Integrated Approach: Konzept einer nachhaltigen CO2
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Dr. R. Stromberger, Dr. J. Theis, BMW Group, München Integrated Approach: Konzept einer nachhaltigen CO2-Reduktion Kurzfassung Um der globalen Erwärmung entgegenzuwirken schreibt das Kyoto-Protokoll verbindliche Ziele für die Verminderung des Ausstoßes von anthropogenen Treibhausgasen fest. Aus der Reduktionsverpflichtung der EU im Rahmen des Kyoto Protokolls ergeben sich für die Emittenten Anforderungen zur Verminderung der CO2-Emissionen. Daraus leitet sich die EU-Strategie der CO2-Emissionsreduktion für den Pkw-Sektor ab. Das European Climate Change Programme der Europäischen Kommission fordert für die CO2-Emissionsreduktion umweltökonomisch kosteneffiziente Maßnahmen. Bei Personenkraftwagen lassen sich weitere fahrzeugbezogene Maßnahmen der CO2-Reduktion nur zu erheblichen Kosten realisieren und stellen keine umweltökonomisch effiziente Maßnahme der Emissionsreduktion dar. Vor diesem Hintergrund hat die europäische Automobilindustrie den Integrated Approach als Konzept einer kosteneffizienten und nachhaltigen CO2Reduktion definiert. Beim Integrated Approach handelt es sich um einen ganzheitlichen Ansatz mit dem Ziel eine höhere CO2-Emissionsreduktion bei gleichzeitig geringeren Kosten im Vergleich zu rein fahrzeugtechnologischen Maßnahmen zu erreichen. Vereinte sektorenübergreifend koordinierte und abgestimmte Aktivitäten sind entscheidend auf dem Weg zu einer nachhaltigen CO2-Emissionsreduktion. Der Integrated Approach liefert schnellere und höhere CO2-Emissionsreduktionen mit höchster Kosteneffizienz. Er trägt dazu bei, in Übereinstimmung mit den Zielen der Europäischen Union (Lissabon Strategie) den Wirtschaftsstandort Europa zu sichern und die globale Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. Dabei finden die Interessen der Wirtschaft im Allgemeinen als auch der Automobilindustrie im Besonderen ihre Berücksichtigung. Die Automobilindustrie ist sich ihrer Verantwortung bewusst und wird ihren Beitrag zur nachhaltigen CO2-Emissionsreduktion leisten. Die Automobilindustrie verantwortet dabei in einem Integrated Approach Aktivitäten, die den obersten Kostenbereich darstellen. Um der globalen Erwärmung entgegenzuwirken, ist eine globale Strategie zur nachhaltigen Reduktion anthropogener Treibhausgasemissionen erforderlich. Regionale Teilstrategien im Kontext der globalen Strategie erfordern vereinte Paketlösungen anstatt unkoordinierter Einzelmaßnahmen. Der Integrated Approach wird diesen Anforderungen gerecht. 1 Einleitung Das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, Mitglieder der UN World Meteorological Organization) veröffentlichte im Jahr 1990 einen wissenschaftlichen Bericht zum Klimawandel. Demnach sind die anthropogenen (vom Menschen verursachten) Treibhausgasemissionen mit hoher Wahrscheinlichkeit für die globale Erwärmung verantwortlich. Einen wesentlichen Beitrag dazu leistet Kohlendioxid (CO2), welches vor allem durch die Verbrennung der fossilen Energieträger Erdöl, Erdgas und Kohle freigesetzt wird. Der Absenkung der CO2-Emissionen und damit der Reduktion des Verbrauchs fossiler Brennstoffe wird daher seitens der Staatengemeinschaft eine besondere Bedeutung zugemessen. In einem ersten Schritt verabschiedete die Europäische Union 1990 eine politische Vereinbarung mit dem Ziel, die CO2-Emissionen ihrer Mitgliedsländer bis 2000 auf dem Niveau von 1990 stabil zu halten. Ferner unterzeichnete die EU die Klimarahmenkonvention anlässlich der UN Umwelt- und Klimakonferenz in Rio de Janeiro 1992 und die Vereinbarung der United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) (CEC, 2005). Darüber hinaus sind die EU-Mitgliedsstaaten seit 1993 dazu verpflichtet, ihre nationalen Programme zur Reduktion der CO2-Emissionen offen zu legen. International bindende Reduktionsziele für Treibhausgasemissionen wurden erstmals mit der Ratifizierung des Kyoto Protokolls am 16. Februar 2005 festgeschrieben. Damit verpflichtete sich die EU ihre anthropogenen CO2-Emissionen um 8 % gegenüber dem Emissionsniveau von 1990 bis zum Zielzeitraum 2008 bis 2012 zu senken. Nach dem Prinzip der Lastenverteilung schlüsselte die Europäische Union die jeweilige Reduktionsverpflichtung und Emissionsobergrenze für ihre Mitgliedstaaten auf. Aus den Reduktionszielen leiten sich auch die Anforderungen für die spezifischen Emissionsquellen, gebündelt nach Sektoren, ab. Eine Bilanzierung der CO2-Emissionsquellen für die EU-25 Mitgliedstaaten im Jahr 2000 ist in Abbildung 1 dargestellt. Mit 34,1 % trägt die Elektrizitäts- und Wärmebereitstellung den höchsten Anteil zu den CO2-Emissionen bei. Der Straßenverkehr weist einen Anteil von 26,4% auf, wobei der Personenkraftwagenverkehr zu 16% an den gesamten CO2Emissionen beteiligt ist (TREMOVE, 2004). Haushalte und Kleinverbraucher 12,6 % Industrieprozesse 15,0 % Elektrizitäts- und Wärmebereitstellung 34,1 % Restlicher Verkehr (Bahn, Schifffahrt, Luftverkehr), Sonstiges Güterverkehr (Straße) 11,9 % 10,4 % Personenkraftwagenverkehr 16,0 % Quelle: CAFE, 2003; TREMOVE, 2004. Abbildung 1: Bilanzierung der CO2-Emittenten der EU-25 Mitgliedstaaten im Jahr 2000 2 Im Verkehrssektor nahm die deutsche Automobilindustrie bereits in den 70er Jahren eine Vorreiterrolle zur Reduktion des Kraftstoffverbrauchs ein. Im Jahr 1978 verpflichtete sie sich, den durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch der in Deutschland in Verkehr gebrachten Pkw bis zum Jahr 1985 um 15 % zu vermindern. Mit einer Reduktion von 23 % wurde diese Zusage deutlich übertroffen (VDA, 2004). Darüber hinaus ging die deutsche Automobilindustrie 1995 erneut eine Selbstverpflichtung ein. Die Vereinbarung, den Kraftstoffverbrauch der neu in Verkehr gebrachten Pkw in Deutschland bis 2005 – ausgehend vom Stand 1990 – um durchschnittlich 25 % zu reduzieren, wurde ebenfalls erfolgreich abgeschlossen (VDA, 2006). Wird der gesamte Zeitraum von 1978 bis 2005 betrachtet, so hat sich der durchschnittliche Kraftstoffverbrauch von Personenkraftwagen um ca. 42 % reduziert. Dieses beeindruckende Ergebnis unterstreicht die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten und das Innovationspotential der deutschen Automobilindustrie. Die kontinuierlich steigenden Komfortansprüche des Marktes und neue Auflagen der Politik (u. a. Emissionsreduktion, Sicherheitsanforderungen) bedingen Gewichtssteigerungen und wirken kontraproduktiv auf die Absenkung des Kraftstoffverbrauchs. Trotz der bereits beachtlichen Kraftstoffverbrauchsreduktionen bei den Fahrzeugen in der Vergangenheit verringerte sich der Anteil der CO2-Emissionen des Verkehrssektors an den gesamten CO2-Emissionen nicht. Dies ist begründet in der kontinuierlichen Zunahme des Mobilitätsbedürfnisses der Bevölkerung. Der Trend geht hin zu Zweit- und Drittfahrzeugen je Haushalt bei gleichzeitiger Zunahme der jährlichen Fahrleistung. Der Transport von Gütern und Personen und das Bedürfnis nach individueller Mobilität stellen dabei eine Grundvoraussetzung für das Funktionieren von Volkswirtschaften dar und liefern einen entscheidenden Beitrag zum Wertschöpfungspotential. EU-Strategie zur CO2-Emissionsreduktion Auf europäischer Ebene wurde erstmals in den 90er Jahren über die Beschränkung anthropogener Treibhausgasemissionen des Verkehrssektors diskutiert. Hieraus resultierte die 1995 vorgestellte Strategie der Europäischen Kommission, die eine Reduktion der CO2-Emissionen der Neuwagenflotte auf durchschnittlich 120 g/km bis spätestens zum Jahr 2010 vorsieht (CEC, 2005). Um dieses Ziel schrittweise zu erreichen verabschiedete die EU 1998 die sog. „Drei-Säulen-Strategie“. Diese beinhaltet (Abbildung 2): 1. Säule – Selbstverpflichtung der Automobilindustrie: o freiwillige Selbstverpflichtung des Verbands der europäischen Automobilhersteller (Association des Constructeurs Européens d´Automobiles, ACEA) zur Senkung der CO2-Emissionen der Neuwagenflotte auf durchschnittlich 140 g/km bis 2008. o freiwillige Selbstverpflichtung der Verbände der japanischen und koreanischen Automobilhersteller zur Senkung der CO2-Emissionen der Neuwagenflotte auf durchschnittlich 140 g/km bis 2009. 2. Säule – Verbraucherinformation: Der Verbraucher soll zu umweltbewusstem Handeln bei seinen Kaufentscheidungen motiviert werden. Hierzu wurde die EURichtlinie 1999/94/EC verabschiedet. Demnach sollen Kunden Informationen zum Kraftstoffverbrauch und den CO2-Emissionen von Neufahrzeugen zur Verfügung gestellt werden (Labeling). 3 3. Säule – Fiskalische Instrumente: Eine CO2-basierte Besteuerung sollte eine Lenkungswirkung beim Kunden zu effizienteren Fahrzeugen bewirken. Dabei wird eine EU-weite Harmonisierung der Kraftfahrzeugsteuern zur Aufhebung der Marktverzerrungen in der EU durch unterschiedliche Steuersysteme angestrebt. Durch die sukzessive Abschaffung der Zulassungssteuer soll eine jährliche Steuer implementiert werden. EU-Strategie CO2-Reduktion bei neuen Personenkraftwagen Selbstverpflichtung der Automobilindustrie Verbraucherinformation Fiskalische Instrumente - - - - - - - - - - 3 Säulen Modell - - - - - - - - - - 140 g/km bis 2008/2009 Labeling CO2 basierte Kfz-Steuer Abbildung 2: EU-Strategie zur Reduktion der CO2-Emissionen bei Personenkraftwagen In Hinblick auf die freiwillige ACEA-Selbstverpflichtung erreichte die Neuwagenflotte der europäischen Automobilhersteller eine Absenkung von ca. 13 % von 1995 bis 2004 und lag somit im vereinbarten Zielkorridor (ACEA, 2005). Aktuell wird diskutiert, welchen Beitrag die Automobilindustrie zur weiteren CO2Emissionsreduktion nach Auslaufen der jetzigen Selbstverpflichtung in 