Nachhaltige Herstellung von Wasserstoff als Treibstoff. Ein System Dynamics Modell

Inhaltsverzeichnis

VORWORT

INHALTSVERZEICHNIS

TABELLENVERZEICHNIS

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

1 EINLEITUNG
1.1 THEMA UND ZIEL DER ARBEIT
1.2 KONTEXT UND WISSENSCHAFTLICHE RELEVANZ DER ARBEIT
1.2.1 Erdöl-Nachfrage und Absatz
1.2.2 Preisentwicklungen in Bezug auf Öl und Alternativen
1.2.3 Entwicklungen am Automobilmarkt
1.2.4 Eignung von Wasserstoff als Alternative
1.2.5 Erzeugung von Wasserstoff und deren Nachhaltigkeit
1.2.6 Die Brennstoffzelle
1.3 AUFBAU DER ARBEIT

2 METHODEN ZUR MODELLIERUNG
2.1 DIE SYSTEM DYNAMICS METHODIK
2.2 AGENT-BASIERTE MODELLIERUNG
2.3 DAS BASS-DIFFUSIONSMODELL
2.4 DAS „DISCRETE CHOICE“ MODELL

3 MODELLE ZUR DIFFUSION VON WASSERSTOFF ALS TREIBSTOFF
3.1 Wesentliche Modelle zur Diffusion von Wasserstoff - eine Zusammenfassung
3.1.1 Modell für eine nachhaltige Mobilität
3.1.2 Management des Wandels durch die öffentliche Hand
3.1.3 Innovationsprozess Fuel Cell Vehicles
3.1.4 Optimierung der ersten Distribution von Wasserstofftankstellen
3.1.5 Learning by doing und die Diffusion von FCVs
3.1.6 Die Beziehung zwischen Diffusion, lernenden Volkswirtschaften und Förderungen
3.1.7 Wesentliche Parameter aus den untersuchten Ergebnissen
3.1.8 Das H 2 VISION Modell
3.1.9 Modell zur Diffusion von FCVs in Deutschland
3.1.10 Der Wandel zu Wasserstofffahrzeugen durch Investitionen in die Infrastruktur

4 MODELL ZUR NACHHALTIGEN HERSTELLUNG VON WASSERSTOFF ALS TREIBSTOFF
4.1 FORM DER MODELLIERUNG
4.2 GRUNDLAGEN FÜR DIE MODELLIERUNG DER MÖGLICHEN WASSERSTOFFDIFFUSION IN OSTÖSTERREICH
4.3 WIRTSCHAFTLICHE BETRACHTUNG DER WASSERSTOFFDIFFUSION IN OSTÖSTERREICH
4.4 ERGEBNISSE DER MODELLIERUNG

5 CONCLUSIO

6 LITERATURVERZEICHNIS

ANHANG A: ABSTRACT

Vorwort

Wasserstoff ist jenes chemische Element, welches in gebundener Form mit Abstand am häufigsten in der Anthroposphäre leicht verfügbar vorkommt. Jährlich werden Milliarden Tonnen an fossilen Brennstoffen verbraucht und unzählige Kilogramm CO2 durch den Transportsektor produziert. Tagtäglich werden Millionen von Fahrzeugen bewegt und der Umwelt wird dadurch ein nachhaltiger Schaden zugefügt.

Alternativen wie Elektromobilität oder das Betreiben von Gasfahrzeugen, basieren in hohem Maß ebenfalls auf fossilen Brennstoffen und stellen damit keine wesentliche Verbesserung dar.

Erneuerbare Energien liegen hingegen seit jeher in hohem Ausmaß vor und können und wollen genutzt werden, um eine nachhaltige Verbesserung unserer Energiebilanz zu erzeugen. Gebräuchliche Verfahren unterliegen der begrenzten Verfügbarkeit nachwachsender Rohstoffe zur großtechnischen Umsetzung in universell verfügbaren flüssigen bzw. gasförmigen Treibstoff, was deren praktischen Einsatz im Transportsektor bislang weitgehend einschränkt.

Diese Szenarien können dem Treibstoff Wasserstoff aus dem praktisch unbegrenzt zur Verfügung stehenden Wasser tatsächlich nicht annähernd das „Wasser reichen“. Persönlich wurden mir die Möglichkeiten, welche Wasserstoff in der derzeitigen Situation bietet, erst klar, als ich mich mit der vorliegenden Arbeit beschäftigte.

Die vorliegende Arbeit behandelt ein Thema, dass mir bis zur Konfrontation mit meinem Studienabschluss und meiner aktuellen beruflichen Tätigkeit in der Energie Burgenland AG völlig fremd war. Anfängliche Schwierigkeiten bei der Literaturrecherche konnten durch Unterstützung von Mag. Zsifkovits vom Lehrstuhls für Innovations- und Technologiemanagement schnell überwundenen werden. Nach dem Abschluss der Literaturarbeit stand die Entwicklung eines Modells am Programm, welches erstmalig die Angebotsseite betrachtet. Ich bin dankbar, eine vielleicht spannende Möglichkeit für viele Energieversorgungsunternehmen aufgezeigt zu haben. Möglicherweise können jene, welche als erste den Sprung in die neue Technologie wagen, jene sein, die in einigen Jahren die Nase vorne haben und ein neues Zeitalter des Transports einleiten.

