• Benzin
• Diesel
• CNG/Biogas
• LNG
• LPG
• H2
• Strom

BENZIN ALS KRAFTSTOFF –
Die allgemeinen Fakten!

Grundlegende Informationen:

• Mit ca. 30 Millionen zugelassen Benzin-PKW im Jahr 2019 ist Benzin der am meisten eingesetzte Kraftstoff bei deutschen PKW-Fahrern. (Link)
• Unter den LKW spielt der Benzinantrieb mit rund 125.000 LKW von insgesamt rund 3 Millionen zugelassenen LKW in Deutschland nur eine untergeordnete Rolle. (Link)

Herkunft des Kraftstoffes:

• Motorenbenzin ist ein flüssiger Otto-Kraftstoff, der aus einem Gemisch von relativ leichten Kohlenwasserstoffen besteht und als fossiler Kraftstoff aus veredelten Komponenten bei der Erdölraffination hergestellt wird. (Link)
• Eine Zumischung von Bioethanol von bis zu 5 Prozent ist ohne besondere Kennzeichnung üblich. Gemäß Biokraftstoffrichtlinie sind jedoch die Tankstellen verpflichtet, Benzinsorten mit einem erhöhten Anteil von 10 Prozent Bioethanol unter einer besonderen Kennzeichnung anzubieten. (Link)

Tanken und Versorgungssituation:

• An nahezu jeder Tankstelle in Deutschland ist Benzinkraftstoff verfügbar, die Versorgungsinfrastruktur für Benzinfahrzeuge kann somit als hervorragend bewertet werden.
• Eine Betankung erfolgt über einen Tankstutzen, ist einfach in der Handhabung und kann sehr schnell in wenigen Minuten erfolgen.
• An den Tankstellen werden verschiedene Benzinsorten bzw. -qualitäten mit unterschiedlichen Oktanzahlen angeboten.
• Die verschiedenen Sorten unterscheiden sich im Wesentlichen in ihrer Klopffestigkeit bzw. Zündwilligkeit und werden mit steigender Oktanzahl höher bepreist.

Nutzung im PKW:

• Motorbenzin wird in Verbrennungsmotoren nach dem Ottoprinzip durch Fremdzündung mittels Zündkerzen genutzt.
• Der Verbrauch von Ottomotoren ist zumeist höher als der von Dieselmotoren. (Link)
• Fahrverbote in verschiedenen städtischen Zonen können auf Grund zu hoher Stickoxidemissionen auch Benziner unterhalb der Emissionsklasse 3 betreffen. (Link)
• Inwieweit Verbrennungsmotoren im PKW-Bereich zukünftig weiterentwickelt werden, ist heute schwer vorhersehbar, da ab dem Jahr 2025 verschiedene Länder ein Neuzulassungsverbot von Verbrennungsmotoren einführen wollen. (Link)

Alltagstauglichkeit:

• Das Angebot von Fahrzeugen und Modellen mit Benzinmotoren ist in allen Klassen sehr gut.
• Im LKW-Segment und auch im Bereich leichter Nutzfahrzeuge ist der Einsatz von Benzinmotoren nicht sehr verbreitet.
• In der unteren Mittelklasse sind mit einem Benzinmotor sehr gute Reichweiten von knapp über 1.000 km pro Tankfüllung möglich. (Link)
• Oftmals sind Benzin-PKW günstiger in der Anschaffung als Diesel-PKW.
• Es gibt keine allgemein gültige und generelle Regel, wonach der Einsatz eines Benzin-PKW gegenüber dem Diesel-PKW und umgekehrt wirtschaftlich günstiger ist, vielmehr kommt es immer auf das Modell, die Fahrleistung und die Anschaffungskosten an – nutzen Sie hierzu den Vergleichsrechner auf dieser Internetseite! (Link)

Quellen: Die Reichweite wurde aus dem Verbrauch kombiniert (Herstellerangaben) und den durchschnittlichen Energiepreisen (Preisliste des BMWi) errechnet. NOX und PM-Daten: Schadstoff-Typprüfwerten des KBA, CO2: eigene Berechnungen.

Grundsätzliche Aussagen zu den Emissionen:

• Dieselmotoren weisen etwa 20 Prozent mehr Antriebseffizienz als stöchiometrisch betriebene Ottomotoren auf und verbrauchen dementsprechend weniger Kraftstoff. Diese Aussage trifft sowohl auf konventionelle Diesel-LKW als auch auf Diesel-Nutzfahrzeuge zu. Eine Optimierung zu Gunsten der Ottomotoren ist in einem bestimmten Rahmen möglich (Magerbetrieb, Dual-Fuel). (Link S. 45)
• Durch den höheren Verbrauch von Ottomotoren gegenüber Dieselmotoren weisen Benzinfahrzeuge im Allgemeinen höhere CO₂-Emissionen auf.
• Die Stickoxidemissionen bei benzinbetriebenen Fahrzeugen sind in allen Klassen geringer als bei Diesel-PKW. (Link)
• Die Feinstaubemissionen sind in der Klasse der Kleinwagen geringer und in den oberen Klassen höher als bei Dieselfahrzeugen. (Link)

+ Stärken:

• Tankstellendichte ist hervorragend
• Ausgereifte Technik
• Hohe Reichweite
• Einfacher und schneller Tankvorgang
• Oftmals niedrigere Anschaffungskosten als Diesel-PKW

- Schwächen:

• Unsichere Zukunftsentwicklung durch zukünftige drohende Fahrverbote oder Zulassungsverbote einzelner Länder
• Großteils Kraftstoff fossiler Herkunft mit entsprechenden negativen Umwelteffekten
• Neben vergleichsweise hohen CO₂-Emissionen bestehen auch erhöhte NO_x und Feinstaubemissionen im Vergleich zu den meisten alternativen Antrieben

DIESEL ALS KRAFTSTOFF –
Die allgemeinen Fakten!

