UBA: Treibhausgasneutraler Güterverkehr ist nötig – und möglich

IASA: Nachhaltige Luftfahrt - Sustainable Aviation

Krautzberger: Mehr Güter auf die Schiene, fossile Kraftstoffe ersetzen

Dessau, 17. Juni 2016: Um Deutschlands Klimaziele zu erreichen, muss der Verkehr in Deutschland bis spätestens 2050 treibhausgasneutral werden – dies gilt gerade für den stark wachsenden Güterverkehr. Zwei aktuelle Studien des Umweltbundesamtes (UBA) zeigen nun, wie das gehen kann. Kernpunkte sind die konsequente Verlagerung des Güterverkehrs auf die Schiene sowie eine Energiewende hin zu postfossilen Antrieben und Kraftstoffen. Maria Krautzberger, Präsidentin des UBA: „Der Verkehr ist der einzige Sektor, der seine Treibhausgasemissionen seit 1990 nicht mindern konnte. Um unsere Klimaziele auch mit einem wachsenden Güterverkehr zu erreichen, brauchen wir deutlich mehr Güter auf der Schiene und gleichzeitig ein Ende der fossilen Kraftstoffe auch beim Lkw-Verkehr.“

Prognosen des Bundesverkehrsministeriums zeigen: Bei einer Fortschreibung des derzeitigen Wachstums steigt die Güterverkehrsleistung bis 2030 um 38 Prozent gegenüber 2010. „Dass dieses Wachstum nicht ohne Konsequenzen für die Umwelt bleiben wird, ist offensichtlich“, so Krautzberger. Der Schienengüterverkehr ist daher ein unverzichtbarer Baustein für mehr Klimaschutz im Güterverkehr. Das zeigt die Studie „Klimaschutzbeitrag des Verkehrs bis 2050“: Richtige Rahmenbedingungen vorausgesetzt, kann bis 2050 die Verkehrsleistung der Schiene im Vergleich zu heute auf mehr als das Zweieinhalbfache gesteigert werden. Damit verbleiben 2050 jedoch immer noch 60 Prozent der Güterverkehrsleistung auf der Straße. Um auch hier auf null Treibhausgasemissionen zu kommen, müssen fossile Kraftstoffe aus den Tanks von Lkw verbannt werden.

Die Studie „Finanzierung einer nachhaltigen Güterverkehrsinfrastruktur“ zeigt – laut UBA – konkret zwei Ansatzpunkte zur Stärkung des Schienengüterverkehrs bis 2030. Zum einen muss die Nutzerfinanzierung ausgebaut werden. Das bedeutet, die Lkw-Maut auf das gesamte Straßennetz und auf alle Lkw-Klassen auszuweiten. Zudem müssen die externen Kosten bei der Maut mit eingepreist werden, insbesondere was Treibhausgase und Lärm betrifft. Für die Bahn bedeutet das eine Erhöhung und weitere Differenzierung der Trassenpreise nach Lärm. Zum anderen empfiehlt die Studie, die Schieneninfrastruktur und die Infrastruktur für den kombinierten Verkehr schneller auszubauen. „Der vorliegende Entwurf des Bundesverkehrswegeplanes (BVWP) setzt daher ein völlig falsches Signal, weil er den Straßenverkehr für die nächsten 15 Jahre bevorzugt“, so Krautzberger. „Das Umweltbundesamt empfiehlt, deutlich mehr als die derzeit vorgesehenen 42 Prozent der BVWP-Finanzmittel in die Schiene zu investieren.“

Der Anteil des Güterverkehrs auf der Schiene kann bis 2030 mit den ambitionierten Maßnahmen von 18 Prozent auf 23 Prozent gesteigert werden, so die Studie. Die Effekte sind groß: Wenn nichts passiert, stößt der Güterverkehr im Jahr 2030 noch mehr Treibhausgase aus als 2010. Demgegenüber kann eine Verlagerung auf die Schiene zusammen mit der Einführung von CO2-Grenzwerten für neue Lkw die Emissionen im Jahr 2030 um 17 Prozent gegenüber 2010 senken. „Die vorgeschlagenen Maßnahmen stärken den Wirtschaftsstandort Deutschland“, so die UBA-Präsidentin. „Sowohl Beschäftigung also auch Wertschöpfung steigen laut unserer Studie leicht an. Und das obwohl der Straßengüterverkehr durch eine stärkere Anlastung der Umweltkosten teurer wird.“

Luftfahrt braucht PtL-Lösungen

Die Studie „Klimaschutzbeitrag des Verkehrs bis 2050“ zeigt darüber hinaus, wie der Verkehr seinen Treibhausgasausstoß bis zum Jahr 2050 insgesamt auf null senken kann. Maria Krautzberger: „Für Null-Emissionen brauchen wir eine völlige Abkehr von fossilen Kraftstoffen – und zwar bei allen Verkehrsträgern.“ Kernelement ist eine Energiewende im Verkehr: Wo möglich, sollten alle Fahrzeuge mit Elektromotoren und Strom aus erneuerbaren Energien betrieben werden. Bei einigen Verkehrsträgern ist dies jedoch nicht möglich, zum Beispiel beim Flugzeug oder bei Seeschiffen. Hier sollen aus regenerativem Strom hergestellte Kraftstoffe wie Power-to-Liquid (PtL) oder Power-to-Gas (PtG) eingesetzt werden.

