Die Umweltfreundlichkeit von E-Autos – Eine Gesamtbetrachtung

Elektroautos werden immer wieder als wichtige Größe für die Zukunft der Mobilität bezeichnet. Sie stehen mitunter aber auch in der Kritik. Meist wird bemängelt, dass die Batterieproduktion der Umwelt mehr schade, als sie tatsächlich CO₂ einspare. Wir beleuchten die Frage, ob E-Autos wirklich umweltfreundlich sind, von allen Seiten: Welche Vorteile bringen E-Autos mit und mit welchen Nachteilen sind sie verbunden? Hier gibt es alle Informationen zu Emissionen, Batterien, Akkus und möglichen Verbesserungen.

Die CO₂-Bilanz der E-Autos

Befürworter:innen von E-Autos betonen, dass nur mit dem Umstieg auf die Elektromobilität die Mobilitätswende zu schaffen ist. Die Mobilitätswende stellt einen großen Hebel innerhalb des Klimawandels dar, wie man bei einem kurzen Blick auf die Zahlen des Verkehrssektors aus 2022 erkennen kann. Und sie haben ein gutes Argument auf ihrer Seite: E-Autos stoßen im Betrieb, je nach Wahl der Stromquelle, fast keine schädlichen Emissionen aus. Auch politisch ist der Umstieg auf E-Autos gewollt. Ab 2035 soll es in der europäischen Union keine neuen Fahrzeuge mit Verbrennermotoren geben.

Erst im vergangenen Jahr ist eine wissenschaftliche Untersuchung der Bundeswehr München veröffentlicht worden, in der 790 verschiedene Fahrzeuge anhand ihrer CO₂-Bilanz verglichen wurden. Dabei ging es um den gesamten Lebenszyklus, also Produktion, das tatsächliche Fahren und die Entsorgung der Fahrzeuge. Das Ergebnis zeigt, dass E-Autos eine deutlich bessere CO₂-Bilanz aufweisen als Dieselfahrzeuge oder Benziner. Bei der Herstellung eines Elektro-Autos entstehen zwar zunächst mehr CO₂-Emissionen als bei einem Auto mit Verbrennermotor. Im Laufe des Betriebs reduziert sich der CO₂-Ausstoß aber kontinuierlich. In Summe ist laut der Studie ein E-Auto die klimafreundlichere Alternative. Zudem wird intensiv daran gearbeitet, dass auch die CO₂-Emissionen bei der Produktion der Elektro-Autos verbessert wird.

Die Batterieherstellung von E-Autos

Batterien von Elektrogeräten haben hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit keinen guten Ruf. Das ist nicht nur bei Smartphones oder Laptops der Fall, sondern auch bei den Batterien von E-Autos. Oft wird hierzu eine Studie aus dem Jahr 2017 zitiert. Damals kamen zwei Wissenschaftlerinnen zu dem Ergebnis, dass die Produktion pro Kilowattstunde zwischen 150 und 200 Kilogramm CO₂ verursacht – und das, bevor das Auto nur ein einziges Mal bewegt wurde.

Die technologische Entwicklung schreitet allerdings schnell voran, sodass diese Zahlen längst überholt sind. Bereits 2019 wurde eine Nachfolge-Untersuchung desselben Instituts veröffentlicht, bei der schon eine deutlich andere Datenlage skizziert wird. Demnach verursachte die Herstellung von Batterien je Kilowattstunde nicht 150 bis 200 kg CO₂, sondern lag zwischen 61 und 106 kg. Hersteller wie Volkswagen versprechen heute sogar, dass sie nicht nur die Batterien, sondern die Produktion des ganzen Autos komplett klimaneutral durchzuführen.

Eine Studie der Eindhoven University of Technology ergab, dass die Batterieherstellung im Jahr 2017 bei 86,5 CO₂eq/kWh lag, im Jahr 2019 bei 76,7 CO2eq/kWh. Basierend auf all diesen Quellen gaben sie für 2020 Emissionen von 75 kg CO₂eq/kWh als Mittelwert an. Grund für die verbesserten Werte sind neue Techniken bei der Herstellung der Batterien sowie höhere Nachhaltigkeits- und Recycling-Standards. Diese werden sich in den kommenden Jahren nochmals weiter verschärfen. Bereits in der Produktion der Batterien spielt der verwendete Strommix eine wichtige Rolle, um die Ökobilanz zu verbessern.