Grundlegende Informationen:

• Mit rund 15 Millionen Diesel-PKW ist der Dieselmotor die zweithäufigste PKW-Antriebsart in Deutschland. (Link)
• Im LKW-Segment hat der Dieselkraftstoff einen Anteil von über 95 Prozent und ist somit die weit verbreitetste Antriebsart. (Link)
• Im Zuge des im Jahr 2015 öffentlich gewordenen Diesel-Abgasskandals wurde festgestellt, dass die Prüfstandemissionen verschiedener Dieselfahrzeuge von den realen Emissionen auch auf Grund des Einsatzes von sogenannter Manipulationssoftware stark abweichen kann. (Link)
• Die in der Folge des Abgasskandals teilweise eingeführten innerstädtischen Fahrverbote führten in Verbindung mit den Vertrauensverlusten der Verbraucher zu einer starken Reduzierung der Dieselneuzulassungen von ehemals rund 50 Prozent auf rund 32 Prozent. Mit dem Anstieg der Diesel-PKW-Neuzulassungen auf 33,1 Prozent im ersten Quartal 2019 gegenüber 32,3 Prozent im selben Zeitraum des Vorjahres hat sich aber der sinkende Trend erstmals wieder umgekehrt. (Link1), (Link2)
• Durch die Einführung neuer Motorengenerationen soll die neue Abgasnorm Euro 6d-temp auch real eingehalten werden können.

Herkunft des Kraftstoffes:

• Dieselkraftstoff besteht aus unterschiedlichen Kohlenwasserstoffen, ähnelt Heizöl und wird überwiegend in Erdölraffinerien aus Erdöl hergestellt. (Link)
• Aufgrund der höheren Dichte von Diesel gegenüber Benzin ist der spezifische Heizwert von Diesel (ca. 9,8 kWh/Liter) höher als der von Benzin (ca. 8,9 kWh/Liter). (Link)
• Neben fossilem Diesel kann auch Biodiesel mit einer positiveren Umweltwirkung auf Basis pflanzlicher und tierischer Fette und Öle hergestellt werden.
• Weiterhin ist auch eine Herstellung von synthetischem Dieselkraftstoff entweder aus Biomasse (BtL) oder aus Erdgas (GtL) möglich.
• Aktuell werden dem Dieselkraftstoff ca. 6 bis 7 Prozent Biodiesel zugemischt, da seit 2015 eine THG-Minderungsquote von 3,5 Prozent erfüllt werden muss. (Link)

Tanken und Versorgungssituation:

• In Deutschland und Europa kann nahezu an jeder Tankstelle Dieselkraftstoff getankt werden.
• Die Betankung erfolgt über einen Tankstutzen, ist einfach in der Handhabung und sicherheitstechnisch als unproblematisch einzustufen.
• Der Tankvorgang benötigt nur wenige Minuten und ist somit sehr zeiteffizient.
• Im Winter ist es auf Grund niedriger Temperaturen notwendig, dass dem Diesel Additive zugemischt werden, um einer Verstopfung des Kraftstofffilters vorzubeugen (Winterdiesel).

Nutzung im PKW:

• Dieselkraftstoff wird im Dieselmotor durch Selbstzündung in Folge der durch Kompression von Luft einhergehenden Temperaturerhöhung verbrannt.
• Dieselmotoren haben ein höheres Drehmoment, liefern eine höhere Leistung und weisen einen geringeren Verbrauch als der Ottomotor auf.
• In der Folge des Abgasskandals wurden, insbesondere durch zu hohen Ausstoß von Stickoxiden, teilweise Einfuhrverbote in bestimmte Städte oder Stadtgebiete für Diesel-Fahrzeuge verhängt. (Link)
• Da europaweit in rund 250 Städten Einfahrbeschränkungen für bestimmte Dieselfahrzeuge bestehen und zudem ab 2025 verschiedene Länder ein Verbot von Neuzulassungen von Verbrennungsmotoren einführen wollen, ist die zukünftige Entwicklung des Diesel-PKW als unsicher zu bewerten. (Link)

Alltagstauglichkeit:

• Das Angebot von Fahrzeugen und Modellen mit Dieselmotor ist in allen Klassen sehr groß und vielfältig.
• Aufgrund des niedrigeren Verbrauchs und der höheren Anschaffungskosten ist der Dieselmotor insbesondere bei Langstrecken-PKW weit verbreitet.
• Dieselfahrzeuge weisen zumeist die höchsten Reichweiten auf so das selbst im Segment der Kleinwagen Reichweiten von über 1.000 km mit einer Tankfüllung erreicht werden können. (Link)

Quellen: Die Reichweite wurde aus dem Verbrauch kombiniert (Herstellerangaben) und den durchschnittlichen Energiepreisen (Preisliste des BMWi) errechnet. NOX und PM-Daten: Schadstoff-Typprüfwerten des KBA, CO2: eigene Berechnungen.

Grundsätzliche Aussagen zu den Emissionen:

• Dieselmotoren weisen etwa 20 Prozent mehr Antriebseffizienz als stöchiometrisch betriebene Ottomotoren auf und verbrauchen dementsprechend weniger Kraftstoff. Diese Aussage trifft sowohl auf konventionelle Diesel-LKW als auch auf Diesel-Nutzfahrzeuge zu. Eine Optimierung zu Gunsten der Ottomotoren ist in einem bestimmten Rahmen möglich (Magerbetrieb, Dual-Fuel). (Link, S. 45)
• Durch den geringeren Verbrauch von Dieselmotoren weisen Benzinfahrzeuge im Allgemeinen höhere CO₂-Emissionen den Dieselmotoren gegenüber auf.
• Die Stickoxidemissionen bei Diesel-Fahrzeugen sind in allen Klassen höher als bei Benzin-PKW. (Link)
• Dieselfahrzeuge weisen nur in der Klasse der Kleinwagen höhere Feinstaubemissionen als Benzinfahrzeuge auf. In den anderen Klassen haben die Dieselfahrzeuge die geringeren Feinstaubemissionen. (Link)
• Im Zuge des Abgasskandals wurde öffentlich, dass viele Diesel-PKW die Emissionswerte der Prüfstände unter realen Bedingungen nicht einhalten können. Erst Fahrzeuge, die nach der Abgasnorm Euro6d-temp geprüft werden, gelten als tatsächlich sauber. (Link)

Legende: ++ viel besser/ + besser/o gleich/ - schlechter/ -- viel schlechter

+ Stärken:

• Tankstellendichte ist hervorragend
• Ausgereifte Technik
• Sehr hohe Reichweite
• Einfacher und schneller Tankvorgang
• Meist geringerer Verbrauch gegenüber Benzinmotoren

- Schwächen:

• Oftmals höhere Anschaffungskosten als Benzinfahrzeug
• Unsichere Zukunftsentwicklung durch bestehende und zukünftige drohende Fahrverbote
• Großteils Kraftstoff fossiler Herkunft mit entsprechenden negativen Umwelteffekten

COMPRESSED NATURAL GAS (CNG) ALS KRAFTSTOFF –
Die allgemeinen Fakten!

