E-Mobilität Serie

Pro & Contra: E-Autos und CO2-Emissionen

Kaum eine Frage wird derart kontrovers unter AutofahrerInnen diskutiert wie: Soll ich mir ein E-Auto zulegen oder nicht? Eine klare Antwort darauf fällt angesichts der abzuwägenden Vor- und Nachteile nicht leicht. Ein erster Versuch der Annäherung an ein heikles Thema.

Autor:Autorin: Diana Künstler • 6.12.2022 • ca. 5:05 Min

Facetten des E-Autos

Wer anfängt, sich mit dem Elektroauto zu beschäftigen, dem offenbart sich schnell die Komplexität dieses Themas. Oft gibt es hier nicht die Wahl zwischen „Ja“ und „Nein“, manchmal muss man auch mit einem unbefriedigenden „Jein“ vorliebnehmen. Zu verwoben, volatil und auch noch unvorhersehbar sind gewisse, zum Teil auch geopolitische, Aspekte. Wo also bei dem Thema anfangen und wo vor allem aufhören? Ich kann nicht sagen, wo es endet, aber den Anfang machen wir mit dem ersten Teil dieser „Pro & Contra“-Serie.

Übergreifendes Ziel ist es, das Thema Elektroauto in all seinen schillernd-diffusen Facetten zu beleuchten: von der Energiebetrachtung über die Ladeinfrastruktur bis hin zur Sicherheit – und darüber hinaus ab und zu einen Blick über den zeitlichen und geografischen Tellerrand zu werfen. Auch stellt sich die Frage, was Alternativen zum E-Auto sind. Ist die Entscheidung gegen ein E-Auto immer gleich die für einen Verbrenner oder gibt es nicht noch mehr Optionen? Das ist zugegeben auch abhängig davon, wie man seinen bisherigen Alltag an geänderte Bedingungen anpassen kann. Doch seien wir einmal ehrlich: Von nichts kommt nichts. Will (und kann) man an den bisherigen Umständen etwas ändern und selbst mehr zu einer klimafreundlichen Welt beitragen, wird über kurz oder lang kein Weg an einem anderen Nutzungsverhalten vorbeiführen. Das gilt im Übrigen nicht nur mit Blick auf die Fortbewegung.

Wir hoffen, Ihnen mit der Serie etwas mehr Klarheit und Verständnis für diese multidimensionale Thematik zu liefern. Teil 1 nimmt vor allem die CO₂-Emissionen und Ressourcen bei der Produktion unter die Lupe. Teil 2 wird sich mit den Kosten eines E-Autos beschäftigen, die sich aus weit mehr als nur dem Anschaffungspreis zusammensetzen; Stichwort Fördermöglichkeiten und Steuervorteile. Wir wünschen Ihnen eine aufschlussreiche Lektüre.

Nicht erst seit dem Anstieg der Spritpreise sind alternative Antriebsformen gefragt. Insbesondere das E-Auto wird dabei gerne als ein wichtiger Schritt in der Evolution der Mobilität angesehen. Als Hauptgrund für die Entscheidung zum E-Auto-Kauf nennen 46 Prozent der Befragten einer Bearingpoint-Umfrage¹ aus dem Jahr 2021 ökologische Aspekte. Ein weiterer Kaufanreiz sind finanzielle Vorteile. So geben zwölf Prozent der Befragten an, sich steuerliche Ersparnisse von einem Elektrofahrzeug zu erhoffen. Ebenso viele nennen die geringen Unterhaltskosten als entscheidenden Punkt. Danach folgen die Argumente Innovationsgeist (9 Prozent) und geringer Service-Aufwand (6 Prozent).

Ganz klar umweltfreundlich, aber…

CO2-Emissionen pro Fahrzeugkilometer über den gesamten Lebenszyklus, links für ein Fahrzeug, das 2017 neu zugelassen wurde, rechts für eines, das 2025 neu auf die Straße kommt. Eine Erkenntnis: Ein heute gekauftes Elektroauto schneidet im Vergleich mit verbrennungsmotorischen Fahrzeugen unter Klimagesichtspunkten besser ab – auch beim aktuellen deutschen Strommix und auch, wenn man, wie hier vorgenommen, mit besonders sparsamen Verbrennern vergleicht.

