Umweltbilanz: Wie schlägt sich das Elektroauto?

15.12.2015 - 10:00 Uhr von Lukas Lauterbach
15.12.2015

Ist Strom sauberer als Benzin oder Diesel? Im Jahr 2020 sollen mindestens eine Million Elektroautos über deutsche Straßen Rollen. Wir werfen einen Blick auf die Umweltbilanz.

In der Umweltbilanz ist das (E)-Fahrrad schwer zu schlagen aber wie steht es um die Nachhaltigkeit von Elektroautos? Sie sind zwar lokal emissionsfrei, doch ihr Ladestrom muss aufwendig produziert werden.
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In der Umweltbilanz ist das (E)-Fahrrad schwer zu schlagen aber wie steht es um die Nachhaltigkeit von Elektroautos? Sie sind zwar lokal emissionsfrei, doch ihr Ladestrom muss aufwendig produziert werden.

 © Daimler

Spätestens 2020 sollen eine Million Elektroautos über deutsche Straße rollen und die lärm- und abgas-geplagten Städte entlasten, so das ambitionierte Ziel der Bundesregierung. Deutsche Autofahrer sind bisher jedoch sehr zurückhaltend wenn es um den Kauf eines Elektroautos geht. Anders lässt sich die Zahl von insgesamt 19.000 zugelassenen Elektroautos nicht erklären. Würden Mensch und Umwelt überhaupt von mehr E-Mobilität profitieren? 

Batterieelektrische PKW (BEV) versus Otto- und Diesel-PKW

Bezogen auf die gesamte Lebensspanne ähnelt die Klimawirkung eines Elektroautos, das bei gemischter Nutzung (Stadt/Land) mit dem typisch deutschen Strommix betrieben wird, der eines herkömmlichen PKW. Die Klimabilanz eines elektrisch angetriebenen Autos ist geringfügig besser als die eines Benziners, aber ebenso geringfügig schlechter als die eines Diesels. Dieses „Dazwischenliegen“ klingt zunächst nach schlechter Werbung für die E-Mobilität.

Der Betrieb

Die Klimawirkung von Verbrennungsmotoren entsteht in erster Linie durch die Auspuffemission von CO₂ beim Fahren. Neben der Emission entsteht eine weitere Umweltwirkung bei der Kraftstoffbereitstellung (Ölgewinnung, Raffinierung und Verteilung). Diese beträgt etwa 16 Prozent bei Dieselkraftstoff und 25 Prozent bei Benzin, gemessen an der Gesamtwirkung des Verbrennungsprozesses. Damit sind die direkte und indirekte Emission von CO₂ für etwa 80 Prozent der Klimawirkung eines herkömmlichen PKW verantwortlich.

Diese Zahlen sehen bei Elektrofahrzeugen anders aus, denn die direkten Emissionen beim Fahren entfallen gänzlich. Dafür entstehen 64 Prozent der Klimawirkung durch die Strombereitstellung. Der Prozess, der den Strom aus der heimischen Steckdose oder der Ladestation fließen lässt, ist damit für den Löwenanteil der Klimawirkung eines Elektroautos verantwortlich.

Genau hier schlummert das verborgene Potential von Elektrofahrzeugen, denn je umweltfreundlicher der zum Betrieb benötigte Strom gewonnen wird, desto günstiger wird die Klimabilanz des Autos. Die genannten Zahlen beziehen sich auf den Betrieb mit dem derzeit üblichen Strommix. Dieser beinhaltet (laut Bundesverband Erneuerbare Energie) im ersten Halbjahr 2015 einen Anteil von 33 Prozent Strom aus erneuerbaren Energiequellen (Wind, Sonne und Biomasse). Ende 2014 lag dieser Wert noch bei 27,4 Prozent. Die Tendenz ist steigend. Jedes gewonnene Prozent nachhaltiger Energiegewinnung schlägt sich positiv in der Ökobilanz von Elektrofahrzeugen nieder. Ergo: Je konsequenter die vieldiskutierte Energiewende vorangetrieben wird, desto schneller werden Elektroautos deutlich bessere Klimawerte als herkömmliche PKW vorweisen können.

