CO2-freie Mobilität in Deutschland

Die Bedeutung von gasbasierten alternativen Kraftstoffen

Deutschland hat ehrgeizige Ziele: Bis 2045 soll das Land klimaneutral werden, viele Sektoren – von der Industrie über die Energiewirtschaft bis zum Verkehr – dürfen dann kein CO₂ mehr emittieren. Von diesem Ziel ist insbesondere der Verkehrssektor noch weit entfernt. Die Notwendigkeit, den Ausstoß von CO₂ schnellstmöglich zu reduzieren und unsere Mobilität Schritt für Schritt nachhaltiger zu gestalten, ist längst gesellschaftlicher und politischer Konsens. Über den Weg dahin herrscht jedoch Uneinigkeit. Bei der Realisierung einer CO₂-freien Mobilität in Deutschland spielen neben der Elektromobilität auch die alternativen Kraftstoffe Bio-CNG, Bio-LNG und Wasserstoff eine wichtige Rolle. Besonders im Fokus stehen dabei Kommunen, der öffentliche Personennahverkehr und der Straßenschwerlastverkehr.

Herausforderung Verkehrsemissionen

In den vergangenen Jahren hat Deutschland bemerkenswerte Fortschritte bei der Umstellung auf die erneuerbare Energien-Erzeugung gemacht. Der Verkehrssektor hinkt jedoch bei der Einführung nachhaltiger, sauberer Lösungen hinterher. Hier sind die Treibhausgas-Emissionen in den letzten Jahren trotz Effizienzsteigerungen aufgrund des zunehmenden Personen- und Güterverkehrs gestiegen. Über 90 Prozent der Personenkraftwagen werden mit Benzin oder Diesel betrieben. Auch schwere Lkw, Busse, Züge, Schiffe und Flugzeuge nutzen überwiegend Verbrennungsmotoren auf Basis fossiler Brennstoffe. Dementsprechend hat sich auch der Anteil des Verkehrssektors an den deutschen THG-Emissionen von 13 Prozent im Jahr 1990 auf 20 Prozent im Jahr 2022 erhöht. Die deutsche Regierung hat die Dringlichkeit erkannt, den Übergang zur emissionsfreien Mobilität zu beschleunigen.

Für eine erfolgreiche Verkehrswende muss das gesamte System effizient gestaltet werden: zum einen durch die Reduzierung von Verkehr, zum anderen durch die Optimierung bestehender Verkehrsträger sowie den Switch von fossilen Kraftstoffen auf CO₂-freie Antriebe. Die Umstellung bestehender fossiler Flotten auf alternative emissionsfreie Technologien ist jedoch eine große Herausforderung.

Die Bundesregierung forciert für Deutschlands künftig nachhaltige, CO₂-freie Mobilität batterieelektrische Antriebe und will 15 Millionen Elektrofahrzeuge bis 2030 auf die Straßen bringen. Aktuell sind – trotz hoher Förderungen bis 2023 – gerade mal 1/10 des Ziels erreicht. Das DAT-Barometer zeigt, das Flottenmanager der Fokussierung auf reine Elektromobilität kritisch gegenüberstehen. Ein Grund dafür: Die große Mehrheit der Befragten sieht ihre Flotte nicht in der Lage, alle Strecken rein batterieelektrisch zurückzulegen. Auch die Terminfestlegung für den Ausstieg aus Verbrennermotoren halten viele für den falschen Weg.

DAT-Barometer

Emissionsentwicklung und Ziele des Klimaschutzgesetzes für den Verkehrsbereich

Werte in Mio. t CO2-Äquivalente

Quelle: Umweltbundesamt

Klimaneutrale Mobilität braucht Flexibilität

Das wesentliche Ziel für eine klimaneutrale Mobilität ist, dass keine fossilen Kraftstoffe zukünftig verwendet werden. Elektrofahrzeuge werden ohne Frage ein wichtiger Bestandteil unserer Mobilität werden, gerade auf kurzen Strecken im urbanen Raum können sie ihre Vorteile ausspielen. In der Logistik, in der Personenbeförderung, in der kommunalen Mobilität werden jedoch weiterhin Fahrzeuge mit einer hohen Reichweite sowie einer kurzen Standzeit benötigt.