Grundlegende Informationen:

• Durch Komprimierung von Erdgas wird die Energiedichte erhöht und so die Nutzung von CNG als Kraftstoff in einem Verbrennungsmotor ermöglicht.
• Neben fossilem Erdgas kann auch erneuerbares CNG (z.B. Biomethan aus der Vergärung von Biomasse oder ökologisch erzeugtes synthetisches Methan) als Kraftstoff Verwendung finden.
• Da weltweit bereits rund 17 Millionen Kraftfahrzeuge mit CNG betrieben werden, ist von einer hohen Praxistauglichkeit der Antriebsart auszugehen. (Link)
• Erdgas, Biomethan und synthetisches Methan können relativ einfach über das Erdgasnetz transportiert und gespeichert werden und nutzen dabei die schon vorhandene Infrastruktur.

Herkunft des Kraftstoffes:

• Erdgas ist ein unterirdisch vorkommendes Gasgemisch, welches hauptsächlich zur Energieerzeugung eingesetzt wird.
• Biomethan ist ein aus nachwachsenden Rohstoffen oder biologischen Abfällen und Reststoffen erzeugtes Gasgemisch und stellt schon seit vielen Jahren eine wichtige Säule beim Ausbau der erneuerbaren Energien dar.
• Synthetisches Biomethan kann durch die Erzeugung von Wasserstoff aus (überschüssigem) Ökostrom in Verbindung mit regenerativ erzeugtem CO₂ gewonnen und anschließend im Erdgasnetz gespeichert werden.
• In Deutschland wird regional insbesondere zwischen den Sorten H-Gas und L-Gas unterschieden. H-Gas weist in der Regel einen höheren Methangehalt und somit einen höheren Heizwert als H-Gas auf. L-Gas wird aktuell noch verstärkt im norddeutschen Raum angeboten. Jedoch soll bis ca. 2023 deutschlandweit eine Umstellung auf H-Gas erfolgen. (Link)

   

Tanken und Versorgungssituation:

• Der Tankvorgang erfolgt über einen Tankstutzen oder über eine Zapfpistole und ist in der Handhabung vergleichbar mit der Benzin- oder Dieselbetankung.
• Zur Nutzung im PKW wird das Gas durch Komprimierung an der Tankstelle mit einem Druck von rund 200 bar im Drucktank des Fahrzeuges gespeichert. (Link)
• Das Tankstellennetz ist mit ca. 850 Tankstellen in Deutschland als gut aber ausbaufähig einzustufen. (Link) Die Tankstellendichte kann sich regional sehr unterscheiden.
• Einen Überblick über Tankstellen bietet der Link.

Nutzung im PKW:

• Die Verbrennung des Gases im Motor erfolgt nach dem Gas-Otto-Prinzip und somit nach den gleichen Prinzipien wie ein Benzinmotor.
• Viele Hersteller bieten Fahrzeuge mit bivalentem Antrieb an, welche nicht nur mit CNG sondern auch mit Benzin betrieben werden können.

Alltagstauglichkeit:

• Es sind viele verschiedene Modelle in allen Klassen vom Kleinwagen über Omnibusse bis hin zu LKW am Markt verfügbar. Einen ersten Überblick kann der Link geben.
• Im PKW können bei reinem Erdgasbetrieb Reichweiten von bis zu knapp 800 km erreicht werden. (Link)
• Die Sicherheit der Betankung und der Nutzung im PKW ist durch technische Standards gegeben.
• Die Abrechnung an der Tankstelle erfolgt nach kg und nicht in l oder m³. Der Energiegehalt von CNG ist mit ca. 13 kWh/kg deutlich höher im Vergleich zu Superbenzin (8,9 kWh/Liter) und Diesel (9,8 kWh/Liter) in Bezug auf die jeweilige Abrechnungsgröße kg bzw. Liter. (Link)

Quellen: Die Reichweite wurde aus dem Verbrauch kombiniert (ADAC Ecotest) und den durchschnittlichen Energiepreisen (Preisliste des BMWi) errechnet. NOX und PM-Daten: Schadstoff-Typprüfwerten des KBA. CO2: eigene Berechnungen.

Grundsätzliche Aussagen zu den Emissionen:

• Die CO₂-Emissionen können bei der Nutzung von konventionellem CNG-Kraftstoff gegenüber einem Benzin-PKW deutlich reduziert werden.
• Eine weitere Senkung der CO₂-Emissionen um bis zu 97% ist bei dem Einsatz von erneuerbaren Gasen wie Biomethan oder synthetisches Gas aus Ökostrom möglich. (Link)
• Das Potential zur Reduzierung der Stickoxid-Emissionen gegenüber Diesel-PKW ist als hoch einzustufen. In dem vorgestellten Beispiel beträgt es über 60%.

