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Bessere Ökobilanz als gedacht, supersauber sind auch E-Autos nicht

3. Februar 2019, 17:48

Die Herstellung der Batterien ist aufwendig und belastet die Umwelt. Dennoch haben Stromer klimatechnisch die Nase vorn, sagen Münchner Forscher

Knapp 21.000 E-Autos waren Ende 2018 in Österreich unterwegs. 2,1 Millionen Fahrzeuge wurden weltweit verkauft, die meisten in China. Für heuer rechnen Experten mit einem Zuwachs auf 2,7 Millionen E-Fahrzeuge. Auch wenn die Marktanteile in Europa, abgesehen von Norwegen, überschaubar sind: Über kurz oder lang wird wohl eine kritische Größe erreicht.

Damit stellt sich die Frage, wie ökologisch E-Autos tatsächlich sind. Der Strom kommt nicht überall aus erneuerbarer Energie, für die Batterien braucht es Rohstoffe wie Lithium und Kobalt, die vorwiegend aus Ländern kommen, wo menschenwürdige Arbeits- und umweltschonende Abbaubedingungen oft Fremdworte sind. Und zusammengebaut werden die Herzstücke der E-Autos zum Großteil in Asien, in Produktionsstätten, deren Bau und Betrieb ebenfalls Energie verschlingt.

Allheilmittel oder doch nur Placebo? Die Frage, ob der Verkehr durch E-Autos entlastet wird, ist Gegenstand zahlreicher heißer Debatten.
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Die Ökobilanz vom Fließband bis ins Grab eines E-Autos ist deswegen kompliziert, auch wenn im Betrieb CO2-Emissionen kein Thema sind. Vor allem eine Studie des IVL Swedish Environmental Research Institute hatte vor zwei Jahren Aufmerksamkeit erregt. Die Forscher kamen damals zu dem Schluss, dass die Herstellung eines Akkus durchschnittlich zwischen 150 und 200 Kilogramm CO2 je Kilowattstunde (kWh) produzierter Batteriekapazität verursache. Eine Größenordnung, die in der Folge aus Diskussionen zum Thema nicht mehr wegzudenken war. Eine Batterie etwa von 100 Kilowattstunden, wie sie in einem großen Tesla S verbaut ist, kommt in dieser Betrachtung auf eine Emission von 15 bis 20 Tonnen Kohlendioxid. Bei einer durchschnittlichen Fahrleistung von 14.000 Kilometern im Jahr müsste damit mehr als acht Jahre gefahren werden, um mit einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor in der CO2-Bilanz gleichzuziehen, rechneten Kritiker vor.

Mehr Sachlichkeit

Eine wenig erfreuliche Ökobilanz der gerne als so sauber gepriesenen Alternativen zu Verbrennungsmotoren, fand so mancher und fragte sich, ob nicht vielleicht ein Verbrenner die sauberere Variante wäre. Da half auch die Stellungnahme der Autoren kaum. Sie hatten betont, dass die Studie nur einen Überblick über die Ergebnisse vorhandener Studien über den aktuellen Stand der Technik gab, sich die Technologie aber rasant entwickle. Forscher der Münchner Forschungsstelle für Energiewirtschaft (FfE) nahmen dies zum Anlass, erneut genauer hinzuschauen, um "mehr Sachlichkeit in die aktuelle Diskussion" zu bringen.

In dieser Grafik kommt Österreich nicht vor. Der vergleichweise günstige Strommix (72 Prozent Erneuerbare Energie) bessert aber auch die ökologische Bilanz eines E-Autos in Österreich auf.
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Was bei der "ganzheitlichen Bilanzierung", die auch die Battierenproduktion einrechnet (neben dem Energieeinsatz in der Batteriefertigung wurde auch der Energiebedarf der Rohstoffgewinnung und Materialproduktion berücksichtigt, Anm.), herauskommt, ist kurz gesagt: Die Umweltbilanz von E-Autos ist zwar nicht so sauber, wie manche gern glauben wollen, aber sie ist auch nicht so dreckig, wie andere behaupten. In der Modellrechnung der Münchner heißt dies: Bei der Fertigung eines Lithium-Ionen-Akku-Systems fallen weniger energiebedingte Emissionen von Treibhausgasen an, als der Forschungsstand der Schweden ergab. Nämlich rund 106 statt der 150 bis 200 Kilogramm CO2 je Kilowattstunde produzierter Batteriekapazität, errechneten sie.

Auf den Strommix kommt es an

Damit würde ein Elektroauto mit einer Batteriekapazität von 30 Kilowattstunden mit dem deutschen Strommix (38,5 Prozent erneuerbare Energie) ab einer Kilometerleistung von rund 50.000 Kilometern weniger Emissionen als ein Benzinfahrzeug ausstoßen (zugrunde gelegt wurde der Vergleich eines Fahrzeugs der Golfklasse mit einem Verbrauch von 5,9 l / 100 km und einem E-Auto mit einem Verbrauch von 17,3 kWh / 100 km). Bei einer durchschnittlichen jährlichen Kilometerleistung von 14.000 Kilometern entspräche dies einer Amortisationsdauer von 3,6 Jahren.

Auf die Batterie kommt es ganz wesentlich an, wie auch diese Grafik zeigt.
grafik: ffe

Wie wichtig der Strommix ist, zeigt der Vergleich. Für den EU-Strommix verkürzt sich die Amortisationsdauer auf knapp 2,8 Jahre. Für das wasserkraftwerkreiche Österreich, rechnet Anika Regett vom FfE dem STANDARD vor, schneidet ein E-Auto unter den genannten Bedingungen aus Emissionssicht ab einer gefahrenen Strecke von rund 30.000 Kilometern besser ab als ein Verbrenner. Das E-Auto würde sich damit klimatechnisch in knapp 2,1 Jahren amortisieren.

Unbestritten ist: Eine 30-kWh-Batterie entspricht kleineren Fahrzeugen. Linear umskalieren auf größere könne man die Ergebnisse nicht, sagt Regett. Auch sie betont, dass jetzt verstärkte Forschung und Entwicklung bei Batterien, Ladeinfrastruktur und Betriebsmanagement der Fahrzeuge entscheidend seien. Dass ein großer Tesla mit 100 kWh trotz aller Verbesserungen weniger umweltfreundlich ist als ein kleines Modell – Stromer hin oder her – bleibt aber klar, ganz ohne rechnen. (4.2.2019)

Hier erläutern die Forscher Untersuchungsrahmen, Datengrundlage und Vorgehen.

Zum Thema Verkehr und Klima siehe auch: Österreich schießt an Klimaziel vorbei

Wissen: Die Bewertung der Klimabilanz der Batterieproduktion erfolgte durch die Berechnung der energiebedingten Treibhausgas (THG)-Emissionen bezogen auf eine kWh produzierte Elektrofahrzeugbatterie. Diese beinhalten alle THG-Emissionen, die mit der Bereitstellung und Umwandlung von Energie für die Materialproduktion sowie die Batteriefertigung verbunden sind.

Für das untersuchte Lithium-Ionen-Batteriesystem ergeben sich energiebedingte THG-Emissionen in Höhe von knapp 106 kg CO2-Äq. je kWh produzierter Batteriekapazität, von denen 40 Prozent auf den Strombedarf in der Batteriefertigung (inkl. Zellen) zurückzuführen sind. (red)