Projekt

Methodik für die Bestimmung der THG-Effizienz von Verkehrsträgern

Das Fraunhofer ISI und CE Delft entwickelten im Auftrag der Europäischen Umweltagentur (EEA) eine Methodik für die Bestimmung der Treibhausgas-Effizienz (THG-Effizienz) der Transportmodi Straße, Bahn, Luftfahrt, Fluss- und Seeschifffahrt. Die Indikatoren beziehen sich sowohl auf den Personenverkehr (THG-Ausstoß je Personenkilometer (pkm)) als auch auf den Frachtverkehr (THG-Ausstoß je Tonnenkilometer (tkm)).

In einer Pilotrechnung haben die Projektpartner anhand der entwickelten Methodik die Indikatoren für die Jahre 2014 bis 2018 für das Gebiet der Europäischen Union (EU-28 und EU-27 ohne das vereinigte Königreich) berechnet.

 

Ziel der Studie war es, eine robuste und dynamische Methodik für einen kontinuierlichen Satz von Indikatoren für den Verkehrssektor zu erstellen, mit dem die THG-Effizienz im europäischen Verkehr gemessen und verfolgt werden kann. In dieser Hinsicht setzt sie die Arbeit fort, die von der EEA, der Europäischen Kommission und anderen Institutionen in der Vergangenheit geleistet wurde. Ausgangspunkte für diese Studie sind u.a. das THG-Inventar der EEA, Fortschrittsindikatoren im Bereich Energieeffizienz, durchschnittliche CO2-Emissionen von neu zugelassenen Kraftfahrzeugen oder die regelmäßigen Aktualisierungen der Europäischen Union zu den externen Kosten des Verkehrs. Die entwickelte Methodik spiegelt den aktuellen Wissensstand in der Emissionsberichterstattung wider, ist so konzipiert, dass sie von der EEA repliziert werden kann, und ist verkehrsträgerübergreifend konsistent, um Vergleiche zwischen den Verkehrsträgern zu ermöglichen.

 

Zunächst werden drei Verkehrsmärkte für Personen- und Güterverkehrsdienste in ihrem regionalen Kontext definiert: städtische, ländliche, Fern- und außereuropäische Wegestrecken und Transporte. In diesen Märkten wird die THG-Effizienz durch drei Faktoren bestimmt: die Energieintensität von Kraftstoffen oder Elektrizität, Fahrzeug-Antriebstechnologien und die Auslastung der Verkehrsmittel.

Für die grundlegenden Verkehrsträger werden folgende Fahrzeugkategorien oder Teilmärkte berücksichtigt:

  • Straße: Pkw, Busse, leichte und schwere Nutzfahrzeuge.
  • Schiene: Konventionelle Personenzüge, Hochgeschwindigkeitszüge, schienengebundener öffentlicher Personennahverkehr, Güterverkehr.
  • Luftfahrt: Ziviler Personen- und Güterverkehr ohne Kleinemittenten wie Leicht- und Sportflugzeuge oder Hubschrauber.
  • Schifffahrt: Binnen- und Seeschifffahrt einschließlich Kurzstrecken- und Hochseefrachtverkehr, Küsten-Passagierfähren und Kreuzfahrtschiffe.

Eine weitere, detailliertere Analyseebene ermöglicht eine Differenzierung nach Grundkraftstoffarten wie Benzin, Diesel, Elektrizität, Kerosin, Schiffsdiesel oder Schweröl.

Die oberste Analyseebene generiert europäische Zahlen, indem sie Länderwerte für Straße, Schiene und Binnenschifffahrt gewichtet und internationale Datenquellen für die Luft- und Seeschifffahrt verwendet. Die Ergebnisse werden als Indikatoren für Europa als Ganzes und nicht für einzelne Länder dargestellt. Der europäische Geltungsbereich wird jedoch flexibel gestaltet, um das Hinzufügen oder Entfernen einzelner Länder zu ermöglichen. Insbesondere ist es möglich, die Daten des Vereinigten Königreichs zu entfernen. Die Methodik erlaubt auch die Einbeziehung von Nicht-EU-Ländern wie Norwegen und der Schweiz. Daten auf nationaler Ebene werden bei Bedarf für interne Berechnungen verwendet, z. B. wenn europäische Daten nicht zuverlässig oder nicht regelmäßig aktualisiert verfügbar sind.

