Optionen einer Dekarbonisierung des Verkehrssektors:

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1 Eingereichte Vorfassung des im Internationen Verkehrswesen 69(1), S erschienenen Beitrags Optionen einer Dekarbonisierung des Verkehrssektors: Ergebnisse des Projektes Renewbility III Klimaschutz, Verkehrssektor, Verkehrsnachfrage, Elektromobilität, Maßnahmenbewertung Mit dem Projekt Renewbility III konnte gezeigt werden, dass eine vollständige Dekarbonisierung des Verkehrssektors machbar ist. Hierfür gibt es verschiedene Optionen, wobei diese unterschiedliche Chancen/Risiken-Profile aufweisen. Grundsätzlich kann eine Dekarbonisierung des Verkehrssektors bei geeigneter Ausgestaltung die Chance bieten, Klimaschutz bei positivem volkswirtschaftlichem Ergebnis zu erreichen. Aufgabe der Politik ist es nun, die Elektromobilität und damit die Effizienz der Fahrzeuge voranzubringen und das Verkehrssystem so umzugestalten, dass es durch Verlagerung und Vermeidung effizienter wird. Wiebke Zimmer, Ruth Blanck, Rita Cyganski, Martin Peter, Frank Dünnebeil Der Klimawandel schreitet voran. Die Emissionen der Treibhausgase müssen radikal gesenkt werden, um die Erderwärmung tatsächlich aufzuhalten. Bei der UN-Klimakonferenz in Paris 2015 (COP 21) hat sich die Weltgemeinschaft zu einer weitgehenden Treibhausgasneutralität unserer Lebens- und Wirtschaftsweise verpflichtet. Konkret heißt das, dass die Netto-Treibhausgas-Emissionen in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts weltweit auf Null gebracht werden müssen. Der Handlungsdruck für Maßnahmen zur Senkung der CO2-Emissionen ist damit schon heute enorm. Der Umbau von Energie-, Produktions- und Transportsystemen erfordert die Einbindung zahlreicher Akteure und braucht dementsprechend viel Zeit. Vollständige Dekarbonisierung des Verkehrssektors ist notwendig Wenngleich alle Wirtschaftssektoren gehal- ten sind, ihren Beitrag zum Klimaschutz zu leisten, ist eine vollständige Vermeidung von Treibhausgasemissionen nicht in allen Bereichen möglich. So gibt es beispielswei- se in der Landwirtschaft natürliche Gren- zen für eine vollständige Dekarbonisierung. Das bedeutet im Umkehrschluss, dass die energiebedingten Emissionen bis zum Jahr 2050 auf Null reduziert werden müssen. Das gilt auch für den Verkehr. Im Bereich der Stromerzeugung ist dafür die vollständige Umstellung auf erneuerbare Energien unumgänglich. Der Verkehrssektor kann nur durch eine Kombination von technologischen Neuerungen, effizienzsteigernden Maßnahmen und Änderungen der Rahmenbedingungen, die unter anderem eine Verhaltensänderung hin zu energieeffizienten Verkehrsmitteln unterstützen, vollständig CO2-frei werden. Erschwerend kommt hinzu, dass die Treibhausgasemissionen des Verkehrssektors derzeit noch auf dem gleichen Niveau liegen wie im Jahr 1990, hier also bisher noch kein Beitrag zum Klimaschutz geleistet wurde (Bild 1). Renewbility III: Szenarien zur Dekarbonisierung des Verkehrs

2 Das Projekt Renewbility hat sich in den vergangenen Jahren auf vielfältige Weise mit den Handlungsmöglichkeiten von Politik, Wirtschaft und Zivilgesellschaft im Verkehrssektor auseinandergesetzt. Die Ergebnisse der dritten Phase von Renewbility zeigen, dass eine vollständige Dekarbonisierung des Verkehrssektors möglich ist, welche Optionen dafür existieren und wie sich diese in den Auswirkungen unterscheiden. Es wurden verschiedene Szenarien bis 2050 entworfen und mit einem umfassenden Modellverbund analysiert. Modelliert wurden u. a. Fahrzeugbestände, Verkehrsnachfrage, Materialbedarfe, Endenergiebedarf, CO2- Emissionen und ökonomische Größen (vgl. Bild 2). Die Wechselwirkungen zwischen