Elektroautos sind umweltfreundlicher – mit Vorbehalt

Aus Umweltsicht sind gefahrene Kilometer, der Strommix für die Ladung und die Grösse der Batterie ausschlaggebende Faktoren für die Anschaffung eines Elektroautos. In der Schweiz schneiden E-Autos bei der Ökobilanz bereits ab einer vergleichsweisen geringen Kilometerzahl besser ab als traditionelle Verbrennungsmotoren.

Auch Elektroautos verursachen Umweltschäden. Im Verbrauch sind E-Autos zwar ökologischer, jedoch generiert die energieintensive Herstellung der Batterie eine hohe Umweltbelastung. Wie sich die Faktoren Produktion, Verbrauch und Entsorgung auf die Umweltbilanz auswirken, hat das grösste Schweizer Forschungsinstitut für Natur- und Ingenieurwissenschaften, das Paul Scherrer Institut (PSI), in einer Lebenszyklusanalyse ermittelt: Die Die PSI-Studie kommt zum Schluss, dass rein batteriebetriebene Autos in der Schweiz ab rund 80’000 km weniger Kohlendioxid (CO2) ausstossen als herkömmliche Personenwagen. Um diesen Schwellenwert besser zu verstehen, beleuchten wir die einzelnen Einflussfaktoren.

Die Produktion – 1:0 für den Benziner

Elektroautos werden gegenwärtig mit einer Lithium-Ionen-Batterie bestückt. Die Förderung der dafür benötigten Rohstoffe und die energieintensive Produktion von Batterien verursachen einen hohen CO2-Ausstoss. Dieser lässt sich über verschiedene Faktoren eindämmen, bleibt aber immer höher als die Herstellung eines Diesel- oder Benzinantriebs. Dabei gilt: Je grösser die Batterie, desto schlechter die Umweltbilanz. Wichtig ist zudem der Energiemix bei der Batterieherstellung. Wird der hohe Energiebedarf bei der Produktion aus erneuerbaren Energien gedeckt, fällt die Umweltbilanz besser aus. So ist eine Batterie aus China aufgrund des Kohlestroms wenig umweltfreundlich. Eine bessere Bilanz weist hingegen die Batterieproduktion in Kalifornien, dem Sitz des US-Autoherstellers Tesla, aus. Kalifornien setzt auf einen grossen Anteil an erneuerbaren Energien. Eine Studie im Auftrag des Bundesamtes für Umwelt schätzt die Emissionen für die Herstellung der Batterie auf einen entsprechenden Benzinbedarf von 600 bis 2400 Liter.

Der Verbrauch – Der grosse Vorteil des Elektroautos

Die Verbrennung von fossilen Energieträgern setzt in der Erde gespeichertes CO2 frei. Bei einem Verbrennungsmotor geschieht dies in Form des Treibstoffs wie Benzin oder Diesel. Das E-Auto hingegen verursacht keine direkten Emissionen beim Betrieb. Nur die Stromproduktion zur Ladung der Batterie verursacht CO2-Emissionen. Wie bei der Herstellung der Batterie ist der Strommix zur Ladung eines E-Autos von zentraler Bedeutung für die versursachten Emissionen. Als Schweizer kommt man dabei gut weg. Der hohe Anteil an Wasserkraft und Kernenergie machen das E-Auto hierzulande besonders emissionsarm. Im Gegensatz dazu steht Deutschland, dass aufgrund des hohen Anteils an Kohlestrom europaweit einen der umweltschädlichsten Energiemixe hat. Im Vergleich mit unseren nördlichen Nachbarn fällt in der Schweiz nur rund ein Drittel der Kohlendioxidemissionen bei der Stromproduktion an. Folglich kompensieren E-Autos in der Schweiz bereits nach deutlich weniger Fahrkilometern die aufwendige Herstellung der Batterie.