Tabellenverzeichnis

TABELLE 1: HAUTSZENARIO VS. ALTERNATIVSZENARIO 1

TABELLE 2: VARIABLEN DES MODELLS

TABELLE 3: DECKUNGSBEITRAG SZENARIO

TABELLE 4: KOSTENAUFWAND WASSERSTOFFTECHNOLOGIE JE KILOGRAMM

Abbildungsverzeichnis

ABBILDUNG 1: MÖGLICHE DARSTELLUNG VON ERDÖL UND WASSERSTOFF IM RAHMEN EINER S-KURVE

ABBILDUNG 2: VERWENDUNG VON ERDÖL NACH SEKTOREN IN DEN VEREINIGTEN STAATEN

Abbildung 3: Anstieg des Erdölverbrauchs - OECD und nicht-OECD-Länder

ABBILDUNG 4: PROGNOSTIZIERTER ANSTIEG DES ERDÖLPREISES

ABBiLDuNG 5: WELTWEiTER ENERGiE VERBRAuCH

ABBiLDuNG 6: ENTWiCKLuNG DER GLOBALEN FAHRZEuGFLOTTE

ABBiLDuNG 7: „CAusAL LOOP“ DiAGRAMM FÜR FCVs uND WAssERsTOFFTANKsTELLEN

ABBiLDuNG 8: ENTWiCKLuNG DEs CO2 AussTOßEs AM TRANsPORTsEKTOR

ABBiLDuNG 9: PRODuKTiONsMiX ZuR HERsTELLuNG VON WAssERsTOFF sZENARiO 1

ABBiLDuNG 10: PRODuKTiONsMiX ZuR HERsTELLuNG VON WAssERsTOFF sZENARiO 1

ABBiLDuNG 11: DAs BAss-MODELL

ABBiLDuNG 12: DiE ERsTE WAssERsTOFFTANKsTELLE ÖsTERREiCHs

ABBiLDuNG 13: sZENARiO 1 DEs H2VisiON MODELLs 3

ABBiLDuNG 14: sZENARiO 2 DEs H2VisiON MODELLs

ABBiLDuNG 15: sZENARiO 3 DEs H2VisiON MODELLs

ABBiLDuNG 16: sZENARiO 4 DEs H2VisiON MODELLs

ABBiLDuNG 17: ZusAMMENHANG ZWisCHEN DEN MODuLEN

ABBiLDuNG 18: MODuL 1 - ANGEBOT uND DER NACHFRAGE VON FCVs

ABBiLDuNG 19: MODuL 2 - ATTRAKTiViTÄT DER WAssERsTOFFTECHNOLOGiE

ABBiLDuNG 20: MODuL 3 - TANKsTELLENNETZ

ABBiLDuNG 21: MODuL 4 - ZAHLuNGsBiLANZ

ABBiLDuNG 22: PREisENTWiCKLuNG ABHÄNGiG VON DER ANZAHL DER PRODuZiERTEN FCVs

ABBiLDuNG 23: HAuPTsZENARiO Vs. ALTERNATiVsZENARiO 1 - GRAFisCHE DARsTELLuNG

ABBiLDuNG 24: HAuPTsZENARiO Vs. ALTERNATiVsZENARiO 2

ABBiLDuNG 25: HAuPTsZENARiO Vs. ALTERNATiVsZENARiO 3

ABBiLDuNG 26: VERGLEiCH ALLER sZENARiEN

ABBiLDuNG 27: ÜBERBLiCK ÜBER DiE AsTRA MODuLE uND iHRE VERBiNDuNGEN

ABBiLDuNG 28: DiE THEORiE DEs WANDELs

ABBiLDuNG 29: CNG-TANKsTELLENNETZ iM BuRGENLAND

ABBiLDuNG 30: WiNDPARKs iM BuRGENLAND

ABBiLDuNG 31: MODELL ZuR DiFFusiON VON WAssERsTOFF

ABBiLDuNG 32: ERGEBNis DER MODELLiERuNG

Abkürzungsverzeichnis

AFVs = Alternative Fuel Vehicles

ASTRA = Assessment of Transport Strategies

BIP = Bruttoinlandsprodukt

CVs = konventionelle Fahrzeuge (Conventional Vehicles)

DOE = Department of Energy (US)

EIA = Energy Information Administration (US)

IEA = International Energy Agency

FCVs = Wasserstofffahrzeuge (Fuel Cell Vehicles)

H2VISION = Hydrogen Vehicle and Infrastructure Simulator for Integrated and Operational

Transportation Networks

mb/d = million barrels per day

1 Einleitung

Seit Jahrzenten beherrscht ein Treibstoff den Transportsektor wie kein anderer. Das Ende der Herrschaft des fossilen Brennstoffes rückt jedoch immer näher. Experten prophezeien, dass die 100-jährige Ära des Öls schon bald zu Ende gehen wird. Gründe dafür seien die zur Neige gehenden Reserven, enorm steigende Preise, unsichere Märkte und vor allem das Aufkommen von Alternativen.¹ Die Forschungs- und Entwicklungsabteilungen der großen Automobilkonzerne beschäftigen sich seit Jahren mit alternativen Antrieben und vorrangig mit der Entwicklung des Elektromotors. Um diesen Elektromotor zu betreiben, ist es notwendig, elektrische Energie zu erzeugen oder sie aus einem Speicher zu entnehmen. Wasserstoff soll in der vorliegenden Arbeit die konkrete Alternative sein, nach der viele Nationen suchen, um immer höheren Anforderungen in Bezug auf den Klimaschutz und immer strengeren Vorgaben im Bereich der Emissionskontrolle gerecht zu werden.

1.1 Thema und Ziel der Arbeit

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Problem der Diffusion von alternativen Treibstoffen, mit einem „Research Gap“ auf Wasserstoff. Unter dem Begriff Treibstoff wird die Nutzung mittels eines Verwertungsgerätes in jeglicher Hinsicht, wie zum Beispiel durch einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle verstanden. Unter Diffusion ist die Ausbreitung von Wasserstoff als „Alternative“ gemeint. Was bedeuten soll, wie schnell es möglich sein wird Wasserstoff einerseits zu nutzen und andererseits anzubieten, um eine Nachfrage, die dafür vorhanden sein muss, zu decken. Wasserstoff soll also die treibende Kraft am Transportsektor werden.

In einer ersten Analyse soll die Dominanz von Erdöl als „Platzhirsch“ am Treibstoffmarkt aufgezeigt werden, aber auch dadurch entstehende Möglichkeiten sollen positive Voraussetzungen für die Diffusion von Wasserstoff ersichtlich machen. Vereinfacht gesehen könnte man die eingehenden Absätze mit einer Betrachtung einer komplexen S-Kurve vergleichen, wobei die abzulösende Technologie, quasi die Entwicklung von Erdöl als Treibstoff darstellt und die neue Technologie sich mit Wasserstoff als alternativem Treibstoff beschäftigt. Im Rahmen des S-Kurven Konzeptes werden einerseits die technologische Entwicklung und andererseits die dazu passenden kumulierten Forschungs- und Entwicklungsaufwände betrachtet.²

Da in Bezug auf die Entwicklung von Treibstoffen und vor allem Erdöl, die kumulierten Forschungs- und Entwicklungsaufwände nur schwer zu erfassen sind, wird oft mit der Zeit als ß Ersatzgröße gearbeitet.³

Abbildung 1: Mögliche Darstellung von Erdöl und Wasserstoff im Rahmen einer S-Kurve

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Eigene Darstellung

Natürlich ist es notwendig die Paramater zu definieren, welche Einfluss auf die Entwicklung der S-Kurve haben. Es ist notwendig die kumulierten F&E-Aufwände zu definieren. Im Bereich des Erdöls liegen die Aufwände hier eindeutig darin, aus den vorhandenen Ressourcen möglichst viel Treibstoff als Output zu erhalten. Wobei die Ressourcen hierbei als vorhandene Ölvorkommen auf unserem Planeten definiert sind. Bei Wasserstoff ist die Darstellung bereits etwas komplexer. Hier finden nicht nur die Kosten zur Weiterentwicklung der Wasserstoffproduktion Eingang, sondern einige andere Parameter. Die Entwicklung der Wirkungsgrade im Rahmen der Erzeugung, der Speicherung, wie auch des Transportes sind wesentliche Einflussgrößen für die kumulierten F&E-Aufwände. Zusätzlich spielt im Rahmen der Entwicklung eines Mobilitätssektor basierend auf Wasserstoff auch eine effiziente Verteilung und Förderung des Rohstoffes eine Rolle. In Bezug auf den immer größeren Druck durch die Politik, in Hinblick auf die CO2 Emissionen, werden auch eine umweltfreundliche Erzeugung und deren Umsetzung einen Einfluss auf die Entwicklung der S-Kurve haben. Die Parameter, welche die Entwicklung auf der X-Achse in Bezug auf Wasserstoff beeinflussen, sind also einerseits:

