Auf Abwegen

Strom aus Erneuerbaren Energien ist ein knappes Gut

Klimaschutz bedeutet, die Emissionen von Kohlendioxid fossilen Ursprungs schrittweise auf null zu verringern. Damit führt der Pfad von Kohle, Öl und Gas hin zu Erneuerbaren Energien. Auch im Verkehr wird Strom aus Wind und Sonne zum wichtigsten Energieträger. Diese als Energiewende bekannte Umstellung auf Erneuerbare Energien muss weltweit und schnell geschehen, um gefährlichen Klimawandel wirkungsvoll zu begrenzen. Hierbei ist zu beachten, dass Strom aus Erneuerbaren Energien auf absehbare Zeit ein knappes Gut sein wird. Deshalb sollte er möglichst effizient eingesetzt werden und möglichst große Mengen fossiler Energieträger substituieren. Dort, wo Strom direkt verwendet werden kann, sollte dies aufgrund der hohen Effizienz der direkten Nutzung geschehen. Werden chemische Energiespeicher benötigt, ist Wasserstoff kohlenstoffhaltigen Kraftstoffen, sofern möglich, vorzuziehen. Folgender Vergleich verdeutlicht die hohen Energieverluste bei der Umwandlung von Strom in Wasserstoff und insbesondere in kohlenstoffhaltige Flüssig- und Gaskraftstoffe sowie den großen Effizienzvorteil von Elektromotoren gegenüber Verbrennungsmotoren: Ein Brennstoffzellen-Wasserstoff-Fahrzeug benötigt für dieselbe Strecke etwa zweieinhalbmal mehr Strom – und ein Verbrennerfahrzeug auf der Basis von synthetischem Benzin, Diesel oder Gas sogar etwa fünfmal mehr Strom als ein batterieelektrisches Fahrzeug.

Kohlenstoffhaltige strombasierte Kraftstoffe sollten also vorrangig dort eingesetzt werden, wo es auf absehbare Zeit keine Alternativen gibt. Ein Beispiel stellt der Langstrecken-Flugverkehr dar. Nach heutigem Kenntnisstand wird es auch 2050 keine Alternative zu Kerosin geben. Weder Batterien noch Wasserstoff können in ausreichender, sicherer Form mitgeführt werden. Das Kerosin, welches 2050 verwendet wird, sollte auf der Basis von erneuerbarem Strom und der Luft entnommenem CO₂ hergestellt werden.

Pkw stellen einen Bereich dar, in dem die direkte Nutzung von Strom über Batterien vergleichsweise einfach möglich ist. Und bereits beim heutigen Strommix in Europa oder Deutschland können Elektrofahrzeuge, wenn auch von den konkreten Annahmen der Berechnung abhängig, inklusive der Emissionen bei Batterie- und Stromproduktion einen deutlichen CO₂-Vorteil gegenüber mit fossilen Kraftstoffen betriebenen Verbrennerfahrzeugen haben. Je weiter die Energiewende in der Stromerzeugung und der Effizienzfortschritt in der Batteriefertigung voranschreiten, desto besser wird die Klimabilanz von Elektrofahrzeugen. Deshalb werden Elektro-Pkw mit unterschiedlichen politischen Instrumenten gefördert. Eines dieser Instrumente sind die CO₂-Flottengrenzwerte für Pkw der Europäischen Union.

Die Flottengrenzwerte der EU fördern sparsame Verbrenner und Elektrifizierung

Die CO₂-Flottengrenzwerte der EU zielen im Kern darauf ab, dass Pkw je gefahrenem Kilometer weniger CO₂ ausstoßen. Adressaten des Instruments sind die Fahrzeughersteller; die von ihnen in einem Jahr verkauften Neufahrzeuge dürfen im Durchschnitt einen bestimmten CO₂-Zielwert nicht überschreiten; tun sie es dennoch, muss der Hersteller Strafen zahlen. Auf diese Weise haben die Automobilproduzenten einen Anreiz, Pkw mit geringen CO₂-Emissionen zu entwickeln und zu verkaufen.

