^ übersicht Mythen der Elektromobilität Teil 2 – Wie umweltfreundlich sind Elektroautos wirklich?

18.04.2016 by Tesla3.de

Zu Teil 1 der Serie: Mythen der Elektromobilität – Wo soll der Strom für die Elektroautos herkommen?

„Wir betreiben gerade das gefährlichste Experiment in der Geschichte – zu sehen, wieviel Kohlendioxid unsere Atmosphäre aushalten kann, bevor eine Umweltkatastrophe geschieht.“
Elon Musk, CEO Tesla Motors

Eigentlich sollte einem schon der gesunde Menschenverstand signalisieren, dass es nicht richtig sein kann in einem Auto Unmengen an wertvollem Erdöl zu verbrennen und dabei Abgase zu produzieren, die in Großstädten viele tausend Menschen krank machen.

Trotzdem möchte ich das Thema im zweiten Teil der Serie "Mythen der Elektromobilität" etwas genauer analysieren, damit einem unmißverständlich vor Augen geführt wird, dass wir lieber früher als später auf den richtigen Weg abbiegen sollten. Nach wie vor investieren nur wenige europäische Hersteller nennenswerte Summen in die Ablösung des nicht mehr zeitgemäßen Verbrennungsmotors.

So manche Vorstandsetage europäischer Automobilhersteller hat ganz offensichtlich beschlossen bis zum bitteren Ende an der alten Technologie festzuhalten – die Quartalszahlen als heiligen Gral der Argumentation – und werden dabei von einem üppigen Lobby-Budget in der Hinterhand unterstützt. Dass da die eine oder andere Falschinformation auch aus berufenem Munde gestreut wird ist zwar ärgerlich, aber wohl leider unvermeidbar. Deshalb beginnen wir ganz am Anfang, bei der chemischen Verbindung von Kohlenstoff und Sauerstoff.

CO2 Emissionen und Strommix Deutschland 2015

Momentan ist Tesla Motors noch einsamer Vorreiter bei der Fokussierung auf reine Elektromobilität

Zu schade zum Verbrennen

CO2 ist die chemische Formel für Kohlendioxid und es handelt sich um ein farbloses, geruchloses sowie nicht brennbares Gas. Es entsteht vorwiegend bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Substanzen, wie etwa fossilen Energieträgern, aber auch bei anderen Prozessen in der Natur, etwa bei der Atmung von Lebewesen. Die zunehmende Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre führt zu einer Erwärmung des Erdklimas, weil dadurch ein wachsender Anteil der Wärmestrahlung der Erde von einer Schicht aus Treibhausgasen reflektiert wird. Die Emission großer Mengen von Kohlendioxid in unsere Atmosphäre ist ein unter Experten unbestritten gefährliches Experiment, mit ungewissem Ausgang.

Aufgrund des hohen Kohlenstoffanteils fossiler Brennstoffe entsteht beim Verbrennen solcher besonders viel CO2, das fast 80% der durch den Menschen verursachten Treibhausgase ausmacht. Beim Verbrennen eines Liters Benzin oder Diesel sind dies rund 2,5 kg CO2, bei Erdgas noch etwas mehr und da sind die sog. grauen Emissionen der Produktionskette (z.B. Raffinerie, Transport) noch gar nicht eingerechnet. Der Kraftstoffverbrauch eines Autos ist also direkt proportional zu dessen Emission von Kohlendioxid.

Von den für Mensch und Umwelt schädlichen Emissionen abgesehen ist Erdöl ein endlicher Rohstoff auf unserem Planeten und kann für sinnvollere Dinge genutzt werden als verbrannt zu werden, sei es etwa zur Herstellung von Kunststoff, Pflegemitteln oder Medikamenten.

In einer idealen Welt würde die zum Betrieb eines Autos notwendige Energie aus erneuerbaren Quellen stammen, die für die Herstellung der Fahrzeuge und Kraftwerke nötige Energie ebenfalls. Das verwendete Rohmaterial muss anschließend, soweit dies ökologisch sinnvoll ist, recycled und der Produktionskette wieder zugeführt werden. Wir sind von diesem Zielbild, selbst in den bevölkerungsreichen Staaten, noch ein gutes Stück entfernt. Aber die meisten haben die Zeichen der Zeit erkannt und gehen den Weg konsequent in eine möglichst CO2-neutrale Zukunft.

