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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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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VDI-GEU,VDI-FVTundVDE/ETG haben im Rahmen einerinterdisziplinären Arbeitsgruppe aus Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Industrie versucht, den derzeitigen Entwicklungstand von Brennstoffzellenfahrzeugen (FCEV) und batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) darzustellen. Durch Einbindung von vielfältigem Sachverstand sollen relevante technische, ökologische und ökonomische Aspekte beider Technologien angemessen bewertet werden.

Die Analysen konzentrieren sich vorrangig auf den Pkw-Bereich; der Lkw-Sektorb leibt trotz seiner energie-und klimapolitischen Relevanz ausgespart genauso wie andere Optionen, z.B.synthetische Kraftstoffe.

Ziel dieser Studie ist ein möglichst objektiver Vergleich der Vor-und Nachteile, umVertretern aus Politik, Medien und interessierter Öffentlichkeit die Möglichkeit zu geben, sich ausgewogen zu informieren.

Studie_Brennstoffzellen_und_Batteriefahrzeuge_

Ein Gutachten des Freiburger Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme sorgte für kurzem für Aufsehen: Denn die Experten sahen Elektroautos mit Wasserstoff als Energiespender in Sachen CO2-Ausstoß klar im Vorteil gegenüber solchen mit Lithiumionen-Batterie – zumindest auf der Langstrecke. Jetzt kritisiert ein niederländischer Forscher die Studie und spricht von einem „dreckigen Trick“.

Artikel (EDISON) hier lesen

Ein Ingolstädter Professor argumentiert mit falschen und veralteten Zahlen gegen die Elektromobilität. Mittlerweile hält sich ein gutes Dutzend falscher Vorwürfe – ein paar Kritikpunkte hingegen lassen sich nicht widerlegen. Wir klären auf.

Beitrag und kritisierter Atrtikle auf EDISON hier lesen 

Mitte Oktober haben wir erfahren, dass BMW, Northvolt und Umicore ein Technologiekonsortium zur Weiterentwicklung einer vollständigen, nachhaltigen Wertschöpfungskette für Batteriezellen gründen. Aber auch mit Audi arbeitet Umicore an einem entsprechenden Projekt zum Batterie-Recycling. Vergangene Woche wurde bekannt, dass Phase eins der strategischen Forschungs-Kooperation abgeschlossen wurde.

Ziel der beiden Partner ist es einen geschlossenen Kreislauf für Bestandteile von Hochvoltbatterien zu entwickeln, die dadurch immer wieder von neuem nutzbar sind. Besonders wertvolle Materialien sollen von einer Rohstoffbank abrufbar sein. Artikel hier lesen

Elektro-Autos sind wesentlich umweltfreundlicher als Vebrenner. Das belegt jetzt auch eine neue Studie des Fraunhofer-Instituts.Gegenüber Verbrennern stoßen batteriebetriebene Elektro-Autos unterm Strich bis zu 43 Prozent weniger klimaschädliche Gase aus.

Folgender Text ist ein Auschnitt aus der Zusammenfassung der Studie:

Es existieren vier große Hebel für eine weitere deutliche Verbesserung der Klimabilanz von BEV, die heute schon in Teilen umgesetzt werden:

•Durch die Nutzung von eigenen PV-Anlagen, evtl. noch verbunden mit stationären Speichern. Knapp 50 % der BEV-Nutzer haben heute bereits eine eigene PV-Anlage und diese besitzen auch überdurchschnittlich häufig bereits einen stationären Batteriespeicher. Hierdurch werden die THG-Emissionen von heutigen BEV-Nutzern in Deutschland gesenkt. Im Vergleich zum Ansatz des Strommixes und bei Anrechnung von 30 % PV-Strom beim Laden werden die THG-Emissionen der BEV noch einmal um 8 bis 11 Pro-zentpunkte gesenkt.

•Durch die Nutzung von Ökostrom, der aus zusätzlichen Erneuerbaren Quellen stammt. BEV-Nutzer nutzen überdurchschnittlich häufig heute schon solche Angebote, wobei die Anzahl derartiger Angebote allerdings noch gering ist und künftig deutlich ausgebaut werden sollte.

 Unterstellt man eine 100%ige Versorgung mit regenerativem Strom durch eigene PV-Anlage mit Speicher bzw. die Nutzung eines ambitionierten Ökostromangebots, dann liegen die THG-Emissionen eines BEV gegenüber einem konventionellen Pkw um 65 bis 75 % niedriger.

•Durch die Verringerung der Vorkettenemissionen bei der eigentlichen Batterieherstellung durch die Nutzung von regenerativen Energien, so wie es von wenigen großen Batterieherstelllern heute schon angestrebt wird. Die Vorkettenemissionen der Fahrzeugproduktion, die bei BEV durch die Batterie-herstellung deutlich über den von konventionellen Fahrzeugen liegen, können so um 30 bis 50 % gesenkt werden.

•Durch intelligentes Lademanagement, bei dem die Beladung von BEV in Zeiten mit günstigen Strompreisen verschoben wird, die i.d.R. mit einem hohen Anteil an Erneuerbaren Energien korrelieren. Die Simulationsrechnungen haben gezeigt, dass hierdurch die THG der BEV noch einmal um 4 bis 6%-Punkte gesenkt werden können, wenn der Strommix unterstellt wird. Derartige Angebote existieren heute, sind aber noch nicht sehr verbreitet. BEV-Nutzer äußerten in einer Befragung eine recht hohe Bereitschaft zur Teilnahme an solchen Angeboten.

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