Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität: Potentiale und Herausforderungen

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1 Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität: Potentiale und Herausforderungen Prof. Dr. Herbert Kohler Leiter Konzernforschung und Vorentwicklung Fahrzeugaufbau und Antrieb, Umweltbevollmächtigter Berlin, 8. März 2007

2 Bedeutung der Biokraftstoffe für die Mobilität von morgen - Thesen Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren werden noch für viele Jahre das Rückgrat der automobilen Mobilität sein: weltweiter Fahrzeugbestand ca. 900 Mio. Fahrzeuge Markteinführung von Brennstoffzellenfahrzeugen und Wasserstoff wird evolutionär erfolgen Um den Herausforderungen von Klimaschutz, endlichen fossilen Ressourcen und Versorgungssicherheit effizient gerecht zu werden, bedarf es damit auch der Entwicklung und erfolgreichen Markteinführung von Biokraftstoffen Nur nachhaltige Biokraftstoffe werden gesellschaftliche Akzeptanz finden Flüssige Biokraftstoffe sind hierbei aufgrund Ihrer Energiedichte und einfachen Handhabbarkeit von besonderer Bedeutung Begriffsdefinition und Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität 2

3 Biokraftstoffe als kosteneffiziente Möglichkeit zur weiteren CO 2 -Reduktion Flottenverbrauch DaimlerChrysler Pkw Inland CO 2 -Vermeidungskosten l/100 km 11,0 10,0 NEFZ Drittelmix Vermeidungskosten [ /t CO 2 eq] 1400 Benzin 1200 H 2 (fossil) Verbrennungsmotor Hybrid Brennstoffzelle 9,0-30% seit Diesel H 2 (regenerativ) 8,0 600 Erdgas (fossil) 7,0 6,0 5, BTL, Biodiesel, Ethanol 200 Biogas Benzin CONCAWE/EUCAR/JRC 2006 * CO 2 eq-vermeidung [%] Der Kraftstoffverbrauch von Neufahrzeugen konnte bereits in der Vergangenheit erfolgreich reduziert werden. Biokraftstoffe bieten eine relativ kosteneffiziente Möglichkeit, um die CO 2 -Emissionen aus dem Verkehrsbereich weiter zu senken. Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität 3 *bezogen auf ein 2010-Referenzfahrzeug, Ölpreis: 50 /bbl, ohne Steuern und Herstellermargen

4 Motivation für die Nutzung von Biokraftstoffen Reduktion von Treibhausgasen Geringere Abhängigkeit von Ölimporten Biokraftstoffe bieten eine Reihe von Vorteilen Bestimmte Biokraftstoffe ermöglichen Reduktion von Schadstoffemissionen Unterstützung der heimischen Landwirtschaft Beschäftigungseffekte Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität 4

5 Biokraftstoffe der ersten und zweiten Generation Biokraftstoffe der 1. Generation (z.b. Biodiesel / Bio-Ethanol): Biokraftstoffe der 2. Generation (z.b. BTL / Ethanol aus Zellulose): schon heute am Markt verfügbar heimische Produktion möglich eingeschränktes Substitutionspotential eingeschränktes CO 2 -Reduktionspotential Nutzung nur von einem Teil der Pflanze demnächst in kleinen Mengen am Markt heimische Produktion möglich höheres Substitutionspotential hohes CO 2 -Reduktionspotential Nutzung der gesamten Pflanze kein Wettbewerb mit Lebensmittelproduktion synthetische Kraftstoffe als Voraussetzung für neue Verbrennungskonzepte Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität 5

6 Nachhaltiger Anbau von Biomasse - Herausforderungen Mit unkontrollierter Erzeugung von Bioenergie/Biokraftstoffen können auch erhebliche negative Umweltauswirkungen verbunden sein (z.b. Anbau von Palmöl auf brandgerodeten Urwaldflächen) Konsequenz: Standards zumindest für den Anbau der Biomasse erforderlich Kommittment von DaimlerChrysler und UNEP (Magdeburg Nov. 2005) die Entwicklung von Nachhaltigkeitsstandards für Biomasse zu fördern Forderung nach nachhaltigen Biokraftstoffen mittlerweile auch auf EU-Ebene (Biomasseaktionsplan) und D (Biokraftstoffquotengesetz) aufgegriffen Inhaltliche Ausgestaltung derzeit noch offen, verschiedene europäische Arbeitsgruppen (alleine 2 AGs in D, UK, NL) arbeiten zwischenzeitlich an der Definition von Standards Bündelung der Aktivitäten zumindest auf europäischer Ebene dringend erforderlich. Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität 6

7 Treibhausgas-Reduktionspotential verschiedener (Bio)Kraftstoffe BTL (Holz) Biodiesel (RME) Ethanol (Holz) Ethanol (Weizen) Ethanol (Zuckerrüben) Biogas Erdgas konv. Diesel konv. Benzin 0% 20% 40% 60% 80% 100% WTW Treibhausgas-Reduktion (bezogen auf konv. Benzin) BTL zeichnet sich durch ein sehr hohes Treibhausgas-Reduktionspotential aus. Quelle: EUCAR/CONCAWE/JRC Mai 2006 Referenzfahrzeug: Otto-Motor 2010 nicht alle untersuchten Produktionsrouten in Darstellung berücksichtigt Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität 7