Tesla Motors Gigafactory in Nevada

Die Gigafactory produziert zukünftig emissionsfrei Akkupacks für Elektroautos und Stromspeicher

Well-to-Wheel vergleicht es sich besser

Die sogenannte Well-to-Wheel-Betrachtung ("vom Bohrloch bis zum Rad") der CO2-Emissionen, d.h. die Berücksichtigung aller Faktoren von der Herstellung der Fahrzeuge bis zum kumulierten Verbrauch innerhalb des gesamten Lebenszyklus, sieht folgendermaßen aus:

Annahmen beim Auto mit Verbrennungsmotor

Der deutsche Strommix im Jahr 2015

Annahmen beim Elektroauto

Daraus ergibt sich das nachstehende Diagramm. Verglichen werden der Kleinwagen Renault Zoe mit 25 kWh Akkukapazität, ein Verbrenner mit dem deutschlandweiten PKW-Durchschnittsverbrauch von 7 Litern pro 100 km, sowie ein Oberklasse-Elektrofahrzeug (Tesla Model S 70D mit 70 kWh) und ein Oberklasse-Verbrenner mit einem Verbrauch von 10 l pro 100 km. Die CO2-Emissionen bei der Herstellung (ohne Akku) sind mit 4 Tonnen beim Kleinwagen, mit 5 Tonnen beim Mittelklassefahrzeug sowie mit 6 Tonnen bei der Oberklasse eingerechnet:

CO2 Emissionen bei Strommix Deutschland 2015 und Ökostrom

Elektrischer Kleinwagen, Verbrenner-Durchschnitt sowie die Oberklassen im Vergleich

Analyse der Daten

Der durchschnittliche Verbrenner steht gegenüber dem Renault Zoe nach etwas weniger als 20.000 Kilometern Fahrleistung bei den CO2-Emissionen schlechter da und das obwohl bei der Herstellung des Akkus über 3 Tonnen CO2 entstehen. Das Tesla Model S 70D muss man immerhin fast 60.000 km weit fahren, um im Vergleich zu einem Oberklasse-Verbrenner (mit 10 l pro 100 km) besser abzuschneiden.

Nach 100.000 Kilometern liegt der Zoe bei ungefähr 14,6 Tonnen, das Model S bei etwas weniger als 26 Tonnen, der durchschnittliche Verbrenner bei 23,3 und der Oberklasse-Verbrenner beim Spitzenwert von 31,8 Tonnen CO2.
Bei einem Tachostand von 250.000 Kilometern sind es 26 Tonnen beim Zoe, 42,2 Tonnen beim Model S, 51 Tonnen beim durchschnittlichen Verbrenner und beim Oberklasse-Verbrenner fast der dreifache Wert vom Zoe, nämlich 70,5 Tonnen in die Atmosphäre emittiertes CO2.

Was die reine Energiebilanz beim Fahren angeht schaut es für den Verbrenner noch schlimmer aus, er verbraucht das Dreifache des Tesla und das Fünffache des Renault an Energie (siehe Berechnung im nächsten Abschnitt).
Selbst ein 3-Liter-Auto würde bei dieser Fahrleistung so viel CO2 wie ein Zoe erzeugen und hätte gegen eine schwere, elektrische Oberklasselimousine, zumindest wenn sie mit Ökostrom betrieben wird, keine Chance was die Energiebilanz und die CO2-Emissionen angeht.

