Alle Zeichen auf Grün?
© Ivo Christov/Speedpool
September 2021

Alle Zeichen auf Grün?

Von Björn Carstens und Volker Paulun
Der Strom? Muss aus erneuerbaren Quellen kommen. Die Produktion und die Materialien? Müssen so nachhaltig sein wie das Fahrzeug. Nur wenn Energie- und Lieferketten umweltfreundlich sind, ist es auch die Fahrt mit dem Elektroauto. Damit alle Zeichen auf Grün stehen, müssen viele Zahnräder ineinandergreifen.

Entscheidet allein die Antriebsart, ob ein Auto CO2-neutral ist oder nicht? Also Verbrenner gleich Dreckschleuder und E-Auto Prädikat ökologisch wertvoll. Richtig? Falsch? Oder liegt die Wahrheit wie so oft irgendwo in der Mitte? Fakt ist: Elektroautos stoßen beim Fahren keine Abgase aus, aber sie verbrauchen Energie. Und das bedeutet beim aktuellen Strommix in den meisten Ländern, dass die Abgase anderswo entstehen, bei Kohle- oder Gaskraftwerken zum Beispiel. Die Energiekette spielt eine entscheidende Rolle bei der Öko-Bewertung eines E-Autos. Und das nicht nur beim Fahren, sondern bereits bei der Produktion, denn hier schneidet das E-Auto schlechter ab als ein Verbrennerfahrzeug. Außerdem werden für E-Motor und Akku spezielle Rohstoffe benötigt, deren Förderung Umweltschäden anrichtet. Wir blicken auf Energie- und Lieferketten.

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Ein Ziel, viele Faktoren

Damit die CO2-Emissionen im Straßenverkehr wirklich signifikant sinken, muss sehr viel mehr passieren als der Wechsel vom Verbrennungsmotor zum E-Antrieb. Zahlen, Daten, Fakten entlang der Energie-, ­Liefer- und Produktionsketten.

  • 3 Rotor-Umdrehungen
    einer 10-MW-Großwindanlage reichen, um den Akku eines Mittelklasse-E-Autos aufzuladen.
  • Die Rotoren
    dieser Riesen haben einen Durchmesser von 200 und mehr Metern.
  • Schaeffler
    bietet für Windanlagen leistungsfähige und reibungsoptimierte Lager mit bis zu 3,2 Meter Durchmesser, Condition-Monitoring-Syteme und Schmierlösungen an.
  • Damit hilft Schaeffler,
    die Zuverlässigkeit, die Effizienz und damit die Wirtschaftlichkeit von Windkraftanlagen zu steigern.
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Strommix

So wird der Strom auf der Welt produziert

Alle Zeichen auf Grün?© Quelle: bp Statistical Review of World Energy 2021
66 g CO2/km

emittiert ein E-Auto indirekt beim aktuellen Strommix in Deutschland bei einem durchschnittlichen Verbrauch von 18 kWh/100 km. Ein Verbrenner: 166 g CO2/km bei 6,2 l/100 km. (Quelle: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie)

32 % weniger Emissionen

könnten beim Laden verursacht werden, wenn E-Autos bevozugt dann „tanken“, wenn Grün-Strom im Überfluss produziert wird. Dafür braucht es aber smarte Netze, wie sie beispielsweise Norwegen oder Schweden haben. (Quelle: Dominik Husarek, Siemens)

Benzin oder Strom?
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Volvo hat die CO2-Fußabdrücke des benzinbetriebenen Volvo XC40 und seines rein elektrischen Bruders über den kompletten Lebenszyklus inkl. 200.000 km Fahrstrecke verglichen und dabei interessante Zahlen ermittelt.

  • 40 %
    mehr CO2 verursacht der E-Volvo gegenüber dem Verbrenner-Äquivalent bei der Produktion. Hauptursache: die Batterie.
  • 47.000 km
    Fahrstrecke könnten reichen, den CO2-Break-Even zu erreichen. Voraussetzung: Es wird nur Ökostrom zum Nachladen genutzt.
  • 84.000 km
    dauert es bis zum CO2-Gleichstand, wenn mit dem EU-Strommix geladen wird.
  • 146.000 km
    sind es mit dem globalen Strommix
  • 58 Tonnen
    CO2-Emissionen verursacht der Benzin-Volvo beim zugrunde gelegten Lebenszyklus inkl. Produktion. Bei der E-Version sind es bestenfalls 27 Tonnen und schlechtestenfalls 54 Tonnen.
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Woraus besteht ein Auto?
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17.000 l Benzin

verbraucht ein Durchschnittsauto mit Ottomotor während der gesamten Nutzungsdauer. Das entspricht 12.500 kg zu transportierender Masse. Dem gegenüber stehen bei einem Elektroauto 160 kg Metallrohstoffe für die Batterie. (Quelle: transportenvironment.org)

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Transport-Emissionen

Gramm CO2-Äquivalent per Tonnen-km

Alle Zeichen auf Grün?© Quelle: Fraunhofer ISI und CE Delft, 2020
8.500 Pkw

können die weltgrößten Autotransporter der norwegischen Höegh-Reederei laden. Die Schiffe sind mit kraftstoffsparenden Technologien ausgestattet, welche die CO2-Emissionen pro Pkw-äquivalente Einheit im Vergleich zu Standard-Autotransportern um 50 % reduzieren. 2021 schickte Höegh ein mit Biokraftstoff befeuertes Schiff auf Reisen. Dadurch wurden sogar 90 % weniger CO2 ausgestoßen, die letzten 10 % kompensierte die Reederei. Für 2040 hat sich Höegh „null Emissionen“ zum Ziel gesetzt.