- Aufwände für die Entwicklung der Erzeugung,
- Aufwände für die Entwicklung des Transportes,
- Aufwände für die Entwicklung der Speicherung,
- Aufwände für die Entwicklung der Verteilung und Förderung,
- Sekundäre Aufwände in Hinblick auf die Umweltfreundlichkeit der genutzten Primärenergie,
- etc..⁴

Die Y-Achse in Bezug auf Wasserstoff und damit das Stadium der Technologieentwicklung wird beeinflusst durch die Energiebilanz der Wasserstoffproduktion:

- Wirkungsgrad des erzeugten Wasserstoffes,
- Einsetzbarkeit des erzeugten Treibstoffes,
- Optimierung der Nutzungsbedingungen von Wasserstoff,
- etc..

In welchem Stadium der S-Kurve sich die globale Entwicklung befindet und welchen Verlauf die Kurven jeweils nehmen werden oder ob Wasserstoff überhaupt die neue Technologie sein kann, soll eingehend im Rahmen des nächsten Abschnittes erläutert werden. Da sich die vorliegende Arbeit vor allem auf die Diffusion von Wasserstoff als alternativem Treibstoff im Rahmen des Transportsektors konzentrieren wird, soll auch die Entwicklung des Automobilmarktes kurz angesprochen werden.

1.2 Kontext und wissenschaftliche Relevanz der Arbeit

Erdöl liegt mit einem Anteil von ca. 40% am globalen Energieverbrauch eindeutig an erster Stelle der Energielieferanten.⁵ Obwohl dieser Rohstoff vielseitig einsetzbar ist, ist der Straßenverkehr mit Abstand der größte Verbraucher.⁶ In den Vereinigten Staaten kommt Erdöl als Treibstoff im Transportsektor auf einen Anteil von 97% .⁷ Dieser enorme Anteil und die Tatsache, dass eine Nachfrage und eine gewisse Relevanz für Alternativen gegeben sind, zeigen, dass es ausreichend Potenzial für Wasserstoff als alternativen Treibstoff gibt.⁸ Was wiederum bedeutet, dass die Entwicklung von Nachfrage, wie auch die Preisentwicklung wichtige Informationen für diese Arbeit liefern werden. Abbildung 2 soll zeigen, dass die Entwicklung von Erdöl selbst einen maßgeblichen Einfluss auf die Distribution von Alternativen wie Wasserstoff haben wird. Mit einem Anteil von 67% wird Erdöl zu fast 2/3 im Bereich des Transportes verwendet und hat somit maßgeblichen Einfluss auf die Entwicklung dieses Sektors.⁹

Abbildung 2: Verwendung von Erdöl nach Sektoren in den Vereinigten Staaten

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Eigene Darstellung in Anlehnung an: EIA, Annual Energy Outlook (2007, T. 2)

Ginge man davon aus, dass Erdöl in Massen vorhanden wäre und noch lange kein Engpass entstehen würde, wären wahrscheinlich einerseits niedrigere Preise auf den Märkten vorhanden und andererseits wäre die Nachfrage nach einer Alternative wohl vernachlässigbar gering. Ausgehend von der Tatsache der Einflussmöglichkeit großer Mineralölkonzerne, ist damit zu rechnen, dass an einem gewissen Punkt, an dem der Absatz des Erdöls zu enorm gestiegenen Preisen keine Nachfrage mehr finden wird, die Mineralölkonzerne aufgrund von verfügbaren und vor allem dann nutzbaren Alternativen ihren Vertrieb langfristig auf Wasserstoff umstellen werden. Wasserstoff stellt somit eine Möglichkeit dar, um Einnahmeverluste wett zu machen, welche durch den Rückgang des Erdölabsatzes entstehen werden. Andere Alternativen wie der Betrieb von Fahrzeugen mit Netzstrom, können zwischenzeitlich auch durch herkömmliche Energielieferanten abgedeckt werden. Um mögliche Verluste aufgrund des Rückgangs des Erdölbedarfs abzudecken, wird es notwendig sein in Alternativen - wie Wasserstoff - zu investieren.

1.2.1 Erdöl-Nachfrage und Absatz

Als Maßzahl für Öl werden sogenannte Barrels, in deutscher Sprache Fässer, verwendet.¹⁰ Eines dieser Barrels fasst genau 159 Liter.¹¹ Im Jahr 2010 wurden weltweit täglich, 88 Millionen Barrels Öl verbraucht.¹² Das sind umgerechnet 13.992.000.000 Liter Öl. Eine enorme Zahl die jenseits menschlichen Vorstellungsvermögens liegt. Laut der Internationalen Energie Agentur ist ein Anstieg von 1,3% pro Jahr oder 1,2 mb/d zu erwarten.¹³ Diese Schätzungen und Berechnungen beruhen auf den Annahmen eines Wirtschaftswachstums von 4,5% pro Jahr.¹⁴ Interessant ist es, dass der Anstieg des Erdölverbrauchs fast ausschließlich von nicht-OECD-Ländern erzeugt oder vorangetrieben wird.¹⁵ Verglichen bedeutet das, dass der Verbrauch und die Nachfrage in OECD-Ländern um 0,6% pro Jahr steigen wird und in nicht-OECD-Ländern um 3,2% pro Jahr oder 1,5 mb/d.¹⁶ Bei genauer Durchsicht von Abbildung 3 ist ersichtlich, dass der Verbrauch in Europa sogar abnimmt im Gegensatz zu Ländern wie Afrika, wo ein Anstieg von fast 30% in 6 Jahren zu beobachten ist.

Abbildung 3: Anstieg des Erdölverbrauchs - OECD und nicht-OECD-Länder

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: IEA, Medium-Term Oil- & Gas Markets (2011, S.38)

Die Analyse der Öl-Nachfrage bringt auch ein gewisses Infrage stellen mit sich. Eine der wichtigsten Entwicklung ist nämlich selbstverständlich die Preisentwicklung am Rohölmarkt. Hier stellt sich die Frage, wie sich der Preis in Bezug auf die Nachfrage und in Bezug auf Alternativen und so zu sagen „Konkurrenz“ entwickeln wird. Ist eine Sensibilität gegeben oder welche Szenarios sind vorstellbar?

