Die Umweltbilanz von Elektroautos

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Sind Elektroautos umweltfreundlicher als herkömmliche Fahrzeuge? Diese Frage wird kontrovers diskutiert. Fakt ist, dass auch Elektroautos bei Herstellung und Betrieb große Mengen an CO2-Emissionen verursachen. Die entscheidende Frage ist, ob E-Mobile über ihren gesamten Lebenszyklus gerechnet umweltfreundlicher sind. Hier spielen allerdings so viele Faktoren eine Rolle, dass ein direkter Vergleich mit Verbrennungsmotoren gar nicht so einfach ist.

Die Batterie ist das größte Problem

Ein Elektroauto herzustellen verursacht ohne Zweifel mehr Treibhausgase als ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, und das liegt vor allem an der Batterie. Besonders eine Untersuchung des schwedischen Umweltforschungsinstituts IVL erregte in letzter Zeit Aufsehen. Der Studie zufolge wird bei der Akkuherstellung für den elektrischen Kleinwagen Nissan Leaf so viel CO2 freigesetzt, dass ein modernes Fahrzeug mit Benzinmotor 30.000 Kilometer fahren könnte, um dieselbe Menge freizusetzen. Bei einem großen Tesla sind es sogar 100.000 Kilometer.

Die Produktion von Lithium-Ionen-Akkus ist energieaufwendig und findet zudem größtenteils in Ländern wie China statt. Dort ist der Anteil an erneuerbaren Energien am Strom-Mix noch vergleichsweise gering. Allerdings gibt es auch dort regionale Unterschiede, im Südosten des Landes etwa stammt ein Drittel des Stroms aus erneuerbaren Quellen. Andere Untersuchungen kommen zum gleichen Ergebnis: Die Batterieherstellung ist im Blick auf die Umweltbilanz der größte Schwachpunkt des Elektroautos. Allerdings muss bei diesen Betrachtungen einbezogen werden, dass auch die Herstellung herkömmlicher Antriebe CO2 verursacht und diese im Betrieb weiterhin umwelt- und gesundheitsschädliche Stoffe ausscheiden. Ebenfalls für die Zukunft beachten sollte man die Tatsache, dass die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien stetig gestiegen ist und weiterhin steigen wird. Selbst wenn die Produktionsprozesse an sich nicht energieeffizienter werden, verbessert sich die Ökobilanz der Batterien allein dadurch, dass weniger Rohstoffe und Materialien benötigt werden.

Auf den richtigen Strom-Mix kommt es an

Betrachtet man die Emissionen über die gesamte Lebensdauer der Fahrzeuge, kommen verschiedene Untersuchungen zum Ergebnis, dass E-Autos eine bessere Klimabilanz aufweisen. Zum Beispiel das Freiburger Öko-Institut: Das Institut geht davon aus, dass der Anteil von grünem Strom im Mix weiter zunimmt, so dass Elektrofahrzeuge trotz der Negativbilanz bei der Herstellung in der Summe etwa ein Drittel weniger Treibhausgasemissionen verursachen. Herangezogen haben die Autoren der Untersuchung ein mittleres Dieselfahrzeug mit einer Laufleistung von 180.000 Kilometern sowie ein vergleichbares Elektrofahrzeug. Das Umweltministerium oder die Nationale Plattform Elektromobilität gehen ebenfalls schon jetzt von einem deutlichen Vorteil der E-Mobile gegenüber Verbrennern aus. Für das Jahr 2015 beziffert das Umweltministerium die durchschnittlichen CO2-Einsparungen eines Elektroautos gegenüber einem vergleichbaren Verbrenner mit 12 bis 23 Prozent.

Elektroautos müssen mit echtem Ökostrom geladen werden

Auch andere Organisationen wie US-amerikanische Wissenschaftlervereinigung Union of Concerned Scientists bescheinigt E-Autos eine bessere Klimabilanz. Allerdings spielt auch in dieser Untersuchung eine große Rolle, dass der getankte Strom für eine positive Bilanz zu einem möglichst großen Teil aus erneuerbaren Quellen stammen muss. In Deutschland hatten die Erneuerbaren im letzten Jahr nur einen Anteil von 29 Prozent am gesamten Mix, mehr als 50 Prozent stammen aus fossilen Energieträgern. Der Anteil des Grünstroms soll bis 2025 auf 40 bis 45 Prozent steigen.

Elektroautos sind also nach aktuellem Stand nicht emissionsfrei unterwegs, da die Stromerzeugung CO2 verursacht. Zwar scheiden die Stromer im Betrieb weniger Schadstoffe aus als konventionelle Fahrzeuge, doch um den Nachteil durch die energieintensive Herstellung wirklich auszugleichen, müssten sie teilweise sehr lange auf der Straße bleiben. Anders fällt die Bilanz aus, wenn man die Fahrzeuge mit echtem Ökostrom betankt, was bisher in den meisten Fällen wohl nicht geschieht. Der Strom sollte am besten aus ausschließlich dafür errichteten Wind- oder Solarparks stammen, wie die Nationale Plattform Elektromobilität anregt.

Werden viele Elektroautos gleichzeitig geladen, kann das schlecht für die Umwelt sein

Der Einfluss von Elektroautos auf das Stromsystem muss ebenfalls einbezogen werden. Denn werden Elektroautos vermehrt dann geladen, wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht, wenn der Anteil erneuerbarer Energien also gerade gering ist, wirkt sich das negativ auf die Klimabilanz aus, weil dann Kohlekraftwerke einspringen müssen. Dieses Problem wird sich verschärfen, je mehr Elektroautos es gibt. Abhilfe schaffen können und müssen hier Stromspeicher, und eine intelligente Ladesteuerung der Fahrzeuge. Dies verhindert auch eine Überlastung des Stromsystems.

