Empa - Move - Post-fossile Mobilität

Post-fossile Mobilität

Der motorisierte Verkehr auf der Strasse hängt heute noch zu fast 100% von fossiler Energie ab. Um die Klimaziele der Energiestrategie 2050 zu erreichen, muss dieser bis 2050 vollständig auf erneuerbare Energie umgestellt sein. Eine besondere Herausforderung an Fahrzeuge und Energieversorgung stellen Transportaufgaben über lange Strecken dar. Diese sind überdurchschnittlich relevant und stehen mit im Fokus der Arbeiten an der Empa.

Mehrspurig fahren

Im Hinblick auf die CO₂-Emissionen des Strassenverkehrs ist der Umstieg von fossiler auf erneuerbare Energie entscheidend. Welches Antriebskonzept wo eingesetzt wird, wird wohl hauptsächlich durch die Infrastruktur zur Energiebereitstellung und durch die Kosten entschieden. Ein detailliertes Verständnis dazu wird in Zusammenarbeit mit Umsetzungspartnern erarbeitet. Vorstellbar ist folgende Aufteilung:

Für kürzere und mittlere Distanzen wie Stadt- und Pendlerfahrten im Personenwagenbereich eignen sich Elektrofahrzeuge.
Für kürzere und mittlere Distanzen im LKW-Bereich eignen sich Elektro- und Wasserstoff-LKWs.
Im Langstrecken- und Lastbereich werden mit synthetischen Treibstoffen betriebene Fahrzeuge eine wichtige Rolle spielen.

Fahren mit Strom

70 Prozent der typischen Tagesfahrstrecken mit Personenwagen sind kürzer als 50 Kilometer. Solche Strecken sollten künftig elektrisch gefahren werden. Elektrofahrzeuge nutzen Solar- und Windstrom am effizientesten. Doch Strom lässt sich nur kurzzeitig speichern. Die Herausforderung im Strommarkt ist deshalb vor allem die Versorgung mit sauberem Strom im Winterhalbjahr.

Elektrofahrzeuge tragen zur Flexibilität des gesamten Energiesystems der Schweiz bei, indem deren Batterien zur Pufferung von PV-Überschüssen tagsüber für die Versorgung von Gebäuden in der Nacht eingesetzt werden.

Fahren mit Wasserstoff

Wasserstoff für die Mobilität wird mittels Elektrolyse hergestellt. Dabei wird Wasser mit Strom in seine Bestandteile O₂ (Sauerstoff) und H₂ (Wasserstoff) aufgetrennt.

Das Netz an Wasserstofftankstellen wächst in vielen Ländern. In der Schweiz sollen in den nächsten Jahren gegen 100 Wasserstofftankstellen aufgebaut werden. Wasserstoffantriebe werden in der Schweiz in den nächsten Jahren insbesondere im Nutzfahrzeugbereich zunehmend an Bedeutung gewinnen.

Die Wasserstofferzeugung kann zur Flexibilität des gesamten Energiesystems beitragen, indem Stromüberschüsse in Elektrolyseanlagen in Wasserstoff umgewandelt werden. Wie bei den Elektrofahrzeugen ist die Versorgung mit CO₂-armem Wasserstoff im Winterhalbjahr eine Herausforderung.

Fahren mit Synfuel

Synthetische Treibstoffe, die aus Wasserstoff und CO₂ hergestellt werden, lassen sich kostengünstig über weite Strecken transportieren. Damit können abgelegene Ressourcen wie Photovoltaikpotentiale in Wüstenregionen oder Off-Shore-Windenergie erschlossen werden. Das CO₂, das bei der Verbrennung aus dem Auspuff entweicht, wird der Atmosphäre entnommen und für die Synfuel-Produktion genutzt. CO₂ wird demnach im Kreislauf geführt. Synfuel und Syngas sind beliebig mit Benzin, Diesel oder Erdgas/Biogas mischbar. Die bestehende Tank- und Lager-Infrastruktur kann weiter genutzt werden. Der Umstieg kann deshalb kontinuierlich erfolgen.

Der Nachteil von Synfuels ist der Wirkungsgrad der Herstellung von nur rund 50%. Da sie aber als chemische Energieträger vorliegen, die vergleichsweise einfach gelagert werden können, erhöhen sie die Flexibilität des gesamten Energiesystems.

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