Umwelt und Klima

CO₂-Regulierung bei Pkw und leichten Nutzfahrzeugen

Seit 2009 unterliegen Pkw und leichte Nutzfahrzeuge in der EU einer CO₂-Regulierung. Das für Pkw-Neuwagen festgelegte Durchschnittsziel von 130 g CO₂/km für das Jahr 2015 wurde für 2020 auf 95 g CO₂/km verschärft. Derzeit erarbeitet die EU-Kommission einen Regulierungsvorschlag für die Zeit nach 2020.

Säule 1: CO₂-Reduktionspotenziale innerhalb der Automobilindustrie

Bei der Bestimmung von CO2-Reduktionspotenzialen innerhalb der Automobilindustrie stehen folgende Fragen im Fokus:

  • Wie kann man zum heutigen Zeitpunkt einen Zielwert festlegen, der zum einen die Unsicherheiten beim Wechsel des Prüfzyklus von NEFZ auf WLTP berücksichtigt und zum anderen die hohe Ungewissheit beim Hochlauf alternativer Antriebe einbezieht?
  • Welche sonstigen sinnvollen Reduktionspotenziale zur CO2-Reduktion können nachweislich zur CO2-Reduktion beitragen, auch wenn sie nicht im Prüfzyklus bestimmbar sind?

Technische Reduktionsrate für Neuwagen

Warum technische Reduktionsrate statt Grenzwert?
Die aktuelle CO2-Regulierung legt einen CO2-Zielwert fest und überprüft für alle Neuzulassungen am Ende eines Jahres gewichtsabhängig und herstellerbezogen die CO2-Flottenwerte. Dabei werden heute noch alle Neufahrzeuge im Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) gemessen. Ab 2017 wird dieser Prüfzyklus durch die Worldwide Harmonized Light-Duty VehiclesTest Procedure (WLTP) ersetzt, die auch Grundlage für eine neue Zielwertdefinition sein soll.

Bei der Umstellung vom NEFZ auf die WLTP setzt die EU-Kommission das Prinzip des vergleichbaren Anspannungsgrades („comparable stringency“) an. Eine unter heutigen NEFZ-Testrandbedingungen gesetzeskonforme Fahrzeugflotte muss also auch unter WLTP-Testrandbedingungen gesetzeskonform sein. Die NEFZ- und WLTP-Werte lassen sich nicht einfach umrechnen, weil einzelne Technologien, etwa Start/Stopp, in den jeweiligen Testzyklen unterschiedlich wirksam sind und folglich die „comparable stringency“ nicht eingehalten würde. Deshalb belässt die EU-Kommission die Überprüfung des 95 g CO2/km Flottenziels bis einschließlich 2020 auf korrelierten NEFZ-Werten und nutzt dazu das „CO2mpas-Tool“.

Obwohl der WLTP-Zyklus 2017 in Kraft tritt, wird frühestens ab 2020 ein vollständiger WLTP-Datensatz für eine komplette Neuwagenflotte vorliegen. Ein neuer CO2-Flottengrenzwert für die Zeit nach 2020 lässt sich auf Basis von WLTP-Daten daher zum jetzigen Zeitpunkt nicht festlegen. Vielmehr sollte eine Momentaufnahme des europäischen Pkw-Marktes nach 2020 die neue CO2-Datenbasis liefern, von der analog zum heutigen Vorgehen eine neue CO2-Zielgerade für das Jahr 2030 abgeleitet wird. Auf dieser neuen Zielgeraden liegen dann die neuen gewichtsabhängigen und herstellerbezogenen WLTP-Grenzwerte 2030.

Fazit
Um trotzdem bereits 2017 einen Post-2020-Reduktionspfad vorzuschlagen, kann im Sinne eines regulatorischen Zwischenschritts lediglich eine prozentuale Gesamtreduktionsrate für den Zeitraum 2020 bis 2030 festgeschrieben werden. Einen absoluten WLTP-Grenzwert anzugeben, ist nicht möglich, da erst ab 2020 eine WLTP-Absprungbasis ermittelbar ist.

Wie hoch kann die technische Reduktionsrate post 2020 sein?
Das CO2-Reduktionstempo der Vergangenheit wird mit einer weiteren Optimierung des Verbrennungsmotors nicht zu halten sein. Weitere Reduktionen auf unter 95 g CO2/km hängen vielmehr zum überwiegenden Teil vom Markterfolg alternativer Antriebe ab.