Das Instrument der Flottengrenzwerte mindert den Ausstoß von CO₂, das während der Nutzung am Auspuff entweicht. Deshalb spricht man auch von Tailpipe-Emissionen oder dem Tank-to-Wheel-Ansatz. Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor werden also durch das Instrument quasi zur Sparsamkeit erzogen; bei einem reinen Elektrofahrzeug entsteht während der Fahrt kein CO₂. Fahrzeughersteller können also zwei Strategien verfolgen: Sie können ihre Verbrennerfahrzeuge im Schnitt sparsamer machen und/oder den Anteil von Elektrofahrzeugen erhöhen. Beides ist erwünscht.

Automobilhersteller plädieren für die Anrechnung von Electrofuels

Die Automobilhersteller plädieren nun dafür, das Instrument der Flottengrenzwerte zu öffnen – mit dem Ziel, CO₂-Einsparungen bei der Kraftstoffbereitstellung auf ihre Emissionsminderungsverpflichtungen beim Fahrzeug selbst anrechnen zu können. Das heißt, sie wollen einen CO₂-Wert von Null für all jene Verbrennerfahrzeuge erreichen, für deren durchschnittliche Lebensfahrleistung sie eine ausreichende Menge strombasierten Benzins, Methangases oder Diesels bereitstellen. So soll ihnen neben der Elektrifizierung ihrer Flotten eine weitere Alternative zur Verringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs und damit zur Minderung des spezifischen Auspuff-CO₂-Ausstoßes ihrer Verbrennerfahrzeuge eingeräumt werden.

Tatsächlich lassen sich die durch den Pkw-Verkehr verursachten fossilen Emissionen bei unveränderter Fahrzeugtechnik mit strombasierten kohlenstoffhaltigen Kraftstoffen senken. Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, die mit diesen Electrofuels betrieben werden, stoßen zwar am Auspuff die gleiche Menge CO₂ pro Kilometer aus wie Verbrennerfahrzeuge, die fossiles Benzin oder fossilen Diesel nutzen; sie können aber dennoch einen Klimavorteil gegenüber mit herkömmlichem Kraftstoff betankten Fahrzeugen haben. Herkömmlicher Kraftstoff wird aus im Erdinnern gespeichertem Kohlenwasserstoff erzeugt; bei der Verbrennung gelangt unweigerlich der zuvor in der Erdkruste gespeicherte Kohlenstoff in die Atmosphäre und sorgt für deren Erwärmung. Electrofuels dagegen sind in einer Lebenszyklus- bzw. Well-to-Wheel-Betrachtung annähernd emissionsfrei, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind: Erstens, sie werden auf der Basis von –zusätzlichem – erneuerbarem Strom produziert, der nur sehr geringe Emissionen etwa bei der Herstellung des Stahls für Windkraftanlagen hervorruft. Werden sie mit Graustrom mit einem Erneuerbare-Energien-Anteil von heute 38 Prozent in Deutschland erzeugt, verkehrt sich der Klimavorteil im Vergleich zu fossilem Kraftstoff angesichts der beschriebenen Wirkungsgradverluste in einen deutlichen Klimanachteil. Die erheblichen Herausforderungen, die mit der Definition und Sicherstellung von „harter“ Zusätzlichkeit hinsichtlich der Produktion des Erneuerbare-Energien-Stroms verbunden sind, werden in diesem Beitrag nicht weiter betrachtet. Und zweitens, der für ihre Herstellung eingesetzte – und bei ihrer Nutzung wieder freigesetzte – Kohlenstoff wurde zuvor der Atmosphäre entnommen.

