WELL-TO-TANK Report Version 4.0 : JEC WELL-TO-WHEELS ANALYSIS

This part of the study describes the process of producing, transporting, manufacturing and distributing a number of fuels suitable for road transport powertrains. It covers all steps from extracting, capturing or growing the primary energy carrier to refuelling the vehicles with the finished fuel.JRC.F.8-Sustainable Transpor

WELL-TO-TANK Report version 4.a: JEC WELL-TO-WHEELS ANALYSIS

This part of the study describes the process of producing, transporting, manufacturing and distributing a number of fuels suitable for road transportJRC.F.8-Sustainable Transpor

LNG as an alternative fuel for the operation of ships and heavy-duty vehicles

The transport sector is characterised by distinct rises in energy consumption both throughout Europe and globally. In addition to its dependency on limited fossil resources (e.g. mineral oil), the transport sector is further recognised as a key contributor to the anthropogenic greenhouse effect. On a global scale, transport is responsible for about 22% of greenhouse gas (GHG) emissions. In Germany, the contribution of road transport to overall greenhouse gas emissions ranges between 17% and 20%. A successful introduction of renewable energies in combination with a reduction of greenhouse gas emissions in the sectors ship and road transport is associated with a number of special challenges. These include calls for innovations in propulsion technology, infrastructure solutions as well as primary energy diversification. Liquefied natural gas (LNG) presents an alternative for simultaneous application with fossil fuels derived from crude oil (e.g. diesel), with a special focus on means of transport that require an extended operating range or a demand for high performance output. For these reasons, the present study investigates technological components relevant for LNG supply and infrastructure including associated environmental impacts. In a second step, the study explores possible scenarios for the introduction of focal modes of transport: maritime transport, inland naviga-tion and heavy-duty vehicles (HDVs). These scenarios include estimates on resulting future LNG de-mand followed by calculations of local emissions and greenhouse gases. Furthermore, recommenda-tions for action regarding a potential LNG development plan are derived from the findings. However, the present study does not attempt in-depth cost analyses

Considerations on GHG emissions and energy balances of promising aviation biofuel pathways

This article presents results of a European Commission Joint Research Centre study to analyse the Greenhouse Gas (GHG) emissions and energy efficiency of various options for alternative aviation fuels. Interest in alternative aviation fuels is growing, as the sector seeks viable options to reduce increasing GHG emissions. For biofuels non-biogenic emissions arise from cultivation, harvesting and transport of the feedstock, as well as from their conversion into biofuel. It is important to consider whether any emissions reductions benefits are justified by the energy efficiency of each alternative. This article is focussed on American Society for Testing and Materials (ASTM) certifiable alternative drop-in biojet fuels [1], i.e. non-fossil hydrocarbon fuels which have (i) the same chemical structure and (ii) can be blended with conventional jet fuels, (iii) can use the same jet fuel supply infrastructure, and (iv) do not require modification of the aircraft. The results indicate that the biofuels studied tended to exhibit lower GHG than conventional jet fuels although indirect effects or existing uses of materials were not included in this study. Some biofuels performed better at reducing GHG than others (for example biofuels from wastes and residues). A large and important effect on emissions is seen due to land type used for cultivation and whether methane capture is used for certain pathways. GHG savings results vary due to the Life Cycle Analysis (LCA) methodology chosen for dealing with emissions and co-products. Certain pathways are notably more energy intensive than others and strong GHG reduction does not always coincide with high energy efficiency. An overview of industry initiatives and critical EU legislation relating to aviation biofuels is given. The insights from this work are expected to be of use for decision-makers considering investment options in this sector.JRC.C.2-Energy Efficiency and Renewable

LNG als Alternativkraftstoff für den Antrieb von Schiffen und schweren Nutzfahrzeugen