Ökobilanz hängt vom Strommix ab

(Stromproduktion nach Energieträger)

Quelle: EIA, VSE

Die Entsorgung – Ein Streitpunkt

Wie bei der Herstellung macht auch bei der Entsorgung die Batterie den wesentlichen Unterschied zwischen einem E-Auto und einem Benziner aus. Die meisten batteriebetriebenen Fahrzeuge sind noch im Umlauf, daher sind die Schätzungsunsicherheiten in Studien gross. Aufgrund der Ladezyklen lässt die Batterieleistung und damit auch die Reichweite des E-Autos mit der Zeit nach. Daher braucht es früher oder später eine Ersatzbatterie. Die alte Batterie kann in anderen Bereichen weiterverwendet werden. So testet zum Beispiel der französische Autokonzern Renault die Verwendung in E-Ladestation. Auch ist es möglich, die Batterien zu rezyklieren und rund 95% der wertvollen Rohstoffe wie Kobalt oder Nickel zurückzugewinnen. Allerdings geschieht dies heute noch in Handarbeit und ist entsprechend teuer. Unabhängig davon, wie die alte Batterie weitergenutzt wird, kommt das Elektroauto in diesem Punkt mindestens gleich schlecht weg wie ein traditioneller Wagen.

Als Zweitauto lieber keinen Tesla

Die persönliche Situation muss in die Kaufentscheidung einbezogen werden. Aus Umweltsicht lohnt sich die Anschaffung eines Elektroautos, wenn die Reichweite eine untergeordnete Rolle bei der Nutzung spielt. So kann auf eine grössere Batterie verzichtet werden. Entscheidend ist letztlich, wie viele Kilometer man zurücklegt. Wer nur gelegentlich Auto fährt, verzichtet besser auf ein Elektrofahrzeug, denn dieses schneidet erst ab 80’000 km besser ab als ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Aus ökologischer Sicht ist es somit wenig sinnvoll, einen Tesla zu kaufen, falls man damit nur gelegentliche Sonntagsausflüge plant. Demgegenüber kann ein Pendler, der beruflich auf sein Auto angewiesen ist, seinen ökologischen Fussabdruck mit einem Elektrofahrzeug deutlich verbessern.

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7 Kommentare zu Elektroautos sind umweltfreundlicher – mit Vorbehalt

  1. Interessanterweise werden Unmengen an Vergleichsdaten aufgeführt und auch auf eine Zeitachse umgesetzt, die anstehende und zukünftige Antriebsarten völlig ausser Acht lassen. In 5 bis 10 Jahren werden wir mit Bestimmtheit einsehen, dass nicht die Antriebsart, sondern generell die Mobilität neu zu definieren wäre.
    Mir fehlt das gesamtheitliche Denken im Mobilitätsbereich und nicht der Vergleich von Verbrennungsmotoren mit Elektroantriebe.
    Wir sollten endlich dazu bereit sein, unsere masslose Mobilität zu überdenken und vernünftigerweise auch zu reduzieren. Brauchen wir noch hunderte von PS oder KW um uns von A nach B zu bewegen oder sind wir da einem Wahnsinn von Statusdenken ausgesetzt ?
    Weniger ist mehr und dahin sollte unsere Energie und unsere Visionen gehen.

    Freundliche Grüsse
    André Beer

    1. Sehr geehrter Herr Beer

      Jeder vermiedene Kilometer ist ein guter Kilometer. Eine Vision der verminderten Mobilität ist in diesem Zusammenhang sicherlich erstrebenswert. Ein gewisses Mass an Mobilität wird aber wohl auch in Zukunft dem individuellen Personenverkehr zufallen. In dieser Zukunft wird es mit Sicherheit weitere Antriebsarten geben. Mit einem Elektroauto kann bereits heute eine Verminderung der Treibhausgase erreicht werden, auch wenn es in Zukunft rückblickend vielleicht nur eine Übergangstechnologie war.