Legende: ++ viel besser/ + besser/o gleich/ - schlechter/ -- viel schlechter
 

Ergänzende Hinweise zu den Fördermaßnahmen:

• Entsprechend der „Richtlinie über die Förderung von energieeffizienten und/oder CO2-armen schweren Nutzfahrzeugen in Unternehmen des Güterkraftverkehrs“ wird folgendes gefördert: (Link 1), (Link 2)
  
  • Anschaffung von LKW und Sattelzugmaschine mit Erdgasantrieb (CNG) und Flüssiggasantrieb (LNG) wenn sie im Güterverkehr eingesetzt werden und über 7,5 Tonnen Gesamtgewicht haben
• Der Fördersatz beträgt pauschal: 8.000,-€ für CNG und 12.000,-€ für LNG
• Diese Förderung ist zunächst bis zum Ende des Jahres 2020 befristet.
• Neben der Förderung der Fahrzeuganschaffung kann auch der Auf- und Ausbau der Tankinfrastruktur gefördert werden. So unterstützt das Land Niedersachsen die Errichtung von Tankinfrastruktur für alternative Kraftstoffe in Höhe von bis zu 50% der Investition. (Link, S.8)
• Befreiung LKW-Maut:
  • Erdgas-LKW (CNG und LNG) sind bis Ende 2020 von der Maut befreit. Ab 2021 soll nur noch die Mautkomponente für die Luft-Verschmutzung erlassen werden. (Link)
• Für PKW bieten viele Gas-Versorger je nach Region Anschaffungsprämien für Neu-Fahrzeuge an. Es werden bis zu 1.000,-€ gezahlt. Weitere Informationen zur genauen Förderhöhe in Ihrer Region können unter diesem Link eingesehen werden.
• Weiterhin gilt für Erdgas als Kraftstoff (CNG/LNG) ein reduzierter Steuersatz i.H.v. 13,90 €/MWh bis 2026. Ab 2024 wird der Steuersatz stufenweise angehoben. (Link)
  

   

+ Stärken:

• Verfügbarkeit/ Tankstellendichte ist meist gut
• Nutzung bestehender Infrastruktur
• Ausgereifte Technik
• Hohe Reichweite
• Geringe Kraftstoffkosten
• Umweltbilanz ist besser als zu Benzin- und Dieselantrieb
• Verbesserung der Umweltbilanz durch Steigerung des Anteils von Biomethan möglich
  

- Schwächen:

• Zusätzlicher Platzbedarf Gastank bei bivalenten Modellen
• Anschaffungskosten oftmals leicht höher als Benzin oder Diesel (Bsp. VW Golf 1.4 TGI (110 PS) 25.400,-€ gegenüber VW Golf 1.4 TSI (122PS) 21.800,-€
• Für Verlängerung der Reichweite über Benzinbetrieb sind zwei Tankvorgänge nötig
  

LIQUEFIED PETROLEUM GAS (LPG) ALS KRAFTSTOFF –
Die allgemeinen Fakten!

Grundlegende Informationen:

• LPG wird durch die Verflüssigung von Propan und Butan unter Druck erzeugt und kann in Otto-motorisch betrieben Fahrzeugen als Kraftstoff eingesetzt werden.
• LPG wird auch als Autogas bezeichnet und ist nicht mit CNG zu verwechseln.
• Mit rund 400.000 LPG betriebenen Fahrzeugen in Deutschland ist LPG die am weitesten verbreitete alternative Antriebsart. (Link)

Herkunft des Kraftstoffes:

• Das zur Herstellung von LPG verwendete Propan und Butan fällt bei der Förderung von Erdgas und Erdöl an. Weiterhin entsteht LPG als Nebenprodukt bei Erdölraffinerien. LPG ist somit ein rein fossiler Kraftstoff.

Tanken und Versorgungssituation:

• Die Verflüssigung von Butan und Propan erfolgt bei relativ geringen Drücken bis zu 10 bar bei Raumtemperatur. (Link)
• LPG wird unter Druck über eine Zapfpistole dem Fahrzeuggastank zugeführt und im flüssigen Zustand gespeichert.
• Der Tankvorgang ist vom Ablauf vergleichbar mit der Benzinbetankung.
• Das Tankstellennetz ist mit rund 7.100 Tankstellen in Deutschland und rund 30.000 Tankstellen in Europa als sehr gut zu bewerten. (Link)

Nutzung im PKW:

• LPG wird in Otto-Motoren eingesetzt. Oftmals sind die Fahrzeuge auf einen bivalenten Antrieb mit Benzin ausgelegt.
• Das Fahrzeugangebot mit einem LPG-Antrieb ab Werk ist gering.
• Der überwiegende Teil der LPG betriebenen Fahrzeuge in Deutschland wurde auf den LPG-Antrieb umgerüstet. LPG-Nachrüstungen werden auch von einigen Herstellern und deren autorisierten Vertragshändlern angeboten. (Link)

Alltagstauglichkeit:

• Eine Nachrüstung von LPG-Antrieben ist grundsätzlich für Fahrzeuge mit Benzinmotor möglich. Aus dem Grund, dass jedoch nicht alle (Benzin-) Motorentypen LPG vertragen, ist eine fundierte Beratung im Vorfeld unabdingbar. (Link)
• Die Reichweite von LPG-PKW beträgt mindestens 400 km. (Link)
• Durch eine hohe Tankstellendichte ergibt sich eine sehr gute Versorgungsituation.
• Die Kraftstoffqualität ist europaweit genormt und die Abrechnung erfolgt pro Liter.

Quellen: Die Reichweite wurde aus dem Verbrauch kombiniert (Herstellerangaben und ADAC Ecotest) und den durchschnittlichen Energiepreisen (Preisliste des BMWi) errechnet. NOX und PM-Daten: Schadstoff-Typprüfwerten des KBA. CO2: eigene Berechnungen.

Grundsätzliche Aussagen zu den Emissionen (Link):

• Der CO₂- Ausstoß eines LPG Fahrzeuges ist gegenüber Benzinbetrieb um ca. 10% geringer.
• Gegenüber Dieselantrieb sind die CO₂-Emissionen bei LPG-Antrieb um ca. 2% und gegenüber CNG-Antrieb ca. 12% höher.
• Die Schadstoffemissionen NOx, HC, CO können bei LPG-Fahrzeugen gegenüber benzinbetriebenen Fahrzeugen nicht reduziert werden.

+ Stärken:

• Tankstelledichte ist sehr gut
• Geringe Kraftstoffkosten
• Nachrüstung für viele Benzinfahrzeuge möglich
• Ausgereifte Technik
• Hohe Reichweite
• CO2-Emissionen sind geringfügig besser als bei Benzinantrieb
  

- Schwächen:

• Rein fossiler Kraftstoff
• Wenige Modelle mit serienmäßiger LPG-Ausstattung verfügbar
• Zusätzlicher Platzbedarf, Gastank bei bivalenten Modellen
• Mehrpreis durch Nachrüstung gegenüber herkömmlichem Benzinantrieb
  

WASSERSTOFF ALS KRAFTSTOFF IN BRENNSTOFFZELLEN –
Die allgemeinen Fakten!

