Nachhaltigkeitsbewertung von alternativen Antriebstechnologien für den motorisierten Individualverkehr mithilfe der multikriteriellen Entscheidungsanalyse

Abstract

Zur nachhaltigen Entwicklung des Verkehrssektors stehen für den motorisierten Individualverkehr elektrifizierte Antriebsysteme im Fokus der Forschung, die statt eines Verbrennungsmotors mit einem Elektromotor in Kombination mit einer Batterie ausgerüstet sind. Diese Batterie kann entweder extern geladen werden (BEV) oder durch eine zusätzlich im Fahrzeug installierte Brennstoffzelle (FCEV) mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Nachhaltigkeit der Antriebsysteme BEV und FCEV wurde bisher jedoch überwiegend im Rahmen ihrer jeweiligen Dimensionen Ökologie, Ökonomie und Soziales bewertet. In dieser Arbeit wurde deshalb ein ganzheitlicher Ansatz gewählt, um Ergebnisse aus den einzelnen Dimensionen mithilfe einer multikriteriellen Entscheidungsanalyse (MCDA) zu aggregieren und in eine ganzheitliche Bewertung der Nachhaltigkeit von Antriebssystemen für PKW zusammenzuführen. Zur Bewertung wurde die Outranking-Methode PROMETHEE ausgewählt und angewendet. Als Alternativen wurden jeweils ein auf dem Markt erhältliches BEV- und FCEV-Modell untersucht. Zusätzlich wurden ein Fahrzeugmodell mit Ottomotor (ICEV B) und ein dieselbetriebenes Fahrzeug (ICEV D) als Referenzmodelle in die Bewertung aufgenommen. Die Bewertung erfolgte anhand von sieben ökologischen, drei ökonomischen und drei technischen Kriterien. Die soziale Dimension wurde mithilfe von Gewichtungsszenarien, die besonderen Fokus auf die intragenerationelle und die intergenerationelle Gerechtigkeit der Alternativen legen, berücksichtigt. Insgesamt wurden sechs verschiedene Gewichtungs- und neun Präferenzszenarien für die Bewertung verwendet, um den Einfluss dieser Faktoren auf das Ergebnis darzustellen. Bei Verwendung des europäischen Strommixes erreichte die Alternative ICEV D den ersten Rang aller betrachteten Szenarien. Die Alternativen ICEV B und BEV-EU MIX belegen, in Abhängigkeit des betrachteten Szenarios, die Ränge 2 und 3. FCEV-EU MIX wurde als schlechteste Alternative bewertet. Wird hingegen in der Nutzungsphase ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien verwendet, wurden die Alternativen BEV Wind und BEV PV, die mit Strom aus Windenergie- bzw. Photovoltaikanlagen (PV) betrieben werden, in 71 % bzw. 62 % der betrachteten Szenarien als die beste und zweitbeste Alternative in Bezug auf die Nachhaltigkeit bewertet.