      Freundliche Grüsse
      Benjamin Gränicher

  2. Ich sehe im Gasauto momentan die weit bessere Methode, die Technologie ist ausgereift, man erreicht vernünftige Reichweiten, mit Biogas betrieben ist es ökologisch, und selbst mit Erdgas ist die Bilanz weit besser als ein Benziner/Diesel. In der Schweiz ist ein ausreichendes Tankstellennetz vorhanden . Schade das der Fokus momentan nur auf E-Autos liegt.

  3. Obwohl die Studie vom Paul Scherrer Institut verfasst ist – sie ist nicht korrekt! Allein der Satz: „Dabei gilt: Je grösser die Batterie, desto schlechter die Umweltbilanz“ ist Unsinn.
    Tatsache ist, dass man in Lade- / Entladezyklen denken muss, dass somit größere Batterien länger halten als kleinere, weil kleinere Batterien diese Zyklen häufiger durchlaufen müssen.
    Angenommen, Sie möchten 300.000 km fahren und Ihr Auto verbraucht 0,18 kWh pro km. Das heißt, Sie verbrauchen 300.000 * 0,18 = 54.000 kWh. Wenn Sie eine kleine Batterie mit beispielsweise 5,4 kWh hätten, wären 10.000 Zyklen nötig. Eine zehnmal größere 54-kWh-Batterie muss zehnmal weniger geladen werden. Die Tatsache, dass die Studie keine Faktoren in Bezug auf die Batteriegröße enthält, zeigt, dass sie wirklich nicht wissen (wollen), wovon sie in Bezug auf Batterien sprechen. Nach 150.000 km zu ersetzen ist einfach Unsinn. Nirgends wird eine exakte Bilanz gemacht wie gross der CO2-Ausstoss bei der Produktion der Verbrenner ist – man behauptet einfach dass sie bei einem Elektroauto viel höher sei. Das Paul Scherrer Institut stützt sich auch auf die schwedische Studie die nachweisbar falsch ist. Zudem haben auch hier die Studienautoren bei Verbrennerfahrzeuge stets Best-Case-Szenarien angewendet, und dabei beim Elektroauto Worst-Case-Szenarien angesetzt. Die Studie des Bundesamts für Umwelt aus dem Jahre 2014 ist längst veraltet. Auch in dieser Studie werden Aussagen gemacht die so nicht stimmen und längst widerlegt sind, z.B.: „Aufgrund der derzeit noch hohen Kosten der Batterien und dem Argument, dass hohe Kosten ein Indiz für einen tendenziell anspruchsvollen und hohen Fertigungsaufwand sind, und aufgrund der Ergebnisse anderer Ökobilanzarbeiten, gehen wir davon aus, dass die Umweltauswirkungen eher im oberen Bereich der in Tabelle 4 aufgeführten Werte liegen. Bei Batterien für Elektroautos gibt es sicherlich noch Entwicklungspotenzial. Allerdings kann man in absehbarer Zukunft gemäss Aussagen von Herstellern nicht mit Technologiesprüngen rechnen.
    Für den Vergleich der Umweltbelastung des Autofahrens mit Batterieantrieb einerseits und mit Benzin- oder Dieselmotoren anderseits ist die im realen Fahrbetrieb erreichbare Lebensdauer der Batterien ein weiterer wichtiger Parameter. Dazu fehlen heute noch praktische Langzeiterfahrungen.“ Tesla/Panasonic, aber auch die Gebrüder Kreisel in Austria haben die Herstellung laufend optimiert und massiv verbessert. Langzeiterfahrungen bis 800’000km im realen Betrieb sind bei Tesla längst gemacht.