2008/2009 leisten kann. Der Vorschlag der Europäischen Kommission sieht eine weitere Senkung der CO2Emissionen der Neuwagenflotte auf durchschnittlich 120 g/km bis 2012 vor. Eine Bewertung dieses Vorschlages aus Sicht der Umweltökonomie wird im Folgenden vorgenommen. Zur Zielerreichung des Kyoto Protokolls rief die Europäischen Kommission im Jahr 2000 das European Climate Change Programme (ECCP) ins Leben. Die Aufgabe bestand in der Identifizierung von umweltfreundlichen und kosteneffizienten Maßnahmen, die es der EU gestatten, ihrer Verpflichtung im Rahmen des Kyoto Protokolls nachzukommen. Bei diesem Verfahren müssen die Potentiale der unterschiedlichen Sektoren wie beispielsweise Energie, Transport, Industrie, Landwirtschaft und Forschung berücksichtigt werden. Als Maßstab für die Kosteneffizienz einer Maßnahme wurden die Vermeidungskosten herangezogen. Hierbei erfolgte die Ermittlung der Kosten einer Maßnahme für die Vermeidung einer Tonne CO2-Äquivalent. 4 Das von der ECCP identifizierte kosteneffiziente Reduktionspotential an CO2-Äquivalenten (CO2 äqu) entsprach der zweifachen Menge, die letztlich zur Zielerreichung des Kyoto Protokolls mit einer Reduktion von ca. 336 Mt CO2 äqu nötig wäre (ECCP, 2001). Die durchschnittlichen Vermeidungskosten hierzu wurden mit weniger als 20 €/t CO2 äqu angegeben. Der Vermeidungskostenansatz der Umweltökonomie, angewandt auf technische Maßnahmen der Automobilindustrie, definiert sich als eine Funktion der Kosten einer neuen Technologie, den dadurch erzielbaren diskontierten Kostenersparnissen aufgrund des geringeren Kraftstoffverbrauchs und den zukünftigen CO2-Emissionsreduktionen, Abbildung 3. CO2 Vermeidungskosten = f (Technologiekosten, Kraftstoffkostenersparnis, CO2-Reduktion) [€/t CO2] Technologiekosten: Implementierungskosten einer neuen Technologie in Fahrzeuge einschließlich Entwicklungskosten, jedoch ohne allgemeine Overheadkosten, Renditeerwartung und Steuern. Kraftstoffkostenersparnis: Zugrundelegung der in der EU-15 durchschnittlichen Fahrzeuglebensdauer von ca. 13 Jahren (TREMOVE, 2004). Diskontierung zukünftiger Kostenersparnisse auf den Bezugszeitpunkt mit 5 %. CO2-Emissionsreduktion: Zugrundelegung der gesamten Fahrzeuglebensdauer. Jährliche durchschnittliche Fahrleistung: 16.000 km (EUCAR, 2001). Abbildung 3: Ansatz zur Ermittlung der CO2-Vermeidungskosten in der Automobilindustrie Dieser Ansatz liefert für die ACEA Neuwagenflotte mit durchschnittlichen CO2-Emissionen von 120 g/km Vermeidungskosten von 400 bis 540 €/t CO2 für das Jahr 2012, Abbildung 4. Als Basis für die Berechnung wurde der Fahrzeugtechnologiestand des Jahres 2008 zugrunde gelegt. Der Wertebereich ergibt sich aufgrund Technologiekostenbereichen und deren CO2-Reduktionspotentialen. CO2 VK [€/t CO2] 540 bis 400 10,9 CO2-Reduktion [Mt/a] CO2-VK = CO2-Vermeidungskosten. Quelle: ACEA, 2005. Abbildung 4: CO2-Vermeidungskosten für die ACEA Neuwagenflotte mit durchschnittlichen CO2-Emissionen von 120 g/km in 2012, ausgehend von 140 g/km in 2008. 5 Die sehr hohen Vermeidungskosten im Automobilsektor ergeben sich durch den bereits sehr fortgeschrittenen Stand der Fahrzeugtechnologien, denn im Vergleich betrugen die durchschnittlichen Vermeidungskosten des ECCP weniger als 20 €/t CO2äqu für die zweifache Kyoto Zielerreichung. Bei Personenkraftwagen lassen sich weitere fahrzeugbezogene Maßnahmen der CO2-Emissionsreduktion nur zu erheblichen Kosten realisieren. Volkswirte sind mit dem Sachverhalt des sinkenden Grenznutzens bei steigenden volkswirtschaftlichen Kosten vertraut. Neben den Vermeidungskosten wird in den laufenden Diskussionen auch das von der jeweiligen Maßnahme leistbare CO2-Reduktionspotential angeführt. Diese Abschätzung wurde auch für den Automobilsektor vorgenommen. Die Simulationsrechnung des ACEA zeigt, dass im Fall des EU-Vorschlags (Neuwagenflotte mit durchschnittlich 120 g CO2/km) eine Reduktion von ca. 10,9 Mt CO2 im Jahr 2012 gegenüber dem Referenzfall erreicht wird (Abbildung 5). Zu Grunde gelegt wird dabei der Fahrzeugbestand in der EU-15. Unter Berücksichtigung der EU-25 würde sich eine höhere CO2-Reduktion in Mt gegenüber dem neuen Referenzfall einstellen. Im Referenzfall (durchgezogene grüne Linie) wurde unterstellt, dass die CO2-Emissionen der Neuwagenflotte von 2008 bis 2012 auf dem Niveau des Jahres 2008 von 140 g/km verbleiben. Die jährlichen Fahrzeugneuzulassungen penetrieren in den Fahrzeugbestand, sodass im Referenzfall im Jahr 2012 CO2-Emissionen des Fahrzeugbestands in der EU-15 von ca. 479 Mt anfallen. CO2 Emissionen Fahrzeugbestand [Mt/a] 140 g/km / 2008 140 g/km / 2012 579 517 10.9 Mt/a 468 140 g/km / 2008 120 g/km / 2012 2003 2008 (ACEA 163 g/km) (ACEA 140 g/km) 2012 Jahr Emissionen basierend auf Neuem Europäischen Fahrzyklus (NEFZ). Quelle: ACEA, 2005. Abbildung 5: CO2-Emissionsreduktion in Abhängigkeit der CO2-Emissionen der europäischen Neuwagenflotte in 2012 unter Berücksichtigung des Fahrzeugbestandes der EU-15. 