Vom Rohstoff zur fossilfreien Mobilität: Europas Potenzial für einen erneuerbaren Kraftstoffmarkt
Toedter, Olaf 1; Heinz, Alexander 1; Koch, Thomas 1; Glaser, Manuel 2; Dahmen, Nicolaus 2; Cyffka, Karl-Friedrich; Karras, Tom; Görsch, Kati; Lentjes, Christoph; Wittman, Jan-Hubert; Rausch, Benjamin; Menger, Lars 1 Institut für Kolbenmaschinen (IFKM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT) 2 Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Abstract:
Die Transformation des gesamten Verkehrssektors hin zu erdölfreien Energieträgern stellt eine Herausforderung dar, die nicht allein durch die Elektrifizierung von Antrieben bewältigt werden kann. Daher ist es unabdingbar die CO$_2$-Einsparungspotenziale aller Energieträger zu heben. Der Fokus liegt hierbei - neben z.B. Wasserstoff - vor allem auf flüssigen Kraftstoffen, die ohne technische Anpassungen in die Versorgungsinfrastruktur integriert werden können. Bei erneuerbaren Kraftstoffen - sogenannten Carbon Neutral Fuels, kurz CNF - handelt es sich um einen Sammelbegriff, der alle Kraftstoffe einschließt, die gegenüber fossilem Kraftstoff einen geringeren CO$_2$-Wert aufweisen. In dieser Studie wird das Substitutionspotenzial von fortschrittlichen, erneuerbaren Kraftstoffen aus biologischen Feedstocks gegenüber fossilen Energieträgern in allen Sektoren der EU beleuchtet.
Diese Studie analysiert dabei auf Basis aktueller wissenschaftlicher Literatur und verschiedener Szenarien die Verfügbarkeit fortschrittlicher Rohstoffe, die Umwandlung zu erneuerbaren Kraftstoffen sowie die Entwicklung des Kraftstoffbedarfs im Straßenverkehr der Europäischen Union für die Zieljahre 2030, 2035 und 2040. ... mehrEs wird hierbei ein marktwirtschaftlicher Ansatz gewählt. Die Sektoren Schifffahrt, Flugverkehr und andere schwer zu elektrifizierende Fahrzeuge und Maschinen stellen hierbei eine langfristige Nachfrage nach CNF sicher. Die Einführung einer neuen Fahrzeugklasse vCNF (Carbon Neutral Fuels Vehicle) ist jedoch entscheidend für den Markthochlauf und die langfristige Verfügbarkeit dieser Kraftstoffe.
Ziel ist es perspektivisch durch CNF eine Mobilität ohne die Emission von fossilem CO2 als komplementären Pfad zur Elektrifizierung im Straßenverkehr zu etablieren und deren Realisierbarkeit quantitativ und qualitativ zu bewerten. Und dies nicht nur, um den Bedarf einer vCNF-Flotte zu bedienen, sondern die Chance zu bewerten den gesamten Kraftstoffmarkt, einschließlich der Volumina für die Bestandsflotte, mit erneuerbaren Kraftstoffen abzulösen.
Zentrale Ergebnisse zur Rohstoffverfügbarkeit
Die Auswertung mehrerer Studien zeigt, dass selbst unter Ausschluss jeglicher Importe in der EU ausreichend fortschrittliche Rohstoffe zur Verfügung stehen, um CNF in relevanten Mengen herzustellen. Bedarfe anderer Sektoren wie Industrie, Energie, Luft- und Schifffahrt wurden dabei bereits berücksichtigt. In dieser Studie werden primär fortschrittliche Rohstoffe herangezogen, die im Anhang IX A und B der aktuellen Renewable Energy Directive (RED) zu finden sind und bezüglich der Potenzialhebung ein Mid- und High-Szenario betrachtet, die sich in der Mobilisierungsrate der Feedstocks unterscheiden. Um das Potenzial fortschrittlicher Biokraftstoffe umfänglich bewerten zu können, werden weitere Feedstocks, wie Agroforst, Zwischen- und Deckfrüchte sowie NawaRo (Nachwachsende Rohstoffe, Non-Food Crops) von marginalen Flächen ergänzt. Hierbei werden die Beschränkungen im Annex IX B teilweise aufgehoben und zusätzliche potenzielle Feedstocks berücksichtigt.
Dabei ist die Vielfalt wesentlich größer als es weitläufig in der öffentlichen Diskussion dargestellt wird, wo teilweise ein singulärer Fokus auf HVO und die dafür verfügbaren Rohstoffe wie z.B. Alt- und Speisefette/-öle (UCO - Used Cooking Oil) gelegt wird, welche hier nur 1% des verfügbaren Rohstoffportfolios ausmachen. Abbildung 1 zeigt diese Aufschlüsselung nach unterschiedlichen fortschrittlichen Rohstoffen für das Jahr 2030 im Mid-Szenario für das Bioenergiepotenzial, also das Potenzial, welches bereits ausschließlich die energetisch verwertbaren Mengen betrachtet, von denen die stoffliche Nutzung, wie z.B. Stallnutzung von Stroh, abgezogen wurden. Aus diesen Mengen werden in der vorliegenden Studie sowohl erneuerbare Diesel- als auch Ottokraftstoffe rechnerisch hergestellt.
In den Jahren 2030 und 2035 ist die Rohstoffbasis in der EU bereits ausreichend, um nach Abzug der Bedarfe der zuvor genannten Sektoren sowie den Bedarfen der stofflichen Nutzung über 50% des gesamten Bedarfes an Kraftstoff für den Straßenverkehr mit erneuerbaren Alternativen abzudecken. So können im Jahr 2030 38 - 55% und im Jahr 2035 44 - 67% des gesamten EU-Kraftstoffbedarfs des Straßenverkehrs gedeckt werden, wie Tabelle 1 und Abbildung 2 zeigen. Sollte eine hundertprozentige Substituierung des gesamten Marktes inkl. Schiff- und Flugverkehr politisch angestrebt sein, könnten die fehlenden Bedarfe für die Jahre 2030 - 2035 ohne Weiteres durch Rohstoffimporte ergänzt werden, um die Markthochlaufphase von CNF und damit die Transformation zu erdölfreien Energieträgern auch über ein Maß der Absicherung hinaus voranzutreiben. Das globale Rohstoffpotenzial ist bis zu Faktor 43 größer als der maximale Importbedarf der EU, sodass aus der Perspektive globaler Potenziale eine Versorgung der EU gewährleistet ist.
Ab 2040 kann im High-Szenario mit 107% sogar mehr als der gesamte, prognostizierte Kraftstoffbedarf des EU-Straßenverkehrs durch CNF aus europäisch verfügbaren Rohstoffen gedeckt werden.
Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT) Institut für Kolbenmaschinen (IFKM)
Publikationstyp
Forschungsbericht/Preprint
Publikationsdatum
23.06.2026
Sprache
Deutsch
Identifikator
KITopen-ID: 1000191584
Verlag
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang
61 S.
Bemerkung zur Veröffentlichung
Die Studie wurde in Zusammenarbeit mit dem DBFZ (Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH) und den Firmen Freyberger enginierung GmbH und der Fa BMW AG und im Auftrag der BMW AG durchgeführt.
Schlagwörter
reFuels; Bioenergiepotenzial; Feedstock
Globale Ziele für nachhaltige Entwicklung
KIT – Die Universität in der Helmholtz-Gemeinschaft