Grundlegende Informationen:

• Wasserstoff-PKW werden zumeist wie Elektrofahrzeuge mit einem Elektromotor angetrieben. (Der direkte Einsatz von H2 in einem Verbrennungsmotor ist technisch möglich, soll jedoch an dieser Stelle nicht betrachtet werden.)
• Im Unterschied zu Elektrofahrzeugen wird der elektrische Strom im Wasserstoff-PKW direkt durch die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff in einer Brennstoffzelle erzeugt.
• Im PKW-Bereich konnte die Markteinführung von Kleinserien erreicht werden. (Link)
• Der Einsatz von Brennstoffzellen-LKW in der Praxis wird aktuell noch durch Hürden wie Modellangebot, Infrastruktur, Kosten des Wasserstoffs und Reichweite der LKW eingeschränkt. (Link) , (Link)
• Mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge erzeugen lokal keine bzw. kaum direkte Emissionen, es sind allerdings die Emissionen für die Erzeugung und Bereitstellung des Wasserstoffes zu berücksichtigen.
• In Deutschland sind zum Stand 1.1.2019 nur 392 Wasserstoff-Fahrzeuge angemeldet, damit haben diese einen Marktanteil von weit unter 1%. (Link)

Herkunft des Kraftstoffes:

• Wasserstoff kann unter Einsatz von Energie aus Erdgas, Erdöl, Kohle, aber auch aus Wasser und Biomasse unter Einsatz elektrischer Energie (Elektrolyse) gewonnen werden.
• Aktuell wird H2 zu rund 98% aus fossilen Quellen erzeugt, z.B. als Nebenprodukt bei chemischen Prozessen. (Link)
• Aufgrund der Wirtschaftlichkeit ist der Standardprozess zur H2-Erzeugung die Dampfreformierung bspw. aus Erdgas mit einem Wirkungsgrad von 60 bis 70 Prozent. (Link)

Tanken und Versorgungssituation:

• Wasserstoff kann innerhalb von wenigen Minuten mit Hilfe eines Tankstutzens getankt werden und ähnelt in der Handhabung dem konventionellen Betankungsprozess von Benzin oder Diesel.
• Die Speicherung im Fahrzeug erfolgt in einem superisolierten doppelwandigen Drucktank mit einem Speicherdruck von 350 bar oder 700 bar. Die Tanks sind aus Sicherheitsgründen für den doppelten Druck ausgelegt und geprüft. (Link)
• Die Tankstellendichte ist mit 91 Tankstellen in Deutschland zum Stand 12/2023 als gering zu bezeichnen. (Link)

Nutzung im PKW:

• Der Wasserstoff wird zur Erzeugung von elektrischem Strom im Pkw eingesetzt, um mit diesem einen oder mehrere Elektromotor(en) anzutreiben.
• Im Fahrzeug ist für die Zwischenspeicherung der elektrischen Energie zusätzlich ein elektrochemischer Stromspeicher (Akku) installiert.

Alltagstauglichkeit:

• Das Fahrzeugangebot mit serienmäßigem Wasserstoffantrieb ist sehr gering – aktuell werden nur drei PKW-Modelle angeboten. (Link)
• Zudem liegen die Anschaffungskosten von Wasserstofffahrzeugen noch weit über denen von vergleichbaren Fahrzeugen mit konventionellem Antrieb. (Link)
• Wasserstoff-Fahrzeuge können bei einem Betankungsdruck von 700 bar mit einer Tankfüllung Reichweiten von bis zu 600 km erreichen. (Link)
• Die Infrastruktur für Wasserstofffahrzeuge ist nur sehr begrenzt vorhanden, soll aber weiter ausgebaut werden.

Quelle: dena alternativ Mobil Vergleich Alternative Antriebe

Legende: ++ viel besser/ + besser/o gleich/ - schlechter/ -- viel schlechter
 

Grundsätzliche Aussagen zu den Emissionen:

• Wasserstoffautos geben im Fahrbetrieb nur Wärme, Wasserdampf und sehr geringe Mengen NO_x ab und werden daher als lokal emissionsfrei eingestuft.
• Die Herstellung von Wasserstoff ist jedoch sehr energieintensiv und basiert aktuell zumeist auf fossilen Energieträgern.
• Von der ursprünglichen Energie werden nach der gesamten Vorkette nur rund 25 % zur Fortbewegung im Fahrzeug genutzt, der Rest sind Verluste. (Link)
• Die Treibhausgasbilanz beim Einsatz von Wasserstofffahrzeugen kann durch die Nutzung von erneuerbar erzeugtem Wasserstoff auf Basis von Ökostrom und Biomasse wesentlich verbessert werden.

Ergänzende Hinweise zu den Fördermaßnahmen:

• Entsprechend der „Richtlinie über die Förderung von energieeffizienten und/oder CO2-armen schweren Nutzfahrzeugen in Unternehmen des Güterkraftverkehrs“ wird Folgendes gefördert: (Link 1), (Link 2)
  • Anschaffung von LKW und Sattelzugmaschinen mit Elektroantrieb, wenn sie im Güterverkehr eingesetzt werden und über 7,5 Tonnen Gesamtgewicht haben. Dabei beträgt der Fördersatz pauschal: 12.000,-€ für Elektrofahrzeuge bis 12 Tonnen und 40.000,- für Elektrofahrzeuge ab 12 Tonnen. Diese Förderung ist zunächst bis zum Ende des Jahres 2020 befristet.