1.2.2 Preisentwicklungen in Bezug auf Öl und Alternativen

Während im World Energy Outlook aus dem Jahr 2010 alternative Energieformen relativ peripher erwähnt und Auswirkungen lediglich mit dem „450 Szenario“ dargestellt werden, welches eine Eindämmung der Treibhausgase als Ziel hat, geht man in derselben Publikation aus dem Jahr 2012 schon von einer kommenden Reformation des Energiemarktes aus.¹⁷ Interessant ist in diesem Zusammenhang, bezugnehmend auf die zu behandelnde Forschungsfrage der Diffusion von Wasserstoff, dass unter gegebenen Bedingungen ein weiterer Anstieg des Erdölpreises stattfinden wird, obwohl er bereits fast wieder sein Rekordhoch erreicht hat.¹⁸ Lediglich Szenarien, wie die Eindämmung der Treibhausgase oder neue Vorgehensweisen in der Energiepolitik der Nationen, könnten den Preisanstieg mildern, wie aus der folgenden Abbildung ersichtlich ist.

Abbildung 4: Prognostizierter Anstieg des Erdölpreises

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: IEA, World Energy Outlook 2010

Mit dem Szenario 450 werden laut der Internationalen Energie Agentur Maßnahmen beschrieben, welche wie bereits oben erwähnt, die Eindämmung der Treibhausgase anstreben.¹⁹ Unter neuen Szenarien oder neuen Strategien sind die sogenannten Alternativen, wie zum Beispiel Wasserstoff als Treibstoff im Transportsektor gemeint.²⁰

Betrachtet man Abbildung vier, so ist es ersichtlich, dass im Moment und bei einer Weiterführung der aktuellen Energiepolitik keine Preissensibilität gegeben ist. Der Preis befindet sich aktuell auf einem enorm hohen Level mit etwa $ 90,- bis über $ 100,- pro Barrel und wird auch weiterhin steigen, obwohl die Nachfrage langsamer zunehmen wird.²¹ Die Zeit von billigem Erdöl und somit billigem Treibstoffen ist daher vorüber. Fraglich ist jedoch inwiefern diese nicht vorhandene Sensibilität geweckt werden kann? Bekanntlich steigt nicht nur der globale Öl-Verbrauch, sondern auch der gesamte Energieverbrauch.²² Kann dieser Anstieg auf der Nachfrageseite, kombiniert mit der möglichen Nutzung von neuen Alternativen wie Wasserstoff, auch zu einer Preissensibilität am Erdölmarkt führen? Eine Sensibilität des Preislevels würde gleichzeitig eine Sensibilität der Abnehmer darstellen und somit Möglichkeiten für die Verbreiterung von Alternativen darstellen. Von einem Anstieg der Nachfrage ist auszugehen, was zusammengefasst bedeutet, dass ein nicht sensibles Preisniveau am Erdölmarkt dazu führen wird, dass Alternativen, wie die in dieser Arbeit untersucht, sich leichter ausbreiten werden können.

Das vorhandene Potenzial, welches im Treibstoffsektor liegt, wurde bereits weiter oben aufgezeigt, und zwar Rahmen des globalen Öl-Verbrauchs und des Anteils des Transportmarktes. Die folgende Abbildung soll zeigen, dass auch der globale Gesamtenergieverbrauch eindeutig Möglichkeiten für neue Alternativen ergibt. In den nächsten 20 Jahren ist mit einem globalen Anstieg von ca. 36% des Gesamtenergieverbrauchs zu rechnen, welcher alleine durch nicht-OECD Länder ausgelöst wird.²³

Abbildung 5: Weltweiter Energie Verbrauch

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: IEA, World Energy Outlook 2010

Diese Entwicklung wird wiederum positiven Einfluss auf die Diffusion im Rahmen des Transportsektors haben, da eine Anwendung von Wasserstoff in anderen Sektoren zu einer erhöhten Gesamtnachfrage nach dem alternativen Treibstoff führen wird und somit Produzenten größere Möglichkeiten bekommen, um das Servicenetz für den Transportsektor auszubauen. Somit ist eine klare Beziehung zwischen Nachfragesteigerung und Infrastrukturausbau sehr wahrscheinlich.

1.2.3 Entwicklungen am Automobilmarkt

Die Automobilbranche ist eine der größten im Rahmen der Industrie und wird auch in Zukunft eine Wachstumsbranche bleiben, wenn man den aktuellen Studien Glauben schenkt.²⁴ Bei Betrachtung der nachfolgenden Abbildung ergibt sich ein lediglich geringes Wachstum im Bereich der OECD-Länder wie auch bei den Vereinigten Staaten von Amerika. Jedoch kommt es vor allem in China und anderen nicht-OECD-Ländern, im Rahmen des Betrachtungszeitraums, zu einem enormen Anstieg der Fahrzeugflotte. Bei genauerem Hinsehen fällt sogar eine Verdoppelung der global vorhandenen Fahrzeuge in der Zeit von 2008 bis 2035 auf.²⁵

Abbildung 6: Entwicklung der globalen Fahrzeugflotte

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: IEA, World Energy Outlook 2010

Dieses Szenario lässt einerseits die Gesichter von Vorständen in der Automobilbranche erstrahlen, aber auch andererseits macht es klar, dass die Nachfrage nach alternativen Treibstoffen bereits akut gegeben ist. Ein Mehr an Fahrzeugen bedeutet nämlich einerseits ein Mehr an Treibstoffverbrauch und andererseits einen Preisanstieg von Erdöl als Treibstoff und dadurch Möglichkeiten für Alternativen, dem fossilen Brennstoff Konkurrenz zu machen.

Ein kurzer und einfacher Blick in die Medien bestätigt die Prognosen der Internationalen Energie Agentur. So titelt zum Beispiel die Süddeutsche Zeitung „VW - Nächstes Ziel: Weltgrößter Autobauer“, am 15. Juli 2011.²⁶ Liest man weiter im besagten Artikel, so sprechen viele Fakten für einen Anstieg des Absatzes in der Automobilbranche. Volkswagen will Toyota bis 2018 als größten Automobilkonzern ablösen. Im Jahr 2011 konnte ein Plus von 4,5% bei den Absätzen von Fahrzeugen verzeichnet werden und der Umsatz in Indien verdreifachte sich.²⁷ All diese Fakten bekräftigen die weiter oben getroffenen Aussagen, in Bezug auf ausreichendes Potenzial für alternative Treibstoffe. Fraglich ist nun noch, ob Wasserstoff die führende Alternative sein kann? Diese Frage soll im nächsten Abschnitt beantwortet werden.

1.2.4 Eignung von Wasserstoff als Alternative

Vor mehr als 100 Jahren sprach Jules Verne eine unglaubliche und faszinierende Vision aus: „Ich glaube, dass eines Tages Wasserstoff und Sauerstoff, aus denen sich Wasser zusammensetzt, allein oder zusammen verwendet, eine unerschöpfliche Quelle von Wärme und Licht bilden werden“.²⁸ Heute, mehr als 100 Jahre später, könnte dieser Traum von Verne bald Realität werden. Vorangetrieben von immer strengeren Umweltauflagen und dem Vormarsch von alternativen Energieformen, stellt Wasserstoff wohl die einzige Lösung dar, um Mobilität ohne Reue gegenüber der Umwelt zu genießen. Somit soll das Problem der mobilen Selbstverständlichkeit, in Bezug auf den Treibstoff, mit Hilfe von Wasserstoff gelöst werden.

