13. Energieversorgung

Ausgehend von dem Konzept der Nachhaltigkeit werden in diesem Kapitel die Klimaschutzziele motiviert und kurz erläutert.Es folgt ein kurzer Ausblick auf die nationale und internationale Entwicklung des Individualverkehrs und auf die Anforderungen seiner Nutzer. Daran anschließend werden die Herausforderungen bei der Einführung von Elektromobilität näher beleuchtet, insbesondere die Verfügbarkeit von Schlüsselrohstoffen wie Lithium, Kobalt, Kupfer und seltenen Erden. Danach werden die wichtigsten Primärenergiequellen und Energieträger mit ihren chemischen Eigenschaften vorgestellt. Bei den endlichen Primärenergien werden die nach heutigem Stand verfügbaren Reserven und die daraus erreichbaren Reichweiten dargestellt. Bei nachwachsenden Rohstoffen wird dementsprechend der Flächenbedarf abgeschätzt. Ein umfangreicher Abschnitt widmet sich der Stromproduktion aus konventionellen und erneuerbaren Energiequellen einschließlich der dazu erforderlichen Verteilnetze. Anschließend wird die Wasserstoffproduktion näher beleuchtet. Neben den chemischen Eigenschaften des Energieträgers werden verschiedene Verfahren zur Produktion vorgestellt. Danach werden die Energieketten von der Bereitstellung der Primärenergie bis zum Rad-Straße-Kontakt im Detail vorgestellt. Ein Schwerpunkt liegt auf der Umweltwirkung, insbesondere auf der Produktion von Treibhausgasen und gesundheitlich wirksamen Schadstoffen. Die Emissionen von flüssigen und gasförmigen Brennstoffen sowie die bei der Stromerzeugung anfallenden Emissionen werden im Detail beleuchtet. Abschließend werden für eine Reihe vereinfachter Szenarien beispielhafte Berechnung der CO₂-Emissionen von der Energiebereitstellung bis zum Rad durchgeführt. Der folgende Abschnitt erweitert die zuvor vorgestellte Analyse der Schadstoffemissionen der verschiedenen Fahrzeugarten um die Elemente „Produktionsphase“ und „Recycling“.