• Der Erwerb (Kauf oder Leasing) von Elektro-PKW kann mit dem Umweltbonus gefördert werden. Das Modell muss als förderfähiges Fahrzeug bei der Bafa gelistet sein. Finanziert wird der Umweltbonus jeweils hälftig vom Bund und dem jeweiligen Automobilhersteller. (Link) Zum Autogipfel 2019 wurden folgende neue Fördersätze beschlossen: (Link)
  • Reine Batterieelektrofahrzeuge und Brennstofffahrzeuge mit Listenpreis unterhalb 40.000,-€ erhalten anstatt 4.000,-€ zukünftig 6.000,-€ .
  • Fahrzeuge über einem Listenpreis von 40.000,-€ sollen mit 5.000,- gefördert werden.
  • Auch der bisherige Zuschuss für Plug-in-Hybride von bisher 3.000,-€ soll zukünftig steigen. Die Bewilligung wird durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) erteilt.

• Für Brennstoffzellen-PKW, die in Flotten genutzt werden, gibt es einen Förderaufruf ihm Rahmen des nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP 2), welcher sich auf kommunale Fahrzeugflotten richtet. Die Voraussetzung für die Förderung ist, dass mit Antragsstellung mindestens 3 Fahrzeuganschaffungen gefördert werden sollen. Die Förderquote liegt bei bis zu 50%. Die Frist für die Antragsstellung endete am 31.01.2020. Ob das Programm verlängert wird, ist bisher nicht bekannt. (Link)
• Eine gute Plattform zur Information über die Förderung von Brennstoffzellenfahrzeugen bietet die Seite: (Link)

+ Stärken:

• Kurzer Tankvorgang
• Keine bzw. kaum lokale Emissionen im Fahrbetrieb
• Gute Reichweiten realisierbar
• Diverse Förderprogramme, insbesondere für Fuhrparks und Tankinfrastruktur
  

- Schwächen:

• Stark begrenzte Infrastruktur
• Aktuell wird Wasserstoff überwiegend fossil erzeugt
• Wasserstoffproduktion ist sehr energieintensiv
• Geringes Angebot an Fahrzeugmodellen
• Sehr hohe Fahrzeugkosten
  

LIQUEFIED NATURAL GAS (LNG / Bio-LNG) ALS KRAFTSTOFF –
Die allgemeinen Fakten!

Grundlegende Informationen:

• LNG ist tiefkaltes (ca. -162°C) und verflüssigtes Erdgas, welches hauptsächlich aus Methan besteht. (Link)
• Durch die Verflüssigung hat LNG eine um ca. dreifach höhere Energiedichte als CNG (Compressed Natural Gas). (Link)
• Als Kraftstoff wird LNG im straßengebundenen Verkehr überwiegend für schwere Nutzfahrzeuge ab 7,5 Tonnen zulässiges Gesamtgewicht eingesetzt. (Link)
• Neben Erdgas kann alternativ auch Biomethan oder synthetisches Methan für LNG-Kraftstoff eingesetzt und somit die Ökobilanz verbessert werden.

Herkunft des Kraftstoffes:

• LNG wird aktuell hauptsächlich aus unterirdisch gewonnenem Erdgas hergestellt. (Link)
• LNG kann entweder direkt auf dem Seeweg angeliefert oder durch lokale Verflüssigung von Erdgas vor Ort bereitgestellt werden.
• Für die zukünftige Optimierung der Umwelteffekte aus LNG kann auch synthetisches Methan und Biomethan auf Basis nachwachsender Rohstoffe oder biologische Abfälle eingesetzt werden.
• Durch das sehr gut ausgebaute Gasnetz ist Erdgas bzw. Biomethan für LNG an vielen Orten verfügbar und kann weiterhin sehr gut zwischengespeichert werden.

Tanken und Versorgungssituation:

• In Deutschland sind aktuell 158 LNG Tankstellen in Betrieb, davon sind 135 rund um die Uhr geöffnet. (Link)
• Die Betankung erfolgt nach Schulung unter Einhaltung von Sicherheitsrichtlinien und dem Tragen einer persönlichen Schutzausrüstung (PSA).

Nutzung im LKW:

• Die Nutzung von LNG als Kraftstoff kann nach dem Otto-Prinzip oder aufwendiger mit Dieseleinspritzung erfolgen.
• Die Motoren können im reinen Erdgasbetrieb aktuell schon ohne die Notwendigkeit weiterer technischer Maßnahmen die Euro-6 Norm erfüllen. (Link, S. 7)
• Es sind sowohl Mono-Fuel als auch Dual-Fuel Motoren (Kombination mit Diesel) für Nutzfahrzeuge verfügbar.
• Auf Grund des Mehrgewichtes der LNG Tanks reduziert sich die Nutzlast von LNG-LKW um ca. 600 kg.
• Bei der Betankung von LNG-LKW ist vor längeren Standzeiten zu beachten, dass auf Grund der Erwärmung von Methan Druckerhöhungen entstehen können. Damit kein Erdgas über die Überdruckventile abgelassen werden muss, sollte eine Betankung vor längeren Standzeiten nur bis zu ca. 70% erfolgen. (Link)

Alltagstauglichkeit:

• Die Technologie zur Nutzung von LNG bei schweren Nutzfahrzeugen ist marktreif und steht zur Verfügung.
• Die Infrastruktur soll kurzfristig weiter ausgebaut werden.
• Es werden verschiedene Nutzfahrzeuge für Langstreckentransport aber auch für innerstädtischen Sammel- und Verteilverkehr angeboten. (Link)
• Die Reichweite pro Tankfüllung ist bei LNG-LKW wesentlich höher als bei CNG.
• In Abhängigkeit des LKW-Typs und des Einsatzgebietes sind mit LNG-LKW Reichweiten von 600 bis zu 1.800 km je Tankfüllung möglich.