6 Wird hingegen angenommen, dass sich die CO2-Emissionen der europäischen Neuwagenflotte von durchschnittlich 140 g/km in 2008 auf 120 g/km in 2012 reduzieren, resultieren für den Fahrzeugbestand in 2012 CO2-Emissionen von ca. 468 Mt (gepunktete rote Linie). Die aufgezeigte CO2-Emissionsreduktion von 10,9 Mt durch ein reines FahrzeugTechnologie Programm repräsentiert im Jahr 2012 eine CO2-Emissionsreduktion im Fahrzeugbestand von ca. 2,3 %. Diese erhöht sich nach 2012 durch die weitere Penetration von Neufahrzeugen in den Fahrzeugbestand. Der Kommissionsvorschlag von durchschnittlichen 120 g/km CO2-Emissionen der europäischen Neuwagenflotte fokussiert nur auf Neufahrzeuge und stellt somit eine sehr kostenintensive Einzelmaßnahme dar. Reine fahrzeugbezogene Technologieprogramme zur CO2-Emissionsreduktion stellen keine kosteneffiziente Maßnahme der Emissionsreduktion dar, wie sie im ECCP gefordert wird. Chronologie des Integrated Approach Im Juli 2005 beauftragte die Europäische Kommission ein „Impact Assessment“ mit dem Ziel, Kosten und Reduktionspotentiale von Technologien und Maßnahmen zur Senkung der CO2-Emissionen im Automobilsektor zu bewerten. Untersucht werden unter anderem auch Aktivitäten innerhalb des Integrated Approachs wie Fahrzeugtechnologien, alternative Kraftstoffe, CO2 basierte Kfz-Steuer, Verbraucherinformation (Labeling) und EcoDriving. Der Endbericht zum Impact Assessment wird im Frühjahr 2006 erwartet. Die Errichtung einer eigenen Arbeitsgruppe „Integrated Approach“ im Rahmen des ECCP II unterstreicht die politische Akzeptanz des Integrated Approach als Konzept einer nachhaltigen CO2-Emissionsreduktion. In der Arbeitsgruppe finden sektorenübergreifende Diskussionen und Bewertungen zur nachhaltigen CO2-Emissionsreduktion statt. Die Aufgabe des ECCP II besteht in der Identifizierung von umweltfreundlichen und kosteneffizienten Maßnahmen, die es der EU gestatten, ihrer Verpflichtung im Rahmen des Kyoto Protokolls nachzukommen. Voraussichtlich im September 2006 wird die Europäische Kommission ihre Strategie zur Reduktion der CO2-Emissionen im Pkw- und leichten Nutzfahrzeug-Sektor präsentieren. Verhältnismäßigkeit im globalen Kontext Globale Strategien zur Emissionsreduktion bauen auf Teilstrategien der regionalen Ebenen auf. Der Wandel der Zeit im Hinblick auf die demographische und wirtschaftliche Entwicklung von Regionen muss im globalen Kontext erfasst und bei der Erarbeitung einer globalen Strategie zur nachhaltigen Emissionsreduktion Berücksichtigung finden. Die Bedeutung dieser Aussagen wird im Folgenden veranschaulicht. Die größten Emittenten von anthropogenen Treibhausgasemissionen sind die USA, gefolgt von der Volksrepublik China, Abbildung 6. Dabei haben sich in den letzten 13 Jahren die Emissionen in der Volksrepublik China nahezu verdoppelt. Dagegen konnte die Bundesrepublik Deutschland im gleichen Zeitraum mit sehr hohen Anstrengungen die Emissionen nur um 147 Mt reduzieren (KLIMA, 2005). Damit wird deutlich, dass sehr hohe Anstrengungen einer Region durch eine regionale Entwicklung einer anderen um ein 7 zehnfaches überkompensiert wurden. Hierbei ist die Entwicklung anderer Entwicklungsländer noch nicht berücksichtigt. TG Emissionen [Mt CO2äqu] 6.000 5.000 1990 bis 2003: +1.431 Mt 4.000 3.000 1990 bis 2003: -147 Mt 2.000 1.000 Industrieländer Sü GB dk or ea Ita Fr l an ien kr ei ch U kr ai Sp ne an Sü ien da fri ka Po le M n ex ik B ra o si lie n hi na la nd Ja pa n In D di eu en ts ch la nd K an ad a us s R C U SA 0 Entwicklungsländer Schwellenländer TG Emissionen = Treibhausgas Emissionen. Quelle: FTD, 2005; IEA, 2002; KLIMA, 2005. Abbildung 6: Anthropogene Treibhausgasemissionen ausgewählter Staaten. Die von der EU-25 im Jahr 1990 verursachten Gesamtemissionen an Treibhausgasen, umgerechnet in CO2-Äquivalente, wiesen einen Anteil von ca. 14 % an den weltweiten Gesamtemissionen auf. Aufgrund der globalen Entwicklung des Übergangs von Schwellenländern zu Industrieländern und von Entwicklungsländern zu Schwellenländern wird erwartet, dass die von der EU-25 im Jahr 2050 verursachten Gesamtemissionen nur noch einen Anteil von ca. 7 % an den weltweiten Gesamtemissionen aufweisen werden (CEC, 2005), Abbildung 7. Aufgrund der deutlichen Verringerung des Anteils der Emissionen der EU-25 an den weltweiten Treibhausgasemissionen wird auch der Einfluss auf das weltweite Emissionsniveau durch die EU-25 deutlich abnehmen. Die Verhältnismäßigkeit einer regionalen Einzelmaßnahme im Hinblick auf den globalen Kontext muss hinterfragt werden. Für eine globale nachhaltige CO2-Emissionsreduktion sind vereinte Paketlösungen und keine unkoordinierten Einzelmaßnahmen erforderlich. Die EU-Kommission beansprucht mit der ambitionierten Zielsetzung in der europäischen Klimapolitik die Führungsposition einer nachhaltigen CO2-Emissionsreduktion. 