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CO2-Bilanz: So klimafreundlich sind Elektroautos
Ein Elektroauto stößt im Vergleich mit einem Benziner ungefähr 166 Gramm weniger CO2 pro Kilometer aus, wenn es mit dem durchschnittlichen deutschen Strommix fährt. Bei der Betankung mit Ökostrom ist die CO2-Einsparung deutlich höher. Gleichzeitig stehen Elektroautos aufgrund ihrer Batterien aber auch in der Kritik. Wie umweltfreundlich sind Elektroautos wirklich?
Zuletzt aktualisiert am 20.07.2023
Lesedauer: 5 Minuten
CO2-Bilanzen verschiedener Antriebsarten
Um ein Auto anzutreiben, ist heutzutage eine Vielzahl von Kraftstoffen für Elektro- und Verbrennungsmotoren erhältlich. Sie lassen sich in fossile Energieträger und erneuerbare Energien einteilen.
CO2-Bilanz von Benzin und Diesel
Die weit verbreiteten Kraftstoffe Benzin und Diesel weisen laut einer vom ADAC veröffentlichten Studie von allen gängigen Antriebsarten die schlechteste Umweltbilanz auf. Sie produzieren Stickoxide, Kohlenmonoxid und Feinstaub und haben einen höheren CO2-Ausstoß als Elektroautos. Im Vergleich zu Dieselmotoren produzieren Benzinmotoren zwar weniger Stickoxide und Feinstaub, aber der CO2-Ausstoß ist meist etwas höher, da sie mehr Kraftstoff pro Kilometer benötigen.
CO2-Bilanz von Erdgas
Ebenfalls zu den fossilen Antriebsarten zählen Flüssiggas (LPG) und komprimiertes Erdgas (CNG). Der Antrieb mit LPG kann umweltfreundlicher sein als das Fahren mit Benzin oder Diesel auf Rohölbasis, da bei der Verbrennung weniger CO2 und Stickoxide ausgestoßen werden. Komprimiertes Erdgas kann in der CO2-Bilanz unter Beimischung von Methan hingegen schlechter abschneiden als Benzin oder Diesel.
CO2-Bilanz von E-Fuels
E-Fuels sind synthetische, flüssige Kraftstoffe, die aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind- oder Solarenergie hergestellt werden und in einem herkömmlichen Verbrennungsmotor eingesetzt werden können. Bei der Verbrennung im Motor entstehen aber ebenfalls CO2-Emissionen, die laut einer Studie des Think Tanks Transport & Environment je nach Herstellungsart nur minimal geringer sind als bei Benzin- oder Dieselfahrzeugen. Werden E-Fuels aus dem deutschen Strommix, der zum Teil mit fossiler Energie produziert wird hergestellt, sind sie sogar schädlicher als Benzin oder Diesel.
CO2-Bilanz von Hybridantrieben
Autos mit Hybridantrieb werden mit Brennstoffzellen angetrieben. Bei der Produktion von Wasserstoff für die Wasserstoff-Brennstoffzelle wird Strom benötigt. Die CO2-Bilanz variiert je nach verwendeter Energiequelle. Während der Fahrt wird ausschließlich Wasser, keine Treibhausgase, ausgestoßen.
CO2-Bilanz von Elektroautos
Auch ein Elektromotor verursacht keine direkten Emissionen. Ebenso wie bei der Brennstoffzelle können aber indirekte CO2-Emissionen entstehen, wenn der Strom, der zum Antrieb der Batterie genutzt wird, aus fossilen Quellen stammt. Wird Naturstrom genutzt, läuft ein E-Auto emissionsfrei.
Stromquellen für das E-Auto und ihre CO2-Bilanz
Die Energie für die Batterie im Elektromotor kann aus verschiedenen Quellen stammen und ist ein entscheidender Faktor für die CO2-Bilanz eines Elektroautos. Sie hängt davon ab, ob konventioneller Strom, Kernenergie oder erneuerbare Energiequellen genutzt werden.
