HIRSCHBICHLER  INHALTSVERZEICHNIS  

INHALTSVERZEICHNIS

1.  EINLEITUNG  6

2.  DAS KYOTO-PROTOKOLL UND DAS EU KLIMA- UND ENERGIEPAKET  7

2.1  Österreich und die Kyoto - Ziele  7

2.2  Zuteilung der Emissionszertifikate und Handel  8

2.3  EU Klima- und Energiepaket  9

3.  ANGEBOTE UND ENTWICKLUNGEN AM MARKT  10

3.1  Allgemeines  10

3.11  Aufbau und Kostenstruktur der Fahrzeuge  11

3.2  Reichweite  12

3.3  Die Batterie  12

3.31  Typen von Batterien  13

3.32  Kosten  14

3.33  Sonstige Faktoren  14

3.4  Die Fahrzeuge  16

3.41  Auf dem Markt bereits verfügbare Produkte  16

3.42  Weiter Planungen der Produzenten  16

3.43  Verfügbarkeit der Fahrzeuge  17

3.5  Derzeitige Modellregionen und Konzepte der Markteinführung  17

3.51  Überlokale Einrichtungen  18

3.52  Modellregionen in Österreich  18

3.53  Europäische Anbieter von Elektromobiliät  19

4.  LIFE CYCLE ASSESSMENT DES ELEKTROFAHRZEUGS  20

4.1  Allgemeine Annahmen  20

4.2  Struktur  21

4.21  Production Disposal  21

4.22  Operation  22

4.3  Bewertung der Ergebnisse an Hand unterschiedlicher Indikatoren  22

4.31  Beschreibung der Indikatoren  22

4.4  Impact Assessment  24

4.41  Production Disposal  25

4.42  Production, Operation Disposal  26

4.5  Überleitung der Ergebnisse  33

II

HIRSCHBICHLER  INHALTSVERZEICHNIS  

5.  POTENTIALE DER ELEKTROMOBILITÄT UND SZENARIO-ANALYSE  35

5.1  Marktpotential von Elektrofahrzeugen  35

5.2  Einflussfaktoren auf den Absatzmarkt  37

5.21  EU-Verordnung 443/2009 zur Reduktion der CO 2 -Emissionen  37

5.22  Rohöl- und Strompreise  38

5.23  Steuern  39

5.24  Fahrzeugpreis  40

5.25  Ladeinfrastruktur  41

5.26  Sonstiges  41

5.3  Analyse der Verkehrssegmente  42

5.31  Öffentlicher Verkehr  42

5.32  Individualverkehr  42

5.4  PKW-Individualverkehr - Szenario-Analyse  44

5.41  Annahmen:  44

5.42  Ergebnisse  46

6.  KOSTEN UND NUTZEN UNTERSCHIEDLICHER STAKEHOLDER  51

6.1  Global  51

6.2  Der Staat  51

6.3  Die Haushalte  53

6.4  Die Energieversorger und Netzbetreiber  53

6.41  Spitzenlastabdeckung  54

6.42  Produktion des zusätzlichen Bedarfs an erneuerbaren Energien  55

6.43  Versorgungsnetze und Infrastruktur  56

7.  ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK  57

8.  LITERATURVERZEICHNIS  58

ABK  ÜRZUNGSVERZEICHNIS  60

ANHANG   61

III

HIRSCHBICHLER  ABBILDUNGSVERZEICHNIS  

ABBILDUNGSVERZEICHNIS   

Abb.  1: Verlauf der österreichischen Treibhausgasemissionen  

Abb.  2: Vergleich Fahrzeugtypen  

Abb.  3: Vergleich Batterietypen  

Abb.  4: GWP: Production and Disposal  

Abb.  5: EI 99 H / A: Production and Disposal  

Abb.  6: GWP: Production, Operation and Disposal  

Abb.  7: EI 99 H / A: Production, Operation and Disposal  

Abb.  8: GWP: Vergleich Stromerzeugungsarten  

Abb.  9: EI 99 H/A: Vergleich Stromerzeugungsarten  

Abb.  10: CE:D Vergleich Stromerzeugungsarten  

Abb.  11: ADP: Vergleich Stromerzeugungsarten  

Abb.  12: GWP (g CO2 eq / km): Vergleich Stromerzeugungsarten  

Abb.  13: Preisentwicklung Rohöl  

Abb.  14: Distanz der Autofahrten  

Abb.  15: Bestand an Elektrofahrzeugen bis 2020  

Abb.  16: Bestand an Elektrofahrzeugen bis 2050  

