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2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Defossilizing the Transportation Sector

Options and Requirements for Germany

verfasst von : Ulrich Kramer

Erschienen in: Zukünftige Kraftstoffe

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Abstract

In accordance with the Climate Action Plan 2050, Germany is to become predominantly greenhouse gas-neutral by 2050. However, it is not possible to fully decarbonize the transportation sector when vehicles are powered by combustion engines that use fossil fuels. This is also the case if the entire remaining potential for optimizing combustion engines and vehicles is exhausted. In order to achieve the CO2 emission targets, suitable concepts are therefore necessary.

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Fußnoten
2
The annual electricity generation costs (LCOE * annual quantity of electricity) have been applied to the quantity of electricity that was actually used (curtailment 91%). The scenario entailing LH2 production in Morocco in 2050 was used as a basis [IWES 2017].
 
3
Numerical data as per BDEW and in accordance with replacement values [DENA 2010].
 
4
Expansion from 61 GW (in 2012) to 139 GW in 2032; in 2016: 97 GW, meaning that € 28 billion now amounts to € 0.6 billion per GW (not taking into account the investments already made in the further expansion of renewable energies). Therefore, for reasons of simplification, € 0.5 billion per GW is also assumed here.
 
5
Excluding the 110-kV level, the distribution grid is responsible for approximately one third of the costs, as a result of which around two thirds of the total costs (€ 2 billion per GW) have been estimated here.
 
6
Estimate based on installed capacities for diesel and gasoline refueling at service stations and truck stops (approx. 23 GW) and taking into account the reduced consumption (50%) and assumption of 50% of capacities by already installed infrastructure, e.g. simultaneous reduction in demand in industry and households.
 
7
Grid expansion of 1 GW is required for every 4 TW h of consumption.
 
8
Taking into account higher consumption compared to BEVs, better utilization due to 24-hour production on peak days and substitution of 6 GW through the existing infrastructure.
 
