CO2-Bilanz von Elektroautos (Batterie): Studien Neue Studie zur CO2-Bilanz von E-Autos

von Christina Finke 31.08.2020
Inhalt
  1. August 2020: Neue Studie zur CO2-Bilanz von Elektroautos
  2. ISI- & Ifeu-Studien zur CO2-Bilanz von Elektroautos
  3. ARD & IVL-Studie zur Klimabilanz der Batterie-Produktion
  4. Antriebsenergie beeinflusst maßgeblich CO2-Bilanz
  5. Kritik an Ifo-Studie zur Klimabilanz von Elektroautos

CO2-Bilanz von Elektroautos: Studien der Technischen Universität Eindhoven, des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung und des Heidelberger Ifeu-Instituts zufolge sind Elektroautos schon heute klimafreundlicher als Fahrzeuge mit Benzin- oder Dieselmotoren – vorausgesetzt, man betrachtet den gesamten Lebenszyklus! Dieser Artikel wurde am 31.08.2020 aktualisiert.

Die CO2-Bilanz von Elektroautos ist über die gesamte Lebensdauer gesehen niedriger als die eines vergleichbaren Verbrenners. Zu diesem Ergebnis kommt eine neue Studie der Technischen Universität Eindhoven, über die Spiegel Online zuerst berichtete. Das Novum der Studie: Ein angepasster Wert für das CO2-Äquivalent für die Produktion einer Kilowattstunde Batteriekapazität. Ältere Studien beriefen sich hierbei auf 175 Kilogramm CO2-Äquivalent. Ein Wert aus dem Jahre 2017, der mittlerweile als überholt gilt. Bereits 2019 wurde der Wert, der einer schwedischen Studie entstammt, auf 85 Kilogramm korrigiert. Die Autoren der Eindhovener Studie gehen sogar von einem Mittelwert von 75 Kilogramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde Batteriekapazität aus. Der Wert basiert auf veröffentlichten Daten von Tesla. Im Vergleich zu Verbrennern ergibt sich so ein deutlich positiveres Bild beim CO2-Ausstoß von Elektroautos. Pro Kilometer verursacht ein Tesla Model 3 65 Prozent weniger CO2 als ein vergleichbarer Mercedes C 220 d. Den Nachteil der energieintensiveren Produktion des E-Autos hat man laut der Studie bereits nach 30.000 Kilometern egalisiert. Auch die Laufzeit eines Elektroautos korrigierte man nach oben. Während ältere Studien davon ausgingen, dass die Batterie 150.000 Kilometer durchhält, geht man nun davon aus, dass moderne Batterien eine Laufzeit von mehr als 500.000 Kilometern haben werden. Für die Studie nahm man demnach einen realistischen Wert von 250.000 Kilometern. Doch auch die neueste Studie ist nicht frei von Kritik, wie Christian Bauer, Umweltsystemwissenschaftler am Paul-Scherrer-Institut, gegenüber Spiegel Online äußerte. Der Emissionsfaktor für den Strommix sehe mit 250 Gramm pro Kilowattstunde zu optimistisch ausgelegt. 400 Kilogramm seien realisitischer. Dennoch würde sich an der Kernaussage der Studie, dass Elektroautos eine bessere CO2-Bilanz haben, nichts ändern, so der Forscher. Mehr zum Thema: Die Stromkosten eines Elektroautos auf 100 Kilometern

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August 2020: Neue Studie zur CO2-Bilanz von Elektroautos

EIn ähnliches Bild zur CO2-Bilanz von Elektroautos zeichnete bereits eine Studie des Fraunhofer-Instituts für System und Innovationsforschung (ISI), über die der "Spiegel" Ende Januar 2020 berichtete. Demnach ist die Herstellung eines Batteriefahrzeugs deutlich energieintensiver: Die Treibhausgasemissionen bei der Herstellung sind laut Studie je nach Energiequelle, -effizienz, Produktion und Batteriegröße um 70 und bis zu 130 Prozent höher als bei der Herstellung von Benzinern oder Dieseln. Allerdings sollen heute angeschaffte Stromer diesen Nachteil über die gesamte Lebensdauer im realen Betrieb ausgleichen können und am Ende 15 bis 30 Prozent weniger CO2 ausstoßen, als vergleichbare Verbrenner. Und: Zukünftig soll sich diese Bilanz noch weiter verbessern. Dabei wurde für Kleinwagen eine Lebensdauer von 150.000 Kilometern angesetzt, bei Mitteklassemodellen waren es 180.000 Kilometer, bei Oberklassefahrzeugen 220.000 Kilometer. Zudem wurden laut ISI Herstellung der Betrieb mit dem deutschen Strommix und der geplante Verlauf der Energiewende miteinberechnet. Als Problem haben die ISI-Forscher allerdings Autos mit großen Akkus und einer Batteriekapazität von über 80 Kilowattstunden und Fahrleistungen von 8000 bis 9000 Kilometern pro Jahr ausgemacht. Diese haben laut Studie eine kaum bessere CO2-Bilanz als vergleichbare Verbrenner. Auch das weltweite Vorkommen der zur Batterieproduktion verwendendeten Rohstoffe wie Lithium, Kobal, Nickel, Mangan und Grafit deckt laut ISI den prognostizierten Bedarf – selbst dann, wenn die Nachfrage durch andere Anwendungen parallel steigen würde. Zudem gehen die Forscher davon aus, dass vor allem Kobalt und Nickel künftig zu über 90 Prozent aus alten Batterien zurückgewonnen werden kann.

