Wie umweltfreundlich sind Elektroautos wirklich?

Welchen Beitrag zum Klimaschutz können Elektroautos im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor leisten? Ein Gastbeitrag von Claudia Brasse.

Hinkender Vergleich bei lokalen Emissionen

Zunächst sind die lokalen Emissionen zu berücksichtigen, die im Fahrbetrieb entstehen. Bei einer ‚tank-to-wheel‘-Betrachtung wird offensichtlich: Das Elektroauto erzeugt keinerlei Emissionen beim Fahren. Einem energetischen Wirkungsgrad von >90 Prozent beim Elektrofahrzeug stehen Benzin- und Dieselantriebe mit einer Energieeffizienz von circa 35 Prozent gegenüber.

Vielfach wird argumentiert, dass der Strom, mit dem Elektroautos geladen werden, jedoch „dreckig“ sei. Bezieht man die Bereitstellung der Antriebsenergie in die Bilanz mit ein, so spricht man von einer ‚well-to-tank‘-Betrachtung. Da jedoch die Emissionen, die bei Herstellung und Transport von Benzin- und Dieselkraftstoffen nur schwer ermittelt werden können, beschränkt sich die Automobilindustrie bei Bewertung und Vergleich von Fahrzeugen in der Regel auf die lokalen Emissionen, die durch die Verbrennung der Kraftstoffe im Betrieb entstehen.

Eigentlich müsste eine umfassende ‚well-to-wheel‘-Analyse erfolgen, die zudem Wartung und Unterhalt der Fahrzeuge berücksichtigt. Eine ganze Reihe von Studien hat sich in den letzten Jahren sowohl mit ‚well-to-wheel' als auch mit Lebenszyklusanalysen (‚cradle-to-grave‘) einschließlich Rohstoffgewinnung, Herstellung und Recycling bzw. Entsorgung der Fahrzeuge beschäftigt. Allerdings gibt es zum Teil noch wenig belastbares Datenmaterial: Batteriedesigns und -prozesse unterliegen strengster Geheimhaltung und Rohdaten sind oft schwer und unvollständig zugänglich. 

 
Bild 1: Fahrzeugemissionen in Gramm CO2/km
Bild 1: Fahrzeugemissionen in Gramm CO2/km
 

Obwohl der Vergleich der Emissionen zwischen Diesel-Abgasen und Elektroauto-Stromversorgung hinkt, soll dennoch eine einfache Rechnung die grundsätzlichen Unterschiede und Trends aufzeigen:

In Deutschland beträgt die CO2-Emission von Strom 527g/kWh im deutschen Strommix in 2016. Das Erzeugungsportfolio besteht aus 30 Prozent Grünstrom (Solar, Wind, Wasser, Biomasse), 13 Prozent Atomstrom und 40 Prozent Kohlestrom (Braunkohle, Steinkohle) sowie 12 Prozent Erdgas plus Sonstige1, Tendenz steigend: Für 2017 beträgt der Anteil erneuerbarer Energie an der Bruttostromerzeugung bereits mehr als 33 Prozent.

Für ein Elektrofahrzeug in der Kompaktklasse mit einem Verbrauch von 12,5 kWh auf 100 Kilometer ergibt sich somit ein Wert von 65,9 Gramm CO2/km, also etwa der Hälfte vom Durschnitt der Gesamtflotte in Deutschland (siehe Bild 1).

Mit der fortschreitenden Energiewende, der Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien im Strommix zugunsten von fossilen Energieträgern nach dem Plan der Bundesregierung auf 50 Prozent bis 2030 und 80 Prozent bis 2050, sinken die Werte für Elektroautos nochmals deutlich, spätestens 2030 auf unter 50 Gramm CO2/km.

Schon heute ist somit jeder elektrisch gefahrene Kilometer ein Gewinn für die unmittelbare Umgebung und ein Beitrag zum Klimaschutz.

 

1Bruttostromerzeugung, nach Strom Report, https://1-stromvergleich.com/strom-report/.


