Anlage wurde in 2014 in Auftrag gegeben und produzierte synthetisches Biomethan im Maßstab 20 MW unter Verwendung von 30 MW Biomasse.

Trotz der vielen Vorteile von kohlenstoffneutralen synthetischen Kraftstoffen werden die meisten Projekte im kommerziellen Maßstab derzeit ausgesetzt. Dies ist auf die hohen Investitionskosten von verfahrenstechnischen Pionieranlagen zurückzuführen, die mit einer unzureichenden staatlichen Politik einhergehen, um eine wirtschaftliche Rentabilität zu erzielen und das Risiko einer Skalierung zu teilen.

Regierungs- und Industrieversuche, die Menschen zum Kauf von Elektrofahrzeugen zu ermutigen, sind an sich kein Problem. Wir befürchten, dass eine ausschließliche Konzentration auf die Elektrifizierung die Lösung des 100 EJ-Problems unmöglich machen könnte. Es ist noch zu früh, um zu sagen, welche nachhaltigen Kraftstoffe möglicherweise erfolgreich sein werden. Daher ist es am dringendsten erforderlich, die Produktion ab der aktuellen Demonstrationsphase zu steigern. Wenn nicht, wenn sich unsere Aufmerksamkeit in ein paar Jahren endlich von der Werbung für hochglänzende Elektroautos abwendet, werden wir am Anfang stehen, um den Rest des Problems anzugehen.

Über den Autor

David Reiner, Dozent für Technologiepolitik an der Universität, Cambridge Judge Business School und Ilkka Hannula, Associate Researcher, Forschungsgruppe Energiepolitik, University of Cambridge

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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