Betrieb des E-Autos: Aufladen mit erneuerbaren Stromquellen

Fest steht, dass E-Autos durch ihre Herstellung einen größeren ökologischen Rucksack mit sich bringen als vergleichbare Verbrenner. Um die negative Bilanz auszugleichen, muss das Elektrofahrzeug einige Tausend Kilometer fahren. Die Bilanz verbessert sich deutlich schneller, wenn das Auto mit Strom aus erneuerbaren Energien geladen wird. Doch welche Optionen gibt es für Fahrer:innen von E-Autos?

Wer das Elektro-Auto zu Hause lädt, hat Einfluss auf die konkrete Stromquelle. Eine sogenannte Wallbox ist eine eigene Schnellladestation zu Hause. Diese kann vom jeweiligen Stromversorger beliefert werden, bei welchem in vielen Fällen Strom aus erneuerbaren Energien gewählt werden kann. Zieht die Wallbox aus der heimischen Photovoltaik-Anlage den Strom, ist das E-Auto klimaneutral unterwegs – hier liegt die beste Ökobilanz vor.

Sind die Fahrer:innen auf die öffentlichen Ladestationen angewiesen, wird das E-Auto mit dem aktuellen deutschen Strommix geladen. Dieser setzte sich im Jahr 2022 zu 49,5% aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind, Solar und Biomasse, zu 50,5% aus nicht-erneuerbaren Stromquellen wie Braun- und Steinkohle, Gas und Kernenergie zusammen. Hier spielt auch die soziale Frage eine Rolle, da Mieter:innen oftmals im Nachteil zu Eigenheimbesitzer:innen sind und auf (teurere) öffentliche Ladestationen angewiesen sind. Bis 2030 soll laut der Bundesregierung der Anteil der erneuerbaren Energien jedoch auf 80 Prozent steigen.

Eine Untersuchung des österreichischen Umweltbundesamts kam zu dem Ergebnis, dass E-Autos, die 100 % Strom aus erneuerbaren Energiequellen laden, in allen Fahrzeugsegmenten die niedrigsten Treibhausgas-Emissionen verursachen. Die Bandbreite beträgt dabei je gefahrenen Kilometer zwischen rund 50 Gramm CO₂eq bei einem Kleinwagen, und 100 Gramm CO₂eq im Oberklassen-Segment. Beim Laden des österreichischen Strommix, erhöhen sich diese Werte auf 86 Gramm CO₂eq beim Kleinwagen, bzw. bis 157 Gramm CO₂eq im Oberklassen-Segment - je gefahrenen Kilometer.

Forscher des Fraunhofer-Instituts untersuchten, wie viele Kilometer ein E-Auto fahren muss, um eine bessere Ökobilanz als ein vergleichbares Benzin- oder Dieselfahrzeug zu haben. Die Ergebnisse zeigen deutlich, was für eine große Rolle die Stromquelle spielt: Mit dem aktuellen deutschen Strommix geladen, muss ein Kleinwagen etwa 60.000 km und rund fünf Jahre fahren, um einen Verbrenner bei der Ökobilanz zu überholen. Mit grünem Strom geladen braucht er hierfür nur 30.000 Kilometer, also die Hälfte. Ein mit Ökostrom geladener Elektro-SUV, der ca. 40 Kilometer pro Tag fährt, muss rund 45.000 Kilometer und drei Jahre fahren, um eine bessere Ökobilanz als ein vergleichbarer Diesel zu erreichen. Wird er mit dem deutschen Strommix geladen, muss er ca. 130.000 km und acht Jahre fahren, bis das E-Auto eine bessere Ökobilanz hat als ein vergleichbares Fahrzeug mit Verbrennungsmotor.

Quelle: Fraunhofer Institut

Betrachtet man den gesamten Lebenszyklus, sparen E-Autos, die mit dem deutschen Strommix geladen werden, etwa 25 bis 50 Prozent CO₂ gegenüber Autos mit Verbrennermotor. Werden sie jedoch mit Strom aus erneuerbaren Energien geladen, sind sie ca. 50 bis 70 Prozent günstiger in der Ökobilanz.