Verkehrs- und Energiesektor wurden dabei ebenfalls berücksichtigt. Durch die Beteiligung von Stakeholdern aus allen verkehrsrelevanten Branchen gingen auf Basis eines diskursiven Prozesses unterschiedliche Positionen und Interessen in die Gestaltung der Szenarien ein. Das Projekt wurde vom Öko-Institut, dem Institut für Verkehrsforschung im DLR, von INFRAS und dem ifeu- Institut im Auftrag des BMUB bearbeitet. Wesentliche Voraussetzung für Renewbility III war, dass auf Szenarien fokussiert wurde, die bis zum Jahr 2050 zu einer vollständigen Dekarbonisierung des Verkehrssektors führen. Das bedeutet, dass die zu diesem Zeitpunkt benötigte Energie über Strom aus erneuerbaren Energien, mit strombasierten Kraftstoffen (mit Strom aus erneuerbaren Energien) oder Biokraftstoffen abgedeckt wird. In verschiedenen Szenarien und Sensitivitäten wurde die Dekarbonisierung der Energieträger auf unterschiedliche Art und Weise mit weiteren Optionen zur Erhöhung der Fahrzeugeffizienz und Maßnahmen zur Verkehrsverlagerung verknüpft. Um die Auswirkungen der Dekarbonisierung einordnen und bewerten zu können, wurde zunächst ein Basisszenario ohne Dekarbonisierung und zusätzliche Klimaschutzmaßnahmen entwickelt, das sich an der Verkehrsprognose und dem Klimaschutzszenario 2050 orientiert2. Darauf aufbauend wurden zwei Klimaschutzszenarien ( Effizienz und Effizienz plus ) modelliert. Bild 1: Treibhausgasemissionen in Deutschland schematische Darstellung Strombasierte Kraftstoffe nur dann, wenn keine andere Option besteht Die technische Effizienzsteigerung und der Einsatz Erneuerbarer Energien haben eine hohe Bedeutung beim Klimaschutz im Verkehrssektor. Bei der Modellierung des Szenarios Effizienz wurden eine ambitionierte Fortschreibung der PKW-Grenzwerte sowie der Einsatz von Oberleitungs-LKW angenommen. 95 Prozent der Kraftstoffe werden im Jahr 2050 strombasiert bereitgestellt, wobei die Nutzer die zusätzlichen Herstellungskosten tragen. In der sogenannten Sensitivität Fokus Kraftstoffe wurde auf die Verschärfung der PKW-Grenzwerte verzichtet. Treiber für die Nachfrage nach effizienteren 1 Verkehrsverflechtungsprognose 2030, Intraplan, BVU, IVV, Planco im Auftrag des BMVI. Schlussbericht Juni Öko-Institut und Fraunhofer ISI. Klimaschutzszenario Modellierungsrunde. Studie im Auftrag des Bundesministeriums für Umweltschutz, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit

3 Fahrzeugen sind in der Sensitivität nur noch die Mehrkosten der strombasierten Kraftstoffe. Ein Vergleich dieser beiden Szenarien zeigt, dass deutlich weniger Elektrofahrzeuge in den Bestand kommen, wenn die PKW-Grenzwerte nicht fortgeschrieben werden. Wenn aber im Jahr 2050 die Klimaziele fast ausschließlich durch strombasierte Kraftstoffe und weniger durch Elektromobilität erreicht werden, dann steigt der gesamte Strombedarf des nationalen Verkehrs bis 2050 deutlich an. Er liegt dann sogar über der heutigen Bruttostromerzeugung in Deutschland (vgl. Bild 3). Der Grund ist, dass für die Herstellung von strombasierten Kraftstoffen für den herkömmlichen Verbrennungsmotor sehr viel Strom benötigt wird. So fährt ein Elektrofahrzeug mit der gleichen Strommenge je nach Technologieentwicklung rund sechsmal weiter als ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor mit strombasierten Kraftstoffen. Das bedeutet, dass strombasierte Kraftstoffe nur dann zum Einsatz kommen sollten, wenn keine andere Option besteht, das heißt voraussichtlich im Luft- und Seeverkehr. Dafür muss die Effizienzsteigerung der Fahrzeuge mit entsprechenden Rahmenbedingungen wie einer ambitionierten Grenzwertfortschreibung in Kombination mit einer Erhöhung der Kraftstoffkosten vorangebracht werden. Bild 2: Modellverbund Renewbility III Bild 3: Strombedarf des Verkehrssektors heute und im Jahr 2050 Klimaschutzmaßnahmen in Städten steigern zugleich die Lebensqualität und das wirtschaftliche Wohlergehen Kernstädte machen etwa ein Drittel der Alltagsverkehrsleistung und rund 20 % der Gesamtverkehrsleistung in Deutschland aus. Dies macht deutlich, welch wichtige Rolle die Kommunen