Literatur
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[DENA 2012.
Deutsche Energie-Agentur (2012) dena-Verteilnetzstudie. Ausbau- und Innovationsbedarf der Stromverteiler-netze in Deutschland bis 2030
[DENA 2018]
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Nationale Norm (DIN) Nr. 51624 – Kraftstoffe für Kraftfahrzeuge – Erdgas – Anforderungen und Prüfverfahren. DIN: 51624:2008-02 (zurückgezogen; ersetzt durch DIN EN 16723-2:2017-10)
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Regelung Nr. 101 der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UN/ECE) – Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung der Personenkraftwagen, die nur mit einem Verbrennungsmotor oder mit Hybrid-Elektro-Antrieb betrieben werden, hinsichtlich der Messung der Kohlendioxidemission und des Kraftstoffverbrauchs und/oder der Messung des Stromverbrauchs und der elektrischen Reichweite sowie der mit Elektroantrieb betriebenen Fahrzeuge der Klassen M1 und N1 hinsichtlich der Messung des Stromverbrauchs und der elektrischen Reichweite. OJ L 138, 26.5.2012, pp 1–77
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Elsner et al (Hrsg) (2015) Flexibilitätskonzepte für die Stromversorgung 2050. Technologien – Szenarien – Systemzusammenhänge (Schriftenreihe Energiesysteme der Zukunft), München
[EN 228]
Europäische Norm (EN) Nr. 228 – Automotive Fuels – Unleaded Petrol – Requirements and Test Methods. Deutsche Fassung: Kraftstoffe – Unverbleite Ottokraftstoffe – Anforderungen und Prüfverfahren. DIN EN 228:2017-08
[EN 589]
Europäische Norm (EN) Nr. 589 – Automotive Fuels – LPG – Requirements and Test Methods. Deutsche Fassung: Kraftstoffe – Flüssiggas – Anforderungen und Prüfverfahren. DIN EN 589:2017-11 – Entwurf
[EN 590]
Europäische Norm (EN) Nr. 590 – Automotive Fuels – Diesel – Requirements and Test Methods. Deutsche Fassung: Kraftstoffe – Dieselkraftstoff – Anforderungen und Prüfverfahren. DIN EN: 590:2017-10
[EN 15940]
Europäische Norm (EN) Nr. 15940 – Automotive Fuels – Paraffinic Diesel Fuel from Synthesis or Hydrotreatment – Requirements and Test Methods. Deutsche Fassung: Kraftstoffe – Paraffinischer Dieselkraftstoff aus Synthese oder Hydrierungsverfahren – Anforderungen und Prüfverfahren. DIN EN: 15940:2018-08
[EN 16723-2]
Europäische Norm (EN) Nr. 16723-2 – Natural Gas and Biomethane for Use in Transport and Biomethane for Injection in the Natural Gas Network – Part 2: Automotive Fuels Specification. Deutsche Fassung: Erdgas und Biomethan zur Verwendung im Transportwesen und Biomethan zur Einspeisung ins Erdgasnetz – Teil 2: Festlegungen für Kraftstoffe für Kraftfahrzeuge; DIN EN 16723-2:2017-10
[EN 17127]
Europäische Norm (EN) Nr. 17127 (Entwurf) – Gaseous Hydrogen – Fueling Stations – Part 1: General Requirements. Deutsche Fassung: Gasförmiger Wasserstoff – Betankungsanlagen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen. DIN EN 17127:2017-08 – Entwurf
[FVV 1134/2014]
IGF-Forschungsvorhaben „Methan katalytisch: Untersuchung der Wirkmechanismen bei katalytischer Methanreduktion“. Fördergeber: FVV (Projekt-und Fördernummer: 1134). In: FVV (Hrsg.), Frühjahrstagung 2014, Tagungsband R566, S 314–347, Frankfurt am Main, 2014
[FVV 1177/2017]
IGF-Forschungsvorhaben „Methan-Oxidations-Katalysatoren: Einfluss von Katalysatorzusammensetzung, Druck und Gaszusammensetzung auf Aktivität, Alterung und Reaktivierung“. Fördergeber: BMWi/CORNET (Projektnummer: 1177, Fördernummer: 128 EN). In: FVV (Hrsg.), Frühjahrstagung 2017, Tagungsband R578, S. 163–207, Frankfurt am Main, 2017
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[ISE 2015]
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[ISI 2017]
Wietschel M et al (2017) Machbarkeitsstudie zur Ermittlung der Potenziale des Hybrid-Oberleitungs-Lkw. Studie im Rahmen der Wissenschaftlichen Beratung des Bundesministeriums für Verkehr und Digitale Infrastruktur (BMVI) zur Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie. Fraunhofer-Institut für System und Innovationsforschung (ISI), Karlsruhe
[ISO 14687-2]
Internationale Norm (ISO) Nr. 14687-2 – Hydrogen Fuel – Product Specification – Part 2: Proton Exchange Membrane (PEM) Fuel Cell Applications for Road Vehicles. Deutsche Fassung: Wasserstoff als Kraftstoff – Produktfest-legung – Teil 2: Protonenaustauschmembran (PEM) – Brennstoffzellenanwendungen für Straßenfahrzeuge. ISO 14687-2:2012-12
[ISO 16861]
Internationale Norm (ISO) Nr. 16861 – Petroleum Products – Fuels (Class F) – Specifications of Dimethyl Ether (DME). Deutsche Fassung: Mineralölerzeugnisse – Kraftstoffe (Klasse F) – Spezifikationen für Dimethylether (DME). ISO 16861:2015-05
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Pfennig M, Gerhardt N, Pape C, Böttger D (2017) Mittel- und langfristige Potenziale von PtL- und H2-Importen aus internationalen EE-Vorzugsregionen. Teilbericht im Rahmen des Projektes: KLIMAWIRKSAMKEIT ELEKTROMOBILITÄT – Entwicklungsoptionen des Straßenverkehrs unter Berücksichtigung der Rückkopplung des Energieversorgungssystems in Hinblick auf mittel- und langfristige Klimaziele. Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystem-technik (IWES), Kassel
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Bicker W (2016) Der lastauto omnibus Katalog 2017, Nr. 46, 8/2016, EuroTransportMedia Verlags-GmbH, Stuttgart
[LBST 2016]
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[LNG Calc 2017]
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Maas H, Schamel A, Weber C, Kramer U (2016) Review of combustion engine efficiency improvements and the role of e-fuels. In: Internationaler Motorenkongress 2016, Proceedings. Springer Vieweg, Wiesbaden
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Mayer T (2017) Techno-economic evaluation of hydrogen refueling stations with trucked-in gaseous or liquid hydrogen. In: 30th International electric vehicle symposium & exhibition, Stuttgart, 9–11 November 2017
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Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW): Stand und Entwicklungspotenzial der Wasserelektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff aus regenerativen Energien. Studie. Redaktionsstand: 22.12.2010, (Revision 1 vom 05.07.2011)
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Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 des Europäischen Parlaments und des Rates zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals – REACH) und zur Schaffung einer Europäischen Chemikalienagentur vom 18. Dezember 2006
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Rittich C (2014) Natural gas trucks for the forest sector. In: Präsentation der Fa. FPInnovations
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Kasten P et al (2016) Erarbeitung einer fachlichen Strategie zur Energieversorgung des Verkehrs bis zum Jahr 2050 – Endbericht. Umweltbundesamt Texte 72/2016, S 104, Tabelle II-19, 11.2016
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U.S. Department of Energy (2009) Multi-Path Transportation Futures Study – Vehicle Characterization and Scenario Analyses. Argonne National Laboratory
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U.S. Department of Energy (2012) The Fuel Cell Technologies Program Multi-Year Research, Development, and Demonstration Plan
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Wachtmeister G, Uhlig B, Wohlgemuth S (2012) LNG – Liquefied Natural Gas – Förderung, Transportkette und motorische Verbrennung. Studie im Auftrag des Fachverbands Motoren und Systeme (MUS) im Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA). Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen (LVK). Technische Universität München
[Wiki Tanker 2017]
[Wind Guard 2015]
Kostensituation der Windenergie an Land in Deutschland, Deutsche Wind Guard, 2015
Metadaten
Titel
Defossilizing the Transportation Sector
verfasst von
Ulrich Kramer
Copyright-Jahr
2019
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Buch
Zukünftige Kraftstoffe

Print ISBN: 978-3-662-58005-9

Electronic ISBN: 978-3-662-58006-6

Copyright-Jahr: 2019

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-58006-6_23

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