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ELEKTROAUTO - Illusion oder Wirklichkeit? - Kapitel 1

Tesla Model S nach Facelift (seit April 2016)

Tesla Model S nach Facelift (seit April 2016). © Wikimedia Creative_Commons (hochgeladen von Unimog404)

Vorbemerkung

Elektroautos sind der letzte Schrei von (unseren) Grünen bis zu Greta Thunberg. Festzuhalten ist, dass Autos mit GT nicht von Greta abgenommen worden sind! Doch sind Elektroautos wirklich so toll, wie es der Hype um sie glauben lässt? Ich bin der festen Überzeugung, dass es nicht so ist, wie der marktschreierisch angekündigte Umweltretter "E-Auto" angepriesen wird. Leider gibt es zwar eine Unmenge von Studien, oft über denselben Teil-Aspekt, aber ich habe noch keine umfassende Studie gefunden, die alle Aspekte, von der Herstellung über die Nutzung durch den Verbraucher bis zur Wiederverwertung betrachtet, wobei es auch deutliche Unterschiede bei privater oder gewerblicher bzw. industrieller Nutzung gibt.

Ein Maturant des BRG Steyr - Elias Rubasch - hat heuer mit seiner VWA (Vorwissenschaftlichen Arbeit) über den "ökologischen Fußabdruck eines Elektroautos im Vergleich zu anderen Antriebsformen" einen Anfang gemacht und zu Recht den 2. Platz in Physik des Hans-Riegel-Fachpreises der Universität Salzburg, der für die Fächer Biologie, Chemie, Informatik, Mathematik und Physik vergeben wird, gewonnen.   So hat er erstmals sowohl den CO2-Verbrauch bei Herstellung und Recycling als auch den zum Aufladen benötigten Strom bzw. Strommix in seiner VWA analysiert und als Facit dem Elektroauto grundsätzlich bessere Werte als Autos mit Verbrennungsmotor attestiert. So weit - so gut.

Meiner Meinung nach sind es mehrere Kriterien, die zu betrachten und zu bewerten sind, um eine seriöse Aussage treffen zu können:

  1. Herstellung des KFZ, Herstellung der Batterie
  2. Fahrbetrieb privat, gewerblich
  3. Tanken - also Aufladen mit Strom
  4. Verkauf und Recycling
  5. Gesamtbilanz im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen
  6. Alternativen und deren Bewertung nach gleichem Schema

Da es sich um ein hochkomplexes, daten- und umfangreiches Feld handelt, möchte ich meinen Beitrag in die Kapitel 1-6 trennen und heute den Abschnitt 1 Herstellung, betrachten.

Kapitel 1: Herstellung eines E-KFZ und seiner Batterie

Egal welche Faktoren bei einer komplexen Herstellung berücksichtigt werden, klimaneutral kann es nie sein, denn ständig ist eine Masse zu bewegen. Das ist natürlich keine geeignete Schlagzeile für (Boulevard-) Medien. Am Beispiel eines Tesla S sind das als Leergewicht zwischen 2000 und 2100 kg. Was bleibt ist also das Ziel, dass die bei Herstellung und Betrieb entstehenden Emissionen in der Umrechnung auf einen gefahrenen Kilometer deutlich geringer sein müssen, als es die zurzeit besten Automobile mit konventionellen Verbrennungsmotoren zusammenbringen, sonst bringt ein E-KFZ keinen Vorteil.

Sehen wir uns also an, aus wievielen beweglichen Teilen besteht ein konventionelles Verbrennungsmotor-Auto im Vergleich zu einem Elektro-KFZ? Das Verhältnis beträgt im Schnitt 90:1, wobei allein im Bereich des Antriebs 1400 Verbrennungsteile nur 210 Elektroteilen gegenüberstehen. Also ein deutlicher Vorteil für Elektrofahrzeuge, denn die restlichen Teile sind in jedem KFZ gleich. Ein Kosten- und Umweltfaktor sind die Batterien für ein Elektroauto. Sie müssen wiederaufladbar sein und eine hohe Energiedichte aufweisen. Stand der Technik zuzeit etwa 100-200 kWh, die von Lithium-Ionen-Batterien abgegeben wird. Die Batterien sind jenes Kriterium, mit denen ein vernünftig zu betreibendes E-KFZ steht und fällt. An erster Stelle der Ziele, um bessere Batterien zu bauen, steht wohl die Verbesserung der Kapazität und damit der Leistung, an zweiter Stelle die Reduzierung deren Größe und Gewicht. Eine Senkung der Kosten und längere Haltbarkeit werden künftigen E-Fahrern wohl ebenfalls wichtig sein. Als Faustregel mag gelten, je effizienter umso teurer ist eine Batterie . Heutiger Kostenspiegel rund 230 € je kWh. Bei dem oben erwähnten Tesla S mit 100 kWh Kapazität kostet eine Batterie also rund 23.000 €. Einige Hersteller bieten deshalb diese Batterien auch mit Mietverträgen an,  dabei wird der Kaufpreis des Wagens reduziert. Letztere Variante spricht eher kurzfristige Nutzer an. Heutige Lithium-Ionen-Batterien werden von den Herstellern mit einer Lebensdauer von 8-10 Jahren kalkuliert. Danach ist die Batterie zwar nicht kaputt, erleidet jedoch einen Verlust an Kapazität zwischen 1/5 bis zu 1/4 und dies bedeutet wiederum eingeschränkte Reichweiten. Weitere Unbill erleiden diese Batterien durch totale Entleerung oder Vollladung, sehr hohe oder tiefe Temperaturen, denn die ideale "Betriebstemperatur" liegt lediglich zwischen 15o und 25o. Ein Umstand, der eine Wintergarage zwar nicht zwingend vorsieht, aber empfiehlt; ein Umstand, der Parken in der prallen Sonne zwar nicht verbietet, aber davon abrät. Und hier geraten wir schon in die Bewertung des Fahrbetriebes im Kapitel 2. Davon später.