8 Kraftstoff-Erträge je Hektar Gesamtertrag bezogen auf die Fläche zur Herstellung von Biomass to Liquid (BTL): l/ha Biodiesel (aus Raps) Ausbeute an Biokraftstoff Umgerechnet auf Diesel-/Benzinäquivalent Bioethanol (aus Getreide) BTL (Pflanzen) Der Flächenertrag von BTL ist fast dreimal so hoch wie der von Biodiesel. Im Vergleich zu Ethanol aus Weizen ergibt sich ein um den Faktor 2 größeres Substitutionspotential. Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität 8

9 Roadmap Biokraftstoffe Sofortige Anstrengungen sind nötig, um eine frühe Markteinführung von Biokraftstoffen der 2. Generation sicherzustellen. Biokraftstoffe der 1. Generation Ethanol Biodiesel Pflanzenöl Biokraftstoffe der 2. Generation Ethanol aus Zellulose SunDiesel Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität

10 Vision Biokraftstoffe im Jahr 2030 : Annahmen Zwei Szenarien Biokraftstoffe im Jahr 2030 für Deutschland: keine Importe von Biomasse und Biokraftstoffen betrachtet Gesamtnachfrage Kraftstoffe 2030 anhand MWV-Daten abgeschätzt keine Berücksichtigung von Abfallholz keine Berücksichtigung von noch zu entwickelnden Biokraftstoffen (z.b. Bio-Butanol) alle Annahmen bzgl. Ausbeute, Umsetzungseffizienz und CO 2 -Reduktionpotential aus den FNR- und EUCAR/CONCAWE/JRC-Studien keine Betrachtung von Wasserstoff, da nur für Brennstoffzellenfahrzeuge geeignet Szenario Landnutzung 2030 % der Fläche für 2. Generation Fokus Biokraftstoffe der 1. Generation, Szenario Business as Usual 2,8 Mio. ha 23% der nutzbaren Fläche 6% von 2,8 Mio. ha Fokus Biokraftstoffe der 2. Generation, Szenario Biokraftstoffe 2,8 Mio. ha 23% der nutzbaren Fläche 46% von 2,8 Mio. ha Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität 10

11 Vision Biokraftstoffe im Jahr 2030 : Ergebnisse der beiden Szenarien Bei einem Wechsel von Biokraftstoffen der 1. Generation zu Kraftstoffen der 2. Generation verdoppelt sich die Produktion von Biokraftstoffen und damit verbunden die CO 2 - Emissionsreduktion auf derselben Fläche, CO 2 -Reduktionspotential für EU15: 180 Mio t *) Business as Usual Szenario Fokus Biokraftstoffe 1. Generation Biokraftstoffe Szenario Fokus Biokraftstoffe 2. Generation Kraftstoffanteil CO 2 -Reduktion [%] Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität 11 [Jahr] *) Kalkulationsbasis: 806 Mio t CO 2 -Emissionen im Straßenverkehr EU

12 Demonstrator-Pkw: optimiert auf BTL/GTL-Kraftstoff Synthetische Kraftstoffe (BTL, GTL) ermöglichen mit angepasster Motortechnik die kostengünstige Erfüllung schärferer Emissionslimits. 100% = EURO4-Limit 100 0,5 g/km 0,05 g/km (%) ,08 g/km NOx CO THC PM Abgasemissionen Partikelfilter 0,005 g/km Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität 12 Ausgangsfahrzeug EURO4 Projektziel Endergebnis Emissionsziele EURO6 wurden dargestellt (NO x < 0,08 g/km) CO 2 -Vorteil: ca. 4% (volumetrischer Nachteil ca. 6%) keine Leistungseinbußen, Volllast ca. 165 kw

13 Bedeutung der Biokraftstoffe für die Mobilität von morgen - Fazit Ergänzend zu fahrzeugseitigen Maßnahmen zur Verbrauchsreduktion müssen Biokraftstoffe einen weiteren signifikanten Beitrag zum Klimaschutz und Schonung fossiler Ressourcen leisten 25-30% Marktanteil in 2030 ist erreichbar, gemeinsame Studie von Land Baden-Württemberg und DaimlerChrysler zeigte auch, dass wirtschaftlicher Anbau + Erzeugung von Biokraftstoffen der 2. Generation in BaWü möglich ist Flüssigen Biokraftstoffen der 2. Generation, wie SunDiesel, kommt dabei tragende Rolle zu (nicht nur CO 2 -Vorteile, sondern auch ) Biokraftstoffe müssen insbesondere hinsichtlich Anbau auch Nachhaltigkeitskriterien genügen Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität 13

14 Bedeutung der Biokraftstoffe für die Mobilität von morgen - Handlungsbedarf Großindustrielle Produktionstechnologie für Biokraftstoffe der 2. Generation muss weiter gefördert werden, (Förder-)Rahmenbedingungen für erfolgreiche Markteinführung entscheidend Zeitrahmen des derzeitigen Fördermodells für Biokraftstoffe der 2. Generation (Steuerbefreiung bis 2015) nicht ausreichend (Produktionsanlagen nicht vor 2010 verfügbar) Fraglich ob diese Förderung wg. absehbarer Steuerausfälle auch Bestand hat (siehe Diskussion in 06), Investitionssicherheit damit nicht gewährleistet Zukünftiges Fördermodell sollte auch zwischen dem CO 2 -Reduktionspotential der verschiedenen Biokraftstoffe differenzieren Laufende Aktivitäten zur Definition von Nachhaltigkeitsstandards für Biomasse (D, NL, UK) sollten auf europäischer Ebene gebündelt werden. Benötigt wird ein europaweiter anerkannter Standard, der aber weltweit erfüllbar sein muss Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität 14

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Die Rolle der Biokraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität 15