Ökobilanz Elektroauto: Wie umweltfreundlich sind die Stromer wirklich?


Antriebskonzept der Zukunft oder Schönfärberei?

159 Millionen Tonnen CO2 bläst der Verkehrssektor in Deutschland laut Klimaschutzbericht jährlich in die Umwelt. Zuviel, um die selbst gesteckten Klimaschutzziele zu erreichen. Gelingen soll das mit Elektroautos, die eine Art Königsweg der Mobilitätswende darstellen. Das Versprechen: deutlich weniger CO2-Emissionen, ohne den Individualverkehr zu beschneiden. Klingt zu schön, um wahr zu sein – oder? Wir haben genau hingesehen und die Klimabilanz eines Elektroautos mit der von Verbrennern verglichen. Hose runter CO2-Vergleich – sozusagen.  

 

VW ID.3 VW – Newsroom

Das Elektroauto wird an allen Ecken und Enden gefördert, bis zu 9.000 Euro schießt der Staat allein bei der Anschaffung eines Stromers zu. Dabei ist es längst nicht ausgemacht, dass mit dem Elektroauto das Klima gerettet wird. 

 

 

Je nach Studie und Standpunkt hat man es beim Elektroauto entweder mit dem Heilsbringer oder einer Drecksschleuder zu tun, die selbst den Verbrenner noch in den Schatten stellt. Dass es hier teils erhebliche Unterschiede gibt, liegt an der fehlenden Weitsicht so mancher Studie – und an falschen Zahlen.

Neue Technologien, umweltfreundlichere Herstellungsverfahren und effizientere Möglichkeiten der Energienutzung, die beim Elektroantrieb an der Tagesordnung stehen, werden hier gerne einmal unterschlagen.

Umgekehrt vergisst man gerne einmal, dass Benzin und Diesel nicht vom Himmel fallen, sondern erst aufwändig produziert und zur Tankstelle geliefert werden müssen. 

Um die Klimabilanz eines Elektroautos mit der eines Verbrenners vergleichen zu können, muss man das ganze Fahrzeugleben im Auge haben, sprich: von der Herstellung bis zum Abwracken des Fahrzeugs.

1. Die Fahrzeugherstellung

Was die Grundkonstruktion eines Autos, also den Stahlrahmen und die Unmengen an Kunststoff anbelangt, die dort zum Einsatz kommen, nehmen sich Verbrenner und Elektroautos herzlich wenig. Bei beiden kommen dieselben Materialien in einem ähnlichen Umfang zum Einsatz.

So weit so identisch. Deutlicher wird der Unterschied zwischen den beiden Antriebsformen beim Thema Kraftspeicher. Beim Elektroauto ist das nämlich die Batterie – und die verhagelt dem Stromer nicht nur die Ökobilanz.

 

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Aufbau einer E-Auto-Batterie – Newsroom

Klimasünder E-Auto-Batterie

Dass die E-Auto-Batterie so in der Kritik steht, liegt an den für die Produktion nötigen seltenen Erden. Die sind nicht nur Mangelware, sondern ihr Abbau erfolgt oft auch unter ethisch schwer vertretbaren Bedingungen. Auch das Lithium, das übrigens alles andere als selten ist, steht hier in der Kritik.

Das wird nicht nur unter teils menschenunwürdigen Bedingungen abgebaut, sondern der Abbau selbst steht ebenso in der Kritik. Der Vorwurf: Die Gewinnung von Lithium verbraucht Unmengen an Wasser.

 

Lithium ist nicht das Problem

5-6 Kilogramm Lithium stecken in einer durchschnittlichen E-Auto-Batterie. Um diese Menge Lithium abzubauen, werden 14.000 Liter Wasser verbraucht. Klingt viel, ist aber in etwa der Wasserverbrauch, der für die Produktion eines 400 Gramm Rindersteaks aufgewendet werden muss. Noch dazu handelt es sich hier um nicht trinkbares Salzwasser, welches zu 95% verdunstet und schließlich zu Lithium weiterverarbeitet wird.

