Bundesstraße mit viel Verkehr und Windenergieanlagen im Hintergrund
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Öko-Strom im Verkehr einsetzen

Freunde in der nächsten Stadt besuchen, täglich zur Arbeit pendeln, auf eine große Reise gehen, schwere Güter von A nach B transportieren. Manches geht zu Fuß oder mit dem Rad, vieles andere nicht. Wir sind auf verschiedene Transportmittel angewiesen – auf Straßen und Schienen, auf dem Wasser und in der Luft.

Ob als Privatperson oder Unternehmen: Mobil sein zu können, ist eine Grundlage unseres modernen Lebens und unserer Wirtschaft. Fakt ist zugleich: Auf den Verkehr entfallen knapp 30 Prozent des Endenergieverbrauchs in Deutschland. Und die verkehrsbedingten Treibhausgas-Emissionen steigen weiter an, obwohl über die vergangenen Jahre die fahrzeug-spezifischen Emissionswerte gesunken sind. Denn das Verkehrsaufkommen nimmt weiter zu.

Weniger Emissionen dank erneuerbarer Energie

Beim Umsetzen der Energiewende muss der Verkehrssektor daher unbedingt einbezogen werden. Wir brauchen dringend Innovationen für eine nachhaltige, effiziente und somit klimafreundlichere Mobilität.

Genau wie in den Bereichen Strom und Wärme müssen wir auch im Verkehr die Nutzung fossiler Energieträger reduzieren und Treibhausgasemissionen deutlich senken. Forschung und Entwicklung drehen sich daher verstärkt um batterieelektrische Antriebe, Brennstoffzellen und alternative Kraftstoffe.

Zum einen sind diese neuen Antriebstechnologien emissionsärmer als ihre Vorgänger. Zum anderen treiben sie die Integration erneuerbarer Energien in den Verkehrs- und Transportsektor mit voran. Das Zauberwort lautet hier „Sektorkopplung".

Gemeint damit ist das Verbinden der Infrastrukturen von Strom, Verkehr und Wärme. So können mehr Erneuerbare ins Energieversorgungssystem gebracht und umfassender genutzt werden. Und ein zentraler Baustein dafür ist „grüner“ Wasserstoff.

Elektrifizierte Antriebe mit Batterie und Brennstoffzelle

Aufladen eines Elektrofahrzeuges.Normstecker bei Ladung eines Elektrofahrzeuges
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2019 wurden in Deutschland über 100.000 batterieelektrische Fahrzeuge zugelassen. Ein Anstieg von 60 Prozent.

Nicht nur für den heimischen Markt, vor allem für den Export ist die deutsche Autobranche auf Innovationen angewiesen  gerade im Bereich Batterien.

Um Energiedichte, Lebensdauer oder das Preis-Leistungs-Verhältnis zu erhöhen, arbeiten Forscherinnen und Forscher vor allem an den Akku-Materialien. Effizienzpotenziale stecken in Anode, Kathode und dem Elektrolyt.

Auch die Netzdienlichkeit ist ein Thema: Elektrofahrzeuge können Strom zurück ins Netz speisen. Dieses sogenannte bidirektionale Laden kann das Stromnetz im Bedarfsfall stabilisieren. Ähnliches gilt für Brennstoffzellen: Im stationären Einsatz können sie bei Bedarf Strom und Wärme liefern, in Fahrzeugen ermöglichen sie den Antrieb mit Wasserstoff.

Dieser ist wegen seiner Energiedichte insbesondere für schwere Langstreckenfahrzeuge und Lastwagen interessant und lässt sich dank Elektrolyse klimaneutral herstellen. Um die Effizienz der Zellen zu erhöhen und gleichzeitig die Kosten zu senken, schauen Expertinnen und Experten hier ebenfalls auf die Elektroden. Aber auch in den Membranen sehen sie noch Verbesserungsmöglichkeiten.

Strombasierte Kraftstoffe haben großes Potenzial

Eine vielversprechende Perspektive insbesondere für große Transportvolumina und Entfernungen wie in der Schifffahrt, im Schwerlast- und Luftverkehr sind alternative gasförmige oder flüssige Kraftstoffe, die aus der Umwandlung von elektrischer Energie aus erneuerbaren Quellen wie Wind, Sonne und Wasser gewonnen werden.

Dabei wird der Strom aus Erneuerbaren für die Elektrolyse genutzt, bei der Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird. Dieser grüne Wasserstoff kann dann als Grundbaustein für die Produktion alternativer Kraftstoffe genutzt werden.

Flugzeug,Transportschiff und Lastwagen übereinander
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Dazu zählen etwa Methanol, Ethanol, Oxymethylenether (OME), Kerosin, synthetisch hergestelltes Methan (Erdgas), ultrareiner Schiffsdiesel und Biogas mit Wasserstoffanteilen.

Einige dieser alternativen Kraftstoffe könnten direkt dem Kraftstoff in heutigen Autos, Lkw, Flugzeugen oder Schiffen beigemischt werden. Andere erfordern ein Anpassen der Motorentechnologie. Eine besondere Rolle spielen solche strombasierten Kraftstoffe im Luftverkehr, denn hier gibt es wenige Alternativen. Auch im Bereich der Biokraftstoffe tun sich erfolgversprechende Perspektiven auf.

Großes Potenzial für den Verkehrsbereich liegt beispielsweise in der Erzeugung von Lignozellulosen-Kraftstoff aus holzartigen Biomassen. Auch hier gibt es in Forschungsvorhaben bereits viele konkret untersuchte Ansätze.

Grafische Darstellung der Erde mit Lichtern, Globus
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