Der Effizienzanreiz der Flottengrenzwerte würde geschwächt

Welche Wirkung hätte die Anrechnung von annähernd klimaneutralen Electrofuels auf die CO₂-Grenzwerte der Hersteller? Es sind zwei Szenarien denkbar. Für beide gilt die Annahme: Das Ambitionsniveau des Instruments wird nicht angehoben; die Minderungsvorgaben für die Flotten bleiben gleich.

1. Wird ein Electrofuel-Fahrzeug statt eines konventionellen Verbrennerfahrzeugs verkauft, würde sich der zulässige CO₂-Ausstoß auf weniger Verbrennerfahrzeuge verteilen. Das heißt, der zulässige CO₂-Wert jedes einzelnen Verbrennerfahrzeugs würde sich erhöhen. In der Folge verringerte sich der Druck auf den Fahrzeughersteller, seine konventionellen Verbrennerfahrzeuge sparsamer zu machen. Der CO₂-Ausstoß der Flotte würde sich am Auspuff gemessen (Tank-to-Wheel) erhöhen, da auch erneuerbare Electrofuels bei ihrer Verbrennung CO₂ freisetzen. Selbst in einer um die Fahrzeug- und Kraftstoffproduktion erweiterten Betrachtung würden sich die CO₂-Emissionen der Pkw-Flotte geringfügig erhöhen, da auch die Herstellung von Electrofuels wie beschrieben Emissionen verursacht. Und schließlich würde sich der Strombedarf des Pkw-Verkehrs deutlich erhöhen – um die Menge, die für die Produktion des Kraftstoffs notwendig ist.
2. Wird ein Electrofuel-Fahrzeug statt eines Elektrofahrzeugs verkauft, würde dies zwar keine Entlastung für konventionelle Verbrennerfahrzeuge hinsichtlich ihrer CO₂-Minderungsverpflichtung bedeuten, aber der Anteil von Elektrofahrzeugen würde sich verringern. Die Tailpipe-Emissionen der Flotte würden sich genauso erhöhen, wie sie es im ersten Szenario täten. Verringern würde sich allerdings der CO₂-Ausstoß in einer Gesamtbetrachtung von Fahrzeug- und Energieträgerherstellung sowie Nutzung auf der Straße. Der Grund hierfür liegt darin, dass Elektrofahrzeuge in der aktuellen Systematik mit den CO₂-Emissionen des Strommixes bilanziert werden sollten. Denn anders als für Electrofuel-Verbrenner vorgeschlagen, hinterlegen die Fahrzeughersteller die Nullanrechnung von Elektroautos nicht mit von ihnen bezahltem zusätzlichen erneuerbarem Strom. Bei einem europäischen oder deutschen Strommix würden Elektrofahrzeuge in der Gesamtbetrachtung deshalb mehr CO₂ verursachen als Verbrennerfahrzeuge, die mit aus zusätzlichem Erneuerbare-Energien-Strom und CO₂ aus der Luft hergestelltem Kraftstoff betrieben werden. Der Strombedarf des Pkw-Verkehrs würde sich auch in diesem Szenario deutlich erhöhen – wenn auch etwas weniger als im ersten Szenario.

Demnach hätte die Anrechnung von erneuerbaren Electrofuels auf die Flottengrenzwerte zwar in einer kurzfristigen Betrachtung voraussichtlich positive Auswirkungen auf die in Europa durch Pkw verursachten CO₂-Emissionen. Gleichzeitig würde sie aber nicht nur den von Pkw verursachten Stromverbrauch deutlich erhöhen, sondern sie würde vor allem die Geschwindigkeit sowohl der Elektrifizierung als auch der Effizienzsteigerung von Verbrenner-Pkw verringern. Beides ist aber essentiell angesichts der bereits beschriebenen Notwendigkeit, das knappe Gut Strom aus Erneuerbaren Energien so einzusetzen, dass eine möglichst große Menge fossiler Brennstoffe ersetzt wird. Im Ergebnis würde der beschriebene kurzfristige Klimanutzen zulasten eines mittel- und langfristigen Klimanutzens gehen. Der für eine umfassende und schnelle Energiewende im Verkehr so wichtige Effizienzanreiz der CO₂-Flottengesetzgebung würde geschwächt.