Es ist notwendig, alternative Kraftstoffe wie CNG und LNG, deren Biovarianten sowie synthetische Kraftstoffe im Zusammenspiel mit der Elektrifizierung zu betrachten – insbesondere in Bereichen wie Schwerlast-, Flug- und Schiffsverkehr, in denen der batterieelektrische Motor aus heutiger Perspektive nicht effektiv eingesetzt werden kann. Im Straßengüterverkehr, gerade auf langen Strecken mit schwerem Nutzfahrzeug, ist die Gas-Mobilität die aktuell einzige verfügbare und bewährte Technologie für eine CO₂-Einsparung und somit eine sofortige Alternative zum Diesel. Gasbasierte Biokraftstoffe können zudem für bestehende Fahrzeugflotten, wie zum Beispiel in Kommunen, eine nachhaltige und wirtschaftlichere Option sein.

Eine technologieeinschränkende Ausrichtung ist kein geeigneter Weg, die Klimaziele zu erreichen. Gasbasierte alternative Kraftstoffe – biogen und synthetisch – werden eine bedeutende Rolle bei der Defossilisierung des Verkehrssektors spielen. Die Elektromobilität allein wird nicht ausreichen, um die Treibhausgas-Emissionen schnell zu reduzieren. Es braucht Lösungen wie Bio-LNG oder E-Fuels, um die Lücke zu schließen. Eine ganzheitliche Betrachtung des gesamten Lebenszyklus von Fahrzeugen und der Wertschöpfungskette ist essenziell, um die bestmöglichen Lösungen zu finden, die sowohl ökologische als auch ökonomische Ziele erreichen.

Der Verkehrssektor braucht schnelle Lösungen, die effektiv im Sinne des Klimaschutzes, effizient in Bezug auf vorhandene Möglichkeiten und erfolgversprechend für ökologische und ökonomische Ziele sind. Eine vielfältige Herangehensweise, die sowohl Elektronen als auch Moleküle einbezieht, kann Deutschland dabei helfen, eine nachhaltige und CO₂-freie Mobilität zu erreichen.

Bio-LNG und LNG Wasserstoff Bio-CNG und CNG

Schweres Nutzfahrzeugs mit LNG-Antrieb reduziert Emissionen

Bio-LNG als nachhaltige Kraftstoffalternative

Bis 2040 sollen die Emissionen schwerer Nutzfahrzeuge um 90 Prozent sinken. Verflüssigtes Biomethan, sogenanntes Bio-LNG, bietet eine Perspektive für CO₂-freie Mobilität. Der Vorteil des biogenen Kraftstoffs liegt in seiner Energiedichte, die eine hohe Reichweite ermöglicht. Somit eignen sich LNG und Bio-LNG insbesondere für den Einsatz im Schwerlast- sowie Schiffsverkehr und liefern eine umweltfreundliche bzw. CO₂-freie Alternative zum herkömmlichen Diesel. Lkw, die mit LNG als Kraftstoff fahren, emittieren schon heute bis zu 20 Prozent weniger CO₂ als Lkw mit Dieselkraftstoff. Bio-LNG wurde in den künftigen Regulierungsrahmen für CO₂-Flottengrenzwerte aufgenommen.

LNG-Antrieb reduziert Emissionen

Kommunale Nutzfahrzeuge mit Bio-CNG-Antrieb, Berliner Stadtreinigung

Bio-CNG: Kraftstoff made in Germany

Bio-CNG, also komprimiertes Biomethan, regional gewonnen aus Biomasse, ist ein vielversprechender und heute schon verfügbarer Biokraftstoff. Im Vergleich zu herkömmlichen Kraftstoffen erzeugt Biomethan deutlich weniger Emissionen und bietet eine nahezu CO₂-neutrale Lösung. Insbesondere für Kommunen und den öffentlichen Personennahverkehr stellt Bio-CNG eine attraktive Option dar, da es zu einer Verbesserung der Luftqualität beiträgt und die Lärmbelastung reduziert. Zudem ist die Infrastruktur für Bio-CNG bereits vorhanden, was die Umstellung erleichtert.