4 spielen können. Neben den innerstädtischen Verkehren entfalten die Maßnahmen zudem auch Wirkungen auf die Verkehre des Umlands. So entscheiden sich etwa Einpendler alternativ zum MIV verstärkt für die Angebote des ÖPNV. Im sogenannten Szenario Effizienz plus wurden daher zusätzlich zur Elektrifizierung der Fahrzeuge Maßnahmen zur Verbesserung der Lebensqualität in Innenstädten angenommen. Diese umfassen beispielsweise eine verbesserte Nahraumversorgung und eine stärkere Mischung der Flächennutzung im Sinne einer Stadt der kurzen Wege, eine flächendeckende Einführung von Carsharing in Städten über Einwohner, Parkraummanagement mit einer substanziellen Erhöhung der Preise sowie eine Attraktivitätssteigerung des öffentlichen Verkehrs und des Radverkehrs. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Maßnahmen einen relevanten Hebel für den Klimaschutz im Verkehrssektor darstellen. Die Motorisierungsrate in Städten über Einwohner geht im Szenario Effizienz plus um rund ein Drittel zurück. Besonders für kurze Wege stehen attraktive Alternativen zum MIV zur Verfügung, so dass sich die PKW-Verkehrsleistung in Städten um knapp 50 % reduziert (vgl. Bild 4). Radverkehr, Carsharing und öffentlicher Verkehr nehmen entsprechend deutlich zu. Negative Umweltauswirkungen wie Schadstoffemissionen und Lärm verringern sich. Eine Schlüsselrolle für die Kommune nimmt die Parkraumbewirtschaftung ein mit Preisen, die den Wert der Flächen widerspiegeln und eine Lenkungswirkung entfalten. Die Verkehrsleistung geht dabei bis 2050 insgesamt zurück, ohne dass die Anzahl der zurückgelegten Wege wesentlich abnimmt. Durch die bessere Nahraumversorgung und die verstärkte Nutzung anderer Verkehrsmittel wählen Nutzer nähere Ziele. Ein vergleichbares Maß an Mobilität wird also mit weniger negativen Auswirkungen realisiert. Bild 4: Verkehrsleistung in Kernstädten im Jahr 2050 Im Güterverkehr sollten Straße und Schiene nicht gegeneinander ausgespielt werden Die Bedeutung des Güterverkehrs für die CO2-Emissionen des Verkehrs wird weiter zunehmen. Schreibt man die derzeitigen Trends fort, so wird er bis 2050 fast die Hälfte aller THG-Emissionen des Landverkehrs ausmachen (Basisentwicklung). Eine Dekarbonisierungsstrategie für den Güterverkehr darf keinesfalls Straßen- und Schienenverkehr gegeneinander ausspielen, sondern sollte zwei Ziele verfolgen: zum einen eine möglichst starke Verlagerung von Güterverkehren auf die Schiene, um den im Vergleich zur Straße bereits hohen Grad der Dekarbonisierung zu nutzen und eine hohe Energieeffizienz zu erreichen. Zum anderen sollte die Verbesserung der Energieeffizienz und Dekarbonisierung des verbleibenden Straßenverkehrs, der auch in Zukunft den mit Abstand größten Anteil an der