Wasserstoff selbst ist eines der überwiegenden Elemente im Weltall, kommt am neunt häufigsten auf unserer Erde vor und ist vor allem in der chemischen Verbindung von Wasser zu finden.²⁹ Die herkömmliche Strom- und Treibstofferzeugung wird über kurz oder lang nicht mehr tragbar sein, einerseits durch vorhandene Engpässe und andererseits aufgrund der zunehmenden Emissionen. Der Energiebedarf unseres Planeten steigt stetig an, hingegen wird die Verfügbarkeit fossiler Energieträger immer geringer und deren Bereitstellung immer kostspieliger.³⁰ Um dieser negativen Beziehung zu entfliehen, wird es notwendig sein den Energiekreislauf auf Wasserstoff umzustellen. Die Gewinnung von Wasserstoff erfordert die Anwendung von Primärenergie.³¹ Neue Methoden wie die Vergasung von Biomasse ermöglichen jedoch eine umweltfreundliche Herstellung des neuen Treibstoffes.³²

In Bezug auf die Speicherung wurden anfängliche Probleme gelöst und Verfahren wie Druck- und Flüssigwasserstoffspeicherung befinden sich bereits im Einsatz.³³ Weltweite Förderprogramme arbeiten noch an zusätzlichen Lösungen, welche sich teilweise in bereits fortgeschrittenen Entwicklungsstadien befinden und teilweise noch in der Grundlagenforschung. Dass Wasserstoff selbst und die Entwicklung der Nutzungstechnologie eine enorme Bedeutung hat, war bereits vor einigen Jahren klar. Schon Georg W. Bush erkannte die Wichtigkeit dieser Entwicklung und kündigte bereits im Jahr 2003 in seiner Rede zur Lage der Nation vor dem Kongress der Vereinigten Staaten eine Milliardenförderung für die Wasserstofftechnologie an.³⁴ Wort wörtlich verbindet der ehemalige US Präsident Wasserstofftechnologie mit einer dramatischen Verbesserung der Umwelt und fordert wie folgt:³⁵

„In diesem Jahrhundert werden die größten umweltrelevanten Fortschritte nicht durch endlose Klagen oder Zwangsvorschriften erreicht, sondern durch Technologie und Innovation. Heute Abend beantrage ich 1,2 Milliarden Dollar zur Förderung von Forschungsprojekten, damit die Vereinigten Staaten bei der Entwicklung von sauberen, wasserstoffbetriebenen Autos eine führende Rolle in der Welt einnehmen können.“³⁶

Wasserstoff ist also zur Genüge vorhanden, die Erzeugung erfordert zwar Primärenergie, ist aber auch umweltfreundlich möglich, auch eine Speicherung kann technisch gelöst werden. Die Regierungen weltweit, wie auch die Forschung haben die Relevanz von Wasserstoff als Treibstoff bereits erkannt und die Verwertung von Wasserstoff selbst ist ohne jegliche Umweltverschmutzung möglich. Bis auf minimale Anteile von CO2, welche durch die teilweise und minimale Verbrennung von Motoröl erzeugt wird, entsteht bei der Verwendung von Wasserstoff lediglich Wasserdampf als Ausstoß.³⁷

Bei all diesen positiven Aspekten stellt sich einem aufmerksamen Leser die Frage, warum Wasserstoff nicht umgehend als Haupttreibstoff eingeführt wird und damit Erdöl schlagartig ablöst? Eine Antwort auf diese Frage ist schnell gefunden. Eine Einführung ist nun, nachdem das Problem der Speicherung und Herstellung gelöst ist, zwar möglich, jedoch gilt es noch einige Hürden zu überwinden. Ungeachtet der vielen Vorteile identifiziert das US Department of Energy (DOE) verschiedenste Barrieren die in Bezug auf die Diffusion von Wasserstoff als Treibstoff noch überwunden werden müssen:

- Fehlen von Wasserstofftankstellen,
- Fehlen von Wasserstoffproduktion und zum Beispiel die Tatsache von
- unzureichender Speicher- und Verarbeitungsinfrastruktur.³⁸

Hinzu kommt, dass diese Faktoren noch zusätzlich von folgenden Einstiegsproblemen erwidert werden:

- hohe Kosten in Bezug auf die Erstanschaffung eines FCVs,
- hohe Tankkosten aufgrund der geringen aktuellen Produktion,
- keine flächendeckende Nutzungsmöglichkeit aufgrund der geringen Tankstelleninfrastruktur.³⁹

Aus diesen Tatsachen ergibt sich das sogenannte Henne-Ei-Problem. Was bedeutet, dass niemand ein FCV kaufen wird, wenn keine Tankstelleninfrastruktur vorhanden ist und auf der anderen Seite, niemand eine Tankstelleninfrastruktur aufbauen wird, wenn keine FCVs existieren, um dieses zu nutzen.⁴⁰ Um die Kausalkette in Gang zu bringen, wobei die Fahrzeuge auf der einen Seite und Tankstellen auf der anderen Seite wechselseitigen Einfluss auf einander ausüben, muss das Problem der komplementären Güter gelöst werden. Komplementäre Güter werden in der Literatur definiert als Güter, welche gemeinsam konsumiert werden müssen.⁴¹ Beispiele für komplementäre Güter sind also ein Mobiltelefon und ein Ladegerät, ein CD-Player und eine CD und selbstverständlich ein Auto und Treibstoff, welcher durch eine Tankstelle zur Verfügung gestellt wird.

In Bezug auf Fahrzeuge mit alternativen Antrieben betrachteten Winebrake und Farrell die Auswirkungen der Komplementärgüter-Situation.⁴² Sie gehen davon aus, dass es zu einer Cluster Bildung kommen müsste, dort wo Infrastruktur für die Betankung vorhanden ist.⁴³ Klar ist, dass in einer Komplementärgüter-Situation der Kauf eines Gutes unprofitabel ist, wenn nicht eine ausreichende Diffusion von beiden Gütern vorliegt.⁴⁴ Aus dieser Situation entsteht dem Konsumenten eine neue Art von Kosten, nämlich jene Kosten die zum Beispiel anfallen, um den Weg zur nächsten Tankstelle zurückzulegen, da in der Nähe des Konsumenten keine vorhanden ist. Diese Kosten werden von Winebrake und Farrell als „convenience costs“ bezeichnet.⁴⁵ Weiters geben Winebrake und Farrell an, dass diese Kosten ein großes Problem für die Entwicklung von FCVs darstellen könnten und daher durch eine ideale Platzierung der Tankstellen so gering wie möglich gehalten werden sollen.⁴⁶

