ZukunftsfähigeEnergiesystemeund Lebensstile Prüfstand Lebenszyklusanalyse Luftemissionen von Transportsystemen im Vergleich Gerfried Jungmeier ÖAMTC Expertenforum CO 2 Die Herausforderung für konventionelle Antriebstechnik Wien, 10. November 2016 www.joanneum.at/life
Energieeffizienz und Erneuerbare Energie Wie sind Sie heute angereist?
Energieeffizienz und Erneuerbare Energie Wie sind Sie heute angereist? Biodiesel Bus 14 Transport-System Diesel Bus Biodiesel PKW 27 73 Diesel PKW Besetzungsgrad: PKW: 1,2 Personen Bus: 45 Personen 135 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Treibhausgas-Emissionen pro Personen-Kilometer [g CO 2 -Äquivalent/P-km]
Energieeffizienz und Erneuerbare Energie Wie sind Sie heute angereist? Biodiesel Bus 14 Transport-System Diesel Bus Biodiesel PKW 27 73 Diesel PKW Besetzungsgrad: PKW: 1,2 Personen Bus: 45 Personen 135 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Treibhausgas-Emissionen pro Personen-Kilometer [g CO 2 -Äquivalent/P-km]
Energieeffizienz und Erneuerbare Energie Wie sind Sie heute angereist? Biodiesel Bus 14 Transport-System Diesel Bus Biodiesel PKW 27 73 Diesel PKW Besetzungsgrad: PKW: 1,2 Personen Bus: 45 Personen 135 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Treibhausgas-Emissionen pro Personen-Kilometer [g CO 2 -Äquivalent/P-km]
Energieeffizienz und Erneuerbare Energie Wie sind Sie heute angereist? Biodiesel Bus 14-90% Transport-System Diesel Bus Biodiesel PKW 27 73-80% -48% Diesel PKW Besetzungsgrad: PKW: 1,2 Personen Bus: 45 Personen 135 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Treibhausgas-Emissionen pro Personen-Kilometer [g CO 2 -Äquivalent/P-km]
..und die Art des erneuerbaren Treibstoffes...
Art des erneuerbaren Treibstoffes beim Radfahren Art des Treibstoffes Gekochte Kartoffeln Gekochter Reis USA Frisches Weizenbrot Butter Vollmilch Kochschinken Gekochtes Huhn Steak Menü 1: Durchschnitt Menü 2: Vegetarisch Menü 3: Fleisch Grüner Strom Strommix Schweiz Strommix UCTE Strommix Polen Herstellung Fahrrad Nahrung/Essen Kochen Stromerzeugung Quelle: EMPA 2012
Biotreibstoffe Lebenszyklusanalyse Elektrofahrzeuge Ausblick Inhalt
Der Kraftstoffbedarf neu zugelassener PKWs sinkt weiter Quelle: IEA World Energy Outlook 2011 (New Policies Scenario)
Der weltweite Endenergiebedarf im Transportsektor steigt weiter Quelle: WEC 2011
Die VIER Einflüsse der Treibhausgas-Emissionen Zukunftsfähiges Energiesystem Lebensstile Ä Ä 2) 3) 1) Emissionsfaktor (z.b. erneuerbare Energie) Energieeffizienz Dienstleistungen(DL) pro Person 4) Anzahl der Personen Quelle: nach IPAT-Formel von A. und P. Ehrlich
Kennzeichen zukunftsfähiger Energiesysteme Energiedienstleistung Erneuerbare Energie Trade off Andere Faktoren
Kennzeichen der Lebensstile Nahrung Wohnen Konsum Strom Freizeit Wärme Mobilität Abfall
Statement zur Umweltbewertung Es besteht internationaler Konsens, dass die Umweltauswirkungen von Technologien, Produkten und Dienstleistungen nur auf Basis von LEBENSZYKLUSANALYSEN bewertet werden können. im Vergleich zu anderen Systemen
