Der Einfluss von Elektromobilität auf unsere Umwelt

08 September 2021

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Der Einfluss von Elektromobilität auf unsere Umwelt

Die wichtigsten Aussagen des Artikels in Kürze

Abhängig vom Produktionsstandort belastet die Batterieproduktion die Umwelt mehr oder weniger stark. Durch den Einsatz von erneuerbarer Energie kann diese Belastung verringert werden.
Der Rohstoffabbau bringt Probleme wie hohen Wasserverbrauch und sauren Regen mit sich. Regierungen und Hersteller sind gefordert, um akzeptable Rahmenbedingungen zu schaffen.
Die benötigten Rohstoffe für die Batterieproduktion können im hohen Mass durch Recycling wiederverwendet werden. Benzin und Diesel können hingegen nicht recycelt werden.
Der Strombedarf steigt mit einer wachsenden Anzahl an Elektroautos. Durch den effizienteren Elektromotor hält sich der Anstieg an benötigtem Strom in Grenzen. Energieversorger sehen sich gut gerüstet für den Umstieg.

Das Thema Elektromobilität ist unweigerlich auch mit dem Thema Umwelt verbunden. Befürworter sehen in ihr die Chance, die CO₂-Emissionen auf einen Schlag los zu werden. Gegner verweisen jedoch auf die Menge der Treibhausgase, die bei der Herstellung der Batterien ausgestossen wird.
In diesem Beitrag beschäftigen wir uns mit diesen und einigen anderen Themen rund um die Auswirkungen von E-Mobilität auf unsere Umwelt.

Produktion und Betrieb

Die Batterieerzeugung ist ressourcen- und energieaufwändig und hat somit grossen Einfluss auf die CO₂-Bilanz eines Elektroautos. So setzt die Produktion einer 80 kWh Batterie beispielsweise 5 - 8,5 Tonnen CO₂ frei. ^[1]Im Vergleich dazu stösst die gesamte Produktion eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor etwa 6 – 7 Tonnen CO₂ aus.^[2] Aber auch der Strommix, der für die Batterieerzeugung verwendet wird, spielt eine entscheidende Rolle. In Schweden fällt die CO₂-Bilanz für eine Batterie beispielsweise um den Faktor 24 besser aus als in Polen. Fakt ist: Die Produktionsmethoden von Batterien entwickeln sich stetig weiter und werden immer umweltfreundlicher.^[3]

Lokal sind Elektrofahrzeuge emissionsfrei unterwegs. Einzig Reifen- und Bremsabrieb belasten die Umwelt in geringem Ausmass. Während des Betriebs ist das E-Auto sogar in 95 Prozent der Fälle klimafreundlicher, als ein Benziner.^[4]Bei einem 50 prozentigen Anteil an E-Autos könnten die globalen CO₂-Emissionen jährlich um 1,5 Gigatonnen reduziert werden. Das entspricht dem gesamten jährlichen CO₂-Ausstoss Russlands.^[5]

Nicht nur der Strommix während der Herstellung der Batterie, sondern auch für die Beladung der E-Fahrzeuge ist entscheidend für die Umweltfreundlichkeit. Forscher der Uni Trier haben dazu ein spannendes Experiment durchgeführt. Dafür haben sie einen VW Caddy zum E-Auto umgebaut und errechnet, ab wann der E-Caddy eine bessere Ökobilanz hat als sein Benzin-Pendant. Wird der E-Caddy rein mit Ökostrom produziert und aufgeladen, hat dieser bereits nach 20.000 km eine bessere Ökobilanz als der Verbrenner. Bei Nutzung des durchschnittlichen europäischen Strommix steigt der errechnete Break-Even-Punkt auf 100'000 km. Wird bei der Herstellung und beim Laden Kohlestrom verwendet, erreicht das Elektrofahrzeug sogar erst nach 310'000 km eine bessere Bilanz als der mit Benzin betriebene VW Caddy.^[6]

Rohstoffe

Neben Strom werden für die Produktion von Batterien verschiedenste Rohstoffe benötigt. Darunter fallen Seltene Erden und Materialien wie Lithium, Kobalt, Nickel oder Kupfer. Laut Öko-Institut e.V. übersteigen die weltweiten Vorkommen von Lithium, Kobalt oder Nickel zwar den Bedarf deutlich, die Förderung dieser Rohstoffe ist aber mit teilweise erheblichen Umwelt- und Sozialproblemen verbunden.^[7] In der Atacama-Wüste im Norden Chiles, sinkt der Grundwasserspiegel durch das Abpumpen der salzhaltigen Sole. Denn um eine Tonne Lithium zu erhalten, ist je nach Konzentration eine Menge von 0,4 Millionen bis 2 Millionen Litern Sole erforderlich.^[8] In Kanada und Russland führt der Nickelabbau zu saurem Regen und dem Verlust der Biodiversität.^[9] Aufgrund begrenzter Wasservorkommen, prekärer Arbeitsbedingungen oder Kinderarbeit gehen soziale Problem mit dem Abbau der benötigten Ressourcen einher. Hier sind Regierungen und Hersteller gefordert, um akzeptable Rahmenbedingungen zu schaffen.^[10]

Ein positives Beispiel zeigt sich in Bolivien. Fast 20 Prozent des weltweiten Lithium-Vorkommens befinden sich dort. Beim Abbau des Rohstoffes möchte die Regierung die Interessen der Bevölkerung berücksichtigen. Es wird sogar versucht, selbst Lithium-Ionen-Batterien für den Weltmarkt herzustellen.^[11]

Bei all dieser - durchaus berechtigten - Kritik darf aber nicht vergessen werden, dass auch die Förderung von Rohöl und die Herstellung von Benzin und Diesel die Umwelt belastet und schädigt.

