VERGLEICH VON CNG UND LNG ZUM EINSATZ IN LKW · PDF filevergleich von cng und lng zum einsatz...

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  • VERGLEICH VON CNG UND LNG ZUM EINSATZ IN LKW IM FERNVERKEHR

    EINE EXPERTISE FR DIE OPEN GRID EUROPE GMBH | ABSCHLUSSBERICHT

    Dr. Ulrich Bnger

    Hubert Landinger

    Werner Weindorf

    Reinhold Wurster

    Jan Zerhusen

    Dr. Werner Zittel

    ABSCHLUSSBERICHT

    MAI 2016

    www.lbst.de

    http://www.lbst.de/

  • R E P O R T

    Haftungsausschluss

    Der Mitarbeiterstab der Ludwig-Blkow-Systemtechnik GmbH hat diesen Bericht erstellt.

    Die Sichtweisen und Schlsse, die in diesem Bericht ausgedrckt werden, sind jene der Mitarbeiter

    der Ludwig-Blkow-Systemtechnik GmbH. Alle Angaben und Daten sind sorgfltig recherchiert.

    Allerdings gibt weder die Ludwig-Blkow-Systemtechnik GmbH noch irgendeiner ihrer Mitarbeiter,

    Vertragspartner oder Unterauftragnehmer irgendeine ausdrckliche oder implizierte Garantie oder

    bernimmt irgendeine rechtliche oder sonstige Verantwortung fr die Korrektheit, Vollstndigkeit

    oder Nutzbarkeit irgendeiner Information, eines Produktes oder eines enthaltenen Prozesses, oder

    versichert, dass deren Nutzung private Rechte nicht verletzen wrden.

  • Vergleich von CNG und LNG zum Einsatz in Lkw im Fernverkehr

    Abschlussbericht

    i

    INHALT

    TABELLEN .................................................................................................................... V

    ABBILDUNGEN ............................................................................................................ VII

    ABKRZUNGEN ............................................................................................................. X

    ZUSAMMENFASSUNG ................................................................................................... XII

    0 HINTERGRUND, ZIELSETZUNG UND ABGRENZUNG DER ARBEIT .................................... 17

    1 BESCHREIBUNG STATUS QUO ............................................................................... 20

    1.1 Aktueller Stand beim Einsatz von Erdgas in schweren

    Nutzfahrzeugen ............................................................................................. 20

    1.2 Aktueller Stand der Fahrzeugtechnik ............................................................. 24

    1.2.1 Erdgasmotorentechnologien ........................................................... 24

    1.2.2 Tanktechnologien ............................................................................ 28

    1.2.2.1 CNG ............................................................................ 28

    1.2.2.2 LNG ............................................................................ 31

    1.2.2.3 Vergleich CNG / LNG Tanktechnologie ....................... 33

    1.3 Aktueller Stand der Tankstellentechnik .......................................................... 34

    1.3.1 CNG ................................................................................................ 34

    1.3.2 LNG ................................................................................................. 35

    1.4 Stand der Diskussionen zu einer CNG- bzw. LNG-Infrastruktur in

    Deutschland ................................................................................................... 37