Für den Luftverkehr und die Seeschifffahrt wird der geografische Geltungsbereich über das europäische Territorium hinaus erweitert, um die Emissionen ganzer Reise- und Lieferketten zu erfassen. In vielen Fällen finden die Emissionen außerhalb des nationalen Territoriums statt, so dass es vorkommen kann, dass diese Emissionen nicht erfasst werden. Eine Methode zur Überwindung dieses Problems besteht darin, die Emissionen und die Transportleistung gleichmäßig auf das Herkunfts- und das Zielland aufzuteilen.

In dieser Studie wenden wir einen Well-to-Wheel-Ansatz an, um die spezifischen THG-Emissionen der Verkehrsträger zu schätzen. Das bedeutet, dass sowohl die direkten Tank-to-Wheel-Emissionen (TtW) als auch die vorgelagerten oder Well-to-Tank-Emissionen (WtT) einbezogen werden. WtT-Emissionen entstehen bei der Gewinnung, dem Transport und der Raffination von Kraftstoffen, einschließlich fossiler Kraftstoffe und Biokraftstoffe. Für die Berechnung der TtW-Emissionen kommt die Energiegehaltsmethode (Energy Content Method) zur Anwendung.

 

Für die wichtigsten Verkehrsträger stellen wir im europäischen Maßstab fest, dass Pkw und der Inlandsflugverkehr den höchsten THG-Emissionsfaktor pro Personenkilometer aufweisen. Allerdings hat sich die Effizienz des Luftverkehrs im Zeitraum 2014 bis 2018 deutlich um 11 % verbessert, während die spezifische THG-Intensität des Pkw-Verkehrs um 3 % zurückging.

Der Bahnverkehr (mit einer Verbesserung von 13 %) zeigt ein ähnliches Muster wie der Luftverkehr, obwohl die Gründe für die höhere Effizienz unterschiedlich sind. Während der Luftverkehr von höheren Auslastungsraten profitiert, die möglicherweise durch Billigfluglinien vorangetrieben werden, hat der Bahnsektor erhebliche Fortschritte beim Ersatz von Diesel- durch Elektroantriebe gemacht. Die Dekarbonisierung der Stromerzeugung beschleunigt den positiven Effekt der Elektrifizierung des Schienenverkehrs sichtbar.

Ein negativer Trend ist bei Kraftomnibussen zu beobachten. Hier sind die Emissionen pro Personenkilometer von 2014 bis 2018 um 12 % gestiegen. Dies ist auf die rückläufige Auslastung der Fernbusse zurückzuführen. Billigfluglinien und Ridesharing-Angebote für private Pkw, aber auch die steigende Zahl von Fernbusverbindungen können hier eine Rolle spielen.

Die Effizienzraten im Güterverkehr weisen wesentlich größere Unterschiede auf als die im Personenverkehr. Die Emissionsfaktoren in der Luftfracht liegen etwa achtmal über denen des Schwerlastverkehrs. Die Luftfracht ist durch hochwertige und zeitkritische Güter gekennzeichnet. Hier dominieren Transportzeitüberlegungen. Entsprechend gering ist die THG-Effizienz der Transportkette. Aufgrund des hohen Anteils an im Bauch von Passagierflugzeugen transportierten Güter ist es jedoch schwierig, die Emissionen korrekt zwischen Personen- und Güterverkehr aufzuteilen.

Am anderen Ende der Skala sehen wir die Seeschifffahrt mit 5 %, die Bahn mit 18 % und die Binnenschifffahrt mit 24 % der durchschnittlichen THG-Emissionen pro tkm des Lkw. Die Verbesserungsraten bei den THG-Emissionen pro tkm im Zeitraum 2014 bis 2018 für die EU-27 sind bei der Luftfracht am höchsten (14 %), gefolgt vom Schienenverkehr (11 %). Lkw weisen eine leichte Verbesserung der spezifischen THG-Emissionen von 3 % auf.

Laufzeit

Juli 2020 bis November 2020

Auftraggeber

  • Europäische Umweltagentur (EEA), Kopenhagen

Partner

  • CE Delft, NL
  • Ramboll, Kopenhagen, DKPartner
  • Fraunhofer ISI