Mit konventionellem Strom ist die Energie aus Kraftwerken gemeint, in denen fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdgas oder Öl zur Stromerzeugung verbrannt werden. Dabei entstehen große Mengen an Treibhausgasen, die zur Erderwärmung und zum Klimawandel beitragen. Strom, der aus Steinkohle und Erdgas erzeugt wird, belastet die Klimabilanz mit rund 800 g CO2/kWh, Braunkohle kommt sogar auf 1.150 g CO2/kWh. Tankt ein E-Auto konventionellen Strom, entfällt der ökologische Vorteil – im Gegenteil – die Emissionen sind sogar noch höher als beim Verbrenner.
Im Vergleich dazu produziert Kernenergie zwar weniger schädliche Treibhausgase (12 g CO2/kWh), birgt aber große Umweltrisiken und Verschmutzungsgefahren bei Unfällen oder der späteren Entsorgung des radioaktiven Materials. Außerdem entstehen beim Bau von Kernkraftwerken große Mengen von CO2.
Der beste Ladestrom kommt aus erneuerbaren Energiequellen und wird auch Grünstrom, Naturstrom oder Ökostrom genannt. Diese Erneuerbaren Energien zeichnen sich dadurch aus, dass sie keine oder nur geringe CO2-Emissionen verursachen. Grünstrom stammt aus Quellen wie Sonne, Wind, Wasserkraft, Biomasse oder Geothermie. Ein Beispiel: Strom, der aus Windkraft erzeugt wurde, liegt bei 100 g CO2/kWh)
Ökostrom oder PV-Strom
Gut zu wissen: Der Vattenfall-Ökostrom stammt zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien. Oder aber Sie erzeugen Ihren Naturstrom einfach selbst – mit einer eigenen Photovoltaikanlage.
Elektroauto schlägt Verbrenner in der CO2-Bilanz
Zusammenfassung: CO2-Bilanz Hybrid vs Verbrenner
Hybridautos sind eine Kombination aus Verbrenner und E-Auto. Es gibt also sowohl einen Diesel- oder Benzinmotor als auch einen Elektromotor sowie einen Tank und Akkus oder eine Wasserstoff-Brennstoffzelle. Sie verbrauchen weniger Sprit und stoßen eine geringere Menge an Schadstoffen aus als Fahrzeuge mit reinem Verbrennerantrieb. Die Höhe der eingesparten Kraftstoffe und CO2-Emissionen hängt von der Stärke des Motors und der Größe der Batterie sowie vom Nutzungsverhalten ab. Wer einen Hybridwagen nicht elektrisch fährt, verursacht durch die unnötig verbrauchten Ressourcen bei der Produktion und durch das zusätzliche Gewicht sogar mehr Emissionen als mit einem vergleichbaren Verbrenner. Bei regelmäßiger Nutzung des E-Antriebs kann der CO2-Ausstoß im Durchschnitt um etwa 20 Prozent verringert werden.
CO2-Bilanz eines Elektroautos in der Betrachtung des gesamten Lebenszyklus
Um die CO2-Bilanz eines Elektroautos zu verstehen, muss der gesamte Lebenszyklus unter die Lupe genommen werden: die Treibhausgasemissionen bei der Herstellung, beim Betrieb sowie bei der Entsorgung und dem Recycling noch verwendbarer Komponenten.
Emissionen bei der Autoherstellung
Die Produktion von Elektroautos erfordert mehr Rohstoffe als die Herstellung von Autos mit Verbrennungsmotoren. Die enthaltenen Batterien werden unter anderem mit Lithium und Kobalt hergestellt. In den Magneten werden seltene Erden verwendet. Darüber hinaus ist ein erhöhter Energieaufwand für die Herstellung der Akkus nötig.