Legende: ++ viel besser/ + besser/o gleich/ - schlechter/ -- viel schlechter
 

Ergänzende Hinweise zu den Fördermaßnahmen:

• Entsprechend der „Richtlinie über die Förderung von energieeffizienten und/oder CO2-armen schweren Nutzfahrzeugen in Unternehmen des Güterkraftverkehrs“ wird Folgendes gefördert: (Link 1), (Link 2)
  
  • Anschaffung von LKW und Sattelzugmaschinen mit Erdgasantrieb (CNG) und Flüssiggasantrieb (LNG), wenn sie im Güterverkehr eingesetzt werden und über 7,5 Tonnen Gesamtgewicht haben
• Der Fördersatz beträgt pauschal: 8.000,-€ für CNG und 12.000,-€ für LNG
• Diese Förderung ist zunächst bis zum Ende des Jahres 2020 befristet.
• Neben der Förderung der Fahrzeuganschaffung kann auch der Auf- und Ausbau der Tankinfrastruktur gefördert werden. So unterstützt das Land Niedersachsen die Errichtung von Tankinfrastruktur für alternative Kraftstoffe in Höhe von bis zu 50% der Investition. (Link S. 8)
• Befreiung LKW-Maut:
  
  • Erdgas-LKW (CNG und LNG) sind bis Ende 2020 von der Maut befreit. Ab 2021 soll nur noch die Mautkomponente für die Luft-Verschmutzung erlassen werden. (Link)
• Weiterhin gilt für Erdgas als Kraftstoff (CNG/LNG) ein reduzierter Steuersatz i.H.v. 13,90 €/MWh bis 2026. Ab 2024 wird der Steuersatz stufenweise angehoben. (Link)

+ Stärken:

• LNG Technik und Infrastruktur ist verfügbar und muss nicht neu entwickelt werden
• Verbesserung der Umweltbilanz bei Nutzfahrzeugen
• Verbesserung der zukünftigen Umweltbilanz durch Steigerung des erneuerbaren LNG-Anteils möglich
• Lärmreduktion bei LKW und Bussen
• Reichweite deutlich besser als bei CNG
  

   

- Schwächen:

• Reduzierung der Nutzlast
• Planung der Betankung in Abhängigkeit der Standzeit der Fahrzeuge
• Tankstellendichte in Deutschland noch gering und muss erhöht werden

STROM ALS KRAFTSTOFF IN ELEKTROFAHRZEUGEN –
Die allgemeinen Fakten!

Grundlegende Informationen:

• Elektrofahrzeuge werden ganz oder teilweise über Elektromotoren angetrieben.
• Der erforderliche elektrische Strom wird im Fahrzeug von einem elektrochemischen Energiespeicher, dem Akkumulator, bereitgestellt (Fahrzeuge mit Brennstoffzellen und Elektromotoren gehören auch zu den Elektrofahrzeugen, werden aber hier nicht weiter betrachtet).
• Ein Elektrofahrzeug ist sehr geräuscharm und erzeugt im Fahrbetrieb keine lokalen Emissionen.
• Der Elektromotor ist mit einem Wirkungsgrad von über 90% wesentlich effizienter als ein Verbrennungsmotor.
• Mit Stand zum 1. Oktober 2023 waren in Deutschland ca. 1,3 Millionen Elektroautos zugelassen. Somit bilden reine Elektroautos, trotz des Anstieges gegenüber dem Vorjahr, mit einem Marktanteil von etwa 2% in Deutschland immer noch ein Nischendasein. (Link)

Herkunft des Kraftstoffes:

• Der zur Ladung des Elektrofahrzeuges benötigte elektrische Strom kann konventionell fossil als auch vollständig erneuerbar erzeugt werden und stammt in Deutschland physisch vornehmlich aus dem vorhandenen Kraftwerkspark.
• Strom kann bilanziell entsprechend des deutschen Strommixes (Link) mit fossilen und erneuerbaren Erzeugungsanteilen sowie je nach Stromanbieter mit ausschließlich fossilen Erzeugungsanteilen, aber auch mit rein erneuerbaren Erzeugungsanteilen für die Ladung des Elektrofahrzeuges bezogen werden.

Laden und Versorgungssituation:

• Die Ladung erfolgt mit Ladesteckern über öffentliche oder private Ladestationen oder Ladesäulen entweder über DC- oder AC-Ladung.
• AC-Ladung z.B. über private Wandladestationen benötigen ca. 2 bis 6 Stunden für eine Ladung in Abhängigkeit der tatsächlichen Batteriekapazität und der anliegenden Ladeleistung. (Link)
• Die DC-Ladung erfolgt wesentlich schneller (ca. 30 Minuten) als die AC-Ladung, erfordert aber eine besondere Infrastruktur und ist daher kostenintensiver und nicht überall verfügbar. (Link)
• Die DC-Ladung beansprucht die Batterie stärker und kann sich negativ auf die Lebensdauer auswirken.
• Eine Beladung kann grundsätzlich über öffentliche und private Ladestationen erfolgen, wobei es in Deutschland mit Stand August 2023 ca. 101.500 öffentliche Ladepunkte gibt. (Link) Auf Grund der langen Beladungs- und damit auch Belegungszeit sowie den hohen Ausbauzielen der Elektromobilität ist zukünftig ein weiterer Ausbau der Ladestationen erforderlich.

Nutzung im PKW:

• Ein Elektrofahrzeug ist durch den Einsatz von Elektromotoren durch eine hohe Motoreffizienz (Wirkungsgrad über 90%), geringe Lärmentwicklung und durch ein zu jeder Zeit anliegendes Drehmoment gekennzeichnet.
• Die Batterie ist die Hauptkomponente eines Elektrofahrzeuges und bildet mit der verfügbaren Kapazität die Grundlage für die Reichweite des Fahrzeuges.
• Da die von Herstellern angegebenen Reichweiten oftmals nicht die individuelle Reichweitenverluste im Praxisbetrieb berücksichtigen, kann im Praxisbetrieb von realistischen Reichweiten zwischen 100 und 450 km ausgegangen werden. (Link)
• Zum Einsatz kommen meist Lithium-Ionen-Batterien, welche sich durch eine hohe Anzahl von Vollladezyklen und hoher Leistungsdichte auszeichnen.

