Einflussfaktoren und Verbesserungspotenzial

Erstellt im Auftrag von  Agora Verkehrswende April 2019

Fest steht: Noch fahren E-Autos in Deutschland mit Strom, der zur Hälfte aus Kohle und Erdgas erzeugt wird. Hinzu kommt, dass die Herstellung von Batteriezellen viel Energie benötigt und darüber in den Herkunfts ländern der Zellen (China, Japan, Korea) Kohlendioxid- Emissionen erzeugt. Unterm Strich hat deshalb ein E-Auto in der Produktion einen größeren ökologischen Rucksack als ein vergleichbarer Verbrenner; um diesen Nachteil wettzumachen muss es einige Tausend Kilomter mit möglichst CO₂-armem Strom zurücklegen. Dennoch sind Elektrofahrzeuge gegenüber Verbrennern schon heute im Vorteil, mal mehr, mal weniger. Und der Vorsprung wird wachsen, je schneller die Potenziale ausgeschöpft werden, die es im Hinblick auf CO₂-Minderung gibt sowohl über den Fahrstrom als auch bei der Batterieherstellung.

Zentrale Ergebnisse

• In allen untersuchten Fällen hat das Elektroauto über den gesamten Lebensweg einen Klimavorteil gegenüber dem Verbrenner.
• Der Klimavorteil des Elektroautos wächst, wenn der Ausbau der Erneuerbaren im Rahmen der Energiewende forciert wird; denn die Antriebsenergie ist die wichtigste Einflussgröße auf die Klimabilanz.
• Mit den Fortschritten bei der Batterieentwicklung insbesondere durch effizientere Fertigungsprozesse, höhere Energiedichte, verbesserte Zellchemie und CO₂-ärmeren Strom bei der Herstellung kann die Klimabilanz der Batterie in den kommenden Jahren mindestens halbiert werden.
• Die Batteriezell-Fertigung auf Basis eines möglichst hohen Anteils Erneuerbarer Energien, kann europäischen Ländern einen Standortvorteil verschaffen.
• Mehr Transparenz zur Klimabilanz der Batterien ist Voraussetzung, um weitere Verbesserungspotenziale über den gesamten Lebensweg erschließen zu können.

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Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit     Stand: 10.01.2019

Die Analyse der Klimabilanz eines Elektroautos, genauer gesagt der spezifischen klimarelevanten Emissionen pro Fahrzeugkilometer über dessen Lebensdauer, zeigt, dass die Treibhausgasemissionen eines rein batterieelektrischen Fahrzeugs  selbst unter Berücksichtigung des deutschen Strommix geringer ausfallen als bei vergleichbaren Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, und das schon für ein heute gekauftes Fahrzeug.

Über ein Fahrzeugleben hinweg liegen Elektroautos bei den CO2-Emissionen unterhalb ihrer mit fossilen Kraftstoffen betriebenen Pendants. Dieser Klimavorteil wird mit jedem Jahr, in dem die Energiewende im Strombereich voranschreitet, größer.

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Laut dem Ifo-Institut hat ein Elektroauto in Deutschland eine miesere CO2-Bilanz als ein Diesel. Doch wer ein paar fragwürdige Annahmen in der Kalkulation ändert, bekommt ein ganz anderes Ergebnis.

Der tatsächliche CO2-Ausstoß eines E-Autos hängt von mehreren Faktoren ab. Wir haben fünf wichtige Variablen der Ifo-Studie genauer untersucht und festgestellt: Sobald man etwas optimistischere und realistischere Werte einsetzt als das Sinn-Team, hat der Diesel kaum noch eine Chance gegen das E-Auto.

Variable 1: Die Leistung des Motors

Variable 2: Die Kapazität der Batterie

Variable 3: Der Produktionsstandort der Batterie

Variable 4: Der Strommix beim Aufladen

Variable 5: Die Laufleistung der Batterie

Fazit

Die Studie rechnet das Elektroauto schlecht – vor allem, weil sie allein vom Status quo in Deutschland ausgeht und von einer relativ CO2-intensiven Herstellung der Batterien. Doch beides soll und wird sich ändern – und so die CO2-Bilanz von Elektroautos deutlich verbessern.Hinzu kommt, dass E-Auto-Besitzer bereits heute ihr Auto in Deutschland mit Ökostrom tanken können – und dies auch tun und so die Nachfrage nach sauberem Strom ankurbeln. Zudem darf mit einer längeren Laufzeit als 150.000 Kilometer gerechnet werden. Unter Idealbedingungen kommt ein Tesla Model 3 mit großer 75-kWh-Batterie so auf einen CO2-Ausstoß von nur noch 31 Gramm pro Kilometer – statt der berechneten 155 Gramm.