Mobilität mit Bio-CNG

Kommunale Nutzfahrzeuge mit CNG-Antrieb, Berliner Stadtreinigung

Wasserstoff als Schlüssel zur emissionsfreien Mobilität

Wasserstoff als Kraftstoff für Brennstoffzellen- und Verbrenner-Fahrzeuge hat das Potenzial, eine echte Revolution in der nachhaltigen Mobilität einzuleiten. Wasserstoff kann mithilfe von erneuerbaren Energien produziert werden und erzeugt bei der Nutzung lediglich Wasserdampf als Abgas. Durch den Einsatz von Wasserstoff als universell einsetzbaren Kraftstoff können nicht nur Kraftfahrzeuge, sondern auch andere Verkehrsmittel wie Busse und Züge emissionsfrei betrieben werden. Die Bedeutung von Wasserstoff für den öffentlichen Personennahverkehr in Kommunen ist enorm, da er eine langfristige Lösung für die Reduzierung von Emissionen bietet und zur Erreichung der Klimaziele beiträgt.

H2 im Personenverkehr

Was sind alternative Kraftstoffe und Biokraftstoffe?

Kraftstoffe für Benzin- und Dieselautos werden aus Erdöl gewonnen. Alternative Kraftstoffe stammen – mit Ausnahme von Autogas – nicht aus der Mineralölverarbeitung. Sie verringern somit die Abhängigkeit vom Erdöl und sind umweltschonend. Biogene Kraftstoffalternativen werden aus beispielsweise biogenen Abfällen oder Gülle gewonnen, synthetische Kraftstoffe wie E-Fuels werden chemisch hergestellt. Zu den flüssigen Biokraftstoffen zählen Rapsöl, Bio-Ethanol, Bio-Diesel und BtL-Synthesekraftstoffe.

Das aus z. B. Zuckerrüben gewonnene Bio-Ethanol wird bereits dem Ottokraftstoff Benzin beigemischt. Durch den geringeren Energiegehalt muss allerdings öfter getankt werden. Nicht jedes Fahrzeug kann E10 uneingeschränkt tanken.
Der aus gepressten Raps hergestellte und in einem chemischen Prozess veresterte Bio-Diesel wird seit Einführung der Biokraftstoffquote dem herkömmlichen Diesel beigemischt, aber kaum noch als Reinkraftstoff verwendet.
Um mit Raps- oder Sonnenblumenöl fahren zu können, muss der Motor eines moderneren Diesel-Fahrzeugs aufwändig umgebaut werden. An einigen wenigen Zapfsäulen in Deutschland wird Pflanzenöl zum Tanken angeboten.
Aus Stroh oder Holz wird der BtL-Kraftstoff (Biomass to Liquid) gewonnen, der auch in Dieselmotoren angewendet werden kann. Die Kosten zur Herstellung sind allerdings so hoch, dass der Kraftstoff unwirtschaftlich ist.

Bio-CNG und Bio-LNG sind ebenfalls Biokraftstoffe, die aus biogenen Abfallstoffen hergestellt werden. Beide können als direkter Ersatz für herkömmliches CNG oder LNG in Fahrzeugen dienen.

Bio-CNG (komprimiertes Biomethan) wird durch die Aufbereitung von Biogas hergestellt, das aus organischen Abfallquellen wie Mülldeponien, Viehdung und Kläranlagen stammt. Das Biogas wird so gereinigt, dass es die Qualität von Erdgas erreicht. Bio-LNG (verflüssigtes Biomethan) wird durch Abkühlung des gereinigten Biogases auf –162 °C hergestellt, um es in einen flüssigen Zustand zu kondensieren.