Was ist eine Lebenszyklusanalyse (LCA)? Die Lebenszyklusanalyse auch Ökobilanz genannt ist eine Methode zur Abschätzung der Umweltauswirkungen eines Produktes, Dienstleistung oder Unternehmens. Es werden die Umweltaspekte im Verlaufe des Lebensweges eines Produktes von der Rohstoffgewinnung, über die Herstellung, Vertrieb, Anwendung, Abfallbehandlung bis zur endgültigen Entsorgung untersucht, d.h. von der Wiege bis zur Bahre. Quelle: Umweltmanagement Ökobilanz EN ISO 14040: 2006
Die drei Phasen im Lebenszyklus Betrieb/Nutzung Zeit Umweltauswirkungen z.b. Energie, Emissionen Produktion Entsorgung/Verwertung
Die drei Phasen im Lebenszyklus Betrieb/Nutzung Zeit Umweltauswirkungen z.b. Energie, Emissionen Produktion Entsorgung/Verwertung Fahrzeug A Fahrzeug C Fahrzeug B B C A
Beispiele für Umweltbewertungen Carbon Footprint im Lebenszyklus: 250 g CO 2 -Äq./km Davon 80% Betrieb des Fahrzeuges 10% Produktion Fahrzeug 8% Treibstoff-Herstellung 2% Entsorgung/Verwertung
INPUT Fläche: Landwirtschaft, Wald Umweltauswirkungen - Sachbilanz Errichtung Produktion OUTPUT Gasförmige Emissionen z.b. CO, CO 2, NO x,staub Rohstoffe: erneuerbar, nicht erneuerbar Primärenergie: erneuerbar, nicht erneuerbar Betrieb Nutzung Entsorgung Verwertung Flüssige Emissionen z.b. Abwasser (BSP, CSB) Feste Reststoffe z.b. Asche, Gips Weitere z.b. Lärm, Geruch, Strahlung Produkte Dienstleistungen
Wesentliche Umweltauswirkungen Carbon Footprint Treibhausgas- Emissionen CO 2, CH 4, N 2 O, Energy Footprint Energiebedarf fossil, erneuerbar, Water Footprint Wassereinsatz Grund-, Regenwasser, Material Footprint Materialbedarf erneuerbare und nichterneuerbare Ressourcen, recyclingfähig,... Land Footprint Luftschadstoffe Flächenbedarf Land-, Forstwirtschaft, Versauerungspotential Bodennahes Ozonbildungspotential Staubemissionen SO 2, NO x NMVOC, CH 4, NO x, CO, PM, PM10, PM5, PM2.5, 21
Nachhaltigkeit im Lebenszyklus Umwelt Wirtschaft Gesellschaft
Biotreibstoffe Lebenszyklusanalyse Elektrofahrzeuge Ausblick Inhalt
Zwei Europäische Direktiven für 2020: 10% Erneuerbare Treibstoffe & 6% Treibhausgas-Reduktion Quelle: European Biofuel Technology Platform 2010
Treibhausgas-Emissionen im Transportsektor Österreich Reduktion druch Biotreibstoffe: 1,9 Mio t CO 2 -eq/a (2014) 22 Mio. t/a imtransport von 80 Mio t/a 27% der gesamten THG-Emission 61% Zunahme zwischen 1990 und 2013
Treibhausgas-Emissionen im Transportsektor Österreich Verkehrssektor: 22 Mio. t/a von insgesamt etwa 80 Mio t/a 28% der gesamten THG-Emission 61% Zunahme zwischen 1990 und 2013 Reduktion durch Biotreibstoffe: 1,9 Mio t (2013)
Biotreibstoffe sind Teil des österreichischen Kraftstoffmixes Biotreibstoffe: transportation 7% Biotreibstoffe 7.0% biofuels, gasoline, 22% Benzin 22.0% 425.000 t/a Biodiesel zu Diesel (B7) 103.000 t/a Bioethanol zu Benzin (E5) 85.000 t/a reiner Biodiesel (B100) 18.000 t/a Pflanzenöl 3,1%-Reduktion der Treibhausgas- Intensität im Strassenverkehr Quelle: Biokraftstoffe im Verkehrssektor 2011, UBA diesel, 71% Diesel 71.0%
Treibhausgas-Reduktion der Biotreibstoffe Made in Austria
Gesetz: Lebenszyklusanalyse für Biotreibstoffe Quelle: Umweltbundeamt 2016
Biotreibstoffe Lebenszyklusanalyse Elektrofahrzeuge Ausblick Inhalt
Stromverteilung & Ladeinfrastruktur Von der Stromerzeugung zur Transportdienstleistung Umweltbewertung: Emissionen, Energieeinsatz Zusätzlicher Erneuerbarer Strom Konsumentinnen Elektrofahrzeuge inkl. Produktion und Entsorgung 31
Wer verwendet elektrische Fahrzeuge?...und ersetzt was?