Recycling

Die Rohstoffe in der Fahrzeugbatterie sind zu einem hohen Prozentsatz recycelbar. So reduziert sich die Menge die neu abgebaut werden muss.^[12] Im Gegensatz dazu bleibt von herkömmlichen fossilen Brennstoffen ausser Wärme nichts mehr zurück.

Mit speziellen Verfahren, lassen sich bereits über 90 Prozent einer Lithium-Ionen-Batterie recyceln. Dadurch reduziert sich der Bedarf an Rohstoffen für die Batterieproduktion erheblich.^[13] Selbst wenn man das Recycling nicht berücksichtigt, sieht die Bilanz eines Elektroautos im Hinblick auf den Ressourcenverbrauch sehr gut aus. Ein Auto mit Verbrennungsmotor verbraucht über die Lebenszeit durchschnittlich 17'000 Liter Benzin bzw. 13'500 Liter Diesel. Das entspricht 12'500 bzw. 11'340 kg an Ressourcen. Die Batterie eines Elektroautos hingegen verbraucht lediglich 30 kg an Rohstoffen. Dabei handelt es sich um Metall, das nicht mehr verwendet werden kann. Durch den technischen Fortschritt, wird die Menge an recycelbarem Metall künftig zunehmen.^[15]

Strombedarf

Für die Ökobilanz eines E-Autos ist entscheidend, wie der benötigte Strom gewonnen wird. Die Schweiz steht in dieser Hinsicht schon sehr gut da. 2020 stammten bereits 81 Prozent des erzeugten Stromes aus erneuerbaren Ressourcen. Hauptanteil daran hatte die Wasserkraft.^[16]

Selbstverständlich geht der Umstieg auf Elektromobilität mit einem erhöhten Strombedarf einher. Dabei sind Elektromotoren allerdings wesentlich effizienter als Verbrennungsmotoren. So arbeitet ein Elektromotor mit einer Effizienz von 85 Prozent, Verbrennungsmotoren kommen nur auf 25 Prozent. Das Mehr an Strombedarf fällt daher nicht so sehr ins Gewicht. Wären 10 Prozent aller PWs in der Schweiz elektrisch unterwegs, stiege der jährliche Strombedarf um 1,5 TWh. Umgelegt auf den Gesamtstrombedarf entspräche das einer Zunahme von 2,3 Prozent. Selbst wenn alle Fahrzeuge in der Schweiz elektrisch betrieben werde sollten, würde das nur zu einer 23 prozentigen Steigerung des Strombedarfs führen.^[17]

Energieversorger sehen ihre Netze gut für die Elektromobilität gerüstet. Vor allem wenn die Fahrzeuge mit Hilfe eines Lastmanagements nicht alle zur selben Zeit geladen werden. Dabei könnten die Ladungen in die Nachtstunden verschoben werden, in denen grundsätzlich weniger Strombedarf vorherrscht.^[18]

[1] https://www.energie-experten.ch/de/mobilitaet/detail/wie-stark-belastet-die-batterieherstellung-die-oekobilanz-von-elektroautos.html

[2] https://www.zeit.de/news/2019-09/17/haben-e-autos-eine-bessere-oekobilanz-als-benziner-und-diesel?utm_referrer=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F

[3] https://www.energie-experten.ch/de/mobilitaet/detail/wie-stark-belastet-die-batterieherstellung-die-oekobilanz-von-elektroautos.html

[4] https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/e-mobilitaet/sind-elektroautos-umweltschaedlicher-als-benziner-studie-liefert-klare-antwort/

[5] https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/e-mobilitaet/sind-elektroautos-umweltschaedlicher-als-benziner-studie-liefert-klare-antwort/

[6] https://www.energie-experten.ch/de/mobilitaet/detail/wie-stark-belastet-die-batterieherstellung-die-oekobilanz-von-elektroautos.html

[7] https://www.adac.de/rund-ums-fahrzeug/elektromobilitaet/info/elektroauto-pro-und-contra/

[8] https://www.golem.de/news/co2-emissionen-und-lithium-ist-das-elektroauto-wirklich-ein-irrweg-1907-142336-4.html

[9] https://www.greenpeace.de/themen/energiewende/mobilitaet/wie-stehts-mit-dem-e-auto

[10] https://www.adac.de/rund-ums-fahrzeug/elektromobilitaet/info/elektroauto-pro-und-contra/

[11] https://www.golem.de/news/co2-emissionen-und-lithium-ist-das-elektroauto-wirklich-ein-irrweg-1907-142336-4.html

[12] https://www.greenpeace.de/themen/energiewende/mobilitaet/wie-stehts-mit-dem-e-auto