Die Betrachtung des gesamten Lebenszyklus der Elektrofahrzeuge

Um die Umweltfreundlichkeit von E-Autos gesamtheitlich zu beurteilen, muss immer der gesamte Lebenszyklus des Fahrzeugs betrachtet werden. Es müssen also der Energieverbrauch sowie die Umweltverträglichkeit bei der Herstellung und der dazugehörigen Rohstoffgewinnung, der Nutzung und dem Betrieb des Fahrzeugs sowie dem Recycling und der Weiterverwendung des Akkus untersucht werden.

Verschiedene Studien ergeben schon heute eindeutig, dass E-Autos nachhaltiger als Verbrenner sind. Mit der Weiterentwicklung der eingebauten Technologien und der Verbesserung des Strommixes wird sich der Vorsprung noch vergrößern. Eine entscheidende Rolle spielt jedoch der Einsatz von erneuerbaren Energien – sowohl in der Produktion des Fahrzeugs als auch beim Aufladen.

Rapid Charger 150: die umweltfreundliche Lade-Alternative

Im Rapid Charger 150, der netzautarken Schnellladestation von me energy, wird der Strom aus Bioethanol erzeugt. Somit basiert er auf einem pflanzlichen und damit nachwachsenden Rohstoff. Es wird nur exakt so viel CO₂ freigesetzt, wie die eingesetzte Biomasse zuvor aus der Atmosphäre aufgenommen hat. Das verwendete Bioethanol erfüllt strenge gesetzliche Vorgaben und ist deswegen als Grünstrom aus nachwachsenden Rohstoffen zertifiziert. Damit trägt der Rapid Charger 150 zu einer noch klimafreundlicheren Bilanz der E-Autos bei.

Mit der Schnellladestation von me energy kann das Netz von Ladestationen gezielt ergänzt werden. Denn immer noch gibt es deutlich zu wenig öffentliche Schnellladestationen. Das hält viele Menschen davon ab, auf ein E-Auto umzusteigen. Der Rapid Charger 150 kann prinzipiell an jedem befestigen Stellplatz positioniert werden. Es sind quasi keine Voraussetzungen zu erfüllen, lediglich ein Erdungskabel muss angeschlossen werden. Aufbau und Inbetriebnahme sind äußerst einfach und in nur fünf Schritten möglich. In der Ladestation lassen sich 4 Megawattstunden Energie speichern. Das ist genug Strom, um 20.000 Kilometer Fahrtstrecke hinter sich zu lassen.

Über me energy

me energy bietet mit dem Rapid Charger 150 eine mobile, stromnetzautarke und ökologisch nachhaltige Schnellladestation. Das Unternehmen hat seit 2019 seinen Sitz in Wildau bei Brandenburg und produziert dort als erster Anbieter und Betreiber stromnetzungebundene Ladestationen. Für die innovative Ladelösung wurden schon vielfach Preise und Auszeichnungen gewonnen. me energy versteht sich als Full-Service-Anbieter: Beratung, Verkauf, Inbetriebnahme und Service kommen beim Rapid Charger 150 aus einer Hand.

Quellen:

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

https://www.agora-verkehrswende.de/fileadmin/Projekte/2018/Klimabilanz_von_Elektroautos/Agora-Verkehrswende_22_Klimabilanz-von-Elektroautos_WEB.pdf

https://www.mdr.de/wissen/elektroautos-gegen-verbrenner-studie-klimabilanz-cozwei100.html

https://www.emcaustria.at/wp-content/uploads/2021/04/OekoBilanz_Umweltbundesamt_2021.pdf

https://www.da-direkt.de/nachhaltigkeit/ratgeber/oekobilanz-e-auto

https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/klimaschutz/erneuerbare-energien-317608

https://www.gruene-bundestag.de/fileadmin/media/gruenebundestag_de/themen_az/mobilitaet/pdf/200831-Studie_EAuto_versus_Verbrenner_CO2.pdf

https://www.ise.fraunhofer.de/de/presse-und-medien/presseinformationen/2023/nettostromerzeugung-in-deutschland-2022-wind-und-photovoltaik-haben-deutlich-zugelegt.html