Eine Batterie von Fakten

7. September 2021

Immer wieder bezweifeln Studien die Klimafreundlichkeit von Elektroautos. Was ist dran am Vorwurf der Öko-Mogelpackung?

Der Elektroantrieb soll den Pkw in die klimaneutrale Zukunft führen. Das scheint mittlerweile nicht nur für die Politik, sondern auch für die meisten Autokonzerne hierzulande gesetzt. Aber immer wieder gerät die Ökobilanz des vermeintlichen Klimaretters in die Kritik. Erst vor wenigen Wochen haben sich mehrere Wissenschaftler zusammengetan, darunter Thomas Koch, verantwortlich für Verbrennungsmotoren am renommierten Karlsruher Institut für Technologie (KIT), um einen Brandbrief an die EU-Kommissionschefin Ursula von der Leyen höchstpersönlich zu schreiben.


Die Wissenschaftler rechnen vor, dass ein Stromer wie das Vorzeigeauto ID 3 aus dem Hause Volkswagen innerhalb eines „Lebenszyklus“ (15 Jahre, 220.000 km) nicht wie bislang angenommen 14 Tonnen CO2 im Betrieb durch das Stromnetz verursachen würde, sondern 30 Tonnen. Die Klimabilanz eines Diesel-Vollhybrids, der mit R33 (67 Prozent fossiler Kraftstoff, 33 Prozent Biosprit) betankt werde, sei dann sogar besser. Die Wissenschaftler plädieren für mehr Technologieoffenheit in Richtung Wasserstoff und synthetischer Kraftstoffe.


Seit Jahren wird über die Ökobilanz von Elektroautos diskutiert. Befürworter des Elektromotors sprechen vom Aufbruch in eine emissionsfreie Mobilitätswelt. Elektroautoskeptiker sehen in der neuen Antriebsform hingegen eine Mogelpackung. Folgt man ihrer Argumentationslinie, dann ist die gesamte von der Bundesregierung geförderte Antriebswende ein Irrweg, weil sie sich auf die Batterietechnologie als künftig präferierte Antriebsart festlegt. Was ist an dieser Kritik dran?


Ein genauerer Blick in die Ökobilanzen der verschiedenen Antriebsarten zeigt: Auch bei Batterieautos gibt es ökologische Schwachpunkte. Ihre Herstellung ist besonders energieintensiv. Während der Nutzungsdauer kommt es darauf an, mit welchem Strommix es betankt wird. Und am Ende des Lebenszyklus steckt das Recycling der in der Batterie gebundenen Rohstoffe noch in den Kinderschuhen.


An all diesen Punkten lässt sich die Klimabilanz des Elektroautos deutlich verbessern. Was jedoch nichts daran ändert, dass es bereits zum jetzigen Zeitpunkt klimaschonender ist als alle anderen potenziellen Antriebsarten.
Kein reiner Kohlestrom mehr „Der Kollege Koch hat ein paar Dinge berechnet, die sehr eigen sind“, kritisiert Batterieexperte Maximilian Fichtner vom Helmholtz Institut in Ulm. So gingen die Autoren davon aus, dass der zusätzlich notwendige Strom zur Ladung der Elektroautos ausschließlich von Kohlekraftwerken käme, „und das ist ziemlicher Unsinn“. Üblicherweise wird der aktuelle Strommix, der mittlerweile zur Hälfte aus erneuerbaren Energien besteht, zur Berechnung der Ökobilanz eines Stromautos angesetzt. Für Fichtner ist die Sache eindeutig: „Die einzige Antriebsart, die eine Klimagasreduktion im gesamten Lebenszyklus erreicht, ist derzeit der Elektroantrieb.“
Das belegen zahlreiche Studien, zuletzt eine des „International Council on Clean Transportation“ (ICCT). Demnach stoßen Elektroautos über die gesamte Lebensdauer bereits jetzt schon bis zu 69 Prozent weniger CO2 aus, als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren – und das obwohl sie nicht ausschließlich mit erneuerbaren Energien geladen werden.
Das ICCT ist eine gemeinnützige Organisation und darauf spezialisiert, interessengeleiteten Studien wissenschaftlich neutrale Analysen über saubere Mobilität entgegenzustellen. 2015 hatten die Experten der Organisation gemeinsam mit der West Virginia University die VW-Abgasmanipulationen aufgedeckt.


