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am 1. Februar

Ökobilanz - Elektroauto hat Potenzial zur Öko-Revolution

Jürgen Habringer - Die Analyse mit Zahlen: Elektroautos oder fossile Verbrenner – Welche Technologie ist besser für die Umwelt? Wie ist die Ökobilanz von Elektroautos, und wie ist die von Autos mit Verbrennungsmotoren?

Dieser Frage ist Jürgen Habringer in seinem  Blog ​​​​​​www.emobilität.wien nachgegangen. Eines Vorweg: Das Elektroauto hat heutzutage die Nase vorne, und es wird in Zukunft noch besser abschneiden. Gründe hierfür sind:
  • der Strommix wird sauberer
  • die Autobauer entwickeln eigene und damit leichtere Karosserien für Elektroautos
  • die Batteriedichte wird steigen
Ökobilanz Elektroautos: Parameter und Lebenszyklusanalyse
Allgemein sind für die Beurteilung einer ganzheitlichen Ökobilanz von Elektroautos vier Parameter wichtig, die für Klima- sowie Gesundheitsauswirkungen verantwortlich sind. Das sind:


  • Energieaufwand
  • Kohlendioxid-Emissionen (CO2)
  • Stickstoff-Emissionen (NOx)
  • Feinstaub-Emissionen (PM)
Der Lebenszyklus eines Fahrzeugs erstreckt sich über vier bzw. fünf Phasen. In allen diesen Phasen ist ein Energieaufwand nötig durch den wiederum die zuvor genannten Emissionen entstehen. Die Phasen während der Lebensdauer eines PKWs lauten:


  • Produktion Fahrzeug
  • Produktion Traktionsbatterie (nur Elektroauto)
  • Produktion Diesel, Benzin oder Strom
  • Fahrbetrieb
  • Entsorgung
Äpfel mit Äpfel vergleichen
Um nun aktuelle Fahrzeuge miteinander zu vergleichen, wurde die Motorleistung als gemeinsamer Nenner definiert. Die untersuchten Fahrzeuge weisen jeweils eine Motorleistung von rund 65 kW auf. Damit ist eine reale Vergleichbarkeit gegeben.


Auf der Plattform spritmonitor.de wurden dazu die entsprechenden Autotypen ermittelt. Wichtig dabei ist die beinahe idente Nutzung der Fahrzeuge. Das heißt, dass die PKWs ähnlich oft in der Stadt, am Land und auf der Autobahn unterwegs sind. Der Untersuchungszeitraum erstreckte sich über ein Jahr vom 01.01.2016 bis 01.01.2017.


Wesentlich für die Ökobilanz von Elektrofahrzeugen ist der Strommix, die Lebensdauer der Fahrzeuge und der Traktionsbatterien sowie die Fahrleistung. Im aktuellen Vergleich wird der österreichische Strommix verwendet. Für die Fahrzeuge werden 13.200 km jährlich und eine Lebensdauer von 15 Jahren zugrunde gelegt. Die Traktionsbatterie weist eine Lebensdauer von 7 Jahren auf (das entspricht einer konservativen Betrachtung)
Bild Reale Ökobilanz Elektroauto
Klicken Sie auf das Bild, um die Analyse mit Berechnungen und Quellenangaben herunterzuladen
DAS ELEKTROAUTO GEWINNT PUNKTO ENERGIEBILANZ
Wie erwartet ist die Energiebilanz des Elektroautos um ein Vielfaches besser als die der vergleichbaren Autos mit Verbrennermotoren. Entscheidend für den Vorsprung des Elektroautos ist der geringere Energieaufwand sowohl beim Fahren wie auch bei der Energiebereitstellung; das ist jener Energieeinsatz, der für die Produktion der Treibstoffe sowie für den Strom benötigt wird (inkludiert ist der Bau der Anlagen, der Produktionsprozess und die Lieferung bis zur Tankstelle bzw. Steckdose)

Fazit:
​Aufgrund des geringen Energieaufwands ist das Elektroauto rund 51 % sparsamer als der Verbrenner. Smart eingesetzt, leisten Elektroautos zur Realisierung der europäischen Energieeffizienz im Straßenverkehr einen entscheidenden Beitrag.
Tabelle Energieaufwand Elektroauto
Vergleich Energieaufwand Elektroauto vs. Verbrenner
CO2-EMISSION: Hohe Lebensdauer ENTSCHEIDEND
Elektroautos weisen keine CO2-Emissionen beim Fahren auf. Das ist auch der Grund für den großen Vorteil gegenüber Verbrennern. Und da bei der Energiebereitstellung nur geringfügig mehr CO2 emittiert wird und auch die Produktion der Batterie aufgrund der hohen Fahrzeugkilometer von 198.000 km nicht mehr wesentlich ins Gewicht fällt, kommt das untersuchte Elektroauto auf eine geringere CO2-Emission als die Verbrenner.