Der „ökologische Rucksack“ von Elektroautos

75 – 85 Prozent der Emissionen eines Autos mit Verbrennungsmotor entstehen im Betrieb. Bei Elektroautos sind es heute circa 60 Prozent, bis 2030 wird sich dies voraussichtlich auf 40 Prozent reduzieren. Das bedeutet, dass, ist das Elektroauto erst einmal hergestellt, jeder gefahrene elektrische Kilometer das Klima entlastet im Vergleich zur Alternative. 

Zieht man jetzt zur Gesamtbilanz die Herstellung der Fahrzeuge hinzu, so wird diese nach Emissionen bezogen auf das Kilogramm Auto bewertet. Insbesondere für die Batterien, die einen großen Anteil am Elektrofahrzeuggewicht haben, wird ein hoher Energieaufwand in der Herstellung aufgebracht. Insofern schlägt auch hier wieder der Energiemix zu Buche, mit dem produziert wird.  

Das ifeu Institut hat für die Herstellung, Wartung und Entsorgung eines Elektrofahrzeugs der Kompaktklasse 10,7 Tonnen CO2- Emissionen errechnet. Für ein vergleichbares Fahrzeug mit Verbrennungsmotor werden 7,2 Tonnen emittiert. [2] Der „ökologische Rucksack“, den das Elektroauto mitbringt ist im Vergleich also circa 50 Prozent größer. Dafür sind die Emissionen im Betrieb gegenüber dem Verbrenner halbiert. [3] 

Amortisierung des Elektroautos nach zwei Jahren

In einfacher Näherung zeigt ein Szenario über zehn Jahre fast 30 Prozent reduzierte Emissionen durch das Elektroauto verglichen mit einem Dieselfahrzeug (siehe Bild 2). Dabei wird eine jährliche Fahrleistung von 17.000 Kilometer im Jahr angenommen, was dem aktuellen bundesdeutschen Durchschnitt entspricht. Der höhere energetische Aufwand für Herstellung, Wartung und Entsorgung eines Elektroautos amortisiert sich in diesem Szenario bereits nach zwei Jahren. Für ein größeres Elektroauto mit entsprechend höherem Stromverbrauch dauert es drei Jahre länger (siehe Bild 3). 

 

Bild 2: Diagramm Vergleich Diesel versus ElektroautoBild 3: Diagramm Vergleich Diesel versus ElektroautoBild 2: Vergleich Diesel versus Elektroauto                                                                      Bild 3: Vergleich Diesel versus Elektroauto

Fazit

Die in der Herstellung von Elektroautos anfallenden Emissionen sind zu einem Großteil der Batteriefertigung zuzuschreiben. Es ist allerdings davon auszugehen, dass sich mit dem technischen Fortschritt der „ökologische Rucksack“ eines Elektrofahrzeugs dem eines herkömmlichen Autos angleicht, wenn er nicht sogar künftig kleiner wird. Mit einer Reduktion der Emissionen für Produktion, Transport und Entsorgung von proportional 33 Prozent gegenüber heutigen Werten zieht das Elektroauto in der ‚well-to-tank‘-Gleichung mit dem Verbrenner gleich. Wenn sich in der Zukunft die Zweitverwendung von ausgemusterten Autobatterien etabliert, verlängert sich der Lebenszyklus bis zur Entsorgung und damit die ‚cradle-to-grave‘-Gesamtbilanz.

 

Dies ist ein Auszug aus einem Beitrag von Claudia Brasse, der in der aktuellen Ausgabe des eMobilJournals erschienen ist.

 

[2] Klimabilanz für das Handelsblatt vom Institut für Energie- und Umweltforschung (ifeu), Handelsblatt vom 01.09.2017.

[3] Berechnung mit 474 g/kWh als Durchschnittswert für die kommenden zehn Jahre im deutschen Strommix, ermittelt durch Extrapolation, Datenbasis Statista April 2017/Umweltbundesamt.

 
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