    Hier ist eine Vergleichsstudie der Ökobilanz zwischen einem Tesla Model X und einem Ford Fiesta:
    http://m.manager-magazin.de/unternehmen/autoindustrie/tesla-laut-elektroauto-oekobilanz-sauberer-als-ford-fiesta-a-1177177.html

    Demnach ist sogar der monströse Elektro-SUV Tesla Model X P100D klimafreundlicher als der Kleinwagen Ford Fiesta in seiner benzinsparenden Ausführung SFE Ecoboost mit drei Zylindern. Es leuchtet jedem ein, dass ein Ford Fiesta mit 3 Zylinder-Motörchen und 5-Gang-Getriebe einen bedeutend geringeren Produktionsaufwand ausweist als ein zum Tesla leistungsmässig vergleichbarer Wagen mit 6 Zylinder und 8 oder 9-Gang-Direktschaltgetriebe – und damit verbundenem bedeutend höheren CO2-Ausstoss in der Produktion. Gleichzeitig steigt auch der CO2-Ausstoss im Verbrauch mittelbar über die Produktion des Kraftstoffs. Fakt ist: Laut einer Anfrage des Department of Energy in den USA von 2009 werden in einer Raffinerie rund 1,585 Kilowattstunden Strom für die Erzeugung eines Liters an Kraftstoff benötigt (6 kWh je Gallone). Sehr genau bestätigt wird diese Angabe durch die GEMNIS-Datenbank. Für den Durchschnittsverbrauch von 7 Litern auf 100 km kommen alleine an dieser Stelle mehr als 11 Kilowattstunden an Strom zusammen. Dies reicht aus, um mit einem Elektrofahrzeug 50 – 80 Kilometer weit zu fahren. Rechnet man den CO2-Ausstoss zur Erzeugung des Stroms durch ein Kohlekraftwerk, kommen zusätzlich zum Ausstoss beim Betrieb des Verbrenners noch 105 g/km CO2 dazu. Total somit 289 g/km bei einem Dieselmotor.
    Dies alles müsste man bei einer korrekten Differenzbetrachtung einberechnen – aber es macht wenig Sinn wenn man die Produktionswerte des Verbrenners nicht kennt. Genauso weiss man den exakten Wert bei der Batterieherstellung nicht – Fakt ist, dass die Gigafactory von Panasonic/Tesla keinen externen Stromanschluss hat und seine Energie rein aus Fotovoltaik und Windenergie bezieht.
    Machen wir die Rechnung mit der Annahme, dass ein Leistung- und Grössenmässig vergleichbarer Verbrenner (Audi, Mercedes) statt 5t wie beim Fiesta rund 10t CO2 bei der Herstellung produziert. Somit wären 4t beim Tesla zu kompensieren. Co2-Ausstoss Verbrenner inkl. Produktion des Kraftstoff ergibt 289 g/km, Tesla zu Hause mit Fotovoltaik und Wasserenergie 0 g/km. 4000kg dividiert durch 289 g/km = 13840 km. Rechne ich mit Ökostrom beträgt die Differenz 190 g/km ergibt 4000kg dividiert durch 190 g/km = 21052 km. Somit rund viermal weniger km als die Studie des PSI.

    Diesen Artikel möchte ich Ihnen nicht vorenthalten:

    Die Entlarvung der zwei großen Mythen der E-Mobilität
    Hier werden die zwei wichtigsten Mythen gegen Elektroautos entkräftet, um eindeutig aufzuzeigen, dass eine schnelle und umfassende Verkehrswende hin zur Elektromobilität nicht nur ökologische, sondern auch enorme wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt. Von Hans-Josef Fell
    Mythos I: Elektroautos sind schädlicher für das Klima als Fahrzeuge mit fossiler Antriebstechnik
    Wie mittlerweile durch etliche Studien nachgewiesen, sind E-Autos schon heute emissionsärmer als Fahrzeuge, die durch fossile Kraftstoffe angetrieben werden. Dennoch gibt es immer noch Stimmen, die der E-Mobilität den Klimavorteil absprechen.
    Doch was steckt hinter dieser Behauptung? Eine derartige Verunsicherung wird vor allem durch Studien hervorgerufen, die die positive Ökobilanz von Elektroautos in Frage stellen. Da wäre zum Beispiel die diesjährige Studie von Hans-Werner Sinn, dem ehemaligen Präsidenten des Münchner ifo Institut – Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung. Laut dieser Studie belasten E-Autos das Klima um 11% bis 28% mehr als Dieselfahrzeuge. Unter dem Titel „Elektroautos kein Allheilmittel für den Klimaschutz“ wurde eben diese Botschaft der Studie in ganz Deutschland medial oftmals unhinterfragt übernommen und in der breiten Öffentlichkeit verbreitet.
    Letztendlich haben Sinn und seine beiden Mitautoren bei ihrer Studie grobe wissenschaftliche Fehler gemacht. Laut Analyse der Wirtschaftswochehaben die Studienautoren beim Dieselfahrzeug stets Best-Case-Szenarien angewendet, und dabei beim Elektroauto Worst-Case-Szenarien angesetzt. Auch von anderen Medien wurde die Studie inzwischen vielfach als unwissenschaftlich entlarvt, wie auch der Spiegel berichtete.
    Inzwischen hat selbst das Umweltministerium aufgezeigt, welch großen Umweltvorteil E-Autos schon heute haben. Unter dem Titel „Wie umweltfreundlich sind Elektroautos?“ veröffentlichte das Ministerium Anfang dieses Jahres eine Studie, die klar aussagt, dass die CO2-Emissionen eines E-Autos (unter Berücksichtigung des gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs) bereits im Jahr 2017 weit unter denen eines gleichwertigen Benzin- (27%), und Dieselfahrzeuges (-16%) liegen (siehe Abbildung).
    In den nächsten Jahren werden sich diese Unterschiede noch wesentlich extremer darstellen, weswegen das Umweltministerium richtig folgert, dass der Klimavorteil von E-Autos mit jedem Jahr, in dem die Energiewende weiter voranschreitet, größer wird. Denn je größer der Anteil der Erneuerbaren Energien im deutschen Strom-Mix, umso geringer die Emissionswerte von E-Autos, zusätzlich zu einer CO2-ärmeren Produktion von Batterien und einer Verwendung von alternativen Materialien, um z.B. Kobalt zu ersetzen.Besonders in Bezug auf die Herstellungsenergie gibt es bereits deutliche Verbesserungen, die energieintensive Herstellung von Batterien wird immer umweltfreundlicher. Tesla produziert zum Beispiel bereits Batterien und Karosserien in Fabriken, die mit Solarstrom beliefert werden.
    Nebenbei bemerkt ist es FahrerInnen von Elektroautos bereits heute möglich die Emissionen aus dem Strom auf null setzen, wenn sie selbst erzeugten oder vom Ökostromhändler eingekauften Ökostrom zum Laden nutzen. Genau das ist den FahrerInnen von fossilen Verbrennungsmotoren nicht möglich.
    Mythos II: Elektromobilität ist wesentlich unwirtschaftlicher als fossile Mobilität
    Aus Politik, Medien und von den großen Automobilherstellern hört man noch sehr oft, dass Elektroautos eben wesentlich teurer seien als z.B. Benziner und dadurch die Möglichkeiten zum Ausbau der E-Mobilität stark eingeschränkt seien. Dabei sind E-Autos schon heute nicht nur deutlich umweltfreundlicher, sondern zukünftig auch wesentlich wirtschaftlicher als jegliche Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.
    Dies ergab zuletzt eine Analyse der französischen Bank BNP Paribas, die in ihrer Mobilitätsstudie davon ausgeht, dass es für Erdöl unmöglich sei mit der Wirtschaftlichkeit der erneuerbaren Energien mitzuhalten, wenn man den gesamten Verwertungszyklus einbezieht. BNP rechnet damit, dass es 6,2 bis 7 Mal so viel kosten würde, wenn man die gleiche Mobilität an Stelle von erneuerbarer Antriebstechnik durch Benzin erreichen will.
    Der Autor und Solarunternehmer Jeremy Leggett nannte die Studie einen bahnbrechenden Report, da sie den enormen wirtschaftlichen Vorteil von Solar- und Windenergie gegenüber fossilen Antriebsstoffen zeigt. Die Analyse betrachtet den Zeitraum der nächsten 25 Jahre und stellt dabei fest, dass der Preis für Erdöl bei unter 10 Dollar und der Preis für Diesel bei 17-19 Dollar pro Barrel liegen müsste um wettbewerbsfähig zu sein. Aktuell kostet ein Barrel Erdöl ca. 55 Dollar.
    Sowohl Erdöl-Riesen wie Shell und Exxon, als auch die staatlichen Erdöl-Unternehmen führen lediglich einen Wettlauf mit der Zeit, denn die Vorteile der Erneuerbaren Energien gepaart mit E-Mobilität sind eindeutig und nehmen stetig zu. Dies hat weitreichende Konsequenzen, nicht nur für unsere Politik und die großen Ölkonzerne, sondern auch für Automobilkonzerne, die die Verkehrswende vernachlässigen oder ganz verschlafen.
    Es sind unter anderem Nachrichten und Analysen wie diese, die die Energiewende weiter und vor allem schneller voranbringen. Denn dass die fossile Industrie unseren Planeten vergiftet und das Klima erhitzt, ist schon lange bekannt – ohne, dass eine Veränderung eingetreten ist. Wenn jedoch der wirtschaftliche Vorteil klar ersichtlich auf Seiten der Erneuerbaren Energien ist, gehen auch den letzten Befürwortern der fossilen Industrie die Argumente aus. Nun fehlt es einzig und allein an politischem Willen, genau diese Vorteile auszunutzen, auszubauen und gleichzeitig das Klima zu schützen, anstatt sich weiter dem gefährlichen Einfluss der fossilen Industrie hinzugeben.
    Elektroautos sind schon heute besser als Fahrzeuge, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Und sie bewegen sich immer schneller in Richtung Nullemissionen, was fossile Fahrzeuge nie schaffen werden.