Fazit:
​Auf 100 km emittiert das Elektroauto in Österreich rund 64 % weniger CO2 als der Verbrenner. Damit ist der Elektroantrieb über die volle Lebensdauer klimafreundlicher. Das Elektroauto leifert dadurch einen wichtigen Beitrag für eine Öko-Revolution im Verkehr.
Tabelle CO2-Emissionen Elektroauto
Vergleich CO2-Emissionen Elektroauto vs. Verbrenner
NOx-EMISSION: E-Auto hat keine Lokalen Schadstoffe
Stickstoffe sind gesundheitsschädigend. Besonders der Diesel ist hier eine regelrechte Dreckschleuder mit 725 g Nox/ 100km im Fahrbetrieb und gefährdet unmittelbar die Menschen auf der Straße. Das Elektroauto dagegen emittiert beim Fahren keine Stickstoffe. Der geringe Anteil bei der Batterieproduktion fällt nicht ins Gewicht.


Fazit:
​Gerade für die Stadt ist das Elektroauto bei Stickstoff-Emissionen die Lösung. Lokal ergeben sich keine gesundheitsschädigende Auswirkungen. Und über den Lebenszyklus emittiert das Elektroauto um rund 92 % weniger NOx-Schadstoffe als das Benzin-Fahrzeug. Ganze 98 % weniger sind es gegenüber dem Diesel-Fahrzeug.
Tabelle NOx-Emissionen Elektroauto
Vergleich NOx-Emissionen Elektroauto vs. Verbrenner
PM-EMISSION: E-Auto besser für die Gesundheit
Auch Feinstaub stellt in den Städten eine Gesundheitsbedrohung für den Menschen dar. Hierbei sind es wieder die Verbrenner, die beim Fahren Feinstaub-Emissionen durch das Verbrennen der fossilen Treibstoffe verursachen. Bei der Produktion der Traktionsbatterie fällt die meiste PM-Emission beim Elektroauto an. Über den Lebensyklus schneidet das Elektroauto auch in der letzten Kategorie am besten ab.


Fazit:
​Wie bereits bei den Stickstoff-Emissionen verursachen die Verbrenner die Feinstaub-Belastung direkt beim Fahren. Damit sind die Verkehrsteilnehmer und die Bewohner unmittelbar betroffen. Das Elektroauto hingegen weist über den gesamten Lebenszyklus um rund 13 % weniger Feinstaub-Emissionen an.
Tabelle PM-Emissionen Elektroauto
Vergleich PM-Emissionen Elektroauto vs. Verbrenner
Ökobilanz für das Elektroauto in Zukunft noch besser
Wie der aktuelle Vergleich zeigt, schneidet das Elektroauto in allen vier Kategorien am besten ab. Wie oben bereits erwähnt werden die Vorteile in Zukunft noch größer.
  • Denn erstens hat Europa sich verpflichtet in Zukunft die Energieproduktion effizienter und schadstoffärmer zu produzieren. Das bedeutet, dass der Strommix noch geeigneter für den Betrieb von Elektroautos ist.
  • Zweitens wird sich das Gewicht und der Materialeinsatz für Elektroautos reduzieren. Zurzeit werden lediglich Karosserien, die für Verbrenner optimiert sind, für die Stromer verwendet. Dadurch sind die Elektroautos schwerer, was sich direkt auf höhere Emissionen auswirkt.
  • Und drittens wird die Batteriedichte immer höher. Zurzeit sind rund 200 Wh/ kg mit einem Li-Ionen-Akku erreichbar. Realistisches Ziel sind 500 Wh/ kg und mehr. Damit verringert sich auch das Gewicht der Batterien und infolge die Emissionen.
Übrigens: An einem Li-Ionen-Akku sind 20 % Mangananteil enthalten. Diese seltene Erde gilt es für die weiteren Entwicklungsschritte zu ersetzen, um die Ökobilanz für Elektroautos noch zu erhöhen. Zur Zeit sind Recyclingquoten von 50 % realisierbar. Ein höherer Anteil ist mit dem Projekt LithoRec erreichbar. Die Forschungsergebnisse aus den Laborversuchen gilt es bald großindustriell umzusetzen.


HINWEIS: Laborwerte versus Realwerte
Viele Studien vergleichen Laborwerte miteinander. Diese künstlichen Werte erhält man durch den Fahrbetrieb von Diesel-, Benzin- und Elektroautos auf Rollwalzen. Der in den Werkstätten absolvierte Test basiert (noch) bis zum Sommer 2017 auf dem Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) – Wie wir seit dem Dieselgate-Skandal jedoch wissen, klaffen Laborwerte und tatsächliche Werte eklatant auseinander.Dadurch halten dann sogar Verbrenner mit Elektroautos in der Ökobilanz mit. Nimmt man jedoch die tatsächlichen realen Werte, wie dies im folgenden Vergleich durchgeführt wird, so schneidet das Elektroauto eindeutig besser ab, und hat das Potential zur Öko-Revolution.


Weitere Details zum aktuellen Vergleich sind unter www.elektromobilität.wien zu finden