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Mobilität

Wandel zu emissionsfreier und günstiger Mobilität – Mit alternativen Kraftstoffen und Antrieben, Sektorenkopplung sowie Lade- und Wasserstoffinfrastruktur

Energiewende in der Mobilität; © iStock; Petmal

Mobilität

Wandel zu emissionsfreier und günstiger Mobilität – Mit alternativen Kraftstoffen und Antrieben, Sektorenkopplung sowie Lade- und Wasserstoffinfrastruktur

Der Verkehrssektor in Deutschland ist durch einen stetig steigenden Energiebedarf und Ausstoß von Treibhausgasemissionen gekennzeichnet. Dieser lag im 2021 bei 148 Mio. t CO2äq. und hat sich im Vergleich zu 1990 mit 163 Mio. t CO2äq. nur geringfügig verringert. Diese Entwicklung steht dem politischen Willen der Bundesregierung gegenüber den Energieverbrauch und die resultierenden Emissionen über alle Sektoren hinweg zu senken. Zentrales Instrument zur Reduktion von Treibhausgasen und der Steigerung der Effizienz im Verkehrssektor ist der Einsatz von alternativen Kraftstoffen und Antrieben.

Der Verkehrssektor in Deutschland ist durch einen stetig steigenden Energiebedarf und Ausstoß von Treibhausgasemissionen gekennzeichnet. Dieser lag im 2021 bei 148 Mio. t CO2äq. und hat sich im Vergleich zu 1990 mit 163 Mio. t CO2äq. nur geringfügig verringert. Diese Entwicklung steht dem politischen Willen der Bundesregierung gegenüber den Energieverbrauch und die resultierenden Emissionen über alle Sektoren hinweg zu senken. Zentrales Instrument zur Reduktion von Treibhausgasen und der Steigerung der Effizienz im Verkehrssektor ist der Einsatz von alternativen Kraftstoffen und Antrieben.

Das GWI forscht an dem Einsatz alternativer Antriebe und Kraftstoffe für verschiedene Bereichen des Verkehrssektors. Hierzu zählen insbesondere der Schwerlastverkehr, Nahverkehrsbusse, Züge, Binnenschiffe und Intralogistik. Neben der Fahrzeugtechnik selbst liegt ein Schwerpunkt der Forschungsarbeiten an den entsprechenden Betankungstechnologien und der Einbindung ins Energiesystem. Oberstes Ziel ist die Reduktion von Kosten und Emissionen. Durch die Erfahrungen in der Anwendungsnahen Forschung ist das GWI spezialisiert auf Technologieberatung in Form von Machbarkeitsstudien, Kostenanalysen, Strategieberatung, Regulatorik, Fördermittelakquise, Konzeptionierung, Standortanalyse, Sektorenkopplung sowie Flexibilitätsoptionen wie Batterietechnik und Elektrolyse. Im Jahr 2021 wurde ein LNG Technikumsanlage auf dem Betriebsgelände in Betrieb genommen, um Boil-Off-Gas zu reduzieren. Neben der direkten Betrachtung alternativer Antriebe und Kraftstoffen im Verkehrssektor wird auch der Transport von Wasserstoff und Wasserstoff-Derivaten über Straße, Schiff oder Schiene als Alternative zum Pipelinetransport in unterschiedlichen Forschungsvorhaben untersucht.

Reduktion der Treibhausgasemissionen in Nordrhein-Westfalen für das Szenario Fokus Brennstoffzellenmobilität: Endenergieverbräuche (EEV) alternativer und konventioneller Kraftstoffe in PJ sowie der resultierenden WtW CO2äq.-Emissionen in Mio. t für die Jahre 2030 und 2050 © GWI
Flächenpotenziale zur Erschließung des Wasserstofftankstellennetzes der Druckstufe 700 bar in Nordrhein-Westfalen unter Berücksichtigung des lokalen Endenergieverbrauches (EVV) an Kraftstoff und bereits installierten Tankstellen. Angegeben ist der normierte EEV (n. EVV) an Wasserstoff bei 700 bar in kWhH2/km² (grün-gelb-rot): Flächenabseits der Autobahn, hellblau-dunkelblau: Flächen an der Autobahn angegeben. Als Vergleichsstandorte sind die von Scheidt et al. 2021 ermittelten Standorte aufgetragen. © GWI
Systemschaubild einer Wasserstofftankstelle mit Hochdruckkompressor und Kaskadenspeicher, welche per Tube Trailer beliefert wird. © GWI
Kostenspannen der H2 und LH2 Gestehungskosten (GK) in Deutschland und im Ausland, der Transportkosten (TK) und Steuern/Umlagen (S/U) darstellen. H2 GK: Wasserstoffgestehungskosten, H2 GK + TK: Grenzüberganspreis, H2 GK + TL +S/U: Endverbraucherpreise für Wasserstoff einschließlich Steuern und Umlagen. © GWI
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