Alltagstauglichkeit:

• Die bestehende befriedigende bis gute öffentliche Ladeinfrastruktur muss weiterhin erweitert werden, um zusammen mit den Möglichkeiten der privaten Ladepunktinstallation eine je nach Anwendungsfall gute Alltagstauglichkeit bei der Nutzung von Elektrofahrzeugen bieten zu können.
• Elektrofahrzeuge werden in vielen Klassen und Modelvariationen von den Herstellern angeboten und das Angebot wird aktuell weiter ausgebaut.
• Die Reichweite eines Elektrofahrzeuges hängt zwar grundsätzlich von der Batteriekapazität ab, wird aber sehr stark durch weitere individuelle Faktoren wie Temperatur, Geschwindigkeit, Straßenprofil, Fahrprofil, Witterungsbedingungen und den zusätzlichen Verbrauchern beeinflusst.
• Bei der Entscheidung für ein Elektrofahrzeug sollte daher das Nutzungsprofil in Bezug auf Ladezeit, Ladeintervalle und Ladesysteme berücksichtigt werden.
• Die Anschaffungskosten eines Elektrofahrzeuges sind höher als vergleichbare konventionelle Fahrzeuge.
• Lithium-Ionen-Batterien können bei Kurzschluss durch Deformation thermisch „durchgehen“. Falls Lithium-Ionen-Batterien in einem Extremfall in Brand geraten sind, können sie nicht mehr gelöscht werden. (Link)

Quellen: Die Reichweite wurde aus dem Verbrauch kombiniert (Herstellerangaben) und den durchschnittlichen Energiepreisen (Preisliste des BMWi) errechnet. NOX und PM-Daten: Schadstoff-Typprüfwerten des KBA. CO2: eigene Berechnungen.

Grundsätzliche Aussagen zu den Emissionen:

• Die Herstellung der Batterien für Elektrofahrzeuge ist sehr energieintensiv und dennoch weisen Elektrofahrzeuge laut verschiedener Studien im Betrieb über den Lebenszyklus in den meisten Fällen eine bessere Ökobilanz als Fahrzeuge mit Benzin- oder Dieselmotoren auf. (Link)
• Im Fahrbetrieb selbst entstehen lokal außer dem Feinstaub von dem Reifen- und Bremsenabrieb keine Emissionen, jedoch müssen die Emissionen aus der Erzeugung des Fahrstromes berücksichtigt werden.
• Durch die Verwendung höherer Anteile erneuerbaren Stroms kann die Ökobilanz eines Elektroautos weiter verbessert werden.
• Durch den Elektromotor entstehen wesentlich geringere Lärmemissionen bei einem Elektroauto im Vergleich zu einem Auto mit Verbrennungsmotor.

Legende: ++ viel besser/ + besser/o gleich/ - schlechter/ -- viel schlechter
 

Ergänzende Hinweise zu den Fördermaßnahmen:

• Entsprechend der „Richtlinie über die Förderung von energieeffizienten und/oder CO2-armen schweren Nutzfahrzeugen in Unternehmen des Güterkraftverkehrs“ wird Folgendes gefördert: (Link 1), (Link 2)
  
  • Anschaffung von LKW und Sattelzugmaschinen mit Elektroantrieb, wenn sie im Güterverkehr eingesetzt werden und über 7,5 Tonnen Gesamtgewicht haben. Dabei beträgt der Fördersatz pauschal: 12.000,-€ für Elektrofahrzeuge bis 12 Tonnen und 40.000,- für Elektrofahrzeuge ab 12 Tonnen. Diese Förderung ist zunächst bis zum Ende des Jahres 2020 befristet.
• Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) fördert mit der "Richtlinie zur Förderung der Anschaffung von Elektrobussen im öffentlichen Personennahverkehr" die Beschaffung von dieselelektrischen Hybridbussen mit externer Aufladung (Plug-In-Bussen), batterieelektrischen Bussen (Batteriebusse) und auch die erforderliche Ladeinfrastruktur. Die Richtlinie ist bis Ende 2021 gültig, die Antragsfrist ist jedoch am 30.04.2018 abgelaufen. Jedoch ist die genannte Vorlagefrist keine Ausschlussfrist und inwieweit verspätete Anträge noch Berücksichtigung finden oder eine Wiederaufnahme der Förderung geplant ist, sollte direkt beim Projektträger nachgefragt werden. Die Förderhöhe bei Plug-In-Hybridbussen beträgt bis zu 40% und bei batterieelektrischen Bussen bis zu 80% der Investitionsmehrkosten. (Link)
• Der Erwerb (Kauf oder Leasing) von Elektro-PKW kann mit dem Umweltbonus gefördert werden. Das Modell muss als förderfähiges Fahrzeug bei der Bafa gelistet sein. Finanziert wird der Umweltbonus jeweils hälftig vom Bund und dem jeweiligen Automobilhersteller. (Link) Zum Autogipfel 2019 wurden folgende neue Fördersätze beschlossen: (Link)
  
  • Reine Batterieelektrofahrzeuge und Brennstofffahrzeuge mit Listenpreis unterhalb 40.000,-€ erhalten anstatt 4.000,-€ zukünftig 6.000,-€ .
  • Fahrzeuge über einem Listenpreis von 40.000,-€ sollen mit 5.000,- gefördert werden.
  • Auch der bisherige Zuschuss für Plug-in-Hybride von bisher 3.000,-€ soll zukünftig steigen. Die Bewilligung wird durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) erteilt.
• Zuschüsse zu dem Kauf von PKW gibt es teilweise auch von den regionalen Energieunternehmen. Weiterhin können in einigen Bundesländern und Kommunen auch private Ladestationen durch die KfW-Bank gefördert werden.
• Für gewerbliche Anwendungen gibt es in Berlin und in Nordrhein-Westfalen zusätzlich zum Umweltbonus eine Förderung von 4.000,- € für batterieelektrische PKW und 8.000,-€ für batterieelektrische leichte Nutzfahrzeuge. Weiterhin werden in Berlin auch Plug-in-Hybride mit 3.000,-€ für PKW und mit 4.000,-€ für leichte Nutzfahrzeuge gefördert. (Link)
  

   

+ Stärken:

• Im Vergleich zu konventionellen Antrieben zumeist bessere Ökobilanz
• Weitere Verbesserung der Ökobilanz durch Einsatz von erneuerbarem Strom
• Keine lokalen Emissionen im Fahrbetrieb
• Geringe Lärmemissionen
• Viele verschiedene Fahrzeugmodelle verfügbar
  

   

- Schwächen:

• Längere Ladezeiten
• Höhere Anschaffungskosten
• Geringere Reichweiten als konventionelle Fahrzeuge
• Hohe Abhängigkeit der Reichweite von individuellen Faktoren