8 TG Emissionen Emissionen [Gt CO2äqu] [Gt CO2äqu] 80 EU-25 EU-25 ~~77 % % 70 60 50 40 EU-25 EU-25 14 % ~~14 % Rest der Welt EU-25 30 20 10 0 Jahr 1990 Jahr 2050 TG Emissionen = Treibhausgas Emissionen. Quelle: CEC, 2005. Abbildung 7: Anteil der anthropogenen Treibhausgasemissionen in CO2-Äquivalenten der EU-25 an den weltweiten Emissionen im Jahr 1990 und erwarteter Anteil im Jahr 2050 Integrated Approach: Konzept einer nachhaltigen CO2-Reduktion Vor dem Hintergrund einer kosteneffizienten CO2-Emissionsreduktion im Sinn der Vorgaben des ECCP wird untersucht, inwieweit CO2-Emissionsreduktionen im Pkw-Sektor durch koordiniertes Vorgehen ausgehend von einem reinen Fahrzeug-Technologie Programm mit anderen CO2-beeinflussenden Aktivitäten realisiert werden können. Auf die CO2-Emissionen im Verkehrssektor haben verschiedene Sektoren/Bereiche Einfluss: Die Automobilindustrie und Zulieferer verantworten den fahrzeugtechnologischen Fortschritt. Die Kraftstoffindustrie bestimmt die umweltökologischen Aspekte der bereitgestellten Kraftstoffe und deren Infrastruktur (Kraftstoffqualität, alternative Kraftstoffe, Tankstellennetz). Die Politik verantwortet die Verkehrsinfrastruktur und das Verkehrsmanagement. Sie stellt die Rahmenbedingungen für die zukünftige CO2-Emissionsreduktion. Der Kunde beeinflusst den Kraftstoffverbrauch wesentlich durch sein Fahrverhalten im Straßenverkehr. Da die Kunden zu keinem Beitrag der CO2-Reduktion verpflichtet werden können sind Maßnahmen der genannten Bereiche auch zur positiven Beeinflussung auf das Kundenverhalten gerichtet. Beim Integrated Approach handelt es sich um einen ganzheitlichen Ansatz mit dem Ziel eine höhere CO2-Emissionsreduktion bei gleichzeitig geringeren Kosten gegenüber reinen fahrzeugtechnologischen Maßnahmen zu erreichen. Vereinte sektorenübergreifend koordinierte und abgestimmte Aktivitäten sind entscheidend auf dem Weg zu einer nachhaltigen CO2-Emissionsreduktion, Abbildung 8. Die Automobilindustrie stellt sich ihrer Verantwortung und leistet auch zukünftig ihren Beitrag zur nachhaltigen CO2-Emissionsreduktion. 9 Automobilindustrie & Zulieferer Politik Infrastruktur Kraftstoffindustrie Abbildung 8: Integrated Approach – Aktivitäten sektorenübergreifend koordiniert und abgestimmt Auf Seiten der Automobilindustrie und ihrer Zulieferer wird ein signifikanter Beitrag der CO2-Emissionsreduktion durch die Weiterentwicklung und die Erhöhung der Marktanteile von Technologien geleistet, die für das Erreichen höchstmöglicher Kraftstoffeffizienz sorgen. Abbildung 9 gibt vereinfacht einen Auszug der Betätigungsfelder der Automobilindustrie für eine weitere CO2-Emissionsreduktion nach 2008 wieder. Die Maßnahmen betreffen sowohl Optimierungen von Verbrennungsprozessen, Gewichtsreduktionen und Reibungsminimierung als auch Maßnahmen in Bezug auf das Energiemanagement im Fahrzeug. Fahrerinformationssysteme Aerodynamik Design, Strömungsmanagement Schaltpunktanzeige, Effizienzanzeige Verbrennungsprozess Benzin-Direkteinspritzung, variable Ventilsteuerung, Reibungsreduzierung Energiemanagement Gewichtsreduktion Hybrid, Thermomanagement Hochfeste Stähle, Aluminium, Kunststoffe Rollwiderstand Getriebe Rollwiderstandsoptimierte Reifen Reibungsreduzierung, Übersetzungsverhältnis Abbildung 9: Betätigungsfelder der Automobilindustrie mit Beispielen zur weiteren Reduktion von CO2-Emissionen nach 2008. Die Weiterentwicklung und der Einsatz von Technologien für alternative Kraftstoffe, wie zum Beispiel Biokraftstoffe, werden von der Automobilindustrie weiter vorangetrieben. Durch die Erhöhung der Marktanteile von alternativen Kraftstoffen durch die Kraftstoffindustrie kann ein wesentlicher Beitrag zur regionalen und globalen CO2-Emissionsreduktion geleistet werden, Abbildung 10. Dies steht in Übereinstimmung mit den Zielen der Europäischen Kommission. In der EU-Direktive des Europäischen Parlaments und des Rates 10 betreffend Förderung alternativer Kraftstoffe wurden Kraftstoffmarktanteile Energieinhalt) als Zielwerte niedergeschrieben (EUDIR, 2003): Zielwert für 2005: 2 % Marktanteil von Biokraftstoffen Zielwert für 2010: 5,75 % Marktanteil von Biokraftstoffen (nach In der EU-15 wurde in 2005 ein tatsächlicher Marktanteil dieser Kraftstoffe von 1,4 % erreicht (EURACTIV, 2006). Demnach hinkt die reale Entwicklung der gewünschten deutlich hinterher. Vor dem Hintergrund der kosteneffizienten CO2-Emissionsreduktion durch Biokraftstoffe ist eine Forcierung der Erhöhung der Marktanteile zur Zielerreichung anzustreben. Ein deutliches CO2-Reduktionspotential ist durch das so genannte Kraftstoff-Blending gegeben. Dies ist die Zumischung von Biokraftstoffen wie