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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Infrastrukturvergleich: Elektrisches Laden und Wasserstoff-Betankung

Elektrische Antriebe sind der Schlüssel zu einem klimafreundlichen Verkehr basierend auf erneuerbaren Energien. Die lokale Emissionsfreiheit des Verkehrs ist eine weitere wichtige Voraussetzung, um zukünftig die Lebensqualität vor allem in Ballungszentren erheblich zu verbessern. Sowohl Batterie- als auch Brennstoffzellen-Fahrzeuge erfüllen diese wichtigen Kriterien. Für beide Technologiepfade sind jedoch neue Infrastrukturkonzepte notwendig.

Zielsetzung der Analyse ist eine detaillierte Auslegung und Untersuchung der notwendigen Infrastrukturen für unterschiedliche Marktdurchdringungen von batterieelektrischen Fahr-zeugen sowie von Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen in Deutschland. Die Studie beantwortet die Fragen, wie hoch die Investitionen, Kosten, Wirkungsgrade und Emissionen der jeweiligen Infrastrukturen zur Versorgung von einigen Hunderttausend bis hin zu mehreren Millionen Fahrzeugen mit Strom oder Wasserstoff sind. Aktuell stehen beide Technologien noch am Anfang ihrer Marktentwicklung und die Auslegung sowie Anpassung der benötigten Infrastruktur an die jeweilige Marktdurchdringung der Fahrzeuge ist unklar. Weiterhin müssen die Infrastrukturen auch Optionen zur Integration von Strom-Überschüssen bieten, welche zukünftig in von erneuerbaren Energien dominierten Energiesystemen entstehen werden. Die vorliegende Studie beinhaltet eine detaillierte Auslegung der Infrastrukturen und deren Komponenten unter Offenlegung der getroffenen Annahmen. Hierdurch wird eine transparente Faktengrundlage geschaffen, die mit neuen Erfahrungswerten angepasst werden kann und eine faktenbasierte Diskussion ermöglicht.

Betrachtete TechnologiepfadeCopyright: H2MOBILITY and IEK-3, Forschungszentrum Jülich



Ausgewählte Ergebnisse

Die Analyse der Szenarien zeigt, dass die Investitionen in den Infrastrukturausbau für beide Technologiepfade bei geringen Fahrzeugbeständen bis hin zu einigen Hunderttausend nahezu gleich sind. In der Übergangsphase erfolgt die Umstellung der Wasserstofferzeugung auf die ausschließliche Nutzung von regenerativem Überschuss-Strom, welche durch den Bau von saisonalen Wasserstoffspeichern zur Überbrückung von 60 Tagen flankiert wird. Das Konzept ermöglicht die Versorgung mit grünem Wasserstoff. In der Anfangsphase sind hierfür höhere Investitionen erforderlich als bei der Ladeinfrastruktur. Für das Laden der Batterie-Fahrzeuge ist in der Studie keine saisonale Stromspeicherung in der Stromversorgung berücksichtigt, die für eine sichere Versorgung mit 100 % erneuerbarem Strom notwendig wäre. Vergleicht man die kumulierten Investitionen beider Konzepte für eine hohe Marktdurchdringung von 20 Mio. Fahrzeugen, liegen die Investitionen für eine Ladeinfrastruktur mit rund 51 Mrd. € deutlich höher im Vergleich zur Wasserstoff-Infrastruktur mit rund 40 Mrd. €.

Schlussfolgerungen

Für den Verkehrsbereich ist zu schließen, dass beide Infrastrukturen wichtige Bausteine sind, um klimaverträgliche, saubere und erneuerbare Verkehrskonzepte zu realisieren.
Eine intelligente und komplementäre Kombination aus beiden Infrastrukturen kann die Stärken der Wasserstoff-Infrastruktur mit den Stärken des elektrischen Ladens verbinden und weniger zukunftsfähige Einzellösungen mit geringerer Systemfähigkeit oder Effizienz vermeiden.

Download

Der Bericht zur Studie kann hier heruntergeladen werden.

Zusatzinformationen

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Martin Robinius
Telefon: +49 2461 61-3077
E-Mail: m.robinius@fz-juelich.de

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