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ISI- & Ifeu-Studien zur CO2-Bilanz von Elektroautos

Eine Studie vom Heidelberger Institut für Energie und Umweltforschung (Ifeu) hat im Auftrag der Organisation Agora Verkehrswende die CO2-Bilanz von Elektroautos untersucht. Dabei wurden von den beteiligten Forschern nicht nur eigene Modellierungen vorgenommen, sondern auch 23 bereits vorhandene Untersuchungen zur Klimabilanz von E-Autos ausgewertet. Das Ergebnis: Elektroautos haben schon heute einen deutlichen Klimavorteil gegenüber vergleichbaren Fahrzeugen mit Diesel- oder Ottomotor. Für den Basis-Vergleich wurden etwa ein E-Auto mit 35-kWh-Batterie und einem Verbrauch von 16 kWh pro 100 Kilometer sowie ein vergleichbarer Benziner (5,9 Liter pro100 Kilometer) und ein Diesel (4,7 Liter pro 100 Kilometer) herangezogen. Nach einer Fahrtstrecke von 150.000 Kilometern bei gemischtem Fahrprofil seien die Emissionen der gesamten Lebensdauer 24 Prozent geringer als die von Benzinern und 16 Prozent geringer als die von Dieselfahrzeugen. Grund dafür sei vor allem, dass batterie-elektrisch angetriebene Fahrzeuge während der Fahrt kein einziges Gramm CO2 ausstoßen. Dafür entstehen laut Ifeu-Studie aber umso mehr Emissionen an anderen Stellen – etwa bei der energieintensiven Batterieproduktion und der Herstellung des Fahrtstroms. Würde hier vermehrt auf erneuerbare Energien gesetzt, könne der Klimavorteil von Elektroautos gegenüber Verbrennern nach 150.000 Kilometern bis 2030 sogar auf etwa 40 Prozent verdoppelt werden. Selbst dann, wenn auch Benzin- und Diesel-Pkw gleichzeitig effizienter werden. Mehr zum Thema: Forscher halten Fahrverbote für wirkungslos

 

ARD & IVL-Studie zur Klimabilanz der Batterie-Produktion

Die Autores eines Beitrag für die ARD-Reihe "Die Story im Ersten" bestätigen das Ergebnis, dass die CO2-Bilanz von Elektroautos durch die Produktion der Batterie erheblich beeinträchtig ist. Bei der Herstellung eines E-Autos würden demnach doppelt so viele Umweltschäden verursacht, wie bei der Herstellung eines vergleichbaren Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor. Das liege vor allem an Rohstoffen wie Lithium und Kobald, die zur Produktion der Batterien für Elektroautos benötigt werden und in ihren Abbauregionen für erhebliche Umweltschäden sorgen, hieß es in der ARD-Doku. Eine ähnliche Bilanz zog die schwedische Studie des IVL Swedish Environmental Research Institute, für die die Autoren die Produktion der für Elektroautos so wichtigen Lithium-Ionen-Batterien untersucht haben. Ihre Studie zeigt, dass bei der Herstellung je Kilowattstunde (kWh) Speicherkapazität zwischen 150 und 200 Kilogramm Kohlendioxid-Äquivalente entstehen. Diese Ergebnisse stützt auch die Studie des Heidelberger Ifeu-Instituts. Doch die Forscher gehen noch einen Schritt weiter und zeigen gleich die Verbesserungspotenziale auf: Demnach könne der CO2-Ausstoß bei der Batterieherstellung durch effizientere Herstellungsprozesse, höhere Energiedichte, verbesserte Zellchemie und CO2-ärmeren Strom bei der Herstellung bis 2030 halbiert werden – und so sogar auch steigende Batteriekapazitäten ausgleichen. Das gelte vor allem dann, wenn die Zellfertigung auch in EU-Staaten etabliert würde, wo der Strommix CO2-ärmer ist als in den bisherigen Herstellungsländern wie China, Japan, Korea und den USA.