Abb.  17: Jährliche CO 2 Einsparungen bis 2050  

Abb.  18: Jährliche CO 2 Emissionen Ökostrom bis 2050  

Abb.  19: Kumulierte CO 2 Einsparungen bis 2020, Ökostrom  

Abb.  20: Jährlicher Energiebedarf der Elektrofahrzeuge  

IV

HIRSCHBICHLER TABELLENVERZEICHNIS

TABELLENVERZEICHNIS

Tab. 1: Impact Assessment: GWP & EI 99 H/A 24

Tab. 2: Impact Assessment: CED & ADP 24

Tab. 3: Operation: GWP / EI 99 H/A Vergleich Stromerzeugungsarten 28

Tab. 4: Operation: CED / ADP Vergleich Stromerzeugungsarten 30

Tab. 5: Gesamtbilanz: Relativer Vergleich Energiegewinnung 32

Tab. 6: Umrechung GWP - Verbrauch g/km 33

Tab. 7: Erwarteter Anteil an Elektrofahrzeugen in Europa 36

Tab. 8: Jährliche Emissionen 2020 im Vergleich zu 2010 und Referenzszenario 2020 49

Tab. A1: Neuzulassungen BEV/PHEV 61

Tab. A2: Berechnungsgrundlage 61

Tab. A3: Gesamtemissionen (g CO 2 ) 61

V

HIRSCHBICHLER 1. Einleitung

1. EINLEITUNG

Die Elektromobilität gewinnt durch den Druck, die Emissionsziele des Kyoto-Protokolls und der EU zu erreichen, zunehmend an Bedeutung. Die Staaten versuchen durch verschiedene Konzepte und einer Ökologisierung ihres Steuersystems die Emissionen zu verringern und einen Ausgleich zu den anfallenden Kosten für die Nichterreichung dieser Ziele zu schaffen. In Bezug auf das Konsumentenverhalten lässt sich in einigen Bereichen ein deutlicher Trend zu nachhaltigen und umweltfreundlichen Produkten erkennen. Durch die daraus resultierende steigende Nachfrage an Elektrofahrzeugen und der damit verbundenen Ladeinfrastruktur beschäftigen sich immer mehr Unternehmen aus der Automobilbranche und dem Energieversorgungssektor mit Überlegungen bezüglich der besten Umsetzung. Diese Arbeit wurde mit aktuellen Ergebnissen vorangegangener Studien und unter neuen Gesichtspunkten aufbereitet. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf einem Life-Cycle-Assessment eines reinen Elektrofahrzeuges mit verschiedenen Varianten der Stromerzeugung für den Betrieb. Des Weiteren, beinhaltet diese Arbeit die Ergebnisse einer Szenarioanalyse, die die Einführung der Elektromobilität und die Auswirkungen auf die Treibhausgasemissionen untersucht. Die derzeit zu beobachtenden Marktentwicklungen und die Kosten und Nutzen unterschiedlicher Stakeholder werden neben den wichtigsten Einflussfaktoren für den Absatzmarkt aufgezeigt.

6

HIRSCHBICHLER 2. Das Kyoto-Protokoll und das EU Klima- und Energiepaket

2. DAS KYOTO-PROTOKOLL UND DAS EU KLIMA- UND ENERGIEPAKET 1

1

Umweltbundesamt (Hrsg.): Klimaschutzbericht 2010, S. 7-10.

2

Vgl.: SEKRETARIAT DER KLIMARAHMENKONVENTION: Das Protokoll von Kyoto zum Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen 1992.

3

Österreich emittierte im Jahr 1990 circa 0,4 % der weltweiten Treibhausgase.

7

HIRSCHBICHLER 2. Das Kyoto-Protokoll und das EU Klima- und Energiepaket

Bedingt durch einige greifende Maßnahmen aber auch durch die Auswirkungen der Finanzkrise konnte Österreich seine Emissionen in den letzten 5 Jahren stärker reduzieren. Dennoch liegen die Emissionen des Jahres 2009 um 16,4% ⁴ über dem Kyoto-Ziel. Wie lange die durch die Finanzkrise reduzierten Emissionen in der Industrie und im Güterverkehr anhalten werden, ist fraglich.

