Energie für den Verkehr

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1 Energie für den Verkehr - Eine systemanalytische Untersuchung der langfristigen Perspektiven des Verkehrssektors in der Bundesrepublik Deutschland und dessen Versorgung mit Kraftstoffen im energiewirtschaftlichen Wettbewerb - Auftraggeber: Forschungsvereinigung Automobiltechnik e. V. (FAT) Forschungsnehmer: Industrieseminar der Universität Mannheim, ISM Programmgruppe Systemforschung und Technologische Entwicklung der Kernforschungsanlage Jülich GmbH, STE Verfasser: Dr. K Bellmann Dipl.-Kfm. T. Brenner Dr.-Ing. G. Eickhoff Prof. Dr. G. v. Kortzfleisch Dipl.-Kfm. W. Mende Dr.-Ing. K. Schmitz Dipl.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. D. Sievert Dipl.-Ing. W. Terhorst Dr.-Ing. A. Voß Schriftenreihe der Forschungsvereinigung Automobiltechnik ev (FAT) Nr. 25

2 INHALTSVERZEICHNIS Energie für den Verkehr - Primärenergie-Substitutions-Projektionen (PSP) - Ziele und Ergebnisse - Eine Zusammenfassung 1 Das Forschungsvorhaben Forschungsauftrag der FAT (AK) Auftragsausführung durch das ISM und die STE Projektstruktur und Arbeitsteilung 10 Szenarien alternativer Entwicklungstendenzen 15 bis zum Jahr Referenzszenario (1) 2.2. Prosperitätsszenario (2) Restriktionsszenario (3) 2.4. Preisentwicklung der Primärenergieträger Projektionen evolutiver Entwicklungen der deutschen 37 Volkswirtschaft 3.1. Soziodemographische Entwicklungen in der 37 Bundesrepublik Bevölkerung Private Haushalte Verfügbare Einkommen Private Aufwendungen für die Pkw-Haltung Ökonomische Entwicklungen in der Bundesrepublik Sektoren der Volkswirtschaft Sektorale Nettoproduktionen Gewerbliche Sektoren Energie und Bergbau Grundstoffe und Pro- 66 duktionsgüter Investitionsgüter Verbrauchsgüter Nahrungs- und Genuß- 72 mittel Verbrauchsnahe Bereiche Bruttoinlandsprodukt 75

3 4. Entwicklung der Verkehrswirtschaft in der Bundes- 82 republik 4.1. s-projektionen bis zum Jahr sleistungen Träger des s Der Individualverkehr (IV) Pkw-Verkehrsleistung Pkw-Bestand Pkw-Fahrleistungen Der Öffentliche 106 (OPV) Öffentlicher Straßen Öffentlicher Schienen Öffentlicher Luft Güterverkehrs-Projektionen bis zum Jahr Sektorale Güterverkehrsaufkommen Träger des Güterverkehrs Straßengüterverkehr Schienengüterverkehr Binnenschiffahrt Rohrfernleitungen Luftfrachtverkehr Seeschiffahrt Energienachfrage und Energieversorgung - Entwick- 129 lungstendenzen alternativer Szenarien 5.1. Energiewirtschaftliche Rahmenannahmen der 129 drei Szenarien Entwicklung der Preise wichtiger 129 Sekundärenergieträger Verfügbarkeit an Primärenergie und 133 importierten Sekundärenergieträgern Generelle Einschätzung der Energie- 140 einsparung 5.2. Entwicklungstendenzen des Energieverbrauchs Primärenergiebilanzen Entwicklung des Verkehrssektors 149

4 6. Die strukturelle Entwicklung des Energieverbrauchs 155 im Verkehrssektor 6.1. Energieverbrauch des Verkehrssektors nach 155 Verkehrsträgern 6.2. Endenergieverbrauch des Verkehrssektors nach 158 Energieträgern 7. Entwicklung im Straßenverkehr Der Endenergieverbrauch im Personenindividual- 161 verkehr 7.2. Bestandsentwicklung im Pkw-Sektor nach 168 Antriebssystemen/Kraftstoffarten Rahmendaten, Annahmen und Antriebs- 168 Systeme Pkw-Gesamtbestand nach Kraftstoffarten Tendenzen in der jeweiligen Fahrzeug- 194 klasse 7.3. Endenergieverbrauch im Öffentlichen Straßen Straßen-, U-, Hoch- und Stadtbahnen Kraftomnibusse im Nah- und Fernverkehr Endenergieverbrauch im Straßengüterverkehr Energieverbrauch der übrigen Verkehrsträger Schienenverkehr der Eisenbahnen Küsten- und Binnenschiffahrt Luftverkehr Rohrfernleitungen Seeschiffahrt Entwicklung der Energiefrage und ihre Deckung in 234 den übrigen Verbrauchsbereichen 9.1. Private Haushalte und Kleinverbraucher Entwicklungslinien im Endenergie- 236 verbrauch des Sektors Haushalte und Kleinverbraucher Die Entwicklung der wichtigsten 237 Determinanten des Energieverbrauchs der Haushalte und Kleinverbraucher Die Entwicklung des Endenergiever- 241 brauchs nach Energieträgern 9.2. Industrie Entwicklungslinien des Energiever- 251 brauchs der Industrie Diskussion der wichtigsten Determi nanten des Energieverbrauchs der Industrie Energieträgerstruktur in der Industrie Nichtenergetischer Verbrauch 269

5 9.4. Unmwandlungssektor Stromerzeugung Fernwärmeerzeugung Mineralölverarbeitung Technologische Optionen im Raffineriebereich Zukünftige Entwicklungslinien im Raffineriebereich Kohleveredlung Kokereiwirtschaft und Hochofen Darstellung der Techniken und Energieketten zur 311 Bereitstellung von Kraftstoffen Umwandlungsbereich I: Endenergie in 314 Nutzenergie Ottomotor Dieselmotor Elektromotor Perspektiven zu den Antrieben Umwandlungsbereich II: Sekundärenergie in 324 Endenergie Umwandldungsbereich III: Primärenergie 327 in Sekundärenergie

6 ANHANG 1. überblick 1 2. MOVE - Modell der volks- und Verkehrswirtschaft- 3 liehen Entwicklung der Bundesrepublik Deutschland 3. JES - Das Jülicher Energiemodellsystem Vorbemerkung Das Energiebedarfsmodell Aufgabe und Struktur des Modells Der Industriesektor Der Sektor Nichtenergetischer 13 Verbrauch Der Sektor Haushalte und Klein- 14 verbrauch Der Verkehrssektor Das MARKAL-Modell Aufgabe und Struktur des Modells Endbenutzertechnologien Elektrizitäts- und Fernwärmeerzeugung Raffineriesektor Kohleveredlung Primärenergiegewinnung und Importe Beispiel einer Technologieabbildung Die Kopplung des Energiebedarfs- und des 28 MARKAL-Modells TABELLENVERZEICHNIS ABBILDUNGSVERZEICHNIS QUELLENNACHWEIS UMRECHNUNGSTABELLE für Energieeinheiten VERZEICHNIS der Mitglieder des FAT Arbeitskreis 16 I IX XV XXI XXII