    1.4.1 Interessen der Industrie ................................................................... 38

    1.4.2 Interessen der Betreiber / Nutzer..................................................... 38

    1.4.3 Kompetenzen der Genehmigungsinstitutionen ............................... 39

    2 VERGLEICHENDE ENERGIE-, THG- UND KOSTENANALYSE WTT UND WTW .................... 40

    2.1 Methodologie ................................................................................................ 40

    2.1.1 Treibhausgasemissionen ................................................................. 40

    2.1.2 Wirkungsgradmethode .................................................................... 41

    2.2 Well-to-Tank .................................................................................................. 41

    2.2.1 Diesel aus Rohl .............................................................................. 41

  • Vergleich von CNG und LNG zum Einsatz in Lkw im Fernverkehr

    Abschlussbericht

    ii

    2.2.2 CNG aus Erdgas aus Norwegen (1.700 km) .................................... 42

    2.2.3 CNG aus Erdgas aus Iran (4.000 km) .............................................. 45

    2.2.4 CNG aus Erdgas aus Russland (5.000 km) ...................................... 46

    2.2.5 LNG Import aus Katar / Iran ............................................................ 47

    2.2.6 LNG Import aus Trinidad und Tobago ............................................. 52

    2.2.7 LNG Import aus USA (Shale Gas) .................................................... 52

    2.2.8 Ergebnisse Well-to-Tank ................................................................. 54

    2.3 Tank-to-Wheel ............................................................................................... 63

    2.4 Well-to-Wheel ................................................................................................ 65

    2.4.1 Energieeinsatz und Treibhausgasemissionen .................................. 65

    2.4.2 Kosten ............................................................................................. 70

    3 POTENZIELLE AUSWIRKUNGEN VON AUS DEN USA IMPORTIERTEM SHALE GAS ............... 75

    3.1 Die Frderung von Shale Gas in den USA ...................................................... 75

    3.1.1 Frderstatistiken von US Shale Gas ................................................. 75

    3.1.2 Frderszenarien der knftigen Entwicklung .................................... 78

    3.2 Methanemissionen von US Shale Gas ............................................................ 81

    3.2.1 Literatur .......................................................................................... 81

    3.2.2 Eigene Analysen .............................................................................. 84

    3.3 Weitere Umweltauswirkungen der Shale Gas Frderung in den

    USA ................................................................................................................ 84

    3.4 konomische Aspekte ................................................................................... 85

    3.4.1 Bohrkosten und Abschtzung der Gesamtkosten ............................ 85

    3.4.2 konomische Situation der Frderfirmen ........................................ 88

    3.5 Potenzielle Auswirkungen auf den deutschen Erdgasmarkt ........................... 90

    3.5.1 Abschtzung fr den Export verfgbarer Mengen und

    deren Kosten ................................................................................... 90

    3.5.2 Kritische Bemerkungen zum Annual Energy Outlook

    2016 ................................................................................................ 92

    4 CNG-TANKMONTAGE HINTER DEM FAHRERHAUS ..................................................... 94

    4.1 Grundstzliche Einordnung ............................................................................ 94

  • Vergleich von CNG und LNG zum Einsatz in Lkw im Fernverkehr

    Abschlussbericht

    iii

    4.2 Beispiele aus der Praxis ................................................................................. 95

    4.3 Zulassungsfhigkeit in Europa ....................................................................... 97

    4.4 Manahmen und Aufwnde, um Zulassungsfhigkeit in Europa

    herzustellen ................................................................................................. 101

    5 ANALYSE VON TANKSTELLEN MIT HOCHLEISTUNGSKOMPRESSOREN ............................ 102

    5.1 bersicht Tankstellen-Systemintegratoren und Hersteller von

    Hochdruckkompressoren .............................................................................. 102

    5.1.1 Hersteller von Hochdruckkompressoren ........................................ 102

    5.1.2 Tankstellen-Systemintegratoren .................................................... 107

    5.2 Grobauslegung einer groen CNG-Tankstelle fr schwere

    Nutzfahrzeuge ............................................................................................. 108

    5.3 Grundausstattung fr CNG-Tankstellen-Netz an deutschen

    Autobahnen ................................................................................................. 110

    6 MARKTEINFHRUNG EINER CNG INFRASTRUKTUR FR SCHWERE

    NUTZFAHRZEUGE ............................................................................................ 117

    6.1 Globale Marktentwicklung von Erdgasfahrzeugen ...................................... 117

    6.2 Die USA als Fallbeispiel fr einen erfolgreichen Einsatz von

    Erdgas in schweren Nutzfahrzeugen ............................................................ 120

    6.3 Kriterienbasierte Einschtzung des Entwicklungsstandes von

    CNG fr schwere Nutzfahrzeuge im Fernverkehr ......................................... 124

    6.4 Strken-Schwchen-Analyse ........................................................................ 125

    6.5 Politische Manahmen zur Frderung von CNG in schweren

    Nutzfahrzeugen im Fernverkehr ................................................................... 128

    6.6 Akteursanalyse ............................................................................................ 132

    6.7 Wettbewerbliches Umfeld fr den Einsatz von CNG in schweren

    Nutzfahrzeugen im Fernverk