Der größte Verursacher ist der Verkehrssektor mit einem Anstieg der Emissionen um 54,4% gegenüber dem Referenzjahr 1990. In Bezug auf die österreichische Klimastrategie 2007 wurden in diesem Sektor im Jahr 2009 um 2,8 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente zu viel emittiert.

2.2 Zuteilung der Emissionszertifikate und Handel

Der nationale Allokationsplan (NAP) regelt die Verteilung der Emissionsrechte in den jeweiligen EU-Ländern. Durch den Makroplan werden die Zertifikate auf den ETS Bereich, welcher Anlagen in den Bereichen Stromerzeugung, Stahlproduktion, etc. beinhaltet, und den nicht-ETS Bereich mit den Sektoren Transport, Landwirtschaft, private Haushalte, etc. aufgeteilt. Nach einer Überprüfung der EU werden die Zertifikate durch den Mikroplan den einzelnen Anlagen zugeteilt. Reichen die zugeteilten Zertifikate (EUAs) im ETS Bereich nicht aus, müssen die Unternehmen an der Börse ⁵ Zertifikate zukaufen. Der Staat muss für die Einhaltung der Emissionen im nicht-ETS Bereich sorgen. Sollten die zugeteilten Zertifikate (AAUs) nicht ausreichen, können Vertragsstaaten diese Zertifikate auch bilateral handeln. Weitere Möglichkeiten, zusätzliche Zertifikate zu erhalten, bestehen durch den Clean Development Mechanism (CDM) ⁶ oder einer Joint Implementation (JI) ⁷ . Diese Zertifikate

4

Veränderungen auf Grund von NAP2, Be- und Entwaldung und JI/CDM Projekten sind noch nicht beinhaltet.

5

Wien: Energy Exchange Austria (EEXA), London: European Climate Exchange (ECX) oder Leipzig: European Energy Exchange (EEX).

6

Der Clean Development Mechanism ermöglicht es Industrieländern Zertifikate zu erwerben, indem sie Entwicklungsländern Geld oder Technologien zur Verfügung stellen, um eine ökologisch nachhaltige Wirtschaft aufzubauen.

7

Durch in anderen Ländern als in dem eigenen durchgeführte Projekte zu Emissionseinsparungen generieren Zertifikate. Dies wird als Joint Implementation bezeichnet.

8

HIRSCHBICHLER 2. Das Kyoto-Protokoll und das EU Klima- und Energiepaket

lauten auf die Bezeichnungen Certified Emission Reduction (CER) und Emission Reduction Unit (ERU).

Die Preise für die verschiedenen Zertifikate können sehr unterschiedlich sein. Während die an der Börse gehandelten EUAs einen durchschnittlichen Preis von ca. € 15 je Tonne haben, wurden die letzten bilateralen Transaktionen mit einem durchschnittlichen Preis von € 10 je Tonne durchgeführt. Die Preise für CERs und ERUs lassen sich hier nicht bestimmen. Die relativ geringen Preise sind vor allem auf die hohen Zuteilungsmengen an die osteuropäischen Staaten zurückzuführen.

2.3 EU Klima- und Energiepaket

Das Klima- und Energiepaket der EU sieht ab dem Jahr 2013 Verschärfungen der Regeln im Emissionshandelssystem vor. Österreich ist in dieser Phase verpflichtet seine Emissionen im nicht-ETS Bereich bezogen auf das Jahr 2005 um 16% bis zum Jahr 2020 zu reduzieren. Die Zertifikate werden in dieser Phase nicht mehr von den Mitgliedsstaaten anhand des NAP vergeben, sondern durch die EU selbst. Dabei sinken die Gratiszuteilungen von Jahr zu Jahr und die Zertifikate werden durch ein Auktionssystem vergeben. Es erfolgt eine jährliche Abrechnung und aus den Folgejahren können nur 5% der Zertifikate geborgt werden. Die Einsparungen durch Investitionen im Ausland (CDMs und JIs) können maximal 4% betragen. Inwieweit dieses System die Preise für die Zertifikate ansteigen lassen wird, ist im Moment unklar. 8

8

Als Referenz kann der Futurekurs an der Börse für die Jahre 2013 und 2014 herangezogen werden. Dieser beläuft sich auf € 16,33 bzw. € 17,15, Stand 14.12.2010.

