E-Mobilität: Rahmenbedingungen und Rechtsgrundlagen / 1.3 Die Energie- und Klimabilanz der E-Mobilität

Elektroautos sind lokal emissionsfrei und gelten als alternativer Antrieb, der für die Energiewende und den Klimaschutz im Verkehr von zentraler Bedeutung ist. Wenn der Verkehr die im Klimaschutzplan 2050 formulierten Sektorziele für 2030 einhalten und bis zu diesem Jahr weitestgehend klimaneutral sein soll, dann müssen Elektrofahrzeuge bereits im Jahr 2030 mehr als die Hälfte der Neuzulassungen ausmachen. Das ist auch nach den positiven Entwicklungen der letzten Jahre noch ein weiter Weg.

Bei der Energie- und Klimabilanz punkten E-Fahrzeuge durch erheblich geringere Energiekosten. Das liegt daran, dass Elektrofahrzeuge einen viel höheren Wirkungsgrad haben als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Seit 2011 verlangt die EU, dass elektrische Fahrzeuge einen Wirkungsgrad von mehr als 94 % erreichen müssen. Aktuelle Modelle übertreffen diesen Grenzwert deutlich und nutzen bis zu 98 % der gespeicherten Energie. Allerdings müssen beim "Beladen" von E-Fahrzeugen 20 bis 30 % Ladeverluste hingenommen werden, die dem Lademanagement (Ladeart, Ladestand, Temperatur der Batterie) geschuldet sind.

Demgegenüber erreicht ein Benzinmotor einen Wirkungsgrad von maximal 35 % und ein Dieselmotor von maximal 45 %. Diese geringen Wirkungsgrade resultieren daraus, dass ein Großteil der Energie in Wärme umgewandelt wird, die ungenutzt bleibt.

Es ist aber immer noch eine kontrovers diskutierte Frage, wie klimafreundlich Elektrofahrzeuge tatsächlich sind, wenn man sie – über ihren gesamten Lebensweg betrachtet – mit konventionellen Benzinern oder Dieseln vergleicht. Oft wird argumentiert, dass E-Autos, vor allem aufgrund der energieintensiven Akkuproduktion, eine schlechtere Klimabilanz als Benziner oder Diesel-Pkw besäßen. Tatsächlich verbraucht die Akkuproduktion viel Energie, jedoch fällt die Klimabilanz beim Betrieb des E-Autos deutlich besser aus. Nach einer Untersuchung des Instituts für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (ifeu) hat in allen untersuchten Fällen das E-Auto über die gesamte Lebensdauer einen Klimavorteil gegenüber dem Verbrenner (siehe Abb. 4).

Praxis-Beispiel

Klimavorteil eines E-Fahrzeugs gegenüber Benziner und Diesel

Die Untersuchung definiert als Basisfall ein Fahrzeug der Kompaktklasse in Elektro-, Benzin- und Dieselausführung mit einer Fahrleistung von 150.000 km. Das bilanzierte Elektrofahrzeug hat eine 35-kWh-Batterie und verbraucht 16 kWh pro 100 km. Die Batterie wird während der Lebensdauer des Fahrzeugs nicht ausgetauscht.

Der vergleichbare Benziner verbraucht 5,9 Liter und der ebenfalls vergleichbare Diesel kommt auf einen Verbrauch von 4,7 Liter pro 100 km. Selbst wenn das E-Auto mit regulärem Haushaltsstrom geladen wird, hat es über die Lebensdauer einen Klimavorteil von 24 % gegenüber dem Benziner und 16 % gegenüber dem Diesel. Ab 60.000 km ist das E-Auto klimafreundlicher als der Benziner, ab 80.000 km klimafreundlicher als der Diesel. Elektrische Stadtfahrzeuge mit kleinerer Batterie sind bereits ab rund 40.000 km klimafreundlicher als ein Benziner.

Die Frage ist also lediglich, ab welchem "Kilometerstand" die Klimabilanz besser ist (siehe Abb. 4).

Abb. 4: Vergleich der Treibhausgasemissionen eines Elektroautos pro Fahrzeugkilometer, bezogen auf den gesamten Lebenszyklus.^[1]

Für die Darstellung des Basisfalls wurde in der Studie der durchschnittliche Strommix in den heutigen Herstellungsländern (vorwiegend sind das China, Japan, Korea und die USA) entsprechend ihrem jeweiligen Anteil an der Batteriefertigung hinterlegt. Betrachtet man stattdessen den durchschnittlichen europäischen Strommix für die Zellfertigung, führt das in Kombination mit den oben genannten anderen Faktoren zu einer deutlichen Verbesserung der Werte. Für ein Elektrofahrzeug, das im Jahr 2030 zugelassen wird, ergäben sich nach 150.000 km im Zusammenspiel mit der erwarteten Energiewende in Deutschland deutliche Klimavorteile von 41 bzw. 35 % gegenüber einem vergleichbaren Benziner respektive Dieselauto. Der Klimavorteil würde sich hier schon nach etwa 30.000 km einstellen. Damit leistet die E-Mobilität einen wichtigen Beitrag, um die großen globalen Herausforderungen wie Klimawandel und Ressourcenknappheit zu bewältigen.

Aber auch bei der Technologie und dem Einsatz von E-Pkw gibt es Optimierungsmöglichkeiten im Hinblick auf ihre Klimabilanz. Um den erwarteten Mehrverbrauch aus dem Wärmesektor im Rahmen der Sektorenkopplung abzufedern, muss der Stromverbrauch bis 2030 mithilfe von Effizienzmaßnahmen deutlich reduziert werden. Dazu können auch E-Autos beitragen. Derzeit bestehen noch große Bandbreiten beim Stromverbrauch – selbst bei vergleichbaren Fahrzeugen der Kompaktklasse. Mittelfristig muss dieser Stromverbrauch verringert und die Effizienz der Fahrzeuge verbessert werden.

Wie klimaverträglich Elektrofahrzeuge unterwegs sind, hängt auch davon ab, wie sie eingesetzt werden. Im Stadtverkehr und als Zweitwagen legen sie eventuell nur kurze Entfernungen zurück, wofür eine kleine Batterie ausreicht. Es sind aber auch große Distanzen und...