Graz/Österreich im November 2014 Von alten zu neuen elektrifizierten Fahrzeugen im Öffentlichen Verkehr
Umweltbewertung im Lebenszyklus Primärenergie Strom-Erzeugung Stromnetz Produktion Fahrzeug Produktion Batterie Ladeinfrastruktur Elektro-Fahrzeug Transport-Dienstleistung End of life management Verwertung des Fahrzeuges
Treibhausgas-Emissionen Batterie- Elektrofahrzeug im Lebenszyklus natural Erdgas gas 143.2 Stromerzeugung Strommix Austrian Österreich grid mix hydro Wasserkraft power wind Windkraft power PV PV wood Hackgut chips 34.1 33.8 43.5 44 39.9 40 88.9 89 Strommix Österreich: 53% Wasser; 3,1% Wind, 2,2% Biomasse, 22% Erdgas, 1,1% Öl, 14% Kohle, 4,6% sonstige vehicle Fahrzeug-Produktion production operation Fahrzeug-Betrieb short rotation Energieholz forestry Quelle: JOANNEUM RESEARCH 53.8 54-10 10 30 50 70 90 110 130 150 Treibhausgas-Emissionen Greenhouse emissions [ g CO [g CO 2 -eq/km] 2 -Äq/PKW-km
Treibhausgas-Emissionen Batterie- Elektrofahrzeug im Lebenszyklus Stromerzeugung Batterie Hot natural spots Erdgas gas - Lebensdauer - Recycling Strommix Austrian Österreich grid mix - Kapazität hydro Wasserkraft power - Produktion: Aluminium, Kathode (Kobalt, Nickel) wind Windkraft power PV PV wood Hackgut chips 34.1 33.8 43.5 44 39.9 40 88.9 89 vehicle Fahrzeug-Produktion production operation Fahrzeug-Betrieb 143.2 Strommix Österreich: 53% Wasser; 3,1% Wind, 2,2% Biomasse, 22% Erdgas, 1,1% Öl, 14% Kohle, 4,6% sonstige short rotation Energieholz forestry Quelle: JOANNEUM RESEARCH 53.8 54-10 10 30 50 70 90 110 130 150 Treibhausgas-Emissionen Greenhouse emissions [ g CO [g CO 2 -eq/km] 2 -Äq/PKW-km
Treibhausgas-Emissionen Batterie-Elektro-Fahrzeuge weltweit (2014) Treibhausgas-Emissionen [g CO 2 -Äq/PKW-km] Unkonventionelles Öl&Gas (z.b. Ölsande, Schiefergas) Benzin und Diesel PKW Reduktion > 35% Gegenwärtige nationale Stromerzeugung Quelle: IEA HEV Task 19
Biotreibstoffe Lebenszyklusanalyse Elektrofahrzeuge Ausblick Inhalt
Treibhausgas-Emissionen [g CO 2 -Äq/PKW-km] Die zwei Schlüssel: Erneuerbare Energie und Energieeffizienz 300 250 200 150 100 50 0 PKW mit VKM und Batterie-Elektro PKW Strom Erdgas Strom Wasserkraft Strom UCTE Mix Low-Carbon Transportsysteme mit PKW Strom PV inkl. Speicher 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Realer Energiebedarf Fahrzeug [kwh/100km] Diesel/Benzin Biodiesel Raps*) Öko-H 2 Wasserkraft Biotreibstoff Holz Quelle: LCA von PKWs, Joanneum Research, *) ohne Landnutungsänderung
Die 3 Forschungsfragen zu Low Carbon Lifestyles 40 Wieviel? Wovon? Warum?
Low Carbon Lifestyle Die 4 Modelltypen von Lebensstilen Modelltypen Lebensstil Wieviel Wovon konsum- und nicht nicht spaßorientiert zukunftsorientiert konsumfreudig umweltorientiert sparsamkeitsorientiert zukunftsfähig zukunftsfähig zukunftsfähig zukunftsfähig nicht zukunftsfähig zukunftsfähig zukunftsfähig nicht zukunftsfähig
Treibhausgas-Emissionen
43 Die Klimafreundlichkeit von Lebensstilen messen und gestalten..towards Low Carbon Lifestyle = Paris-Lebensstil Der Paris Lebensstil ist ein innovativer Low Carbon Lifestyle, der sich durch geringe Treibhausgas- Emissionen auszeichnet und zu den Zielen des Paris-Abkommen beiträgt, die globale Erwärmung (< 2 C ) zu begrenzen.
Ihr Kontakt JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbh Gerfried Jungmeier Elisabethstrasse 18, 8010 Graz +43 316 876-1313 gerfried.jungmeier@joanneum.at www.joanneum.at