Der Markthochlauf alternativer Antriebe ist wiederum abhängig von vielen exogenen Größen, die nicht im Verantwortungsbereich der Automobilindustrie liegen und von ihr nur bedingt beeinflusst werden können. Dazu gehören unter anderem Batteriekosten, Ladeinfrastruktur, Kraftstoffpreise und öffentliche Beschaffung. Insofern sind ambitioniertere Ziele nach 2020 nur erreichbar, wenn durch das gemeinsame Handeln von Automobilindustrie, Mitgliedstaaten, Infrastrukturanbietern sowie regionalen und kommunalen politischen Entscheidern verlässlich die richtigen Rahmenbedingungen geschaffen werden. Die Politik, die Industrie und nicht zuletzt die Autofahrer müssen ihren Beitrag leisten, um weitere Reduktionsraten sicherzustellen.

Konditionierte Reduktionsraten in Abhängigkeit verschiedener E-Mobilitätsszenarien

Aus Sicht der Industrie sind rein technologisch durchaus ambitionierte Reduktionsraten in der Kombination von konventionellen und alternativen Antrieben möglich. Allerdings ist nicht alleine die technologische Machbarkeit entscheidend, als vielmehr die Akzeptanz der E-Mobilität, wofür wiederum die Rahmenbedingungen in den EU-Staaten ausschlaggebend sind. Beispielhaft berechnete E-Mobilitäts-Szenarien für die EU:

Die Reduktionslogik der Vergangenheit kann also nicht einfach linear fortgeschrieben werden. Vielmehr muss die künftige CO2-Regulierungslogik zwingend die Unwägbarkeiten dieser neuen Technologie- und Infrastrukturentwicklung berücksichtigen.

Prinzipiell ergeben sich die möglichen CO2-Reduktionen von Neufahrzeugen nach 2020 durch zwei wesentliche Stellenhebel:

  • neben der weiteren Optimierung von konventionellen Antriebskonzepten bestimmt der
  • Markterfolg der alternativen Antriebe die Höhe der CO2-Reduktionsrate.

Je nach Entwicklung der Ladeinfrastruktur, der Batteriekosten, der Kraftstoffpreise und sonstiger exogener Faktoren fällt die CO2-Gesamtreduktion abhängig vom Zuwachs der E-Mobilität höher oder niedriger aus.

Da der Markterfolg alternativer Antriebe derzeit nicht vorhersagbar ist, kann 2017 nur eine konditionierte Gesamtreduktionsrate für 2030 im Sinne einer Wenn-dann-Aussage formuliert werden: Wenn sich die exogenen Faktoren in einer bestimmten Art und Weise entwickeln, dann kann eine Gesamtreduktion von x Prozent im Jahr 2030 erreicht werden. Die unten stehende Abbildung sowie die nachfolgende Darstellung unterschiedlicher E-Mobilitätsszenarien mögen diesen Sachverhalt verdeutlichen.

Die hohe Unsicherheit über den erreichbaren Markthochlauf bis 2030 bleibt auch nach 2017 bestehen. Deshalb sollten spätestens im Jahr 2025 die bis dahin erreichten Reduzierungsschritte in einem Mid-Term-Review transparent überprüft werden. Denn wenn sich die Rahmenbedingungen für die alternativen Antriebe anders als prognostiziert entwickeln, sind die vereinbarten Reduktionsraten nach oben oder unten anzupassen. Ein Mid-Term-Review könnte dabei beispielsweise wie folgt erstellt werden:

Qualitatives Mid-Term-Review durch ein unabhängiges Expertengremium
Politik und Industrie einigen sich 2017 auf ein unabhängiges Expertengremium, das im Jahr 2025 alle wesentlichen Einflussparameter für den Hochlauf der alternativen Antriebe etwa nach folgenden Indikatoren bewertet:

  • Angebotsvielfalt (Battery Electric Vehicle BEV), Plug-In-Hybrid Electric Vehicle (PHEV), Fuel-Cell Electric Vehicle (FCEV) etc.
  • Ausbaugrad der Ladeinfrastruktur
  • Öl- und Kraftstoffpreise
  • Höhe der Subventionen und nicht monetären Incentives
  • Grad der öffentlichen Beschaffung etc.

Ein solches Tracking der Entwicklung relevanter Größe und Indikatoren ist der EU-Gesetzgebung im Prinzip nicht fremd. So werden bereits in der heutigen CO2-Regulierung das EU-Flotten-Durchschnittsgewicht oder auch der 7-g-Schwellenwert bei den Öko-Innovationen regelmäßig überprüft.