Verkaufsverbote für Diesel- und Benzin-Pkw

Das planen einzelne Länder/Regionen

Alle Zeichen auf Grün?© Quelle: theicct.org
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Lithium-Ionen-Akkus

Die Zellen des Lithium-Ionen-Akkus von E-Autos bestehen aus jeweils zwei Elektroden, einem Separator und Elektrolytflüssigkeit. Die Elektroden wiederum bestehen zum einen aus Grafit, zum anderen aus Lithium, Nickel, Mangan und Kobalt. Ohne diese Rohstoffe sind elektrochemische Speicher mit vergleichbaren Eigenschaften aktuell nicht produzierbar. Diese Mengen der Rohstoffe sind in einer 58 kwh-Batterie (385 kg) eines VW ID.3. verbaut. Als problembehaftet gelten vor allem Grafit, Kobalt und Lithium.

Vorbehalte gegen E-Autos

Umfrage in Deutschland unter Personen ab 16 Jahre

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64 %

der für den Antrieb eingesetzten Energie bringen E-Autos auf die Straße – dreimal mehr als ein Auto mit Verbrennungsmotor, das einen Wirkungsgrad von 20 % hat. Dazwischen: Wasserstoffautos (27 %). (Quelle: Schaeffler)

Schaeffler-Klimaziel: ab 2030 CO2-neutral

Zulieferer wie Schaeffler leisten einen wichtigen Anteil auf dem Weg zu einer klimaneutralen Mobilität. Nicht nur mit energieeffizienten Produkten, sondern auch mit deren CO2-neutraler Produktion. Schaeffler will diese 2030 weltweit erreichen. Dafür nimmt das Unternehmen seine gesamte Wertschöpfungskette inkl. Rohstoffen, Verpackung und Logistik in den Blick und widmet sich verstärkt dem Thema Kreislaufwirtschaft und erstellt Ökobilanzen (engl. Life Cycle Assessment, LCA). Damit können ökologische Auswirkungen einzelner Produkte über ihren gesamten Lebenszyklus transparent gemacht und Maßnahmen zur Verbesserung abgeleitet werden. Das Ziel zu erreichen ist weiter herausfordernd. Stand 2020 hat Schaeffler 26 Prozent des Weges zur klimaneutralen Produktion gemeistert. Unter anderem, indem das Unternehmen in Deutschland, Österreich, der Slowakei, Mexiko, Spanien und Großbritannien vollständig Grünstrom einkauft. Ab 2024 soll das an allen Standorten so sein.

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Autoverkehr hat Nachholbedarf

Im Gegensatz zu Sektoren wie Industrie und Baugewerbe hat der Autoverkehr seit 1990 kein CO2 eingespart. Im Gegenteil: Die CO2-Emissionen haben zugenommen. Die EU steuert jetzt gegen. Strengere Emissionsnormen für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge sollen den Übergang zur emissionsfreien Mobilität beschleunigen. Die durchschnittlichen ­jährlichen Emissionen neuer Fahrzeuge müssen ab 2030 um 55 % und ab 2035 um 100 % niedriger sein als 2021. Im Ergebnis werden laut EU 2030 60 % aller Neuwagen emissionsfrei sein müssen und ab 2035 100 %.

Rd. 18 %

würde der Strombedarf in Europa ansteigen, wenn alle 325 Mio. Bestands-Pkw elektrisch unterwegs wären und regelmäßig geladen würden. (Quelle: Eigene Hochrechnung)

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Schreddern statt einschmelzen

Der VW-Konzern hat Ende Januar 2021 in Salzgitter eine Pilotanlage zum Recycling von Hochvolt-Batterien aus Elektroautos in Betrieb genommen. Statt des energieintensiven (über 1.000 °C) und nicht unproblematischen (bei der Verbrennung des Elektrolyten entstehen Fluorgase) Einschmelzens setzt VW auf eine Kombination aus Schreddern und anschließendem chemischen Herauslösen der Wertstoffe. In einem ersten Schritt sollen jährlich bis zu 1.500 Tonnen recycelt werden. „Später kann das System bei weiter optimierten Verfahren auf größere Mengen skaliert werden“, sagt ein VW-Sprecher. Es geht beim Recycling vor allem um Elemente wie Lithium, Nickel, Kobalt, Mangan und Aluminium, aber auch um Kunststoffe. Als Ziel hat sich VW eine Recycling-Quote von 90 % gesetzt.

92,9 %

der Teile oder Materialien eines Autos werden EU-weit recycelt. (Quelle: Eurostat 2020)

10–12 Jahre

kann eine ausgemusterte Antriebsbatterie, die dann noch 70–80 % Speicherkapazität hat, ein zweites Leben („Second Life“) führen, z. B. in einem Gabelstabler oder als Speicher für eine Haussolaranlage. (Quelle: ADAC)