Bewertung der Potentiale bei der E-Mobilität
Ca. 41 % des Energiebedarfs im Quartier ist dem Verkehr zuzuordnen. Im Quartier gibt es die Möglichkeit Emissionen über den Zubau von E-Mobilität und die Produktion von Wasserstoff zu senken, wobei Wasserstoff als Kraftstoff für z.B. Wasserstoffbusse, zum Großteil exportiert werden wird und damit den Verkehrssektor im Quartier nicht direkt, sondern nur bilanziell, entlastet.
Elektromobilität
Die Nachfrage nach Elektroautos ist deutlich gestiegen. Vor zehn Jahren gab es in Langenhorn nur zwei registrierte Elektroautos. Heute sind es mindestens 173 registrierte Fahrzeuge. Laut einer durchgeführten Umfrage haben 25 % der Befragten Interesse am Kauf eines Elektroautos, was etwa 520 der 2.079 angemeldeten Verbrenner-Autos entspricht. Bis 2030 ist ein Wechsel hin zu einem EAuto bei ca. 50 % dieser Interessenbekundungen wahrscheinlich. Dies bedeutet einen Zuwachs von 43 Elektroautos pro Jahr. Dies ist vergleichbar mit der in 2023 realisierten Menge von 37 neugemeldeten Elektroautos. Der prognostiziere Zuwachs an E-Autos ist wie folgt dargestellt:
Für die weiteren Analysen hinsichtlich des Energiebedarfs wird angenommen, dass die E-Autos Verbrennungsmotoren ersetzen. Diese Annahme kompensiert dabei auch die Fälle, in denen Bewohner auf ein Auto verzichten oder ein altes, ineffizientes Auto gegen ein neues effizienteres tauschen.
Hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit übertreffen E-Autos Verbrenner inzwischen und weisen funktional nur zwei wesentliche Nachteile hinsichtlich der Reichweite und Ladezeit aus. Ein Vergleich ähnlicher VW-Modelle macht die Vorteile der E-Mobilität hinsichtlich wirtschaftlicher Aspekte deutlich:
Dieser Vergleich zeigt, dass die Kosten der verschiedenen Fahrzeuge nach 5 Jahren vergleichbar ausfallen – das E-Auto, welches in 5 Jahren den höchsten Wertverlust erfährt, nach den ersten 5 Jahren aufgrund der geringeren Betriebskosten die wirtschaftlichste Alternative ist. Faktoren, wie das bidirektionale Laden oder die Nutzung von PV-Strom zum Laden des E-Autos sind hierbei nicht berücksichtigt, erhöhen aber die Wirtschaftlichkeit der E-Mobilität.
Der durchschnittliche Energieverbrauch eines E-Fuel-Fahrzeugs ist mit 0,191 kWh/km (Electric Vehicle Database, 2024) deutlich geringer als der eines Dieselautos, der bei 0,44 kWh/km liegt (Volkswagen Golf TDI) oder eines Ottokraftstoff-Fahrzeugs (Volkswagen Golf 1,5 TSI), der bei 0,5 kWh/km liegt (Database, 2024) In Deutschland beträgt die durchschnittliche Fahrstrecke pro Tag 19 km, was die längste Fahrstrecke in Europa ist (eurostat Statistics Explained, 2021) bzw. 6.900 km pro Jahr als durchschnittlich anzunehmen. Pro Jahr spart ein E-Auto folglich zwischen 1.787 und 2.132 kWh ein. Im Mittel lässt sich pro E-Auto ein Strombedarf von 1,38 MWh pro Jahr annehmen und eine Energieersparnis gegenüber einem Verbrenner von ca. 2 MWh pro Jahr. Für die bereits gemeldeten 137 E-Autos kann ein Strombedarf von 0,18 GWh angenommen werden. Durch den Zubau der EMobilität steigt dieser auf 0,52 GWh an, da von ca. 260 neuen E-Autos ausgegangen wird. Hierbei werden durch die effizientere Motorentechnik ca. 0,52 GWh an Energie eingespart. Die Aufteilung der Energiebilanzen im Jahr 2023 und 2030 ist untenstehend abgebildet:
Der Einfluss der E-Mobilität ist bei dem aktuellen Zuspruch in der Bevölkerung eher gering. Dies liegt vor allen Dingen daran, dass der Energiebedarf im ländlichen Raum insbesondere durch Zugmaschinen und Lastkraftwagen geprägt ist, die sich derzeit nur mit größeren Investitionen umrüsten lassen. Eine weitere Alternative ist die Versorgung mit Wasserstoff als Kraftstoff.