Lithiumsee. Alexander Schimmeck – Unsplash

Energieintensive Produktion

Abseits des Ressourcenverbrauchs, ist es aber vor allem der Stromverbrauch der Batterieherstellung, der bei der Klimabilanz eines Elektroautos ins Gewicht fällt. Der hierfür aufgewendet Strom stammt nämlich längst nicht nur aus erneuerbaren Energien und verursacht dementsprechend viel CO2 bei der Herstellung. 2017 ist man in einer Studie des IVL Swedish Environmental Research Institute noch von 175 Kilogramm CO2 ausgegangen, die pro Kilowattstunde Batteriekapazität bei der Produktion anfallen.

Dieser Wert hat sich in den letzten Jahren aber mehr als halbiert, 75 Kilogramm CO2 sind es laut aktuellen Schätzungen nun lediglich noch. Bei einer durchschnittlichen E-Auto-Batterie mit rund 60 Kilowattstunden Kapazität sind das noch immer stolze 4,6 Tonnen CO2, die bei der Produktion anfallen. Der CO2-Rucksack, mit dem das Elektroauto vom Band rollt, ist also um 60 bis 70 Prozent höher als der, den ein vergleichbarer Verbrenner mit sich herumschleppt. Umso erstaunlicher ist es, wie schnell der Vorsprung des Verbrenners in puncto CO2-Bilanz dahinschmilzt.

Laut des aktuellen Tesla „Impact Report“ für das Jahr 2020 egalisiert ein Tesla Model 3 (Akku in Fremont gefertigt) seinen Klima-Rucksack nach 8.592 km, also nach nicht einmal einem Betriebsjahr. Realistisch ist der CO2-Anteil einer 60 kWh Fahrzeugbatterie wohl im Durchschnitt nach ca. 20.000 bis 30.000 km Fahrleistung egalisiert. Voraussetzung ist, sie wird an öffentlichen Ladesäulen oder der heimischen, KfW-geförderten Wallbox aufgeladen. Grund für die rasche Angleichung ist, dass Stromer über die geförderte Infrastruktur fast nur noch mit Öko-Strom betankt werden sowie deren deutlich effizientere Art der Fortbewegung, denn der Elektroantrieb ist vor allem eines: unglaublich effizient.

 

2. Der Fahrzeugbetrieb

Moderne Elektromotoren kommen auf einen Wirkungsgrad von über 90%, moderne Diesel schaffen nicht einmal die Hälfte. Damit der Elektromotor jedoch überhaupt seinen effizienten Dienst verrichten kann, braucht er Strom – und der wiederum muss produziert werden, bevor er den Stromspeicher des Elektroautos füllen kann.

Stromproduktion

Besitzer einer Photovoltaikanlage können sich beim Thema Stromproduktion entspannt zurücklehnen. Sie tanken ihr Elektroauto zum Nulltarif – und sind ganz nebenbei auch klimaneutral unterwegs. Die Regel ist das allerdings nicht. Nach wie vor beziehen die meisten E-Auto-Fahrer ihren Strom nämlich nicht vom hauseigenen Kraftwerk auf dem Dach.

Wer sich zur Gruppe der Nicht-Eigenproduzenten zählt und auch keinen reinen Ökostrom bezieht, hinterlässt mit seinem Stromer jedoch einen deutlich größeren CO2-Fußabdruck, nämlich statt im Durchschnitt 5 g CO2/km satte 75 g CO2/km – immer noch deutlich weniger als ein vergleichbarer Benziner, der mit 164 g CO2/km zu Buche schlägt. Obwohl Wind-, Solar- und andere regenerative Energien derzeit die Shootingstars der Stromproduktion sind, macht ihr Anteil nur rund die Hälfte des deutschen Strommixes aus. Wer eine der 1 Millionen durch die KfW geförderten privaten Wallboxen betreibt, oder an einer modernen öffentlichen Stromtankstelle lädt, kann jedoch beruhigt sein, hier fließt ausschließlich Strom aus regenerativen Quellen.