LNG als Kraftstoff für Kreuzfahrtschiffe

LNG auch in der Schifffahrt

Strenge Umweltauflagen brauchen schnelle Lösungen: Mit LNG ist eine saubere Schifffahrt möglich. Im Vergleich zu Schweröl und Schiffsdiesel können Emissionen und Luftschadstoffe erheblich reduziert werden. Der Schiffskraftstoff ist bereits in der Binnenschifffahrt wie auch in der Kreuzschifffahrt erfolgreich im Einsatz.

LNG als Schiffskraftstoff

Saubere Luft: Warum Städte auf alternative Kraftstoffe wie Bio-CNG und H2 setzen

In deutschen Städten wird gasbasierte Mobilität bereits erfolgreich umgesetzt, mit sowohl positiven wirtschaftlichen Effekten als auch positiven Auswirkungen auf den Klimaschutz.

Ein Beispiel ist die Stadt Augsburg, wo der öffentliche Personennahverkehr besonders umweltfreundlich ist. Der dortige Verkehrsverbund betreibt nicht nur seine Straßenbahnen mit grünem Strom, sondern auch die Busflotte ist grün unterwegs: 92 Bio-CNG-Busse fahren CO₂-neutral, was zu einer erheblichen Reduzierung der Treibhausgas-Emissionen und des Feinstaubausstoßes geführt hat. Solche Maßnahmen haben nicht nur positive Auswirkungen auf die Luftqualität in Städten, sondern tragen auch dazu bei, dass Kommunen ihre Klimaziele erreichen. Gleichzeitig erhalten lokale Unternehmen die Chance, die Produktion und den Handel von Bio-CNG zu fördern, was zu neuen Arbeitsplätzen und Wertschöpfung in der Region führen kann.

Aschaffenburg dagegen setzt auf die Wasserstofftechnologie. Die Stadtwerke planen den Einsatz von Brennstoffzellen in schweren Nutzfahrzeugen, Autos und Gabelstaplern sowie die Umrüstung von Fahrzeugen auf Wasserstoffantrieb. Schon 2022 haben die Aschaffenburger Entsorgungsbetriebe damit begonnen, mit Wasserstoff betriebene Abfallsammelfahrzeuge in ihre Flotte aufzunehmen. Auch der ÖPNV wird umgerüstet: Neben Hybrid- und E-Bussen werden ab 2024 zwölf H₂-Busse für eine nachhaltige und umweltfreundliche Mobilität im kommunalen Verkehr sorgen.

Praxisbeispiele

Die Zukunft des emissionsfreien Verkehrs

Die gasbasierte Mobilität ist ein vielversprechender Ansatz für eine nachhaltige und CO₂-freie Zukunft in Deutschland. Fahrzeuge mit Wasserstoff-Antrieb sowie Biokraftstoffe wie Bio-CNG und Bio-LNG sind saubere Alternativen zur heutigen fossilen Mobilität und haben ein enormes langfristiges Potenzial als nachhaltige Transportlösung.

Die Unterstützung durch die Bundesregierung wird entscheidend sein, um die Etablierung von Wasserstoff- und Biokraftstofffahrzeugen weiter voranzutreiben. Finanzielle Anreize, Investitionen in die Infrastruktur und eine unterstützende Politik können den Übergang weg von Benzin und Diesel hin zur nachhaltigen Mobilität beschleunigen. Mit diesen Technologien, kontinuierlicher Innovation und politischem Willen kann Deutschland einen nachhaltigen und emissionsfreien Verkehr entwickeln und optimistisch in die Zukunft blicken.

Alternative Kraftstoffe im Vergleich

Herkömmliche Kraftstoffe wie Benzin oder Diesel haben langfristig keine Zukunft. Alternativen dazu gibt es viele: Biodiesel, Pflanzenöl bis hin zu Strom. Doch welche Kraftstoffalternativen besitzen das Potenzial, unsere künftige Mobilität umweltschonend und kostengünstig zu realisieren?

Wir vergleichen die alternativen Treibstoffe miteinander, zeigen Ihnen die Vorteile auf und geben Ihnen einen Einblick in das Tanken der Zukunft.

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