Das waren die Ergebnisse für den deutschen Energiemix und die Akku-Produktion in Fernost – wie es mit Ökostrom und der Tesla Gigafactory aussieht, kann man der folgenden Grafik entnehmen:

Gesamtbilanz der CO2 Emissionen beim Elektroauto vs Verbrenner

Der Unterschied bei der Gesamtbilanz der CO2-Emissionen ist mit Ökostrom und Gigafactory nochmals deutlich größer

Bei den Elektrofahrzeugen wurde, wie oben bei den Annahmen bereits erwähnt, die Bereitstellung des Ökostrom mit 15 Gramm CO2 pro Kilometer eingerechnet. Zudem reduziert die Gigafactory die Emissionen durch die Nutzung von Solar- und Windstrom nicht auf 0, sondern um ca. 90% gegenüber der bisherigen Akku-Produktion. Da momentan noch kein Akku in der Gigafactory produziert wurde sind diese Angaben mit Vorsicht zu genießen und eher als Ausblick zu sehen, was in Zukunft theoretisch möglich ist.

Energiebilanz im Vergleich

Sehr interessant ist auch ein Vergleich der Energiebilanz, wenn man statt den Auto-Kraftstoff mit niedrigem Wirkungsgrad im Fahrzeug zu verbrennen eine effizientere Nutzung zugrunde legt.

Der für den Verbrenner berechnete Energieaufwand von 67,2 kWh pro 100 Kilometer reicht einem Elektroauto wie dem Renault Zoe für eine Reichweite von knapp 350 km aus und zwar nicht in einem praxisfernen Fahrzyklus, sondern bei einem über alle Fahrzeugklassen hinweg realistischen, durchschnittlichen Stromverbrauch als Grundlage der Berechnung. Der Grund für diese großen Unterschiede ist der miserable Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors, der bei normaler Fahrweise bei maximal 25-30% liegt, gegenüber mindestens 95% bei modernen Elektromotoren.
Das ist schon eine Ansage und deutlich mehr als ich vor Beginn meiner Recherchen erwartet hätte.

Unschärfen in der Berechnung

Es gibt noch mehrere – im Verhältnis kleine – Einflußfaktoren, die sich auf die CO2-Emissionen auswirken:

Diese zusätzlichen Faktoren haben auf die Berechnung aber keinen wesentlichen Einfluß und ändern nichts am Ergebnis.

Das finale Urteil

Man kann es drehen und wenden wie man will, bereits bei unserem relativ schmutzigen Strommix schlägt das Elektroauto den Verbrenner bei der Well-to-Wheel-Betrachtung und über den gesamten Lebenszyklus deutlich und ohne Interpretationsspielraum. Selbst das auf unseren Straßen quasi nicht existente 3-Liter-Auto könnte nicht mit dem kleinen Stromer mithalten.

Langfristig, also mit dem fortschreitenden Ausbau erneuerbarer Energien und emissionsfreier Akku-Fabriken wie der Gigafactory von Tesla, schneiden die Elektroautos zunehmend besser ab, obwohl der ökologische Vorteil bereits jetzt unzweifelhaft ist.

Nicht vergessen sollte man, dass viele Kriege aufgrund des schwarzen Goldes geführt werden, das Erdöl unter fragwürdigen Bedingungen gewonnen wird und wir beim Ölhandel ausgerechnet solche Staaten finanziell unterstützen, deren politische und gesellschaftliche Ausrichtung mindestens zweifelhaft ist. Auch nicht vergessen sollte man die vielen Toten in Europa durch Abgase – alleine in London sterben Jahr für Jahr 9.500 Menschen an der Luftverschmutzung, die überwiegend durch Diesel-Fahrzeuge verursacht wird (Quelle: The Guardian).

Es gibt daher zum aktuellen Zeitpunkt aus ökologischer Sicht keinen vernünftigen Grund weiterhin mit der überholten Technologie des letzten Jahrtausends auf unseren Straßen zu fahren. Bleibt für die Zukunft zu hoffen, dass dies auch bald für den Anschaffungspreis gilt, denn über den gesamten Lebenszyklus betrachtet ist das Elektroauto heute schon nicht nur ökologischer, sondern auch günstiger.

Wie ist eure Meinung? Hinterlasst mir doch einen Kommentar unter diesem Blogeintrag, das geht auch als Gast.

Weiterlesen im Blog: Wie finanziere ich am besten einen Tesla?

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