 

Die gute Nachricht: Die Stromproduktion aus erneuerbaren Energien ist auf der Überholspur und hat in den letzten Jahren kräftig zugelegt. Es dürfte also nur noch eine Frage der Zeit sein, bis sich die Parität bei der Stromproduktion aufhebt und nachhaltig produzierter Strom nen Löwenanteil ausmacht. Das wird nicht zuletzt auch am CO2-Ausstoß pro Kilowattstunde sichtbar, der seit Jahren sinkt.

 

 

366 Gramm pro Kilowattstunde beträgt der CO2-Ausstoß bei der Stromproduktion derzeit. Für eine volle Batterie eines ID.3 (62 kW/h Kapazität), sind das 23,4 Kilogramm CO2, die bei der Stromgewinnung anfallen. Hinzu kommen hier noch Verluste, die beim Stromtransport entstehen und rund fünf Prozent betragen. Macht rund 24,6 Kg CO2. Ein Verbrenner mit 50 Liter großem Tank, wie ihn beispielsweise der Golf 7 besitzt, stößt ein Vielfaches davon aus: 116,5 Kilogramm.

 

 

Natürlich kommt ein vollgetankter Golf auch weiter, 800-900 Kilometer mit einer Tankfüllung sind kein Problem – ein vergleichbarer Stromer schafft etwa ein Drittel davon. Die phänomenale Reichweite im Vergleich zum Elektroauto reicht allerdings bei Weitem nicht, um den knapp fünfmal so hohen CO2-Ausstoß, der durch die Verbrennung von Diesel und Benzin entsteht, auch nur annähernd wieder reinholen zu können. 

Was in dieser Rechnung noch fehlt, ist der CO2-Ausstoß der Benzin- und Dieselherstellung. Das beginnt mit der Ölförderung, dem Transport des schwarzen Goldes zur Raffinerie, der Treibstoffherstellung und schließlich dem erneuten Transport zur Tankstelle. Dann erst landet es so vermeintlich einfach in unseren Zapfhähnen. In Anbetracht dieser gigantischen Lieferketten, scheinen die Hürden, die es beim öffentlichen Laden zu überwinden gilt geradezu lächerlich klein.

Nimmt man die Faktoren der Treibstoffherstellung in die Rechnung mit auf, verschlechtert sich die Klimabilanz eines Verbrenners im Vergleich zum Elektroauto nochmals. Die CO2-Emissionen eines Diesels steigen dann um ca. 23%, die eines vergleichbaren Benziners sogar 30%. Bei den CO2-Emissionen, die pro gefahrenem Kilometer anfallen, gewinnt also ganz klar das Elektroauto – und das ist längst nicht der einzige Vorteil.

Lokal Emissionsfrei

Ein weiterer Vorteil von Stromern: Sie fahren lokal emissionsfrei. Während Verbrenner ihre Emissionen überall dort verteilen, wo sie entlangfahren, fallen die Emissionen eines Elektroautos nur bei der Stromproduktion an. Genauer: im Kraftwerk.

Das hat den Vorteil, dass keine CO2-Emissionen in die Luft gelangen, beispielsweise wenn man mit seinem Stromer durch die Innenstadt düst. Ein Segen für die Stadtluft, die wegen den gesundheitsschädlichen Abgasen von Benziner und Dieselfahrzeugen schon lange nicht mehr frei, sondern vor allem krank macht.

 

 

Autoverkehr in New York. Robert Bay – Unsplash

3. Lebensdauer

Weil für die Lebensdauer eines Elektroautos unterschiedliche Annahmen kursieren, sind auch die darauf aufbauenden Studien zur Umweltbilanz oft strukturell falsch. Die Lebensdauer ist in erster Linie von der Batterie abhängig (hier geht zu unserem Batterie-Guide) und die hält, trotz anderslautenden Behauptungen, überraschend lang:

Rund 600.000 Kilometern sind mit einer aktuellen E-Auto-Batterie bereits möglich. Tendenz: stark steigend, schließlich ist die Batterieentwicklung längst noch nicht am Ende angekommen.