Zum ersten Punkt: der Umweltfreundlichkeit. Elektrofahrzeuge werden gemeinhin als emissionsfrei bezeichnet, weil sie im Gegensatz zu einem Auto mit Verbrennungsmotor beim Fahren keine CO₂-Emissionen erzeugen. Es ist jedoch zu beachten, dass auch bei der Produktion von Fahrzeugen und des Stroms, der für den Betrieb von E-Autos benötig wird, CO₂-Emissionen anfallen. Im Grunde starten E-Autos also – unter anderem aufgrund der energieaufwendigen Produktion der Batterie – mit einem Minus an CO₂-Emissionen ins Leben. Dieses Minus amortisiert sich umso schneller, je sauberer der Betriebsstrom hergestellt wird. In Kombination mit einer eigenen Photovoltaikanlage wäre ein E-Auto also maximal umweltfreundlich, kostengünstig und unabhängig. So der Idealfall. In der Realität beziehen deutsche VerbraucherInnen einen Strommix mit immer noch großem Kohleanteil. Nichtsdestotrotz produziert ein Elektroauto laut dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) über den gesamten Lebenszyklus dennoch schon heute deutlich weniger CO₂ als ein Verbrenner (siehe auch Grafik). Durch den Ausbau erneuerbarer Energien steige der Klimavorteil zukünftig sogar noch weiter an, obwohl Vergleichsfahrzeuge mit Diesel- oder Benzinantrieb ebenfalls effizienter werden. Ein E-Auto, das 2025 neu zugelassen wird, wird über seinen Lebensweg bereits 32 bis 40 Prozent weniger CO₂-Emissionen verursachen als ein moderner Verbrenner. Die CO₂-Bilanz des ADAC ergibt, dass der CO₂-Nachteil von Batterieautos ab Fahrleistungen von 50.000 bis 100.000 Kilometern ausgeglichen wird. Befürworter des E-Autos verweisen zudem gerne auf neue Explorationstechniken sowie technische Innovationen im Bereich Batterietechnik und ressourcenschonendes Produzieren.

Blick in die Zukunft (der Produktion)?

Mit Blick auf Letzteres, also die ressourcenschonende Herstellung, hat erst vor Kurzem der Innovationscampus Mobilität der Zukunft (ICM) am Karlsruher Institut für Technologie KIT und der Universität Stuttgart von sich reden gemacht. Fast 300 Forschende arbeiten hier an Elektromotoren ohne Seltene Erden. Denn derzeit kommen in vielen dieser Motoren die beiden Metalle Neodym und Dysprosium vor; hauptsächlich in permanenterregten Synchronmaschinen wie das zum Beispiel im „Hyundai Kona“ oder „VW e-Golf“ der Fall ist.

Erste am ICM erarbeitete Lösungen zeigen, dass sich wirtschaftlicher Erfolg und ökologische Verantwortung keineswegs ausschließen, sondern sogar ergänzen können. Prototypen gibt es bereits von neuartigen Elektromotoren: Reluktanzmotoren kommen ohne Permanentmagneten und seltene Erden aus, sodass sie nachhaltig und ressourcenschonend sind. Heute werden sie wegen ihrer geringeren Leistungsstärke aber noch nicht in Fahrzeugen eingesetzt. Der ICM entwickelt deshalb Möglichkeiten, die Drehzahl der Motoren zu steigern.

Ein weiteres Forschungsfeld: elektrisch erregte Motoren. Im Gegensatz zu permanenterregten Motoren mit Seltenen Erden versprechen sie höhere Wirkungsgrade bei mittleren bis hohen Drehzahlen, was mehr Reichweite für batteriebetriebene Fahrzeuge bedeutet. Derzeit sind diese Maschinen aber noch verschleißanfällig, die Energieübertragung auf die Rotorwelle erfolgt über Schleifringe, die sich stark abnutzen. Am ICM wird an einer verschleißfreien induktiven Energieübertragung gearbeitet, die diesen Motortyp serientauglich für die breite Masse der Fahrzeuge auf dem Markt machen könnte.

^{1 https://www.bearingpoint.com/de-de/ueber-uns/pressemitteilungen-und-medienberichte/pressemitteilungen/trendbarometer-elektromobilitaet-teil-2/}

Wenn's etwas lauter sein darf

Leisere Autos sind eine gute Sache, möchte man meinen. Das stimmt nur bedingt, denn die Geräuscharmut kann sich mitunter als Gefahrenquelle entpuppen, wenn man das herannahende Fahrzeug nicht kommen hört. Daher gilt seit dem 1. Juli 2021 die Pflicht für ein sogenanntes E-Auto-Geräusch. Demnach müssen alle neuen Hybrid- und E-Autos zum Schutz von FußgängerInnen einen künstlichen Sound erzeugen, indem sie mit einem „Acoustic Vehicle Alerting System“ (AVAS) ausgerüstet sind. Das künstliche Fahrgeräusch wird von der EU-Verordnung 540 vorgeschrieben, die bereits im Jahr 2014 verabschiedet und seitdem mehrmals angepasst wurde. Die erste Stufe trat zum 1. Juli 2019 in Kraft. Seitdem ist das Warnsystem bereits verpflichtend für alle neue Autotypen, die typgeprüft werden. Wie die Sounds von Elektroautos klingen müssen, ist allerdings nicht geregelt.