Quantitatives Mid-Term-Review
Alternativ könnten dem Mid-Term-Review komplexitätsreduzierend nur einzelne, leicht messbare Indikatoren zugrunde gelegt werden, die für den Hochlauf alternativer Antriebe in hohem Maße relevant sind. Selbstredend ist der tatsächliche Marktanteil alternativer Antriebe als Ergebnisgröße vieler Indikatoren ausschlaggebend für das Reduktionspotenzial. Viele Umfragen weisen aber darauf hin, dass für den Kauf von Elektrofahrzeugen eine flächendeckende und schnelle Lademöglichkeit als ein Indikator relevant ist. Auch die EU-Kommission unterstreicht die Notwendigkeit einer Infrastruktur in ihrer „Directive on Deployment of Alternative Fuels Infrastructure“ (DAFI). So wurde im Kommissionsvorschlag für die DAFI als Verhältnis von öffentlichen Ladepunkten und Anzahl an Elektrofahrzeugen eine Ratio von eins zu fünf gefordert. Die Überprüfung dieser Ratio im Mid-Term-Review 2025 sollte die Machbarkeit der definierten Reduktionsrate für 2030 einbeziehen. Folglich würde im Reviewjahr der Ausbau der Infrastruktur gemessen und im Verhältnis zum erzielten Marktanteil bewertet werden. Aus dem gemessenen und bewerteten Zustand kann ein Korrekturfaktor für den Hochlauf der alternativen Antriebe abgeleitet und damit die finale Zusatzreduktionsrate bestimmt werden.

Fazit
Da der Markterfolg alternativer Antriebe hochgradig ungewiss ist und nicht im alleinigen Verantwortungsbereich der Automobilindustrie liegt, sollte der Anspannungsgrad der zukünftigen Regulierung flexibel auf die tatsächliche Marktentwicklung und den Ausbau der Infrastruktur reagieren und in einem Mid-Term-Review überprüft werden.

Förderungskonzept für alternative Antriebe (Eco-Anreiz)
Der Europäische Rat vom Oktober 2014 hat in seinen Schlussfolgerungen die Kommission gebeten, „[…] nach 2020 weitere Instrumente und Maßnahmen für ein umfassendes und technologieneutrales Konzept zu prüfen, mit dem die Emissionsreduktion und die Energieeffizienz im Verkehrssektor, die Elektromobilität und erneuerbare Energiequellen im Verkehrssektor gefördert werden“. In diesem Sinne sollte ein regulatives, non-monetäres Anreizsystem für die hohen Investitionen in alternative Antriebe geschaffen werden. So könnten Hersteller einen Anreiz in Form einer geringeren Reduktionsverpflichtung bekommen, wenn sie in besonderem Maße in alternative Antriebe investieren und ihre Modelle entsprechenden Markterfolg haben. Hersteller, die keine Modelle mit alternativem Antrieb verkaufen, bekommen keine Zielwertentspannung. Analog könnte auch die Mehrfachanrechnung von alternativen Antrieben in der CO2-Bilanz ein wirksames Anreizinstrument sein.

Fazit
Der Gesetzgeber sollte die Marktdurchdringung von Fahrzeugen mit alternativem Antrieb unterstützen. Dies wirkt sich einerseits positiv auf die CO2-Emissionen des Straßenverkehrs aus und kann andererseits eine schnellere Stückkostendegression bewirken, wodurch Fahrzeuge mit alternativem Antrieb noch schneller wettbewrbsfähig werden.

Zusammenfassung
Künftige technische Reduktionsraten in einer konditionierten Flottenregulierung ergeben sich aus konventionellen Reduktionsraten sowie aus variablen alternativen Reduktionsraten entsprechend dem Markterfolg alternativer Antriebe und dem Ausbau der Ladeinfrastruktur. Durch einen Eco-Anreiz sollte der Hochlauf alternativer Antriebe gefördert werden.

Bei einem solchen Vorgehen kann zwischen 2021 und 2030 eine signifikante Reduktion der CO2-Emissionen erreicht werden. Entwickeln sich der Markt für alternative Antriebe und der Ausbau der dazu notwendigen Infrastruktur besser als prognostiziert, lassen sich noch höhere Reduktionsraten erzielen. Eine mögliche Anpassung der Reduktionsraten sollte in einem Mid-Term-Review im Jahr 2025 erfolgen.

