Das Entwicklungspotential von Elektrofahrrädern

Batteriebetriebene Motoren können die Nutzung von Fahrrädern fördern und die Treibhausgasemissionen von Autos reduzieren.

Auswirkung

    Im Jahr 2018 legten Fahrer von Elektrofahrrädern (E-Bikes) rund 289 Milliarden Kilometer zurück, hauptsächlich in China. Basierend auf Marktforschungen gehen wir davon aus, dass die Nutzung bis 2050 auf 1,44–1,66 Billionen Kilometer pro Jahr steigen könnte. Das Wachstum wird in Lateinamerika, dem Nahen Osten und Afrika stattfinden. Diese Lösung könnte die Kohlendioxidäquivalentemissionen um 1,39–1,55 Gigatonnen reduzieren und E-Bike-Besitzer 402,06–446,01 Milliarden US-Dollar an Anschaffungskosten und 1,07–1,23 Billionen US-Dollar an Betriebskosten über die gesamte Lebensdauer einsparen.

Einführung

    Elektrofahrräder (E-Bikes) sind heute das umweltschonendste motorisierte Fortbewegungsmittel der Welt. Sie bieten viele der gleichen Vorteile wie herkömmliche Fahrräder, insbesondere die Leichtigkeit und Vielseitigkeit der Mobilität für Pendler in der Stadt, aber E-Bikes haben Vorteile, die herkömmliche Fahrräder nicht haben. Ein angeschlossener Motor und eine Batterie machen es möglich, steile Hügel zu überqueren oder lange Strecken mit wenig Aufwand zurückzulegen, was die Nutzung auf Personen ausdehnt, die sich sonst vielleicht nicht für aktive, kohlenstoffarme Fortbewegung entscheiden würden. Diese Vorteile sind jedoch nicht kostenlos. E-Bikes haben höhere Emissionen als ein normales Fahrrad oder einfach nur zu Fuß. Sie können mehr kosten als herkömmliche Fahrräder, und sie stellen eine Herausforderung am Ende der Lebensdauer für abgelaufene Batterien dar.

    Dieser Bericht untersucht die ökologischen und finanziellen Nettoauswirkungen einer verstärkten Nutzung von E-Bikes weltweit von 2020 bis 2050. Wir vergleichen E-Bikes mit anderen Mobilitätsoptionen, da Untersuchungen ergeben haben, dass viele E-Bike-Benutzer stattdessen andere Verkehrsmittel genutzt hätten, einschließlich leichte Nutzfahrzeuge, Nahverkehrsmittel, normale Fahrräder und motorisierte Zweiräder wie Roller.

Methodik

Gesamter adressierbarer Markt

    Der gesamte adressierbare Markt für E-Bikes ist die bis 2050 prognostizierte Gesamtnachfrage im Stadtverkehr. Wir haben dies anhand von Basisprognosen der Internationalen Energieagentur (IEA) und des International Council on Clean Transportation (ICCT) ermittelt. Das Institute for Transportation and Development Policy und die University of California, Davis (ITDP/UCD) haben Adoptionsschätzungen vorgelegt. Die weltweite Einführung erfolgte hauptsächlich in China, aber weltweit wird ein Wachstum erwartet. Wir schätzen die aktuelle Gesamtakzeptanz (definiert als funktionale Nachfrage im Jahr 2018) auf knapp 1 Prozent des Gesamtmarktes.

Adoptionsszenarien

    Wir haben die Auswirkungen einer zunehmenden Einführung von E-Bikes von 2020 bis 2050 berechnet, indem wir zwei Wachstumsszenarien mit einem Referenzszenario verglichen haben, in dem der Marktanteil auf dem aktuellen Niveau festgelegt wurde.

• Szenario 1: Die E-Bike-Nutzung wächst ohne größere Eingriffe weiter auf 1,44 Billionen Personenkilometer (3 Prozent des gesamten innerstädtischen Verkehrs).

• Szenario 2: Die Nutzung von E-Bikes wächst prozentual zur gesamten Fahrradnutzung, die ebenfalls zunimmt, und erreicht 1,66 Billionen Personenkilometer (3 Prozent des gesamten städtischen Verkehrs).

Emissionsmodell

    Wir haben die Emissionen auf der Grundlage des Netz- und Kraftstoffverbrauchs sowie der indirekten Emissionen aus der Produktion geschätzt und globale Netzemissionsfaktoren für die Stromemissionen von E-Bikes angewendet. Als konventionelle Alternative nutzten wir eine Kombination von Verkehrsmitteln. Einige dieser Modi verbrauchen Strom, während die meisten Kraftstoff verbrauchen. Nach Gewichtung des Energieverbrauchs berechneten wir die Netz- und Kraftstoffemissionen für jede Alternative.

Finanzmodell

    Alle Geldwerte sind in 2014 US$ angegeben.

Die Installationskosten stammten aus einer Vielzahl von Quellen. E-Bike-Daten deuten darauf hin, dass der Akku der Hauptkostenfaktor ist und die Akkugröße variiert. Wir haben den Preis für E-Bikes auf 491.576 US-Dollar pro Megawattstunde installierter Batteriekapazität festgelegt, was dem Durchschnitt von 23 Datenpunkten entspricht. Die ersten Kosten für die Implementierung der Lösung werden in Dollar pro installierter Megawattstunde Batterie definiert. Er basiert auf dem Anschaffungspreis von E-Bikes, gewichtet nach Akkutyp und Region. Die Berechnungen basieren auf den Annahmen, dass eine Megawattstunde installierter Batteriepack Batterien für rund 2.200 E-Bikes (jeweils 458-Wattstunden-Pack) liefert und jedes E-Bike eine festgelegte durchschnittliche Anzahl an Personenkilometern pro Jahr zurücklegt , also ermöglicht 1 Megawattstunde Batteriepaket etwas mehr als 6 Millionen Personenkilometer pro Jahr.