Zu erwähnen ist an dieser Stelle ein Einwand von Befürwortern einer Anrechnung von Electrofuels mit Blick auf das erste Szenario. Es lautet: Elektrofahrzeuge wirken doch ganz ähnlich. Je mehr Elektrofahrzeuge verkauft werden, desto mehr dürfen die verbleibenden verkauften Verbrenner je Kilometer emittieren. Das ist richtig. Allerdings ist dieser Effekt bereits mit einberechnet bei der Festlegung der Flottengrenzwerte: Die zukünftigen Zielwerte für die Auspuffemissionen setzen bereits eine von der Politik erwartete Marktdurchdringung von Elektrofahrzeugen voraus. Die Anrechnung von Electrofuels ohne eine Erhöhung dieses Ambitionsniveaus, so wurde es von Herstellerseite vorgeschlagen, käme einer Abschwächung der Flottengrenzwertgesetzgebung gleich.

Die Förderung von Electrofuels sollte an der Vorkette ansetzen

Des Weiteren sprechen regulierungssystematische Gründe gegen die Anrechenbarkeit von Electrofuels auf die CO₂-Flottengrenzwerte. Wie bereits beschrieben, sind die Fahrzeughersteller die Adressaten der Flottengrenzwerte. Sie sollen zu sparsameren Verbrennern und mehr Elektrofahrzeugen führen. Die Dekarbonisierung von flüssigen und gasförmigen Kraftstoffen ist Aufgabe der Erneuerbare-Energien-Richtlinie und der Kraftstoffqualitätsrichtlinie der Europäischen Union. Hier werden die Kraftstoffhersteller adressiert. Im Übrigen zielen die Erneuerbare-Energien-Richtlinie und das Europäische Emissionshandelssystem auf die Dekarbonisierung des Stroms – also auch des Stroms, den Elektrofahrzeuge nutzen. Der Emissionsfaktor von Elektrofahrzeugen ist also keineswegs unreguliert. Die Nutzer von Elektro- oder Verbrennerfahrzeugen schließlich sollen durch andere Instrumente zu klimaverträglichem Verhalten animiert werden, insbesondere durch Energiesteuern und/oder Kraftfahrzeugsteuern. Kurzum: Das Ziel, die CO₂-Emissionen im Verkehr zu senken, soll über verschiedene, sich ergänzende Instrumente erreicht werden, die sich an unterschiedliche Adressaten richten.

Elektrifizierung und Effizienzsteigerungen bei Verbrennungsfahrzeugen einerseits und CO₂-Minderung in der Energieträger-Vorkette andererseits sind parallel – mit jeweils eigenen maßgeschneiderten Instrumenten – voranzutreiben. Die Förderung von Electrofuels sollte somit von den CO₂-Grenzwerten getrennt erfolgen.

Damit ist nicht gesagt, dass die bisherige Klimagesetzgebung bezogen auf Pkw ausreichend ist. Zusätzlicher Regulierungsbedarf besteht bezüglich des CO₂-Ausstoßes bei der Produktion von Batterien für Elektroautos und hinsichtlich des Energieverbrauchs von Elektrofahrzeugen; auch unter ihnen gibt es effiziente und weniger effiziente. Hierfür sind Lösungen zu finden und festzuschreiben. Im Rahmen der CO₂-Gesetzgebung allerdings gilt es aktuell, die Ziele „Verbrauchsminderung bei Verbrennungsfahrzeugen“ und „Steigerung des Anteils von Elektro-Pkw“ stringent weiterzuverfolgen. Die Anrechnung von strombasierten, erneuerbaren Kraftstoffen würde die Aussicht darauf schwächen, diese Ziele zügig zu erreichen.