Anrechnung zusätzlicher Reduktionen

Neben den im Testzyklus unmittelbar messbaren CO2-Reduktionspotenzialen
gibt es viele weitere Maßnahmen zur wirksamen Emissionsreduzierung. Da diese Emissionsreduzierungen sich nicht auf den im Zyklus zertifizierten offiziellen CO2-Wert auswirken, sollten Hersteller Anrechnungen erhalten, wenn von ihnen gewählte Maßnahmen nachweislich die CO2-Emissionen reduzieren und damit die Lücke zwischen Zertifizierungs- und Realverbrauch verkleinern. Sinnvoll dafür sind zusätzliche Credits auf den offiziellen Flottenwert des Herstellers. Etwaige Credits und deren Höhe sind möglichst konkret und verbindlich in einem Post-2020-Regulierungsregime festzulegen, um die Planbarkeit zu erhöhen und damit die nötigen, teilweise langfristigen Investitionen zu incentivieren.

Ausbau der Eco-Innovations (Off-Cycle Technologies)
Eco-Innovations sind Maßnahmen, die die CO2-Emission eines Fahrzeugs senken, aber im offiziellen Typprüfverfahren nicht abgebildet werden. Derzeit nutzt die EU bereits Eco-Innovations als festen Bestandteil der CO2-Regulierung und erlaubt durch den Einbau von Eco-Innovations bis zu 7 g CO2/km einzusparen. Das aktuelle Anerkennungsverfahren für Eco-Innovations ist jedoch mit regulativen und bürokratischen Hürden verbunden.

Für eine Nachfolgeregulierung post 2020 sollten Eco-Innovations so gestaltet sein, dass die Verbreitung von innovativen Technologien im Volumensegment gefördert und damit ein wesentlicher Beitrag zu den übergeordneten Klimaschutzzielen geleistet wird. Die Automobilindustrie plädiert für einen pragmatischen Ansatz, bei dem eine Liste mit vordefinierten Technologien und deren CO2-Reduktionspotenzial in die Regulierung aufgenommen wird. Das CO2-Reduktionspotenzial kann entweder als Formel in Abhängigkeit von einem zu messenden technischen Wert oder auch als Fixwert erfasst werden.

Für die zukünftig höhere Anzahl von Fahrzeugen mit rein elektrischer Reichweite werden kraftstoffsparende Klimatisierungs- und Komfortechnologien die elektrische Reichweite im tagtäglichen Fahrbetrieb erheblich beeinflussen. Daher sind diese Technologien in die Definition der Eco-Innovations aufzunehmen.
Auch für die stärkere Vernetzung der Fahrzeuge mit ihrer Umgebung sind Technologien, deren CO2-Einsparpotenzial von der Fahrernutzung abhängt (z. B. Adaptive Cruise Control, Adaptive Haptic Pedal, Trip Computer on Board oder Eco-Mode-Programme), vermehrt zu erwarten und entsprechend als Eco-Innovationen zu fördern.

ITS und Safety Pakete
In Analogie zu den „Ergänzenden Maßnahmen“ aus der bisherigen Grenzwertregulierung (Regulierung 443/2009) lassen sich Technologiepakete definieren, für die jeder Hersteller, der diese eindeutig CO2-reduzierenden Technologien einbaut, eine Pauschalanrechnung bekommt. Bereits in der Grenzwertregulierung von 2015 wurden für den serienmäßigen Einbau von Reifendruckkontrollsystemen, Leichtlaufreifen, effizienten Klimaanlagen, Schaltzeitpunktanzeigen sowie der Befähigung für Biokraftstoffe pauschal 10 g angerechnet. In der Post-2020-Regulierung könnten beispielsweise die folgenden Punkte angerechnet werden:

  • ITS-Pakete (Intelligent Transport Systems): Befähigung zur digitalen Vernetzung und damit zur Verstetigung des Verkehrsflusses und zur Verbesserung der Mobilität (z. B. Car to Car Communication, Traffic Light Recognition, Congestion Avoidance/Networked Systems)
  • Safety-Pakete: Stauvermeidung durch weniger Unfälle (z. B. Lane Departure Warning, Line Keeping, Adaptive Lighting)

Eco-Driving
Des Weiteren sollten vom Fahrerverhalten abhängige Technologien wie Eco-Mode sowie weiche Maßnahmen der CO2-Reduktion als reduktionswirksame Maßnahmen anerkannt werden. Würde ein Hersteller sich beispielsweise bereit erklären, jedem Neuwagenkäufer kostenlos eine Fahrerschulung zum effizienten Fahren anzubieten, sollten dem Hersteller dafür Credits gewährt werden. Hierzu müsste eine unabhängige Institution statistisch ermitteln, welche durchschnittlichen langfristigen CO2-Einsparungen sich durch Fahrerschulungen erzielen lassen.