In der neuesten Analyse vom Juli 2021 hat das ICCT den CO2 – Ausstoß pro Kilometer je Antriebsart über den gesamte Lebenszyklus eines Fahrzeugs untersucht. Dabei wird der CO2 – Ausstoß berücksichtigt, der durch die Herstellung des Autos, der Batterie beziehungsweise des Wasserstofftanks entsteht. Außerdem werden in die Berechnung auch die Emissionen einbezogen, die durch die Kraftstoff- und Stromproduktion sowie durch den Kraftstoffverbrauch entstehen.
Wie groß die Unterschiede zwischen Verbrennern und Elektroautos bereits jetzt sind, zeigt ein Vergleich eines dieselbetriebenen und eines elektrisch angetriebenen SUVs in Europa. Laut ICCT stößt der fossile SUV im Schnitt 288 Gramm CO2 pro Kilometer aus, der Strom-SUV hingegen nur 90 Gramm.


Damit liegt Letzterer etwa auf dem Niveau eines Kleinstwagens mit Verbrennermotor. Wer also seinen Diesel-Smart gegen einen Elektro-SUV austauscht und mit dem normalen Strommix betankt, tut der Umwelt tatsächlich nichts Gutes. Würde der Elektro-SUV allerdings ausschließlich mit erneuerbaren Energien geladen, läge sein CO2 – Ausstoß nur bei 51 Gramm pro Kilometer. Das ist mit einem Verbrenner nicht zu schaffen.


Der Vorwurf zahlreicher Elektroautoskeptiker, dass die Fahrzeuge mit Kohlestrom geladen würden, ist falsch. Der Strom, der hierzulande aus der Steckdose kommt, ist immer ein Strommix. So lag der Stromanteil aus erneuerbaren Energien am Gesamtstrom in Deutschland bereits 2019 bei 42 Prozent. Bedeutet: Auch ein Elektroautofahrer, der sein Fahrzeug an der heimischen Steckdose lädt und dabei keinen Ökostrom bezieht, stößt weniger CO2 aus als Besitzer von Verbrennerautos. Wie groß der Unterschied ist, zeigen Daten des Bundesumweltministeriums, die Anfang des Jahres veröffentlicht wurden. Das Ministerium bezieht sich auf Berechnungen des Instituts für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (ifeu). Demnach emittierte ein Benzinfahrzeug 2020 gemessen am Lebenszyklusmodell 233 Gramm CO2 pro Kilometer, ein Elektrowagen 162 Gramm.


„Batteriefahrzeuge, die mit Strom aus erneuerbaren Energien angetrieben werden, sowie Brennstoffzellenfahrzeuge, die mit grünem Wasserstoff betrieben werden, sind die einzigen beiden Technologiepfade, um eine Dekarbonisierung der europäischen Autoflotte bis 2050 zu erreichen“, sagte Georg Bieker, der Autor der ICCT-Studie, der „Wirtschaftswoche“.
Denn ausschlaggebend ist auch, wie viel Energie benötigt wird, um den Energieträger für den jeweiligen Antrieb zu erzeugen, und wie effizient der Antrieb diese Energie für die Fortbewegung nutzt. Elektromotoren sind dabei deutlich effizienter unterwegs als etwa Fahrzeuge, die mit synthetischen Kraftstoffen betrieben werden.