5 Güterverkehrsleistung erbringen wird, zum Ziel gesetzt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass bei den LKW mit Verbrennungsmotoren zwar noch deutliche Effizienzsteigerungspotenziale bestehen, die Elektrifizierung der Fahrzeuge ist jedoch schlussendlich deutlich energieeffizienter als eine Dekarbonisierung der Kraftstoffe. Hierbei muss berücksichtigt werden, dass durch eine Effizienzsteigerung im Straßengüterverkehr die Kilometerkosten sinken und diese damit gegebenenfalls den unerwünschten Effekt einer Verlagerung von der Schiene und dem Binnenschiff auf die Straßen bewirken kann. Um eine deutliche Verlagerung von Güterverkehren auf die Schiene zu erreichen, ist neben attraktivitätssteigernden Maßnahmen des bestehenden Schienenverkehrssystems auch die Erschließung weiterer Potenziale vor allem durch multimodale Verkehre erforderlich. Dies setzte entsprechende politische Rahmenbedingungen voraus. Gesamtwirtschaftliche Chancen, veränderte Wirtschaftsstrukturen Im Szenario Effizienz, das eine starke Marktdurchdringung der Elektromobilität sowie den Einsatz strombasierter Kraftstoffe vorsieht, sind im Vergleich zu einer Entwicklung ohne zusätzliche Maßnahmen langfristig keine negativen Effekte auf das Bruttoinlandsprodukt zu erwarten. Die in dem Szenario vorgesehenen Maßnahmen führen darüber hinaus zu einer Minderung externer Kosten, etwa weil die Gesundheitskosten sinken, wenn Lärm und Luftschadstoffe reduziert werden. Dadurch kann sich sogar ein leicht positiver Wohlfahrtseffekt ergeben (Bild 5). Wenn zusätzlich noch Maßnahmen zur Verbesserung der Lebensqualität in Innenstädten, Attraktivitätssteigerungen im öffentlichen Verkehr und zur Ertüchtigung des Schienengüterverkehrs umgesetzt werden (Szenario Effizienz plus ), dann kann sich die Verkehrswende positiv auf das BIP auswirken. Bild 5: Wohlfahrtseffekte der Szenarien im Jahr 2050 Bei der Analyse der volkswirtschaftlichen Auswirkungen der verschiedenen Maßnahmen in den einzelnen Szenarien sind starke branchenspezifische Unterschiede zu beachten. So entstehen erhebliche Einbußen in der Mineralölverarbeitung, welche in der heutigen Form nicht mehr existieren wird. Ebenso sind Rückgänge bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen oder im Einzelhandel zu verzeichnen. Auch der Luftverkehr oder Versicherungen müssen mit Umsatzeinbußen rechnen. Auf der anderen Seite profitieren aber Branchen wie die Stromerzeugung, diverse Dienstleistungen, der öffentliche Verkehr oder der Bausektor von deutlich positiven Impulsen. Solch ein Strukturwandel muss frühzeitig und sorgfältig vorbereitet werden. Wie stark die wirtschaftlichen Wirkungen je Branche und Unternehmen ausfallen, hängt auch stark von den konkreten Reaktionen der Unternehmen auf die anstehenden Herausforderungen sowie von der Dauer der Transitionsphase und der dabei herrschenden Planungssicherheit ab. Voraussetzung für eine günstige volkswirtschaftliche Bilanz ist aber auch, dass Deutschland auf dem globalen Markt bei den neuen Technologien (z. B. Elektrofahrzeugen) zukünftig

6 eine ebenso wichtige Rolle spielt wie bisher bei den konventionellen Fahrzeugen. Dies stellt eine erhebliche Herausforderung dar, die aber auch weitere Chancen in sich birgt. Das Projekt wurde im Auftrag des BMUB durchgeführt. Ein Dank gilt auch Thomas Bergmann, Moritz Mottschall, Dr. Hannah Förster, Dr. Katja Schumacher (Öko-Institut), Dr. Christian Winkler, Dr. Axel Wolfermann, Tudor Mocanu (DLR), Claudia Kämper, Horst Fehrenbach, Kirsten Biemann (ifeu) und Damaris Bretschmann, Remo Zandonella (Infras) sowie der Agentur tippingpoints. Weitere Informationen unter Dr. Wiebke Zimmer Stellv. Leiterin Bereich Ressourcen & Mobilität, Öko-Institut e.v, Berlin Rita Cyganski Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Institut für Verkehrsforschung, DLR, Berlin Ruth Blanck Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Bereich Ressourcen & Mobilität, Öko- Institut e.v, Berlin Martin Peter Bereichsleiter volkswirtschaftliche Analysen, Partner, Infras AG Frank Dünnebeil Themenleiter im Bereich Verkehr und Umwelt, ifeu Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg ggmbh