Bioethanol oder Biodiesel zu konventionellen fossilen Kraftstoffen wie Benzin oder Diesel. Hiervon profitieren nicht nur Neufahrzeuge sondern der gesamte Fahrzeugbestand. Die Sicherstellung hoher Kraftstoffqualitäten mit entsprechender Infrastruktur ist eine wesentliche Grundvoraussetzung für die Ausnutzung des Reduktionspotentials. Die derzeitigen europäischen Kraftstoffnormen EN 228 und EN 590 sehen eine maximale Beimischung von Biokraftstoffen zu konventionellen Kraftstoffen von 5 % (bezogen auf den Energieinhalt) vor. Eine Überprüfung und fahrzeugseitige Absicherung einer möglichen Erhöhung der Beimischungsmenge auf bis zu 10 % Energieanteil wird sowohl von Seiten der Kraftstoff- als auch der Automobilindustrie vorgenommen. Ein hohes CO2-Reduktionspotential wird den synthetischen Kraftstoffen aus Biomasse zugeschrieben. Es ist verfahrensbedingt deutlich höher als bei konventionellen Biokraftstoffen und erzielt eine bessere Ausnutzung der begrenzt zur Verfügung stehenden landwirtschaftlichen Flächen. In den Fachkreisen hat sich der Begriff Biomass-To-Liquid (BTL) etabliert. Da BTL bezüglich seiner Kraftstoffeigenschaften sehr ähnlich dem konventionellen Dieselkraftstoff aus fossilen Energieträgern ist, wäre eine Beimischung zu einem Anteil von deutlich mehr als 5 % zu konventionellem Dieselkraftstoff möglich. Das Prüfen und Vorantreiben der großtechnischen Machbarkeit sowie die Senkung der Produktionskosten durch die Kraftstoffindustrie mit Unterstützung der Politik bei Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten ist erforderlich. Ein weiterer Aspekt zur Verminderung der CO2-Emissionen ist das Thema Reifen. Die Weiterentwicklung und Erhöhung der Marktanteile rollwiderstandsreduzierter Reifen wird von der Automobilindustrie und ihren Zulieferern vorangetrieben. Ein hoher Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch ist durch den Reifendruck gegeben. Schon geringe Abweichungen vom optimalen Reifendruck verursachen sowohl Kraftstoffmehrverbrauche als auch eine Verringerung der Verkehrssicherheit. Studien belegen, dass ca. 27 % aller Fahrzeuge auf der Strasse mit nicht optimalem Reifendruck unterwegs sind (NHTSA, 2001). Ca. 70 % aller Reifen dürften dabei einen nicht optimalen Reifendruck aufweisen (BDM, 2005). Da hiervon der gesamte Fahrzeugbestand betroffen ist, können deutliche CO2-Emissionsreduktionen und eine Erhöhung der Verkehrssicherheit erzielt werden. Der Kraftstoffindustrie kommt für die Bereitstellung und Wartung einer Infrastruktur für Reifendruckkontrollmöglichkeiten eine hohe Bedeutung zu. Die Automobilindustrie kann hier gemeinsam mit der Kraftstoffindustrie und der Politik Informationskampagnen initiieren und durchführen. 11 Automobilindustrie & Zulieferer Weiterentwicklung und Erhöhung Marktanteile CO2 effizienter Technologien / Technologien für alternative Kraftstoffe Implementierung Schaltpunktanzeige / Effizienzanzeige Weiterentwicklung und Erhöhung Marktanteile rollwiderstandsreduzierter Reifen Maßnahmen für optimalen Reifendruck Unterstützung von Eco-Driving Aktivitäten Kraftstoffindustrie Politik Infrastruktur Erhöhung der Sicherstellung der Marktanteile von Konsistenz innerhalb alternativen Kraftstoffen der Gesetzgebung Sicherstellung hoher Kraftstoffqualität mit notwendiger Infrastruktur Infrastrukturaufbau / Bereitstellung und Wartung von Reifendruckkontrollen Unterstützung von Eco-Driving Aktivitäten Verbesserung Verkehrsinfrastruktur / Verkehrsmanagement R&D Unterstützung für neue Fahrzeugtechnologien und alternative Kraftstoffe Unterstützung der Initiative optimaler Reifendruck Unterstützung von Eco-Driving Aktivitäten Abbildung 10: Sektorenübergreifende Zusammenarbeit – Beispiele von Aktivitäten im Integrated Approach. Das Kunden-Fahrverhalten im täglichen Straßenverkehr stellt eine wesentliche Einflussgröße auf den Kraftstoffverbrauch dar. Hierzu zählt der Fahrzeugbetrieb im optimalen Betriebsbereich (Schaltvorgänge beim Kunden optimieren), aber auch die vorausschauende Fahrweise zur rechtzeitigen und verbrauchseffizienten Anpassung an Verkehrssituationen (z.B. Ausnutzung der Motorbremse, weniger Start-Stopps im städtischen Verkehr). Eine Unterstützung von Eco-Driving Aktivitäten, welche auf umweltbewusstes Fahrverhalten abzielen, durch die Automobil- und Kraftstoffindustrie und Politik bewirkt eine deutliche Verbrauchsreduktion bei gleichzeitiger Zunahme der Verkehrssicherheit. Die Automobilindustrie kann durch die Kopplung der Förderung von Eco-Driving Aktivitäten mit der Unterstützung der Schaltpunktanzeige respektive Effizienzanzeige im Neufahrzeug einen zusätzlichen Beitrag leisten. Das Fahrertraining bewirkt beim Fahrer einmalig eine Bewusstseinsbildung hin zum effizienteren Fahren und die Schaltpunkt- bzw. Effizienzanzeige im Fahrzeug übernimmt die laufende