Die Herstellung

Zu der im Betrieb entstehenden Klimawirkung eines PKW (ob elektrisch oder konventionell betrieben) addiert sich natürlich die Klimawirkung des Herstellungsprozesses. Im direkten Vergleich schneidet das Elektroauto hier deutlich schlechter ab als herkömmliche PKW. So entstehen beim Elektektroauto 30 Prozent der gesamten Klimawirkung während der Herstellung. Bei einem für die gesamte Lebensdauer prognostizierten Bedarf von 1,5 Batterien (das heißt: bei jedem zweiten Auto findet ein Batteriewechsel statt) werden insgesamt 11 Tonnen Treibhausgase freigesetzt. Ein herkömmlicher PKW schlägt mit durchschnittlich „nur“ 6 Tonnen Treibhausgasen für die Herstellung zu Buche. Zur Öko-Bilanz von Batterien im Hinblick auf ihre Produktion und Entsorgung können Sie hier mehr lesen.

Nutzungsmuster

Neben den bereits beschriebenen Faktoren ist die Ökobilanz eines Elektroutos maßgeblich von zwei weiteren Einflussgrößen abhängig: Wie wird das Auto wie viele Kilometer weit gefahren?

Die Stärken und Schwächen von Elektro- und Verbrennungsfahrzeugen sind unterschiedlich verteilt. Insbesondere im Stadtverkehr können elektrisch angetriebene Fahrzeuge in punkto Umweltbilanz mit guten Ergebnissen aufwarten. Im typischen Stop-and-Go-Modus des städtischen Autoverkehrs wird in der Regel nur ein Bruchteil der maximalen Motorleistung abgerufen und in diesem Betriebszustand arbeiten Verbrennungsmotoren sehr ineffizient.

Elektromotoren verfügen hingegen über einen sehr hohen Wirkungsgrad in einem weiten Leistungsbereich, wovon sie in der Stadt profitieren. Bei einem elektrischen „City-Wagen“ (Zweitwagen) mit einer Lebensfahrleistung von etwa 120.000 Kilometern liegt die Klimawirkung etwa 17 Prozent niedriger als die eines Benziners und etwa gleichauf mit der Klimawirkung eines Diesels. Mit steigender Kilometerzahl, beispielsweise bei einem viel genutzten Taxi, verbessert sich dieser Wert noch. Ab 200.000 gefahrenen Kilometern ist die Klimawirkung des Elektroautos im Stadtverkehr dann etwa 8 Prozent günstiger als die eines Diesels.

Fahrleistung

Die insbesondere durch die Batterie verursachte ungünstige Klimawirkung stellt im Vergleich den schwerwiegendsten Nachteil eines strombetriebenen PKW dar. Wird ein Elektroauto mit dem typisch deutschen Strommix betrieben, ist die Klimawirkung (verglichen mit einem Benziner) erst ab einer Fahrleistung von 100.000 Kilometern ausgeglichen. Der höhere Wirkungsgrad eines Dieselmotors hat eine verringerte CO₂-Emission zur Folge. Daher fällt der Vergleich E-Auto und Diesel noch schlechter aus: Erst ab einer Fahrleistung von 200.000 Kilometern ist die Klimawirkung beider Fahrzeuge ausgeglichen.

Wer konsequent auf sauber erzeugten Strom aus regenerativen Quellen setzt, kann diese Bilanz allerdings drastisch verbessern: Bereits ab einer Fahrleistung von 30.000 Kilometern mit Öko-Strom ist die Klimawirkung im Vergleich zu einem Benziner ausgeglichen.

Nicht zu vergessen: Die "Umwelt-Pioniere"

Alle zum Thema „E-Auto und Umwelt“ vorliegenden Studien müssen von Durchschnittswerten ausgehen. Und damit weichen sie nicht selten erheblich von der Wirklichkeit ab. Denn Menschen, die ein Elektroauto kaufen (oder darüber nachdenken), sind sich ihrer Umweltverantwortung per se bewusster als der durchschnittliche Bundesbürger. Genau wie sie Stoffbeutel anstelle von Plastiktüten benutzen, wird aus ihren Steckdosen eher Ökostrom als der typisch deutsche Strommix fließen. Oder sie besitzen eine Photovoltaikanlage und stocken den Ladestrom ihres Elektroautos mit selbst erzeugtem Strom auf. Die Speerspitze ökologisch verantwortungsvoller Menschen nimmt die große Energiewende im Kleinen vorweg. Die Umweltfreundlichkeit eines Elektroautos wird nicht allein durch die Technik bestimmt – ebenso maßgeblich ist wer es wie nutzt.

Grundlage aller hier genannten Zahlen und Fakten ist das Forschungsprojekt UMBReLA (Umweltbilanzen Elektromobilität) des Instituts für Energie- und Umweltforschung (IFEU) in Heidelberg.

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