Herkömmliche Betriebs- und Wartungskosten (ausgedrückt in US$ 2014 pro Personenkilometer) beinhalten Kraftstoffkosten und sind regionalisiert und nach Verkehrsträgeranteil gewichtet. Wir haben einen Bottom-up-Ansatz verwendet, indem wir regionale Daten aggregiert haben, da es zwischen den Regionen Unterschiede bei den Verkehrsträgeranteilen und den Kosten gibt. Autos mit Verbrennungsmotor tragen die zusätzlichen Fixkosten der Versicherung. Die Betriebs- und Wartungskosten der Lösung gehen davon aus, dass E-Bikes keine Wartungskosten über die Stromkosten hinaus haben.

Integration

    Wir haben die urbanen Project Drawdown-Lösungen nach Energie- und Flächeneffizienz priorisiert, also nicht motorisierte Lösungen wie Begehbare Städte Und Fahrradinfrastruktur am höchsten, gefolgt von E-Bikes und anderen teilmotorisierten Lösungen. Da E-Bikes eine hohe Priorität haben, haben wir die vollständige Übernahme für jedes E-Bike-Szenario angewendet und die Übernahme einiger Lösungen mit niedrigerer Priorität reduziert, um sicherzustellen, dass die Gesamtzahl der Personenkilometer die von Quellen wie IEA und ICCT prognostizierte Gesamtzahl nicht überschreitet. Variablen, die von dieser und anderen Lösungen gemeinsam genutzt wurden, hatten die gleichen Eingaben.

Ergebnisse

    In Szenario 1 könnten E-Bikes die Freisetzung von 1,39 Gigatonnen Kohlendioxid-äquivalenten Treibhausgasen verhindern und den Verbrauchern 1,07 Billionen US-Dollar an lebenslangen Nettobetriebskosten im Zeitraum 2020–2050 einsparen. Die ersten Kosten für die Implementierung liegen um 402,06 Milliarden US-Dollar unter denen von Autos, selbst wenn die Kosten für den Batteriewechsel enthalten sind.

Szenario 2 vermeidet 1,55 Gigatonnen Emissionen, spart 1,23 Billionen US-Dollar an Nettobetriebskosten über die gesamte Lebensdauer und kostet 446,01 Milliarden US-Dollar weniger in der Implementierung als Autos.

Diskussion

    Die Verlagerung von Fahrgästen auf emissionsärmere Verkehrsmittel ist ein großer Schritt in Richtung Drawdown. Die Lösung für Elektrofahrräder ist ein wichtiger Teil dieser Umstellung. Der Verkehrssektor war 2018 für geschätzte 9,5 Gigatonnen Kohlendioxidäquivalentemissionen verantwortlich (IEA, 2018). Unser Szenario 1 zeigt, dass die Verwendung von E-Bikes anstelle des kombinierten konventionellen Modus die Kohlendioxid-Äquivalent-Emissionen um durchschnittlich 0,07 Gigatonnen pro Jahr für den Zeitraum 2020–2050 reduzieren kann, mit einer kumulativen Reduzierung von 1,14 Gigatonnen Kohlendioxid-Äquivalent-Emissionen für diesen Zeitraum. In aggressiveren Szenarien ersetzt das Radfahren zunehmend Autofahrten und der Anteil von E-Bikes an Fahrradfahrten nimmt zu.

    Die globale Pandemie, die im Jahr 2020 begann, führte zu einer Verlagerung hin zum Radfahren und insbesondere zu E-Bikes zur Erholung und zum Ersatz von Fahrten, die mit öffentlichen Verkehrsmitteln durchgeführt worden wären. E-Bikes und Fahrräder waren an vielen Orten auf der ganzen Welt ausverkauft, und mehrere Regierungen begannen, Anreize anzubieten, um alte Autos durch E-Bikes zu ersetzen. Überall auf der Welt entstanden temporäre Radwege. Die Politik versucht, diese Verschiebung dauerhaft zu machen.

    Die Abnahme der Autofahrten und die Zunahme der Fahrradfahrten hat gleichzeitig Vorteile in Bezug auf Staus, Luftqualität, Lärm, Stress und Reiseverzögerungen. Zusätzlich zu den Klimaauswirkungen sind E-Bikes billiger, emittieren weniger und verbrauchen weniger Materialien als Autos; keine Staus verursachen; und kann im Stau schneller sein als Autos. Weitere Vorteile von E-Bikes sind Verbesserungen der Gesundheit und positive Auswirkungen auf die lokale Wirtschaft, da Fahrradnutzer dazu neigen, in ihrer lokalen Gemeinde einzukaufen.

Verweise

Internationale Energieagentur (IEA) (2018). CO2-Emissionen aus der Kraftstoffverbrennung Highlights 2018. http://www.indiaenvironmentportal.org.in/files/file/CO2_Emissions_from_Fuel_Combustion_2018_Highlights.pdf