Erinnerungsfunktion. Der Politik kommt eine Schlüsselposition bei der Ausnutzung der Reduktionspotentiale im Integrated Approach zu. Hohe Priorität besitzt die Forderung der Sicherstellung der Konsistenz innerhalb der Gesetzgebung bezüglich einer langfristigen, bereichsübergreifenden und nachhaltigen CO2-Emissionsreduktion. Eine Wahrung der Verhältnismäßigkeit einer regionalen Ziel- und Vorgabensetzung im globalen Kontext ist anzustreben. Die Politik leistet durch die Koordinierung und finanzielle Unterstützung der vorwettbewerblichen Forschung und Entwicklung einen großen Beitrag zur Innovationsstärke einer Region. Im Sinne eines Integrated Approach ist dies beizubehalten und weiter auszubauen. Mit Fokus auf den Automobilsektor seien die Bereiche wie neue Fahrzeugtechnologien und alternative Kraftstoffe erwähnt. 12 Zu den Aufgaben der Politik gehört aber auch, für eine Verbesserung der Verkehrsinfrastruktur und des Verkehrsmanagements zu sorgen. Der Ausbau der Lichtsignal Synchronisation („grüne Welle“) in den Städten würde beispielsweise eine Verkehrsflussverbesserung und folglich eine Verbrauchssenkung bewirken. Berechtigung und Funktionsweise des Integrated Approach Ein Vergleich der CO2-Vermeidungskosten bei einem reinen Fahrzeug-Technologie Programm durch die Automobilindustrie mit jenen der vorhin diskutierten Aktivitäten im Rahmen des Integrated Approach ist in Abbildung 11 dargestellt. Den Aktivitäten im Integrated Approach ist gemein, dass sie deutlich niedrigere CO2Vermeidungskosten gegenüber einem reinen Fahrzeug-Technologie Programm zur Erreichung der durchschnittlichen äquivalenten CO2-Emissionen von 120 g/km aufweisen. Im Integrated Approach wurde beispielhaft ein Fahrzeug-Technologie Programm der Automobilindustrie zu Grunde gelegt, bei dem die Vermeidungskosten 200 bis 300 €/t CO2 betragen. Für die Berechnung der CO2-Vermeidungskosten durch den Einsatz alternativer Kraftstoffe wurde die Eucar-Studie herangezogen (EUCAR, 2001). Eine Gegenüberstellung mit dem Preis von CO2-Zertifikaten von weniger als 30 €/t CO2 im Rahmen des europäischen Emissionshandels im Jahr 2005 zeigt auf, dass in anderen Sektoren noch deutlich kostengünstigere Maßnahmen zur CO2-Emissionsreduktion existieren. Für das „CO2 Capture & Sequestration“ (unterirdische Endlagerung von anthropogenen CO2-Emissionen) werden Vermeidungskosten von nur 20 bis 100 €/t CO2 erwartet. Integrated Approach Aktivitäten Beispiele 540 bis 400 300 300 bis bis 200 200 185 150 20 180 bis < 20 100 < 30 -25 EU 120 g/km Fahrzeug Technologie Fahrzeug Optimaler Eco-Driving Technologie Reifendruck Programm 5 % Synthetischer Lichtsignal 5 % BioKraftstoff aus Synchronisation kraftstoff Biomasse (Diesel & Benzin blend) (Diesel blend) ECCP (2001) CO2 Capture CO2 Zertifikate & Sequestration Preis (in 2005) ECCP = European Climate Change Programme. Quelle: ACEA, 2005. Abbildung 11: CO2-Vermeidungskosten in [€/t] bei reinem Fahrzeug-Technologie Programm im Vergleich zu Aktivitäten im Rahmen des Integrated Approach und zu anderen Sektoren. 13 Aus der Abbildung lässt sich folgern, dass Maßnahmen der CO2-Emissionsreduktion im Automobilsektor generell kostenintensiver sind als jene in anderen Bereichen. Dies ist auch ein Indiz für die Komplexität der Umsetzung im Verkehrssektor. der Integrated Approach die kosteneffizienteste Vorgehensweise für eine nachhaltige CO2-Emissionsreduktion im Automobilsektor darstellt. Neben den Kosten der Vermeidung einer Tonne CO2 sind auch die Potentiale der CO2Emissionsreduktion von Bedeutung. Der Vergleich der CO2-Reduktionspotentiale der Aktivitäten im Integrated Approach macht ersichtlich, dass vor allem bereichsübergreifende Aktivitäten zu Eco-Driving und der Einsatz von Biokraftstoffen ausgeprägte CO2Emissionsreduktionen in 2012 ermöglichen, da diese auf den gesamten Fahrzeugbestand wirken, Abbildung 12. Für die Berechnung der Potentiale der CO2-Emissionsreduktion durch Biokraftstoffe und synthetische Kraftstoffe aus Biomasse wurde eine 5 % Beimischung zum PkwKraftstoffabsatz in der EU-15 unterstellt. Würde der gesamte Kraftstoffbedarf in der EU-15, einschließlich Straßengüterverkehr, für die Kraftstoffbeimischung zugrunde gelegt werden, ergeben sich deutlich höhere Reduktionspotentiale. Das gesamte Potential der CO2-Emissionsreduktion durch Eco-Driving Aktivitäten in der EU-15 wird mit 35 bis 50 Mt pro Jahr und jenes durch Lichtsignal Synchronisation mit ca. 4,9 Mt pro Jahr geschätzt (ACEA, 2006). Für die Berechnungen in der Abbildung wurde unterstellt, dass das Potential durch Eco-Driving Aktivitäten zu 30 % und durch Lichtsignal Synchronisation zu 50 % in 2012 genutzt wird. Integrated Approach Aktivitäten Beispiele Lkw 12,5 10,9 9,5 Pkw 10,2 5,4 2,4 1,0 EU 120 g/km Fahrzeug Technologie Fahrzeug Optimaler Technologie Reifendruck Programm Eco-Driving Lichtsignal 5 % Synthetischer 5 % BioKraftstoff aus Synchronisation kraftstoff Biomasse (Diesel & (Diesel blend) Benzin blend) Lkw = Lastkraftwagen, Pkw = Personenkraftwagen. Quelle: ACEA, 2005. Abbildung 12: CO2-Reduktionspotentiale in [Mt/Jahr] bei reinem Fahrzeug-Technologie Programm im Vergleich zu den Potentialen von Aktivitäten im Rahmen des Integrated Approach. 