Bei Elektromotoren liegt der Wirkungsgrad bei über 90 Prozent. Bedeutet: Der erzeugte und anschließend geladene Strom wird nahezu verlustfrei für die Fortbewegung verbraucht. Auf 100 Kilometer hochgerechnet verbraucht ein Elektroauto etwa 18 Kilowattstunden Strom, zeigen Zahlen des ifeu. Synthetische Kraftstoffe hingegen müssen zunächst in einem energieintensiven Verfahren hergestellt werden. Der Verbrennungsmotor wiederum nutzt diesen Kraftstoff nicht besonders effizient. Laut ifeu summiert sich daher der Stromverbrauch für die Herstellung des synthetischen Kraftstoffs und der Verbrauch während der Fahrt auf 100 Kilometer hochgerechnet auf rund 115 Kilowattstunden.


Bedenklicher Rohstoffabbau Keine zwei Meinungen gibt es zur umwelt- und menschenrechtlich schwierigen Situation, unter der die Rohstoffe für E-Autobatterien abgebaut werden. Unabhängig von dem Strom, den ein Elektroauto tankt, entstehen die meisten Emissionen bereits vor seiner ersten Fahrt. Die verbauten Akkus versammeln in ihrem Inneren nämlich eine Vielzahl wichtiger und seltener Rohstoffe wie Lithium, Kobalt, Nickel und Kupfer.


Allein für den Abbau des wichtigsten Metalls der Batterie, Lithium, werden Unmengen von Wasser und Energie gebraucht. Die größten Reserven werden ausgerechnet in der Atacama-Wüste in Chile, eine der trockensten Regionen der Welt, vermutet. Die Auswirkungen sind für die Menschen dort schon jetzt spürbar.

Allerdings zeichnet sich hier eine Lösung ab. So hat beispielsweise CATL, der größte Batteriehersteller der Welt, eine Batterie angekündigt, die Natrium-Ionen nutzt. „Diese enthalten weder Lithium noch andere kritische Rohstoffe und werden bereits derzeit als geeignet angesehen“, heißt es in einer aktuellen Untersuchung der Stiftung Myclimate.
Noch aber greift die Autoindustrie auf Lithium-Ionen-Zellen zurück, deren Produktion viel Energie verbraucht. Der überwiegende Teil der Batterien stammt aus Asien, wobei China eine führende Rolle einnimmt. Der Kohleanteil an der Stromerzeugung ist in China deutlich höher als in Deutschland und den meisten anderen europäischen Ländern. Entsprechend CO2 – lastig ist die energieintensive Batteriefertigung in China.


Das schlägt sich auch im CO2 – Einsparpotenzial von Elektroautos nieder, die in China betrieben werden. Während ein elektrisch angetriebener Kompaktwagen im Lebenszyklus-Modell des ICCT in Europa gegenüber einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor über 160 Gramm CO2 pro Kilometer einspart, sind es in China weniger als 100 Gramm.
Kein Recycling-Konzept Massiv verbessern würde sich die Klimabilanz der Stromer auch mithilfe eines funktionierenden Recyclingkonzepts. Damit könnten Rohstoffe aus zweiter Hand in einigen Jahren laut einer Studie des Thinktanks Agora Energiewende einen Teil des weltweiten Bedarfs decken. Bei einem gut funktionierenden System seien im Jahr 2030 rund zehn Prozent und 2050 sogar 40 Prozent der benötigten Metalle für E-Autobatterien durch Recycling zu gewinnen.


Noch gibt es allerdings keinen Plan, wie ein umfassendes Verwertungssystem aussehen könnte. Für eine Wiederverwertung wirkt sich problematisch aus, dass jeder Autohersteller seine eigenen Batterien verwendet. Eine Vereinheitlichung auf wenige Batterieformate über alle Hersteller hinweg würde das Recycling vereinfachen.


ZITATE FAKTEN MEINUNGEN
Die einzige Antriebsart, die eine Klimagasreduktion im gesamten Lebenszyklus erreicht, ist derzeit der Elektroantrieb. Maximilian Fichtner Batterieexperte am Helmholtz-Institut in Ulm

Handelsblatt

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