Welche Folgen hat der steigende Rohstoffbedarf?

Ein großes Thema sind die verwendeten Rohstoffe bei der Akkuherstellung. Das betrifft besonders Lithium, aber auch Kobalt, Nickel oder Graphit. Eine Analyse des Öko-Institut e.V. im Auftrag von Agora Verkehrswende kommt zu dem Schluss, dass die Nachfrage nach diesen Rohstoffen auch bei stark wachsender Nachfrage nach E-Autos bis 2050 gedeckt werden kann, obwohl vorübergehende Engpässe und damit höhere Marktpreise möglich sind. Beim Abbau der Rohstoffe gibt es jedoch eine Vielzahl von Problemen. Dazu gehören ein oft sehr hoher Energiebedarf bei der Förderung, mögliche Umweltschäden sowie teilweise inakzeptable Arbeitsbedingungen. Das trifft besonders auf den Kongo zu, wo aktuell der größte Teil des Kobalts herstammt.

Recycling und Wiederverwertung gebrauchter Akkus ist entscheidend

Neben verbindlichen Standards für die umwelt- und sozialverträgliche Förderung von Lithium und Kobalt empfiehlt das Öko-Institut vor allem eine Dämpfung der Nachfrage nach Primärrohstoffen. Das sollte vor allem durch konsequentes Recycling geschehen, wofür das Institut eine Weiterentwicklung der EU-Batterierichtlinie speziell für Antriebsbatterien der Elektromobilität empfiehlt, um Recyclingraten für jeden Rohstoff festzuschreiben.

Außerdem sollte ein weltweites Recyclingsystem für Lithium-Ionen-Batterien geschaffen sowie eine Forschungsoffensive gestartet werden, die sich auf die Erhöhung der Materialeffizienz, die Substitution kritischer Rohstoffe und auf die Weiterentwicklung von Recyclingtechnologien konzentriert, heißt es. Der Analyse zufolge kann bis 2030 zehn Prozent des benötigten Lithiums aus Recycling gewonnen werden. Bis 2050 könnten es 40 Prozent sein. Es gibt in diesem Bereich bereits erste Ansätze, zum Beispiel an der TU Braunschweig. Doch eine Wiederverwertung findet noch nicht in großen Umfang statt.

Ein weiterer Ansatz zur Verbesserung der Ökobilanz der Batterie und damit des Elektroautos sind sogenannte Second-Life-Anwendungen. Daimler betreibt in Lünen gemeinsam mit Partnern einen Großspeicher aus gebrauchten Batterien von Smart und Mercedes. Bosch und Vattenfall haben ein ähnliches Projekt in Hamburg. In beiden Fällen hilft der Speicher bei der Netzstabilisierung.

Eine verbindliche Aussage zu treffen ist schwierig

Wie groß oder klein der Vorteil der E-Motoren aktuell über die Lebensdauer gesehen ist, hängt stark davon ab, welche Faktoren zugrunde liegen. Vergleicht man zwei Fahrzeuge direkt miteinander, oder rechnet man mit den Durchschnittsemissionen aller Fahrzeuge auf dem Markt? Im ersten Fall schwindet der Vorsprung von E-Autos gerade im Vergleich zum Diesel. Betrachtet man den Durchschnitt, haben E-Autos einen Vorteil aufgrund der vielen großen Spritfresser auf dem Markt. Welche Akkugröße und –Lebensdauer setzt man an? Je größer die Batterie, desto schlechter die Ökobilanz. Welche Rolle spielen das Klima und die Fahrweise für den Verbrauch? Wird einberechnet, dass Elektroautos einen wesentlich niedrigeren Wartungsbedarf haben, da es weit weniger Verschleißteile gibt?

Fazit: Auch wenn es schwierig ist, genaue Vergleichswerte zu ermitteln, scheint es, dass Elektroautos dem Klima letztendlich nützen. Dabei muss man allerdings verschiedene Punkte beachten. Das beinhaltet das Laden mit erneuerbaren Energien, ein effizienter Umgang mit Rohstoffen, und vor allem auch ein Umdenken, was unser Mobilitätsverhalten angeht. Große Elektroautos mit großen Batterien haben eine schlechtere Umweltbilanz als Kleinwagen. Verbraucher sollten sich also bewusst machen, dass auch ein „umweltfreundliches“ Auto das Klima belastet. Was wir brauchen, sind nachhaltige Mobilitätskonzepte, zum Beispiel im Rahmen von Carsharing und neuen Vermietungskonzepten für das eigene Fahrzeug.

Quellen / Weiterlesen:
Elektroautos sind sauberer! Ein Vergleich (Video) | Energyload
Wie klimafreundlich ist das Elektroauto wirklich? | Frankfurter Allgemeine
Wie viele Emissionen setzen Elektroautos wirklich frei? | Spektrum.de
Förderung Elektromobilität: Der Weg des geringsten Widerstandes | idw – Informationsdienst Wissenschaft
Elektromobilität: Rohstoffe für die Verkehrswende | Ökö-Institut e.V.
Wie schlecht ist die CO2-Bilanz von Elektroautos wirklich? | Erneuerbare Energien
Bildquelle: Pixabay