Der Verkehrssektor ist europa- und weltweit charakterisiert durch einen deutlich steigenden Energieverbrauch. Als solcher ist er nicht nur von den limitierten fossilen Ressourcen (z. B. Mineralöl) abhän- gig, sondern gilt zudem als ein Mitverursacher des anthropogenen Treibhauseffekts. Global trägt der Verkehr mit etwa 22 % zu den Treibhausgasemissionen (THG) bei. In Deutschland beträgt der Beitrag des Straßenverkehrs zu den Treibhausgasemissionen zwischen 17% und 20%. Für die erfolgreiche Einführung erneuerbarer Energien sowie die Verminderung von Treibhausgasemissionen im Bereich Schifffahrt und Straßenverkehr müssen besondere Herausforderungen hinsichtlich der Antriebstechnologie, der Infrastruktur sowie der Primärenergiediversifikation gelöst werden. Liquefied Natural Gas (LNG) ist eine Alternative, die parallel zu fossilen Kraftstoffen aus Rohöl (z. B. Diesel) insbesondere für Verkehrsmittel als geeignet erscheint, die eine hohe Reichweite benötigen oder die hohe Leistungsbedarfe haben. Deshalb wird in dieser Studie untersucht, welche technischen Komponenten für LNG-Fahrzeuge, LNG-Versorgung und Infrastruktur relevant sind und mit welchen ökologischen Wirkungen diese verbunden sind. In einem zweiten Schritt werden mögliche Einführungsszenarien bei den in dieser Studie fokussierten Verkehrsmitteln, See,- Binnenschiff und schweres Nutzfahrzeug, beschrieben und die daraus resultierende zukünftige LNG-Nachfrage abgeschätzt. Anschließend werden die lokalen Emissionen und die Treibhausgase für die Szenarien quantifiziert. Außerdem werden Handlungsempfehlungen aus den Erkenntnissen abgeleitet, welche sich für einen möglichen LNG-Entwicklungsplan ergeben. Es werden in dieser Studie keine tiefergehenden Kostenanalysen durchgeführt

Kommerzialisierung der Wasserstofftechnologie in Baden-Württemberg - Rahmenbedingungen und Perspektiven

Ziel der Studie war es, potenzielle Einsatzbereiche und Infrastrukturen für eine künftige Nutzung von Wasserstoff in Baden-Württemberg zu identifizieren und die monetären sowie klimarelevanten Wirkungen darzustellen. Eine Kommerzialisierung ist voraussichtlich zuerst im Verkehrssektor möglich, weitere Marktpotenziale in der Erdgas- und Chemieindustrie sowie zur Rückverstromung werden erst nach 2030 gesehen. Derzeit existieren erste Kleinserien für Brennstoffzellenfahrzeuge, auf Basis derer die Markthochlaufphase in der kommenden Dekade stattfinden könnte. Die erfolgreiche Einführung der Wasserstoffnutzung ist sehr stark abhängig von der Entwicklung der Technologie- und Betriebskosten, des vorhandenen Tankstellennetzes und der Effizienz der Energieumwandlung. Diese Studie arbeitet daher mit zwei Szenarien, einem „konservativen“, in dem ein signifikanter Markthochlauf erst nach 2030 erfolgt, und einem „ambitionierten“, in dem im Jahr 2030 bereits 140.000 Brennstoffzellen-Pkw auf den Straßen Baden-Württembergs fahren, mit zusätzlich bis zu 900 brennstoffzellenbetriebenen Stadtbussen und 50 Triebfahrzeugen für den Schienenpersonennahverkehr. Das ambitionierte Szenario würde die Treibhausgasemissionen im Land um rund 200 kt CO2 pro Jahr mindern. Dies ergibt sich aus der Betrachtung sowohl der Strombereitstellung für die Elektrolyseure als auch der Substitution konventioneller Antriebe in den Fahrzeugflotten. Die Emissionsminderung im Verkehr beläuft sich dabei auf rund 380 kt CO2, während die Annahme einer flexiblen, d.h. sich in einem definierten Rahmen an den Grenzkosten der Stromerzeugung orientierenden Nutzung des Strommixes für die Wasserstoffelektrolyse zu zusätzlichen Emissionen im Stromsektor von rund 180 kt CO2 führt

PTG-HEFA Hybrid Refinery as Example of a SynBioPTx Concept—Results of a Feasibility Analysis