Die Ökobilanz bei der Herrstellung einer passenden Batterie ist extrem schwierig zu berechnen. Fazit: viele Studien - viele, teils stark differente Ergebnisse, die für einen Laien, wie es die meisten von uns sind, kaum verwertbar sein werden. Eine Studie aus dem Mai 2017 der Schwedinnen Mia Romare und Lisbeth Dahllöf für leichte Nutzfahrzeuge im Auftrag des Swedish Environmental Research Institute erstellt, sollte auf 58 Seiten Klarheit schaffen, jedoch erklären die Verfasserinnen selbst im Vorwort zur Studie, keine ausdrückliche oder implizite Zusicherung oder Garantie in Bezug auf den Inhalt der Veröffentlichung (einschließlich deren Vollständigkeit oder Richtigkeit) zu übernehmen und nicht verantwortlich für jede Verwendung der Publikation oder jedes Vertrauen in die Publikation zu sein. Die Autorinnen haben nämlich nicht selbst recherchiert, sie verwendeten einfach bereits publizierte Daten. Ihre Quintessenz: der Aufwand für eine Speicherkapazität je kWh liegt im Bereich von 97-180 kWh an Produktionsenergie und stösst dafür 150-200 kg CO2 aus. Umgerechet auf "unser" Modell Tesla S bedeutet das eine CO2-Emmision von 15-20 Tonnen (!!) bevor das Auto eine Straße zu Gesicht bekommen hat. Bei einem Golf E mit knapp über 24 kWh Kapazität immerhin noch ein Ausstoss von 3,6-4,8 Tonnen vor Erstfahrt. Diese Werte sind zwar korrekt, es wurde jedoch auch ein Vergleich mit Verbrennungsmotoren angestellt, der leider nicht in Gewichtsklassen unterteilt war. So kam es, dass z.B. ein relativ schwerer Tesla S mit einem relativ leichteren Kleinwagen verglichen wurde. 

Besser ist eine im Auftrag der EEA (European Environment Agency) erstellte Studie , die auch die Tonnage der KFZ berücksichtig: "Electric vehicles from life cycle and circular economy perspectives". Weiters berücksichtigt diese Studie auch das Recyceln und Wiederaufbereiten dieser speziellen Batterien (siehe ISBN 978-92-9213-985-8).

Nach dieser Studie von Ellingsen (& anderen) aus dem Jahr 2016 wäre das Elektroauto nach 50.000 km Nutzung (bzw. nach 4 Jahren zu 12240 km) im Vorteil. Kritik mancher Forscher, die Belege zum Energieverbrauch seien den Webseiten der Hersteller entnommen und nicht korrekt, da die betreffenden Werke in Korea und China mit einem fossilen Strommixanteil zwischen 50 und 70 % arbeiten. Und wieder kommt Tesla zu Wort: Chef Elon Musk beteuert zwar, seine Energieherstellungskosten seien DEUTLICH niedriger, konkrete Angaben bleibt er jedoch schuldig und verweist statt dessen auf die in Bau befindliche Gigafactory für Batterien, die über den Solarstrom vom eigenen Dach den Verbrauch gegenüber heutigem Stand halbieren soll.

Facit Kapitel 1 ist: ein PLUS (+) für den Verbrennungsmotor,

weil nur ein möglichst nicht aus fossiler Materie gewonnener Strom bei der Produktion senkt die Herstellungsbilanz  genau in diesem Ausmaß und trägt zur besseren CO2-Bilanz bei. Dass Hersteller die Daten ihrer Batterieproduktion allerdings NICHT veröffentlichen, spricht eher Bände!

Der Vorteil von Elektroautos sinkt beim Anstreben größerer Reichweiten durch die dazu notwendigen und immer schwerer werdenden Batterien, ein Umstand, der ökologische Vorteile in jedem Fall kleiner macht!

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