Hinzu kommt, dass über das vergleichsweise lange Fahrzeugleben eines Stromers hinweg nur etwa 30 Kilogramm an Rohstoffen tatsächlich verbraucht werden. Ganz anders beim Verbrenner. Der bläst allein 10.0000 Kilogramm an Treibstoff über sein Fahrzeugleben hinweg in die Luft.

 

4. Wiederverwertung / Recycling

Beim Verbrenner ist der Fall klar: Irgendwann gehts auf den Schrottplatz. Die wichtigsten Teile werden ausgeschlachtet, der Rest verschrottet. Der Prozess ist seit Dekaden der gleiche und dementsprechend optimiert.

Beim Stromer ist der Fall anders. Sein Herzstück ist bekanntlich die Batterie – und die zu recyceln ist gar nicht so einfach. Je nach Recyclingverfahren schafft man hier zwar bereits eine Recyclingquote von über 90%, neben den technischen Schwierigkeiten sind es hier vor allem aber wirtschaftliche, welche die Recycling-Bilanz eines E-Autos leidlich schlecht aussehen lassen.

Aktuell ist es nämlich schlicht billiger die Rohstoffe neu einzukaufen, als sie aus bereits bestehenden Akkuzellen herauszukratzen. Wohlgemerkt, es geht hier um die seltenen Erden, die eigentlich weltweit ein dermaßen knappes Gut sein sollten, dass eine Mehrfachverwendung eben jener Rohstoffe garnicht zur Debatte stehen sollte. Durch Forschungsanreize versucht man dem auf Seiten der Politik entgegenzuwirken.

Zudem gibt es auch auf der anderen Seite, nämlich der Produktion von E-Auto-Batterien, erfolgreiche Einsparmaßnahmen. So gibt es bereits die ersten Modelle, die mit deutlich weniger kritischen Rohstoffen auskommen – auf das giftige Kobalt kann bei den immer häufiger zum Einsatz kommenden E-Auto-Batterien mit Lithium-Eisenphosphat-Zellen bereits ganz verzichtet werden.

 

Fazit: Und wie ist sie jetzt, die Ökobilanz eines Elektroautos?

Kurzum: Gut ist sie, die Ökobilanz von Elektroautos – und deutlich besser als die von Verbrennern.

Bei der Produktion hat das Elektroauto ganz klar das Nachsehen, allein die Batterie schlägt hier im Schnitt mit etwa 4,5 Tonnen an CO2-Emissionen zu Buche. Im Fahrbetrieb spielt es jedoch seine Stärken aus. 20.000 bis 30.000 Kilometer dauert es, bis sich das emissionsintensive Herstellungsverfahren mit den CO2-Emissionen eines Verbrenners die Waage hält.

Die überraschend kurze Laufzeit bis zur Amortisierung hat zwei Gründe: Zum Einen sind es schlicht die hohen Emissionen, die beim Fahren mit einem Verbrenner entstehen. Rund 2.250 Kg stößt ein Benzin-PKW in einem durchschnittlichen Jahr aus. Hier ist die Benzinherstellung ebenso mit eingeschlossen wir eine Fahrleistung von 15.000 Kilometern.

Damit liegt er in puncto CO2-Emissionen deutlich über dem Elektroauto, das selbst dann die Nase meilenweit vorne hat, wenn man den deutschen Durchschnitts-Strommix als Berechnungsgrundlage heranzieht: 1.230 Kg sind es, die bei gleicher Fahrleistung mit dem Stromer anfallen.

Noch deutlicher wird der Unterschied, wenn man den Stromer ausschließlich mit Ökostrom betreibt. Dann nämlich lassen sich sogar 80 Prozent der Treibhausgasemissionen einsparen, wie es beispielsweise auch aus der Studie des ICCT hervorgeht.

Unterm Strich kann man also festhalten: Das Elektroauto hat durch seine strom- und rohstoffintensive Batterie einen holprigen Start, spart aber gegenüber einem Verbrenner mit jedem gefahrenen Kilometer CO2 ein – und hält deutlich länger. 

Veröffentlicht: 17.01.2022, Stefan Schmid