    1. Sehr geehrter Herr Staub

      Eine Lebenszyklusanalyse ist ein äusserst komplexes Unterfangen. In allen Studien müssen Annahmen auf der Basis von vorhergehenden Arbeiten getroffen werden. Im Laufe der Zeit verbessern sich die Methoden und verringern die Unsicherheit in Studien. Nach der Sichtung der existierenden Literatur habe ich Wert darauf gelegt, Studien mit möglichst ausgewogenen Annahmen zu zitieren. So findet die von Ihnen erwähnte Arbeit des ifo-Institut keinen Eingang in den Blogartikel. Die erwähnte Zahl von 80’000 km ist in diesem Kontext zu sehen. Da heute die Nutzungsdauer eines durchschnittlichen Autos bereits weit über der Zahl von 80’000 km liegt, lohnt es sich wohl in den meisten Fällen in der Schweiz aus Umweltgründen ein Elektroauto anzuschaffen.

      Freundliche Grüsse
      Benjamin Gränicher

  4. Sie schreiben: Die CO2 Bilanz für Elektroautos wird ab 80000 km positv. Angenommen Sie wohnen in Bern und arbeiten in Zürich, fahren 5 x die Woche diese Strecke, das 48Wochen pro Jahr, das ergibt „nur* 30 000 km. Diese km-Leistung erreichen die wenigsten Auto-mobilisten, also wird die Einsparung real sehr gering sein. Von der Entsorgung ausge-dienter Fahrzeuge, kein Wort. Als hätten wir nicht schon genug Probleme mit dem Atom-Abfall, da suchen wir schon über 50 Jahre ohne Erfolg.

    1. Sehr geehrter Herr Hutzi

      Die jährliche Fahrleistung von PKWs beträgt gemäss UVEK tatsächlich nur rund 13’500 km pro Jahr. Gemäss dem europäischen Autoherstellerverbandes ACEA ist ein durchschnittliches Auto aber 11 Jahre alt. Die massgebende Gesamtlaufleistung liegt daher wohl deutlich über den 80’000 km.

      Freundliche Grüsse
      Benjamin Gränicher

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