Wasserstoff als Speichermedium und Kraftstoff für den Verkehr
Bis zum Jahr 2030 plant Deutschland den Ausbau von 10 GW an Elektrolyseurleistung zur Wasserstoffherstellung. Die konkreten Ziele und Maßnahmenpakete sollen noch in diesem Jahr bekanntgegeben werden. Trotz dieser Bestrebungen wird Deutschland voraussichtlich weiterhin auf Importe von grünem Wasserstoff angewiesen sein (Knowledge Session: Transport of Green Hydrogen, 2021). Entscheidend für den Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur werden die Herstellungs-, Lager-, Transport- und Importkosten sein. Schleswig-Holstein hat das Ziel, sich zu einem bedeutenden Knotenpunkt für die Produktion von grünem Wasserstoff zu entwickeln.
Derzeit ist ein Verbundprojekt zwischen der Gemeinden Langenhorn und Bordelum sowi dem Kreis mittleres Nordfriesland und der Firma eFarm in der Umsetzung, welches den Betrieb von fünf Elektrolyseuren, verteilt auf vier Produktionsstandorte, zwei Wasserstofftankstellen, zwei Wasserstoffbussen und über sechzig Wasserstofffahrzeugen im Landkreis zum Ziel hat. Die benachbarten Gemeinden Bösbüll, Reußenköge und Dörpum, in der Nähe von Langenhorn, verfügen bereits über eigene Wasserstoffproduktionseinheiten mit einer PEM-Elektrolyseurkapazität von über 35 Tonnen grünem Wasserstoff pro Einheit und Jahr, die die CO2-neutrale Mobilität unterstützen. Die Wasserstoffproduktionseinheit befindet sich noch in der Umstellung und wird bald mit einer Kapazität von 225 MW in Betrieb gehen, was eine Produktion von bis zu 100 kg Wasserstoff pro Tag ermöglicht (WASSERSTOFFWIRTSCHAFT.SH Landesloordinierungsstelle, 2024). Die geplante Wasserstoffinfrastruktur ist wie folgt dargestellt:
Zunächst wird die benötigte Energie durch die Windturbinen erzeugt. Falls der erzeugte Strom nicht ins Netz eingespeist werden kann, wird er zum Elektrolyseur transportiert, anstatt die Windräder abzuschalten. Der Elektrolyseur trennt Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser. Solange die Windenergieerzeugung den Verbrauch übersteigt, kann die überschüssige Energie in Form von Wasserstoff gespeichert werden. Wasserstoff wird als Kraftstoff in der Mobilität dienen (efarm, kein Datum).
Die Produktion jedes Kilogramms Wasserstoff erfordert einen durchschnittlichen Stromverbrauch von 53 kWh (Aghakhani, 2023). Dies entspricht einem täglichen Verbrauch von 5.300 kWh bzw. 1.351 MWh pro Jahr, wenn die Anlage im Vollbetrieb mit einer Verfügbarkeit von 70 % läuft. Für die Energiebilanz wird zunächst bis 2030 davon ausgegangen, dass der erzeugte Wasserstoff aus der Gemeinde exportiert wird und bis 2030 keine Fahrzeuge durch H2-getriebene Fahrzeuge ersetzt werden. Die Wasserstoffproduktion hat folgenden Einfluss auf die Energiebilanz in Langenhorn:
Durch die Wasserstoffproduktion werden 1,351 GWh mehr Strom benötigt. Diese zusätzliche Kraftstoffproduktion lässt sich entweder dem Sektor Verkehr oder Sektor Strom als zusätzlicher industrieller Strombedarf zuordnen.