14 Durch gemeinsame koordinierte Aktivitäten, d.h. sektorenübergreifende Zusammenarbeit, ergibt sich in Summe eine CO2-Emissionsreduktion, die ein Vielfaches der Reduktion durch ein reines Fahrzeug-Technologie Programm ausmacht, Abbildung 13. Bei den beispielhaft aufgezeigten Aktivitäten im Integrated Approach würde eine nahezu vierfache CO2-Emissionsreduktion, d.h. 41 Mt, in 2012 gegenüber einem reinem 120 g/km Fahrzeug-Technologie Programm erzielt werden. Darüber hinaus würde dies zu durchschnittlichen CO2-Vermeidungskosten von ca. 180 €/t erfolgen, die deutlich niedriger ausfallen als reine fahrzeugbezogene Maßnahmen in Höhe von 400 bis 540 €/t CO2 eines reinen 120 g/km Fahrzeug-Technologie Programms. Daraus wird nochmals ersichtlich, dass die Automobilindustrie auch in einem Integrated Approach Aktivitäten verantwortet, die den obersten Kostenbereich darstellen. Die CO2-Reduktionspotentiale können zudem zeitlich viel früher realisiert werden. CO2 VK [€/t] 600 120 g/km Fahrzeug Technologie 500 400 300 200 100 Fahrzeug Technologie 5 % Biokraftstoff Integrated Approach LSS Eco-Driving 5 % Synth. Kraftstoffe Opt. Reifendruck 10 20 30 40 CO2 Reduktion [Mt/a] in 2012 gegenüber 2008 CO2 VK = CO2 Vermeidungskosten. LSS = Lichtsignal Synchronisation. Quelle: ACEA, 2005. Abbildung 13: Funktionsweise eines Integrated Approach: Höhere CO2-Emissionsreduktion zu durchschnittlich niedrigeren CO2-Vermeidungskosten Zusammenfassung Die EU hat sich im Rahmen des Kyoto Protokolls verpflichtet, ihre anthropogenen Treibhausgasemissionen auf Basis des Emissionsniveaus von 1990 um 8 % bis zum Zielzeitraum 2008 bis 2012 zu senken. Entsprechend dieser Reduktionsverpflichtung ergeben sich für die verschiedenen emittierenden Sektoren Anforderungen zur Emissionsreduktion. Daraus leitet sich die EU-Strategie der CO2-Emissionsreduktion im Pkw-Sektor ab. Diese beruht dabei auf drei Säulen: Selbstverpflichtung der Automobilindustrie, Verbraucherinformation und fiskalische Instrumente. Das Kosten/Nutzen-Verhältnis von Maßnahmen im Automobilsektor im Vergleich zu anderen Sektoren zeigt auf, dass es sich bei weiteren rein fahrzeugbezogenen Technologieprogrammen zur CO2-Emissionsreduktion um keine umweltökonomisch effiziente Maß- 15 nahme der Emissionsreduktion handelt, wie im European Climate Change Programme gefordert. Beim Integrated Approach handelt es sich um einen ganzheitlichen Ansatz mit dem Ziel, eine höhere CO2-Emissionsreduktion bei gleichzeitig geringen Kosten zu erreichen. Dies wird durch vereinte sektorenübergreifend koordinierte und abgestimmte Aktivitäten realisiert und nicht durch Forderung nach Einzelmaßnahmen eines Bereichs. Das Ziel ist eine nachhaltige CO2-Emissionsreduktion. Der Integrated Approach liefert schnellere und höhere CO2-Emissionsreduktionen mit höchster Kosteneffizienz in Übereinstimmung mit den Zielen der Europäischen Union und Hinblick auf die Kyoto Zielerreichung bis 2012. Der Integrated Approach vereint und koordiniert Aktivitäten verschiedener Sektoren/Bereiche im Sinne einer nachhaltigen Emissionsreduktion in Übereinstimmung mit den langfristigen Zielen der Europäischen Union nach 2012. Dabei wird die langfristige Schonung fossiler Energieträger angestrebt. Der Integrated Approach trägt dazu bei, in Übereinstimmung mit den Zielen der Europäischen Union (Lissabon Strategie) den Wirtschaftsstandort Europa zu sichern und die globale Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. Dabei finden die Interessen der Wirtschaft im Allgemeinen als auch der Automobilindustrie im Besonderen ihre Berücksichtigung. Die Automobilindustrie ist sich ihrer Verantwortung bewusst und wird ihren Beitrag zur nachhaltigen CO2-Emissionsreduktion leisten. Zur Minderung des Klimawandels ist eine globale Strategie zur nachhaltigen Reduktion anthropogener Emissionen notwendig. Regionale Teilstrategien im Kontext der globalen Strategie erfordern vereinte Paketlösungen anstelle von unkoordinierten Einzelmaßnahmen. Der Integrated Approach wird diesen Anforderungen gerecht. Elektronische Version dieses Beitrages und der Präsentation siehe www.bmwgroup.com, Rubrik Forschung & Entwicklung / Publikationen. 16 Literaturverzeichnis ACEA, 2005 N.N., “Monitoring of ACEA´s Commitment on CO2 Emission Reductions from Passenger Cars (2004)”, Joint Report of the European Automobile Manufacturers Association and the Commission Services, 2005, Brüssel. 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