Die Beziehung zwischen den beiden Hauptfaktoren, wobei dies einerseits FCVs und andererseits Wasserstofftankstellen sind, kann mit Hilfe eines einfachen Ursache-Wirkung oder auch „causal loop“ Diagrammes geschildert werden.⁴⁷

Abbildung 7: „causal loop“ Diagramm für FCVs und Wasserstofftankstellen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Meyer/Winebrake (2008), S. 3

Aus der Grafik ist ersichtlich, dass ein Zusammenhang zwischen den Fahrzeugen und den Tankstellen besteht. Wie bereits weiter oben erwähnt, bestehen nur geringe Anreize für Fahrzeugproduzenten Fahrzeuge zu bauen, wenn keine Tankstelleninfrastruktur besteht und umgekehrt bestehen nur geringe Anreize für Tankstellenbetreiber Wasserstoff zu vermarkten, wenn nicht ausreichend Fahrzeuge vorhanden sind, welche den Wasserstoff tanken. Um diesen negativen Kreislauf positiv zu beeinflussen und die Kausalkette in Gang zu setzen, sind wie bereits im vorangegangen Kapitel erwähnt Interventionen notwendig, um zum Beispiel den Ausbau von Wasserstofftankstellen zu fördern.

1.2.5 Erzeugung von Wasserstoff und deren Nachhaltigkeit

Die Erzeugung des neuen Treibstoffes für Kraftfahrzeuge wurde bereits kurz angeschnitten. Nun soll diese unter Beachtung der Umweltfreundlichkeit etwas näher erläutert werden. Das 18. Jahrhundert war bereits von erneuerbaren Energien gekennzeichnet, das 19. Jahrhundert stand im Zeichen der Kohle und das 20. Jahrhundert deckte den Großteil des Energiebedarfs aus fossilen Brennstoffen und Atomenergie.⁴⁸ Das 21. Jahrhundert könnte somit der Start in ein neues Zeitalter sein. Das Zeitalter des Wasserstoffs. Geht man nach Rühle so beginnt das Zeitalter des Wasserstoffes jetzt.⁴⁹ Wasserstoff ist das einfachste Element, bestehend aus lediglich einem Proton und einem Elektron.⁵⁰ Es ist gleichzeitig unscheinbar, kommt jedoch am häufigsten auf unserem Planeten vor. Der Nachteil von Wasserstoff ist, dass er fast ausschließlich in gebundener Form mit anderen Elementen vorkommt. Um ihn jedoch für eine Brennstoffzelle oder den Betrieb von Wasserstoffmotoren zu nutzen, muss er in seiner reinen Form als Wasserstoffgas zur Verfügung stehen.

Wasserstoff wird dort genutzt wo viel Energie benötigt wird jedoch wenig Masse gewünscht ist, da er bei niedrigem Eigengewicht sehr viel Energie speichern kann.⁵¹ Die Erzeugung von Wasserstoff erfolgte bis ins 20. Jahrhundert sehr mühsam, mittels einer chemischen Reaktion aus Eisen, Säure und Wasser.⁵² Heute zählt Wasserstoff zu einem wertvollen Hilfsmittel in der Chemie und wird mittels zahlreicher Methoden gewonnen:

- aus fossilen Energieträgern (Erdöl, Erdgas, Kohle),
- aus raffinierten Zwischenprodukten wie Ammoniak oder Ethanol,
- durch Spaltung von Wasser,
- durch organische Reaktionen (Biomasse, Biogas),
- durch Pyrolyse von Holz.⁵³

Da Wasserstoff in der Natur nur geringfügig als Gas (H2) vorkommt, muss er aus den Verbindungen, in denen er elementar enthalten ist, herausgelöst werden. Das Herauslösen kostet selbstverständlich Energie und führt wiederum zu einer Umweltbelastung. Eine nachhaltige und umweltschonende Erzeugung und Nutzung von Wasserstoff kann also nur erfolgen, wenn die benötigte Energie zur Wasserstofferzeugung nachhaltig erzeugt wird.⁵⁴

Die am häufigsten vorkommende Art der Wasserstoffproduktion ist die Dampfreformierung, mittels der Wasserstoff aus den fossilen Energieträgern herausgelöst wird. Hierbei entstehen neben Wasserstoff auch Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, welche auch bei der Verbrennung von fossilen Treibstoffen durch Kraftfahrzeuge entstehen.⁵⁵ Würde man somit langfristig Wasserstoff in dieser Art und Weise erzeugen, so käme es lediglich zu einer Verlagerung des Ausstoßes dieser Stoffe vom Verbraucher zum Erzeuger.⁵⁶ Deshalb werden alternative Herstellungsmethoden für Wasserstoff nicht nur immer wichtiger, sondern sind auch eine Voraussetzung für die Diffusion von Wasserstoff als Alternative zu herkömmlichen fossilen Treibstoffen. Eine nachhaltige Entwicklung und die Erreichung der immer strengeren Umweltziele kann also nur mittels einer Kombination der umweltschonenden Herstellung und Nutzung erreicht werden.

Die benötigte Energie bei der Erzeugung von Wasserstoff soll somit aus regenerativen und erneuerbaren Energiequellen stammen (zB Windenergie, Solarenergie oder Wasserkraft) und die Produktion kann dann CO2 neutral, mittels Elektrolyse aus Wasser, stattfinden. Die effektivste Herstellungsform ist jene, bei der der Wasserstoff dort gewonnen wird, wo er auch verbraucht und benötigt wird.⁵⁷ Die Bedeutung von Wasserstoff wird daher wesentlich am Transportsektor steigen, wie es diese Arbeit zeigen soll. Zusätzlich wird die Bedeutung jedoch auch im Bereich der Speicherung von Energie in den Vordergrund rücken. Wasserstoff eröffnet nämlich erstmalig die Möglichkeit regenerativ erzeugten Strom aufzubewahren und dies war bis jetzt in keiner wirtschaftlichen Form möglich.58 Erneuerbare Energie, die somit nicht akut benötigt wird, kann genutzt werden, um Wasserstoff zu erzeugen und damit die erneuerbare Energie in Form des Gases zu speichern. Ein Ersetzen von fossilen Energieträgern wird selbstverständlich nicht über Nacht von statten gehen, aber die Möglichkeiten, welche Wasserstoff eröffnet, werden eine Umorientierung zu erneuerbaren Energien und zur Nutzung von Wasserstoff vorantreiben.