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Unbemerkt von der öffentlichen Diskussion vollzieht sich zurzeit in Deutschland, aber auch weltweit ein dramatischer Wandel beim Brennstoffeinsatz zur Strom- und Wärmeerzeugung. In Deutschland ist dies unter den Begriff “Fuel switch” bekannt geworden. Es ist die modernere Variante der alten Theorie vom Erdgas als der Brückentechnologie. Sie soll den Erneuerbaren Energien angeblich zum Durchbruch verhelfen. Die Erzähler dieser Geschichte sprechen nur vom Verbrennungsprozess und dessen geringeren CO2-Emissionen im Vergleich zur Kohle. Das ist eine sehr selektive Betrachtungsweise, die sich nicht damit auseinandersetzt, dass Methan, aus dem Erdgas zum allergrößten Teil besteht, nicht vom Himmel fällt, sondern einen langen Prozess der Förderung, der Reinigung und des Transports hinter sich hat, bevor es vor Ort verbrannt wird.

„Erdgas, also Methan, CH4, wird als umweltfreundlich gepriesen, weil bei seiner Verbrennung nur 0,20 kg CO2 pro kWh Heizenergie entstehen, bei Heizöl aber 0,28 und bei Kohle 0,35. Dabei wird nicht bedacht, dass bei der Förderung und Verteilung von Erdgas bis über 10 % unverbranntes Methan in die Atmosphäre gelangen. Das Methan-Molekül ist 56 mal klimawirksamer als CO2; sein CO2-Klimaäquivalent ist 56. Allerdings ist die Verweildauer von Methan in der Atmosphäre ca. 10 mal kürzer als die von CO2, aber in den 10 bis 20 Jahren, die uns noch für die Klimarettung verbleiben, ist CH4 immer noch 45 mal wirksamer als CO2, und nicht 20 mal, wie oft behauptet wird. Zu jedem Molekül CO2, das bei der Verbrennung eines CH4-Moleküls entsteht, kommen also bei 10 % Leckagen noch 45 * 10 % = 4,5 CO2-Klimaäquivalente durch das unverbrannte Methan dazu. Die Erdgaswirtschaft ist also nicht halb so Klima schädlich wie die Kohlewirtschaft (s.o.), sondern 0,5 * (1 + 4,5) = 2,75 mal Klima schädlicher.

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von Hinrich Helms, Julius Jöhrens, Claudia Kämper, Jürgen Giegrich, Axel Liebich, Regine Vogt, Udo Lambrecht ifeu – Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH, Heidelberg   Im Auftrag des Umweltbundesamtes

Die Bundesregierung hat sich das Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2020 einen Massenmarkt für Elektrofahrzeuge zu schaffen. Zur Umwelt-und Ressourcenbewertung der verschiedenen Konzepte sind Analysen twnoendig, die den gesamten Lensbeweg eines Fahrzeugs betrachten. Dabei wird in dieser Studie der methodische Blick stärker als bisher auf eine Gesamtbetrachtung von input-bezogenen Ressourcenaspekten erweitert. Tendenziell zeigen sich in den Bewertungsansätzen gleichgelagerte Ergebnisse für die einzelnen Lebenswegabschnitte:

Vorteile haben Elektrofahrzeuge potenziell in der Nutzungsphase durch die hohe Energieeffizienz des Antriebsstrangs und insbesondere durch den zukünftig steigenden Anteil eneuerbarer Energien in der Strombereitstellung. Klimabilanz und kumulierter Energieaufwand werden überwiegend durch die Nutzungsphase beeinflusst und zeigen daher in der Gesamtbetrachtung Vorteile für Elektrofahrzeuge.

Nachteile fürElektrofahrzeuge ergeben sich vor allem bei der Fahrzeugherstellung. Kumulierte Rohstoffaufwand, Wasserbedarf sowie Versauerung und gesundheitliche Be-lastungen werden überwiegend durch die Herstellung der Fahrzeuge beeinflusst und zeigen daher aktuell in der Gesamtbetrachtung Nachteile für Elektrofahrzeuge.

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