Anrechnung der Befähigung von Fahrzeugen für CO2-arme bzw. klimaneutrale Energieträger auf den Flottenemissionswert
Damit erneuerbare Kraftstoffe biogenen Ursprungs im Fahrzeug in nennenswertem Anteil verwendet werden können, müssen die Fahrzeuge dafür speziell aufgerüstet werden. Insofern ist die technologische Befähigung von Fahrzeugen für den Einsatz von Biokraftstoffen der zweiten und dritten Generation zu fördern. Fahrzeuge, die für den Einsatz von Biokraftstoffen homologiert wurden, könnten etwa einen CO2-Zulassungswert erhalten, der der CO2-Minderung des Kraftstoffs zumindest teilweise entspricht. Eine solche pauschalisierende Möglichkeit war in der bisherigen Regulierung bereits enthalten. Dieser Artikel könnte für eine Post-2020-Nachfolgeregulierung einfach wieder eingeführt werden.

Anrechnung CO2-neutraler Kraftstoffe auf den Flottenemissionswert
Das Elektrofahrzeug (BEV, FCEV) und der hocheffiziente Verbrenner in Kombination mit gasförmigen oder flüssigen regenerativen Kraftstoffen ergänzen sich ideal. Verbrennungsmotoren werden auch langfristig für gewisse Einsatzbereiche benötigt (für Nutzfahrzeuge, hybride Pkw auf Langstrecken oder auch für den Flugverkehr). Werden Kraftstoffe für den Verbrennungsmotor auf Basis von regenerativem Strom hergestellt, so sind sie weitgehend klimaneutral.

Die Flottengrenzwertregulierung CO2 post 2020 bietet die einmalige Chance, Hochlauf und Verbreitung regenerativer Kraftstoffe nachhaltig zu beflügeln. Eine geeignete Incentivierung motiviert zum Einsatz und zur Verbreitung regenerativer Kraftstoffe, steigert deren absolute Mengen und sorgt für einen schnelleren Aufbau der dafür notwendigen Infrastruktur. Entsprechend gilt es, den Einsatz CO2-neutraler Ersatzkraftstoffe durch die Anrechnung ihrer Treibhausgas-THG-Minderungen auf den Flottendurchschnittswert der Neuwagen zu fördern.

Beim Einsatz von Kraftstoffen, deren Menge und nachhaltige THG-Minderung zweifelsfrei nachweisbar sind, sollte der Hersteller eine CO2-Gutschrift für die mit diesen Kraftstoffen versorgte Fahrzeugflotte erhalten. So sollten die nachweisbar verringerten Emissionswerte direkt auf den Flottenemissionswert der Neufahrzeuge des jeweiligen Herstellers anrechenbar sein. Voraussetzung ist, dass diese Kraftstoffe nicht zur Erfüllung der THG-Minderungsquote der Mineralölhersteller herangezogen werden.

Vorantreiben neuer Mobilitätskonzepte
Auch neue Mobilitätskonzepte spielen eine wichtige Rolle bei der Verringerung der CO2-Emissionen. Folglich sollten Hersteller für ihr Engagement beim Vorantreiben entsprechender Angebote eine Incentivierung durch Credits erhalten.

Carsharing ist eine Möglichkeit, den Bestand an Fahrzeugen zu reduzieren, weil innerhalb eines multimodalen Transportangebots Fahrzeuge effizienter genutzt werden können. Im Vergleich zur Bestandsflotte werden durch Carsharing Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen reduziert, denn neue, emissionsärmere Fahrzeuge ersetzen Altfahrzeuge. Verschiedene Studien belegen, dass ein Carsharing-Fahrzeug durchschnittlich acht bis zehn Altfahrzeuge ersetzt. Im Free Floating lassen sich zudem noch gefahrene Kilometer reduzieren, weil Hin- und Rückfahrten durch One-Way-Fahrten ersetzt werden. Wenn elektrifizierte Fahrzeuge eingesetzt werden, steigen darüber hinaus die positiven Umweltaspekte und das generelle Interesse an Elektromobilität.

Carsharing hat das Potenzial zur substanziellen CO2-Reduktion. Eine in London durchgeführte Studie weist ein Potenzial zur Reduktion des Carbon-Footprint um 49 Prozent aus. Um den tatsächlichen CO2-Effekt besser abschätzen zu können, sind noch ergänzende Studien erforderlich, aber das Potenzial rechtfertigt eine Berücksichtigung des Beitrags durch Carsharing in der CO2-Regulierung.

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