Im Rahmen des europäischen Projekts HyWays, welches durch die Europäische Union initiiert und mit verschiedensten Partnern aus Wirtschaft und Forschung verwirklicht wurde, konnten zwei wesentliche Herausforderungen in Bezug auf die Erreichung einer europäischen Wasserstoffwirtschaft identifiziert werden. 59 Ziel des Projekts war es eine Wasserstoff­Roadmap für die EU zu erbarbeiten, in welcher die notwendigen Schritte dargestellt wurden, welche zur Erreichung einer erfolgreichen Diffusion von Wasserstoff notwendig sind.60 Die zwei wesentlichen Herausforderungen für eine erfolgreiche Diffusion sind laut dem HyWays- Projekt:

- Kostenreduktionen: Hierbei sollen die Kosten für die Endverbraucher in Bezug auf den Transportsektor reduziert werden. Fahrzeuge und Treibstoff müssen in Bezug auf die bestehende Technologie wettbewerbsfähig werden. Investitionen in Forschung und Entwicklung und in den Aufbau einer Infrastruktur sind notwendig, um möglichst schnell den ökonomischen Break-Even Punkt zu erreichen.61
- Politische Unterstützung: Es ist notwendig, die Bedeutung der Wasserstofftechnologie durch die öffentliche Hand in den Vordergrund zu heben. Eine Bewusstseinsbildung, Investitionen in Forschung und Entwicklung und der Aufbau einer Infrastruktur sind Aufgaben die wahrgenommen werden müssen, um eine erfolgreiche Diffusion zu erhalten.62

Ist es möglich die bestehenden Herausforderungen zu meistern, so kann eine nachhaltige Wirkung in Bezug auf unseren Planeten und die Umwelt erreicht werden. Das HyWays- Projekt zeigt, dass bis zum Jahr 2050 jährlich 190 bis 410 Millionen Tonnen CO2 eingespart werden könnten, was alleine im Transportbereich eine Reduktion von mehr als 50% des CO2 Ausstoßes bedeuten würde.63 Selbstverständlich ist für eine vollständige Amortisation der Erstinvestitionen eine gewisse Anlaufzeit notwendig. Dies werden auch die Modelle zeigen, welche im Anschluss behandelt werden und auch teilweise auf den Daten des HyWays- Projekts aufbauen. Die nachfolgende Abbildung soll die Entwicklung der CO2 Emission am Transportsektor zeigen. Die gesamte CO2 Reduktion durch die Diffusion von Wasserstoff könnte zu 85% auf Einsparungen aus dem Transportsektor beruhen.64

Abbildung 8: Entwicklung des CO2 Ausstoßes am Transportsektor

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: HyWays (2007), Executive Summary S. 3

Die vier Szenarien zeigen unterschiedliche Diffusionsgrade der Wasserstofftechnologie. Dabei bezieht sich die Baseline auf eine aktuelle Unterstützung durch die öffentliche Hand.65 Im Gegensatz dazu zeigen die drei anderen Szenarien Möglichkeiten, welche realisiert werden können, wenn es zu einer Unterstützung durch die europäischen Nationen kommt.66

Selbstverständlich beruht eine Reduktion der CO2 Emissionen auch auf einer CO2 neutralen Herstellung von Wasserstoff, beziehungsweise Herstellung der Primärenergie, welche bei der Wasserstoffproduktion benötigt wird. Das HyWays-Projekt verfolgte in dieser Hinsicht zwei Szenarien. Das erste wurde aus dem Konsens von 50 Interessensvertretern erstellt und unter Einbeziehung der Vorstellungen von zehn Mitgliedsstaaten der EU.67 Die Primärenergie zur Herstellung von Wasserstoff stammt demnach aus folgenden Energiequellen:

Abbildung 9: Produktionsmix zur Herstellung von Wasserstoff Szenario 1

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: HyWays (2007), Executive Summary S. 4

Es kommt somit zu einer Diversifikation in Bezug auf die Energieträger, welche genutzt werden um Wasserstoff zu produzieren. Das führt zu einer höheren Sicherheit in Bezug auf die Verfügbarkeit und zu einer Entkoppelung der Energieträger.68 Der Erdölverbrauch sinkt am Transportsektor um 40%, beruhend auf einer Annahme, dass im Jahr 2050 bereits 80% der Fahrzeuge mittels Wasserstoff betrieben werden.69

Im Rahmen des zweiten Szenarios, welches durch das HyWays-Projekt erstellt wurde, kommt es zu einem Fehlschlagen der CO 2 -Abscheidung und -Speicherung, welche dafür eingesetzt wird um CO2, welches bei der Nutzung von fossilen Brennstoffen freigesetzt wird, einzufangen und unter der Erde zu speichern.70 Dadurch wird die Nutzung von fossilen Brennstoffen wesentlich umweltbelastender und es kommt im beobachteten Zeitraum bis zum Jahr 2050 zu einem absoluten Umschwenken auf erneuerbare Energieträger.⁵⁸ Aus der folgenden Grafik kann der resultierende Produktionsmix in diesem zweiten Szenario entnommen werden.

Abbildung 10: Produktionsmix zur Herstellung von Wasserstoff Szenario 1

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: HyWays (2007), Roadmap S. 32

Der Nutzen und die Nachhaltigkeit von Wasserstoff wird durch das HyWays-Projekt also klar sichtbar und kann mit vier treffenden Argumenten abschließend manifestiert werden:

- Reduzierung der Emissionen,
- Entstehung neuer Wirtschafts- und Arbeitsfelder,
- mehr Sicherheit in der Energiespeicherung und Energielieferung,
- nachhaltige und erneuerbare Energienutzung.⁵⁹

1.2.6 Die Brennstoffzelle

„Die Brennstoffzelle wird eine größere Wirkung auf die globale Wirtschaft haben, als jede andere Entwicklung in den nächsten 50 Jahren.“ ⁶⁰

Mit dieser Aussage läutet Jeremy Rifkin, ein amerikanischer Zukunftsforscher, einen tiefgreifenden Wandel der Ökonomie ein und nachdem die Vorteilhaftigkeit der Diffusion nun außer Frage steht, soll kurz erläutert werden, mit welcher Technologie Wasserstoff im Rahmen des Transportsektors genutzt werden soll. Die Brennstoffzelle, welche die sogenannten Fuel Cell Vehicles (FCVs) antreibt, wird als vorrangige Technologie im Rahmen des Betriebes von Kraftfahrzeugen mit Wasserstoff gesehen, und die Erfindung dieser Technologie liegt bereits viele Jahre zurück. 73⁶¹ Im Jahr 1839 entwickelte der englische Physiker und Jurist Sir William Grove die kalte Verbrennung, bei der die Umkehrung der Elektrolyse von Wasser elektrische Energie freisetzte.⁶² Bereits drei Jahre später entwickelte Grove ein Brennstoffzellenpaket, welches den heutigen Brennstoffzellen zum Betrieb von Kraftfahrzeugen ähnelt.⁶³ Durch die Entwicklung des Dynamos trat jedoch die Stromerzeugung mittels Brennstoffzelle in den Hintergrund und die Weiterentwicklung blieb für eine lange Zeit aus.⁶⁴ Über die Jahre hinweg kam es immer wieder zu Weiterentwicklungen, wie zum Beispiel bei der NASA, wo die Brennstoffzelle zum Antrieb von Raumschiffen eingesetzt wurde.⁶⁵