Limited alternative fuels for a CO2-neutral aviation sector have already been ASTM certified; synthetic paraffinic kerosene from hydrotreated esters and fatty acids (HEFA-SPK) is one of these—a sustainable aviation fuel. With the hypothesis to improve the greenhouse gas (GHG) balance of a HEFA plant by realizing the required hydrogen supply via electrolysis—power to gas (PTG)—an exemplary SynBioPTx approach is investigated in a comprehensive feasibility study, which is, regarding this comparatively new approach, a novelty in its extent. About 10 scenarios are analysed by technical, environmental, and economic aspects. Within the alternative scenarios on feedstocks, electricity supply, necessary hydrogen supply, and different main products are analysed. For different plant designs of the hybrid refinery, mass and energy balances are elaborated, along with the results of the technical assessment. As a result of this environmental assessment, the attainment of at least 50% GHG mitigation might be possible. GHG highly depends on the renewability grade of the hydrogen provision as well as on the used feedstock. One important conclusion of this economic assessment is that total fuel production costs of 1295 to 1800 EUR t−1 are much higher than current market prices for jet fuel. The scenario in which hydrogen is produced by steam reforming of internally produced naphtha proves to be the best combination of highly reduced GHG emissions and low HEFA-SPK production costs

Erneuerbare Energien im Verkehr Potenziale und Entwicklungsperspektiven verschiedener erneuerbarer Energieträger und Energieverbrauch der Verkehrsträger

Mit dem Ziel einen Debattenbeitrag zur Frage "Was wäre, wenn der Verkehr der Zukunft auf Erneuerbaren Energien basieren würde?", zu leisten, werden in der Studie "Erneuerbare Energien im Verkehr" technische Potenziale erneuerbarer Energieträger in Deutschland ermittelt und verschiedenen Szenarien zum Energieverbrauch des Verkehrssektors bis zum Jahr 2050 gegenübergestellt. Die Ergebnisse erlauben es, ein erstes umfassendes Bild vom erwarteten Energieverbrauch des Verkehrs und den Potenzialen geeigneter erneuerbarer Energieträger zu geben

Hy-NOW - Evaluierung der Verfahren und Technologien für die Bereitstellung von Wasserstoff auf Basis von Biomasse: Endbericht

Für die künftige Versorgung des Mobilitätssektors mit nachhaltig erzeugtem Wasserstoff wird die Konversion von Biomasse als eine bedeutende Herstellungsoption angesehen. In dieser Studie werden Verfahren und Technologien für die Erzeugung von Wasserstoff auf Basis von Biomasse evaluiert. Dies umfasst sowohl thermo-chemische Verfahren - wie z. B. die Vergasung von Biomasse oder die Dampfreformierung biogener Sekundärenergieträger (z. B. Biogas) - als auch biochemische Verfahren, wie die Vergärung von Biomasse zu Wasserstoff oder die Photolyse von Wasser. Nach einer grundlegenden Klassifizierung aller geeigneten Optionen werden drei Verfahren, die für eine kurz- bis mittelfristige Realisierung in einer Demonstrationsanlage am geeignetsten erscheinen, ausgewählt. Für diese werden anschließend Anlagen- und Bereitstellungskonzepte entworfen und einer Detailanalyse unterzogen. Zwei der detailliert untersuchten Anlagenkonzepte basieren auf der allothermen Wirbelschichtvergasung (Konzepte 1 und 2) und ein drittes auf der Dampfreformierung von Biogas (Konzept 3)

Hy-NOW - Evaluierung der Verfahren und Technologien für die Bereitstellung von Wasserstoff auf Basis von Biomasse: Endbericht

Für die künftige Versorgung des Mobilitätssektors mit nachhaltig erzeugtem Wasserstoff wird die Konversion von Biomasse als eine bedeutende Herstellungsoption angesehen. In dieser Studie werden Verfahren und Technologien für die Erzeugung von Wasserstoff auf Basis von Biomasse evaluiert. Dies umfasst sowohl thermo-chemische Verfahren - wie z. B. die Vergasung von Biomasse oder die Dampfreformierung biogener Sekundärenergieträger (z. B. Biogas) - als auch biochemische Verfahren, wie die Vergärung von Biomasse zu Wasserstoff oder die Photolyse von Wasser. Nach einer grundlegenden Klassifizierung aller geeigneten Optionen werden drei Verfahren, die für eine kurz- bis mittelfristige Realisierung in einer Demonstrationsanlage am geeignetsten erscheinen, ausgewählt. Für diese werden anschließend Anlagen- und Bereitstellungskonzepte entworfen und einer Detailanalyse unterzogen. Zwei der detailliert untersuchten Anlagenkonzepte basieren auf der allothermen Wirbelschichtvergasung (Konzepte 1 und 2) und ein drittes auf der Dampfreformierung von Biogas (Konzept 3)