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Antriebsenergie beeinflusst maßgeblich CO2-Bilanz

Die wichtigste Einflussgröße auf die CO2-Bilanz von Elektroautos ist laut Ifeu-Studie die Antriebsenergie. Und der Strom, mit dem Elektroautos in Deutschland heute fahren, wird noch zu 50 Prozent aus Kohle und Erdgas erzeugt. Der Vorteil von E-Autos gegenüber Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren könne demnach nur weiter wachsen, wenn hier zunehmend auf erneuerbare Energien zurückgegriffen würde. Für den Basisfall seiner Studie zur CO2-Bilanz von Elektroautos unterstellt das Heidelberger Ifeu-Institut zunächst, dass die Energiewende in Deutschland so fortgeführt wird, wie von der Bundesregierung geplant. Würde jedoch nur noch reiner Solarstrom zum Antrieb von E-Autos verwendet, läge ihr Klimavorteil gegenüber vergleichbaren Diesel- und Benzinfahrzeugen nicht mehr zwischen 24 und 16, sondern bei rund 50 Prozent. Daher sei es zum einen notwendig, dass die Bundesregierung die Dekarbonisierung im Stromsektor weiter vorantreibt. Gleichzeitig solle aber auch der Stromverbrauch von Elektroautos verringert und ihre Effizienz über entsprechende politische Rahmenbedingungen gefördert werden – schließlich müsse auch Strom, der aus Wind und Sonne erzeugt wird, sparsam verwendet werden. Zudem sprechen sich die Forscher des Ifeu-Instituts dafür aus, mehr Transparenz zur Klimabilanz der Batterien von E-Autos zu schaffen. Da hier in kurzen Zeiträumen große Fortschritte gemacht werden, könne es ansonsten dazu kommen, dass veröffentliche Klimabilanzen einen veralteten Stand der Technik reflektieren. Und nicht zuletzt hänge die CO2-Bilanz von Elektroautos auch von der Art der Nutzung ab: Eine Mobilitätswende, die Carsharing, Ridesharing und Ridepooling beinhaltet, sei demnach ebenso unerlässlich. Denn einige Fachleute vermuten auch, dass der Einsatz von Elektroautos einen problematischen "Rebound"-Effekt haben könnte. Damit ist gemeint, dass etwas letztlich zum Gegenteil des ursprünglich mit der Maßnahme Beabsichtigten führt. Für diesen Fall hieße das: Ein Konsument nutzt das E-Auto, das er als umweltfreundlich empfindet und raltiv teuer bezahlt hat, öfter, als er einen konventionellen Pkw nutzen würde. Fahrten mit dem Rad oder dem öffentlichen Nahverkehr würden dann durch Fahrten mit dem Elektro-Auto ersetzt.

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Kritik an Ifo-Studie zur Klimabilanz von Elektroautos

Elektroautos sind klimaschädlicher als Diesel – das behauptet eine Studie des Kölner Physikprofessor Christoph Buchal, die Im Anfang 2019 vom Ifo-Institut veröffentlicht wurde. Demnach belasteten Elektroautos das Klima um elf bis 28 Prozent mehr als ein Dieselfahrzeug. Grund sei der erhöhte C02-Ausstoß, der bei der Herstellung der Akkus anfällt. Die Tatsache, dass E-Autos von der europäischen Politik als "Zero-Emission"-Fahrzeuge eingestuft werden, empfinden die Autoren der Studie als Täuschung. Nach Meinung der Forscher seien methan-betriebene Ottomotoren die klimafreundlichste Alternative, um die ehrgeizigen CO2-Ziele der EU-Kommission umzusetzen. Doch bereits kurz nach Veröffentlichung wuchs die Kritik an der ifo-Studie. Unter anderem wurde den Autoren vorgeworfen, dass die Messwerte der untersuchten Dieselfahrzeuge im Labor und nicht auf der Straße erhoben worden seien. Darüber hinaus sei der Energieaufwand, der bei der Gewinnung und Herstellung von Dieseltreibstoff anfalle, nicht berücksichtigt worden. Auch, dass ein Tesla Model 3 mit 487 PS (in der Performance-Version mit 75-kWh-Akku) mit einem verhältnismäßig schwachem Mercedes C220 Diesel mit leidglich 194 PS verglichen wurde, weckte Zweifel an der Studie.

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