Das Prinzip der Brennstoffzelle kann vereinfacht beschrieben werden. In der Zelle, welche aus einem Katalysator, einer Membran, einem Elektrolyt und wiederum einem Katalysator besteht, kommt es zu einer Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser, welche elektrische Energie und Wärme freisetzt.⁶⁶ Das freigesetzte Wasser kann als Wasserdampf durch den Auspuff von FCVs ausgeschieden werden, die elektrische Energie wird genutzt, um das Fahrzeug mit Hilfe eines Elektromotors anzutreiben und die Wärme ist genauso wie bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren ein Nebenprodukt.⁶⁷ Die Brennstoffzelle scheint also eine solide Grundlage für den Betrieb von Fahrzeugen mit Wasserstoff zu bieten. Die meisten der existierenden Modelle in der Literatur konzentrieren sich auch auf diese Möglichkeit des Antriebes. Wie schnell eine Diffusion mittels Nutzung der Brennstoffzelle möglich ist, soll in einem Modell erarbeitet werden. Vielleicht bietet jedoch auch die Vision der Umrüstung aktueller Verbrennungsmotoren, auf die Nutzung von Wasserstoff als Treibstoff eine Möglichkeit, um eine erfolgreiche Diffusion zu beschleunigen und das Henne-Ei-Problem zu lösen.

1.3 Aufbau der Arbeit

Nach einer allgemeinen Einleitung und Hinführung zum Thema sollen im folgenden Kapitel die unterschiedlichen Ansätze in der Literatur zur Diffusion von Wasserstoff als Treibstoff verglichen werden und deren Ergebnisse die Notwendigkeit des in dieser Arbeit entwickelten Ansatzes unterstreichen. Im Anschluss daran werden die aus der Primäranalyse gesammelten Informationen verwertet und mittels einer System Dynamics Programmierung ausgewertet. Das Modell zur nachhaltigen Herstellung von Wasserstoff als Treibstoff, soll aufzeigen inwiefern eine Diffusion von Wasserstoff möglich ist und vor allem ob diese in einer beliebigen Modellregion sichergestellt werden kann.

[...]

---

¹ Vgl. Meyer/Winebrake (2008), S. 1

² Vgl. Brockhoff (1999), S. 337

³ Vgl. Brockhoff (1999), S. 337

⁴ Vgl. Meyer/Winebrake (2008), S. 1

⁵ Vgl. EIA, Annual Energy Outlook (2007)

⁶ Vgl. EIA, Annual Energy Outlook (2007)

⁷ Vgl. Meyer/Winebrake (2008), S. 1

⁸ Vgl. EIA, Annual Energy Outlook (2007)

⁹ Vgl. EIA, Annual Energy Outlook (2007)

¹⁰ Vgl. IEA, World Energy Outlook 2012

¹¹ Vgl. IEA, World Energy Outlook 2012

¹² Vgl. IEA, Medium-Term Oil- & Gas Markets (2011), S. 37

¹³ Vgl. IEA, Medium-Term Oil- & Gas Markets (2011), S. 37

¹⁴ Vgl. IEA, Medium-Term Oil- & Gas Markets (2011), S. 37

¹⁵ Vgl. IEA, Medium-Term Oil- & Gas Markets (2011), S. 37

¹⁶ Vgl. IEA, Medium-Term Oil- & Gas Markets (2011), S. 38

¹⁷ Vgl. IEA, World Energy Outlook 2012

¹⁸ Vgl. IEA, World Energy Outlook 2010

¹⁹ Vgl. IEA, World Energy Outlook 2012

²⁰ Vgl. IEA, World Energy Outlook 2012

²¹ Vgl. IEA, World Energy Outlook 2012

²² Vgl. IEA, World Energy Outlook 2012

²³ Vgl. IEA, World Energy Outlook 2010

²⁴ Vgl. IEA, World Energy Outlook 2010

²⁵ Vgl. IEA, World Energy Outlook 2010

²⁶ Vgl. Süddeutsche Zeitung, [Zugriff am 12.11.2012]

²⁷ Vgl. Süddeutsche Zeitung, [Zugriff am 12.11.2012]

²⁸ Vgl. Rammler/Weider (2005), S. 1

²⁹ Vgl. Rammler/Weider (2005), S. 1

³⁰ Vgl. Rammler/Weider (2005), S. 2

³¹ Vgl. Maras, K., Trimmel, W. (2013), Interview, 20.02.2013

³² Vgl. Maras, K., Trimmel, W. (2013), Interview, 20.02.2013

³³ Vgl. Maras, K., Trimmel, W. (2013), Interview, 20.02.2013

³⁴ Vgl. Bush, [Zugriff am 12.11.2012]

³⁵ Vgl. Bush, [Zugriff am 12.11.2012]

³⁶ Vgl. Bush, [Zugriff am 12.11.2012]

³⁷ Vgl. Rühle (2005), S. 22

³⁸ Vgl. DOE (2002), S. 3

³⁹ Vgl. Romm (2006) S. 2609-2614

⁴⁰ Vgl. Meyer/Winebrake (2008), S. 3

⁴¹ Vgl. Katz/Shapiro (1994), S. 93-115

⁴² Vgl. Meyer/Winebrake (2008), S. 1

⁴³ Vgl. Winebrake/Farrell (1997), S. 125-132

⁴⁴ Vgl. Meyer/Winebrake (2008), S. 3

⁴⁵ Vgl. Winebrake/Farrell (1997), S. 125-132

⁴⁶ Vgl. Winebrake/Farrell (1997), S. 125-132

⁴⁷ Vgl. Meyer/Winebrake (2008), S. 3

⁴⁸ Vgl. Rühle (2005), S. 22

⁴⁹ Vgl. Rühle (2005), S. 22

⁵⁰ Vgl. Rühle (2005), S. 22

⁵¹ Vgl. Rühle (2005), S. 23

⁵² Vgl. Rühle (2005), S. 24

⁵³ Vgl. Rühle (2005), S. 25

⁵⁴ Vgl. Rühle (2005), S. 25

⁵⁵ Vgl. Rühle (2005), S. 25

⁵⁶ Vgl. Rühle (2005), S. 26

⁵⁷ Vgl. Rühle (2005), S. 27

⁵⁸ Vgl. HyWays (2007), Roadmap S. 32

⁵⁹ Vgl. HyWays (2007), Roadmap S. 49

⁶⁰ Vgl. Rühle (2005), S. 30

⁶¹ Vgl. Rühle (2005), S. 30

⁶² Vgl. Rühle (2005), S. 31

⁶³ Vgl. Rühle (2005), S. 31

⁶⁴ Vgl. Rühle (2005), S. 32

⁶⁵ Vgl. Rühle (2005), S. 32

⁶⁶ Vgl. Wirtschaftsgesellschaft des Kfz-Gewerbes mbH, [Zugriff am 01.12.2012]

⁶⁷ Vgl. Rühle (2005), S. 32