Biomethan kann Beitrag zur Erreichung der Klimaschutzziele im Verkehrssektor leisten

11.9.2019

Alternative Antriebe und Kraftstoffe für Pkw und Lkw spielen eine wichtige Rolle, um die ambitionierten Klimaschutzziele zu erreichen. Wie Batteriefahrzeuge sowie mit Erdgas, synthetischem oder Biomethan betriebene Gasfahrzeuge in ökologischer und wirtschaftlicher Hinsicht abschneiden, hat das Fraunhofer ISI zusammen mit Projektpartnern untersucht.

Im Auftrag des Biogasrat+ e. V. haben das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI, die Technische Universität Hamburg (TUHH) und die IREES GmbH die Studie »Klimabilanz, Kosten und Potenziale verschiedener Kraftstoffarten und Antriebssysteme für Pkw und Lkw« erstellt. Darin untersuchen sie, welche Alternativen zum Verbrennungsmotor sich in Deutschland für Pkw und Lkw anbieten, um die Treibhausgasemissionen zu senken. Dafür verglich das Forschungsteam bei den Pkw Hybrid-Diesel mit steigenden Anteilen an Biokraftstoffen, Batteriefahrzeuge, Erdgasfahrzeuge sowie Fahrzeuge mit Bio- und synthetischem Methan. Bei den Lkw wurden Dieselfahrzeuge mit drei Gas-Lkw (fossiles Erdgas, Biomethan, synthetisches Methan) verglichen. Analysiert wurden die Treibhausgasbilanz und die wirtschaftliche Konkurrenzfähigkeit.

Biomethan aus Gülle, Stroh und Bioabfällen, die zu den fortschrittlichen Biokraftstoffen zählen, hat im Vergleich zu den fossilen Kraftstoffen eine sehr gute Treibhausgasbilanz. Verglichen mit Batteriefahrzeugen schneiden sie bei Verwendung des heutigen deutschen Strommixes ebenfalls besser ab. Bei Verwendung von Strom aus Photovoltaik- und Windkraftanlagen liegen sie in einer vergleichbaren Größenordnung. Auch Biomethan auf Basis nachwachsender Rohstoffe hat eine gute Klimabilanz, hier gibt es allerdings Diskussionen zu dessen Nachhaltigkeit und zur möglichen Konkurrenzsituation um Anbauflächen.

Dem Verkehr könnte potenziell eine große Menge Biomethan zur Verfügung gestellt werden: Würde die Hälfte der bisher ungenutzten, aber mobilisierbaren Substrate eingesetzt, könnten 2,4 bis 4,8 Millionen Mittelklasse-Pkw, was 5 bis 10 Prozent des Pkw-Bestands ausmacht, durch Biomethan betrieben werden, das aus den fortschrittlichen Rohstoffen Stroh, Gülle/Mist sowie weiteren Rest- und Abfallstoffen erzeugt wurde. Oder es könnten damit 50.000 bis 100.000 schwere Lkw, was 25 bis 50 Prozent des Lkw-Bestands entspricht, angetrieben werden. Zusätzlich könnten heute bereits genutzte Mengen Biomethan aus dem Strom- und Wärmebereich alternativ für den Verkehr verfügbar gemacht werden.

Im Hinblick auf die gesamten Nutzungskosten ist Biomethan bei Pkw und bei Lkw heute eine günstige Option im Vergleich zu den anderen betrachteten alternativen Kraftstoffen und Antrieben. Gerade der Lkw-Sektor, in dem eine Elektrifizierung deutlich herausfordernder ist als im Pkw-Sektor, könnte ein interessantes Einsatzgebiet für Biomethan sein.

Mehrere Alternativen sind nötig, um Klimaziele zu erreichen

Der Einsatz von Biomethan kann somit laut der Studie zwar einen Teil zur Treibhausgasminderung im Verkehr beitragen, es sind aber weitere Alternativen notwendig, da die verfügbare Biomethanmenge beschränkt ist. Sie kann auch in anderen Sektoren eingesetzt werden, beispielsweise zur Reduzierung der fossilen Energieträger bei der Wärmeerzeugung.

Von den anderen untersuchten Alternativen sind vor allem batterieelektrische Pkw eine gute Option zur merklichen Reduzierung der Treibhausgase: Da die Emissionen in der Stromerzeugung aller Voraussicht nach weiter deutlich sinken werden, haben Elektrofahrzeuge bei der Nutzung des Strommixes eine gute Treibhausgasbilanz. Weiterhin existieren viele Möglichkeiten, die Klimabilanz deutlich zu verbessern, beispielsweise die Nutzung von erneuerbarem Strom oder die Reduzierung der Treibhausgase, die bei der Batterieproduktion anfallen.

Brennstoffzellenfahrzeuge können nur in Verbindung mit Wasserstoff auf Basis von erneuerbarem Strom die Treibhausgase deutlich senken. Bei großen, schweren Fahrzeugen mit hohen Reichweitenanforderungen wären sie dann in absehbarer Zukunft eine sinnvolle Ergänzung zur Erreichung der Klimaschutzziele im Verkehrssektor. Die Wirtschaftlichkeit dieser Fahrzeuge ist allerdings weiter zu untersuchen.

Gasfahrzeuge mit fossilem Erdgas haben eine leicht bessere Klimabilanz als Diesel-Pkw, und von den Kosten her sind sie am günstigsten. Somit sind sie als Übergangslösung beziehungsweise bei steigender Beimischung durch Biomethan geeignet, um Treibhausgasemissionen im Verkehrssektor zu senken.

Synthetisches Methan auf Strombasis schließlich ist zur Treibhausgassenkung ausschließlich bei Verwendung von erneuerbarem Strom sinnvoll. Mit Strom aus dem deutschen Energiesystem hat es eine sehr schlechte Bilanz. Zudem ist es aufgrund der hohen Kraftstoffkosten deutlich teurer als die anderen Alternativen.

Prof. Dr. Martin Wietschel, Projektleiter am Fraunhofer ISI, betont: »Gerade das Biomethan auf Basis fortschrittlicher Rohstoffe kann im Pkw- und insbesondere im Lkw-Sektor eine gute Ergänzung zur steigenden Elektrifizierung durch Batteriefahrzeuge darstellen.«

Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI analysiert Entstehung und Auswirkungen von Innovationen. Wir erforschen die kurz- und langfristigen Entwicklungen von Innovationsprozessen und die gesellschaftlichen Auswirkungen neuer Technologien und Dienstleistungen. Auf dieser Grundlage stellen wir unseren Auftraggebern aus Wirtschaft, Politik und Wissenschaft Handlungsempfehlungen und Perspektiven für wichtige Entscheidungen zur Verfügung. Unsere Expertise liegt in der fundierten wissenschaftlichen Kompetenz sowie einem interdisziplinären und systemischen Forschungsansatz.