Mehr als ein Drittel der CO2-Emissionen der Endverbrauchersektoren wird dem Transportsektor zugeschrieben. Die Elektrifizierung des Straßenverkehrs ist der bedeutendste Hebel für mehr Nachhaltigkeit. Doch auch für Flugzeuge und Schiffe werden klimaneutrale Alternativen gesucht.
Der Verkehrssektor bleibt auf fossile Brennstoffe angewiesen. Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) werden derzeit jährlich rund 8 Gigatonnen CO2 durch Fahrzeuge, Schiffe und Flugzeuge emittiert. Um das Netto-Null-Ziel zu erreichen, müssten die Emissionen des Mobilitätssektors bis 2030 um etwa 25 Prozent auf 6 Gigatonnen reduziert werden.
91 Prozent des Endenergieverbrauchs im Verkehrssektor entfallen weiterhin auf Erdölprodukte, was seit den frühen 1970er Jahren eine Reduktion von nur 3,5 Prozentpunkten darstellt.
Quelle: IEA
Größtes Potenzial im Straßenverkehr
Die meisten Emissionen stammen aus dem Straßenverkehr, weshalb die Elektrifizierung von Straßenfahrzeugen der effektivste Weg zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen ist. Tatsächlich sind Elektrofahrzeuge längst kein Nischenthema mehr. Ihr Anteil an den Neuzulassungen in Europa ist laut McKinsey von weniger als 1 Prozent im Jahr 2019 auf 16 Prozent im Jahr 2023 gestiegen. Trotz des Wegfalls von Kaufprämien in Märkten wie Deutschland Ende 2023 sind die Verkäufe stabil geblieben. Im ersten Halbjahr 2024 wurden europaweit über 875.000 neue batterieelektrische Fahrzeuge verkauft.
Fokus auf Batterien und Leistungselektronik
Die Batterie- und Elektronikindustrie spielen eine Schlüsselrolle bei der weiteren Elektrifizierung von Straßenfahrzeugen. Zukünftige Technologien wie Festkörperbatterien, die in puncto Energiedichte, Ladezeit, Reichweite, Brandsicherheit und Kosteneffizienz neue Maßstäbe setzen, werden die Entwicklung weiter vorantreiben. Im Bereich der Leistungselektronik kommen zunehmend Halbleiter aus Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) mit breitem Bandabstand zum Einsatz, da sie eine hohe Effizienz und Energieeinsparungen ermöglichen. Die nächste Entwicklungsstufe, die sich noch in den Anfängen befindet, sind Diamant-Halbleiter. Innovative Packaging-Technologien treiben indes die Miniaturisierung voran.
Der Erfolg von Elektrofahrzeugen erfordert jedoch auch eine Modernisierung des Stromnetzes. Die Entwicklung von Synergien zwischen Netzen und Elektrofahrzeugen ist entscheidend. Intelligentes Laden, Vehicle-to-X (V2X)-Technologie, verbesserte Flexibilität und Dateninteroperabilität sind hierbei wichtige Maßnahmen.
Alternative Kraftstoffe für Schiffe und Flugzeuge
Auch im Luft- und Seeverkehr werden Alternativen zu fossilen Brennstoffen geprüft. Auf kurzen Strecken – etwa bei Passagierdrohnen oder Fähren – werden batterieelektrische Antriebssysteme bereits getestet oder teilweise eingesetzt. Für den Hochseeverkehr oder Langstreckenflüge wäre die erforderliche Batteriekapazität jedoch zu hoch. Daher werden alternative Kraftstoffe für diese Bereiche entwickelt. Vielversprechende Optionen sind der Einsatz von Wasserstoff, Ammoniak oder Methanol als Treibstoff für Schiffe – sofern sie aus erneuerbaren Energien gewonnen werden, bieten sie eine Möglichkeit zur signifikanten Emissionsreduzierung.
Im Luftfahrtsektor befinden sich hybride und wasserstoffbetriebene Flugzeuge – ob durch direkte Verbrennung, Bord-Brennstoffzellen oder eine Kombination aus beidem – in verschiedenen Stadien der Konzeptualisierung und Prototypenentwicklung. Unter den möglichen Dekarbonisierungsmaßnahmen wird erwartet, dass Sustainable Aviation Fuel (SAF) den größten Beitrag leisten wird. Dieser ist für den Einsatz in heutigen Düsentriebwerken zertifiziert und erzeugt rund 80 Prozent weniger Treibhausgasemissionen als fossiles Kerosin. SAF ist ein Sammelbegriff für alle Luftfahrtkraftstoffe, die im Gegensatz zu herkömmlichem Kerosin ohne fossile Ressourcen wie Erdöl hergestellt und Nachhaltigkeitskriterien erfüllen. Es gibt verschiedene Verfahren zur Herstellung von SAF, wobei Power-to-Liquid (PtL)- und Sun-to-Liquid (StL)-Technologien für die Zukunft besonders vielversprechend sind. Diese befinden sich derzeit im Hochskalierungsprozess zur großindustriellen Produktion.
Die SAF-Industrie steht jedoch noch am Anfang. Schätzungen der International Air Transport Association zufolge wird die Produktionskapazität im Jahr 2024 1,5 Millionen Tonnen nicht überschreiten, was kaum 0,5 Prozent des gesamten Bedarfs an Flugkraftstoff ausmacht. Sollten die Fluggesellschaften ihre Pläne zur Emissionsreduzierung umsetzen, könnte die Nachfrage nach SAF bis 2030 auf über 20 Millionen Tonnen steigen.
Netto-Null nur mit zusätzlichen Maßnahmen
Um die Emissionen im Verkehrssektor nachhaltig und erfolgreich zu senken, ist die Elektrifizierung unerlässlich. Allerdings sind auch betriebliche und technische Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz aller Verkehrsträger notwendig. Darüber hinaus muss die Politik den Wechsel zu kohlenstoffärmeren Verkehrsmitteln wie Gehen, Radfahren und öffentlichen Verkehrsmitteln fördern.