9

HIRSCHBICHLER 3. Angebote und Entwicklungen am Markt

3. ANGEBOTE UND ENTWICKLUNGEN AM MARKT

Durch die zunehmende Serienreife der Fahrzeuge und die rasch voranschreitenden Entwicklungen am Batteriesektor beschäftigen sich immer mehr Unternehmen mit der Einführung der Elektromobilität.

3.1 Allgemeines

Im Allgemeinen werden unter Elektrofahrzeugen alle Fahrzeuge, die mit Hilfe von Strom aus einer Batterie ⁹ betrieben werden, verstanden. Dies muss nicht ausschließlich mit einer Batterie geschehen, da auch Mischformen mit konventionellen Motoren, wie bei einem Plug-In-Hybrid Fahrzeug, oder mit der menschlichen Antriebskraft, wie es bei einem „Pedelec“ der Fall ist, bestehen.

In der vorliegenden Arbeit werden im Kapitel 4: Life-Cycle-Assessment nur reine Elektroautos (BEV) und im anschließenden Kapitel auch Plug-In-Hybrid-Autos (PHEV) untersucht.

9

In der vorliegenden Arbeit wird ausschließlich von Batterien gesprochen, gemeint sind damit jedoch ausschließlich wiederaufladbare Akkumulatoren.

10

HIRSCHBICHLER 3. Angebote und Entwicklungen am Markt

3.11 Aufbau und Kostenstruktur der Fahrzeuge

Abbildung 2 zeigt den Aufbau der zwei Hybridfahrzeugtypen und des Elektrofahrzeuges.

Abb. 2: Vergleich Fahrzeugtypen

Quelle: RWE Mobility: www.rwe-mobility.com, vom 30.1.2011

BEV: Das Elektroauto unterscheidet sich von einem konventionellen Benzin- oder Dieselfahrzeug hauptsächlich in seinem Antriebsstrang und der Batterie. Die Antriebsleistung wird durch einen Elektromotor aufgebracht, der durch eine Batterie gespeist wird. Dieser Elektromotor kann auch im Generatorbetrieb arbeiten, was die Rückspeisung der Bremsenergie in die Batterie ermöglicht. Durch die Möglichkeit weitere Komponenten elektrisch zu versorgen, verringert sich das Ausmaß an mechanisch verbundenen Bauteilen.

PHEV: Das Plug-In-Hybrid-Auto stellt einen Zusammenschluss eines seriellen Hybridautos und eines reinen Elektroautos dar. Der Betrieb erfolgt wie bei einem Elektroauto mit einer aufladbaren Batterie. Der konventionelle Verbrennungsmotor kann jederzeit durch

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HIRSCHBICHLER 3. Angebote und Entwicklungen am Markt

Inbetriebnahme die Batterie über einen Generator aufladen. ¹⁰ Durch dieses System können größere Reichweiten der Fahrzeuge gewährleistet werden.

Die Kostenstruktur der Fahrzeuge wird derzeit durch den hohen Anteil der Batteriekosten dominiert. Bei einem BEV beläuft sich dieser Anteil auf etwa 40% der Gesamtkosten. ¹¹ Durch den zusätzlichen konventionellen Verbrennungsmotor ergeben sich bei einem Plug-In-Hybrid-Fahrzeug noch höhere Gesamtkosten. Die untere Preisgrenze für einen BEV-Kleinwagen liegt derzeit bei circa € 20.000. 12

3.2 Reichweite

Die Reichweite der BEVs beträgt derzeit zwischen 30 und 350 km, wobei die meisten Fahrzeuge im Bereich um die 100 km anzusiedeln sind. Durch die Entwicklungen am Batteriesektor kann man von einer ständigen Verbesserung dieser Reichweite ausgehen. Um die Reichweite zu erhöhen, werden Fahrzeuge mit einem Range Extender gebaut, was die Fahrzeuge zu einem Plug-In-Hybrid Fahrzeug macht.

3.3 Die Batterie

Die Batterie stellt den wichtigsten Faktor in der Umsetzbarkeit der Elektromobilität dar. Die Serienreife ermöglicht dabei eine starke Kostenreduktion und somit konkurrenzfähige Preise für die Fahrzeuge an den Märkten.

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Der konventionelle Verbrennungsmotor wird dann auch als „Range Extender“ bezeichnet.

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Zukunft Mobilität, www.zukunft-mobilitaet.net

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Preis bezogen auf einen „Smart fortwo“. Einsitzige Modelle mit geringeren Reichweiten haben eine Preisuntergrenze von ca. € 6.000.

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