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Erschienen in:
Systemtheoretische Grundlagen zur Klimawandel-Problematik mit spezieller Berücksichtigung von PKW Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

3. Heutige und zukünftige Treibhausgasemissionen nach einer Life-Cycle-Analysis (LCA)

verfasst von : Martin Zapf, Hermann Pengg, Thomas Bütler, Christian Bach, Christian Weindl

Erschienen in: Kosteneffiziente und nachhaltige Automobile

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden die THG-Emissionen dargelegt, welche für Automobile mit unterschiedlichen Energieträgern und Antriebstechnologien einhergehen. Die Erhebung der THG-Emissionen erfolgt gemäß der Systematik einer Lebenszyklusanalyse (LCA). Die Verwendung von spezifischen THG-Emissionen ist u. a. für Vergleichszwecke vorteilhaft. Spezifische Emissionen werden auch als Emissionsfaktoren bezeichnet. Von besonderer Relevanz ist der Emissionsfaktor von Strom, da sich dieser für alle elektrischen Antriebstechnologien und strombasierten Kraftstoffe signifikant auf die gesamten THG-Emissionen auswirkt, welche mit diesen Technologien einhergehen. Es wird ein erneuerbarer Strombezug definiert, bei welchem nachweislich keinerlei direkte THG-Emissionen durch konventionelle Stromerzeugungsanlagen hervorgehen. Zudem werden bestehende Grünstromprodukte hinsichtlich ihrer Verursachergerechtigkeit bewertet. Letztlich werden die Emissionsfaktoren für unterschiedliche Strombezugsvarianten abgeleitet.

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Vorheriges Kapitel Auswahl und Modellierung repräsentativer Fahrzeuge mit unterschiedlichen Antriebskonzepten und Energieträgern
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Fußnoten
1
Emissionsfaktoren setzen die Emissionsmenge in Beziehung mit einer die Emission verursachenden Aktivität, wie beispielsweise die Nutzung von Stoffen (z. B. Bezug auf das Gewicht, Volumen oder Energiegehalt eines Stoffes) oder Technologien (z. B. Bezug auf die Dauer oder Wegstrecke bei der Nutzung einer Technologie).
 
2
Joint Research Centre-EUCAR-CONCAWE collaboration.
 
3
Einsatz lediglich bei Diesel aus betriebswirtschaftlichen Erwägungen – vollständige Substituierung des bisher verwendeten Wasserstoffs aus Dampfreformierung durch (grünen) erneuerbaren Wasserstoff EE-H2 in Deutschland würde eine THG-Minderung des in den Verkehr gebrachten Diesels von circa 1,3 % ermöglichen [8, S. 42].
 
4
Bezogen auf den Heizwert (Lower Heating Value) von 13,194 kWh/kg (CNG EU Average).
 
5
„Bsp.: wird auf bestehender Ackerfläche in Deutschland mehr für einen neuen Markt (z. B. Biokraftstoffe) produziert, so müssen an anderer Stelle die Produkte den bisher versorgten Markt (z. B. Nahrungs- oder Futtermittel) erzeugt werden“ [13, S. 9].
 
6
„Electricity that would otherwise be curtailed (fuel production plant started and stopped by transmission network operator)“ [16] – gemäß FQD.
 
7
Jährlich bis zum 31. Oktober für das darauffolgende Verpflichtungsjahr durch das Umweltbundesamt bekannt zu geben gemäß dem Strommix in Deutschland.
 
8
Gemäß einer 2,5-fach höheren Antriebseffizienz im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen: \( \frac{1}{2,5} = 0,4 \).
 
9
Emissionsfaktoren: \(73{,}6\, \text g_{{{\text{CO}}_{2\text{eq}} }} /\text{MJ} \) für LPG, \(69{,}3\, \text g_{{{\text{CO}}_{2\text{eq}} }} /\text{MJ} \) für CNG und \(104{,}3\, \text g_{{{\text{CO}}_{2\text{eq}} }} /\text{MJ} \) für Wasserstoff aus Dampfreformierung.
 