Für den Straßengüterfernverkehr untersuchte die Studie den Einsatz von PtL in Diesel-Lkw und den Oberleitungs-Hybrid-Lkw. Das Ergebnis: Beide Optionen ermöglichen im Jahr 2050 null Emissionen im Güterverkehr. Die Lösung mit Oberleitungs-Hybrid-Lkw benötigt dabei deutlich weniger erneuerbaren Strom. Insgesamt ist es kostengünstiger, so die Autoren der Studie, wenn durch vorherige Verlagerung auf die Schiene bereits deutlich weniger Energie im Verkehrsbereich benötigt wird. Verkehrswende und Energiewende im Verkehr müssen daher Hand-in-Hand gehen. Die Klimaschutzziele Deutschlands können – so das UBA – nur mit treibhausgasneutralem Verkehr erreicht werden.

Quelle: Umweltbundesamt

Nutzung regenerativer Energie durch Wasserstoffverbrennung

Verbesserte Nutzung regenerativer Energie durch Wasserstoffverbrennung in Gasturbinen

Europäischer Forschungsrat fördert DLR-Verbrennungsforscher mit Consolidator Grant

 Stuttgart, 2. März 2016: Wohin mit überschüssigem Strom aus Windkraft, wenn der Wind zwar weht, aber die Nachfrage auf dem Strommarkt gering ist? Ein Lösungsansatz ist die Herstellung von Wasserstoff mittels Elektrolyse. Elektrische Energie wird dabei in chemische Energie umgewandelt, also der Strom genutzt, um Wasserstoff zu erzeugen. Eine Verwendungsmöglichkeit für diesen regenerativ erzeugten Wasserstoff ist die Einspeisung ins Erdgasnetz. In konventionellen Gasturbinenkraftwerken könnte dann das Wasserstoff-Erdgas-Gemisch verbrannt und so wieder Strom erzeugt werden.

Wasserstoffeinspeisung ins Erdgasnetz erfordert neue Brennkammerkonzepte

Im Projekt HYBURN (enabling hydrogen-enriched burner technology for gas turbines through advanced measurement and simulation) untersuchen Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart, welche Auswirkungen die Beimischung von Wasserstoff auf die Verbrennung und damit das Brennkammerdesign von Gasturbinen hat. Sie entwickeln dazu neue laserbasierte Messmethoden, um die Verbrennungsprozesse in Gasturbinen besser und effizienter untersuchen zu können. Das Projekt ist am DLR-Institut für Verbrennungstechnik angesiedelt und wird vom Europäischen Forschungsrat (European Research Council, ERC) mit einem Consolidator Grant gefördert. Die Gesamtfördersumme beläuft sich auf rund zwei Millionen Euro über einen Zeitraum von fünf Jahren.

Wasserstoff ist äußerst reaktiv. Deshalb unterscheiden sich die Verbrennungseigenschaften des Wasserstoff-Erdgas-Gemisches von denen reinen Erdgases. “Zum Beispiel ändern sich Form und Verhalten der Flamme innerhalb der Brennkammer. Das kann unerwünschte Auswirkungen haben, die die Brennkammer beschädigen können”, erläutert DLR-Verbrennungsforscher Dr. Isaac Boxx, der das Projekt HYBURN leitet. “Bisher verstehen wir diese Prozesse noch nicht gut genug, um Wasserstoff-Erdgas-Gemische zuverlässig in existierenden Gaskraftwerken einzusetzen”. Im Zuge des Projekts wird das Team um Isaac Boxx deshalb die Prozesse in realitätsnahen Versuchsständen analysieren. Dazu kommt vor allem schnelle und zeitlich hochauflösende Lasermesstechnik zum Einsatz, die ebenfalls im Zuge des Projekts entwickelt wird.

Mit Hightech-Lasermesstechnik zu optimalen Brennerkonzepten

“Die Prozesse in Gasturbinenbrennkammern spielen sich in Millisekunden ab. Um sie sichtbar zu machen und zu verstehen, entwickeln wir Lasermesstechniken, die mit 10.000 Bildern pro Sekunde die Flammenstruktur und das Strömungsfeld erfassen”, beschreibt DLR-Wissenschaftler Boxx die zentrale messtechnische Herausforderung. Mit den so erhaltenen Messdaten werden die Forscher im nächsten Schritt Simulationswerkzeuge erarbeiten, mit deren Hilfe sie die Verbrennungsprozesse am Computer nachbilden und noch genauer auswerten können.

ERC Consolidator Grant

Mit den ERC Consolidator Grants fördert der Europäische Forschungsrat herausragende exzellente Wissenschaftler, die eine unabhängige Forschungsgruppe aufbauen.

Europäischer Forschungsrat fördert DLR-Verbrennungsforscher mit Consolidator Grant

Neue laserbasierte Messmethoden des DLR Instituts für Verbrennungstechnik ermöglichen eine effizientere Untersuchung der Verbrennungsprozesse in Gasturbinen

Quelle: DLR

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