10
Durch Gutschriften sind negative Emissionsfaktoren möglich – Standardwert bei 80 % Gülle, 20 % Mais mit abgedeckten Gärrestlager: \(-12\, \text g_{{{\text{CO}}_{2\text{eq}} }} /\text{MJ} \) [19].
 
11
Ein erneuerbarer Strombezug wird im Abschn. 3.4 definiert.
 
12
Verbrauch bei 15.000 km Jahresfahrleistung und etwa 66 kWh/100 km.
 
13
Stand 2016: \(5{,}76\, \text g_{{{\text{CO}}_{2\text{eq}} }} /\text{kWh} \) (Gastransport, -speicherung und -verteilung) \(+\,13{,}81\, \text g_{{{\text{CO}}_{2\text{eq}} }} /\text{kWh} \) (Tankstellenbetrieb gemäß Tab. 3.3) = \(19{,}57\, \text g_{{{\text{CO}}_{2\text{eq}} }} /\text{kWh} \).
 
14
Vgl. Abschn. 3.1.
 
15
Dieser Anteil weicht vom erneuerbaren Anteil der Stromerzeugung nach Formel 3.1 ab.
 
16
Bsp.: ok-power, Grüner Strom Label, TÜV Nord Geprüfter Ökostrom, TÜV Süd EE01.
 
17
Vgl. Abschn. 3.4.3.4.
 
18
Vgl. [37, 41] bzgl. derzeitige Netzentgeltsystematik und deren Weiterentwicklung.
 
19
Grenzkosten von Erzeugungsanlagen werden in [28, S. 78–80] beschrieben.
 
20
Ohne Berücksichtigung von Redispatch-Kosten und Vergütungszahlungen.
 
21
CO2, N2O aus der Herstellung von Salpetersäure, Adipinsäure, Glyoxylsäure und Glyoxal und FKW aus der Aluminiumherstellung [43].
 
22
Vgl. [47] bzgl. Internalisierung externer Effekte.
 
23
Vgl. [28, S. 128] bzgl. must-run Stromerzeugung.
 
24
Merit Order entspricht nicht der Rangfolge gemäß den Emissionsfaktoren der Stromerzeuger.
 
25
Auch bei erneuerbaren Erzeugungsanlagen.
 
26
Gemäß Pariser Abkommen.
 
27
TTW-Emissionsfaktoren: \(264{,}54\,\text {g}_{{{\text{CO}}_{2} }} /\text{kWh}\) für Benzin, \(267{,}64\,\text {g}_{{{\text{CO}}_{2} }} /\text{kWh}\) für Diesel und \(203{,}81\,\text {g}_{{{\text{CO}}_{2} }} /\text{kWh}\) für CNG.
 
28
Ablesewert mit Genauigkeit ± 0,1 t.
 
29
Insbesondere von Aluminium und CFK in der Karosserie.
 
30
Ablesewerte mit Genauigkeit ± 0,1 t.
 
31
Detaillierte Analysen enthält [65, S. 42–49] – für die heutige Zellfertigung wird ein Energiebedarf von 11 kWh/kg bei einer Energiedichte von 115 Wh/kg angenommen (ca. 100 kWhel je Kilowattstunde Batteriekapazität). „Bereits heute ist nach Angaben von VW bei hoher Produktionsauslastung und in einem eingeschwungenen Serienprozess ein Stromverbrauch von 50 kWhel pro kWh Batterie (bei einer Energiedichte von 115 Wh/kg) erreichbar“ [65, S. 44].
 
32
Vgl. Abb. 6.​10.
 
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Metadaten
Titel
Heutige und zukünftige Treibhausgasemissionen nach einer Life-Cycle-Analysis (LCA)
verfasst von
Martin Zapf
Hermann Pengg
Thomas Bütler
Christian Bach
Christian Weindl
Copyright-Jahr
2019
Buch
Kosteneffiziente und nachhaltige Automobile

Print ISBN: 978-3-658-24059-2

Electronic ISBN: 978-3-658-24060-8

Copyright-Jahr: 2019

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-24060-8_3