Das Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie in Österreich hat ermittelt, dass bei der Herstellung von Wagen mit Verbrennermotor etwa 7,2 kg CO2 pro kg Fahrzeuggewicht ausgestoßen werden. Das Grundfahrzeug eines E-Autos, also ohne Elektromotor, Antriebsstrang und Akku, produziert bei der Herstellung etwa 6,2 kg CO2 pro kg Fahrzeuggewicht.
|
Emissionen /Bauteil Herstellungsschritt |
Diesel | Benziner | E-Auto |
|---|---|---|---|
| Grundfahrzeug | 7,2 kg CO2 pro kg Fahrzeuggewicht | 7,2 kg CO2 pro kg Fahrzeuggewicht | 6,2 kg CO2 pro kg Fahrzeuggewicht |
| Elektromotor | - | - | 4,5 kg CO2 je kW Leistung des Motors |
| Antriebsstrang | - | - | 42 kg CO2 je kg der elektrischen Antriebskomponenten |
| Akku | - | - | 82,5 kg CO2 je kWh-Kapazität |
| Gesamt in der Kompaktklasse | 11 Tonnen (1.500 kg) | 10 Tonnen (1.400 kg) | 17,4 Tonnen (75 kWh) |
Für batteriebetriebene Autos kommen dann aber noch 4,5 kg CO2 je kW Leistung des Motors, 42 kg CO2 je kg der elektrischen Antriebskomponenten und 82,5 kg CO2 je kWh-Kapazität für den Akku hinzu.
Das ergibt für Autos in der Kompaktklasse mit 1.400 kg (mit Benzinmotor) und 1.500 kg (mit Dieselmotor) rund 10 bzw. 11 Tonnen an Treibhausgas-Emissionen bei der Herstellung. In vergleichbarer Kompaktklasse mit einem Akku von 75 kWh summieren sich die Emissionen bei einem E-Auto in der Herstellung auf 17,4 Tonnen.
CO2-Bilanz über die gesamte Lebenszeit
Die CO2-Bilanz eines Autos mit Verbrennungsmotor ist vor allem davon abhängig, um welches Modell es sich handelt und wie schnell oder spritsparend man unterwegs ist. Laut den Expert:innen von T&E stoßen E-Autos in Europa im Durchschnitt fast dreimal weniger CO2 ausstoßen als entsprechende Wagen mit Benzin- oder Dieselmotor.
Über eine Gesamtlebensdauer von 240.000 Kilometern summiert sich der Vorteil: Während der CO2-Ausstoß eines Benziners immer weiter ansteigt, auf bis zu 60 Tonnen CO2-Äquivalent, bleibt das Elektroauto nahezu konstant bei nur 16,7 Tonnen. Das ist weniger als ein Drittel im Vergleich zu einem Benziner.
Allerdings ist in dieser Berechnung die Lebensdauer des Elektroauto-Akkus nicht integriert. Die meisten Hersteller geben laut ADAC eine Garantie auf 70 Prozent Batteriekapazität für eine Nutzungsdauer von acht Betriebsjahren oder 160.000 Kilometern. Müsste sie ausgetauscht werden, belasten neue CO2-Emissionen die Umweltbilanz. Um die Leistung der Batterie wieder zu verbessern, reicht aber oftmals auch ein Ersatz einzelner Module.
In Zukunft dürfte das E-Auto noch besser abschneiden, denn die Akkus werden immer leistungsfähiger und der Bedarf an Rohstoffen und vor allem an seltenen Erden bei der Akkuherstellung wird sich dank neuer Technologien reduzieren.
Klimabilanz beim Recycling
In den meisten Fällen können Batterien von Elektroautos, deren Kapazität im Laufe der Zeit nachgelassen hat, für so genannte 2nd-Life Anwendungen benutzt werden. Das sind zum Beispiel stationäre Speicher in Photovoltaikanlagen.
Ist eine weitere praktische Anwendung nicht mehr denkbar, kann durch innovative Verfahren aber über 90 % der in den Batterien enthaltenen seltenen Rohstoffe wiederverwendet werden. Die Recyclingverfahren werden stetig weiterentwickelt, um in industriellem Maßstab rentabel eingesetzt werden zu können.
Vattenfall Fazit
Die CO2-Bilanz von Elektroautos ist im Vergleich zu Autos mit Verbrennungsmotoren positiv, aber es gibt noch Luft nach oben. Wer beim Betrieb ausschließlich auf Strom aus erneuerbaren Energiequellen setzt, fährt komplett emissionsfrei. Der übliche Strommix in Deutschland enthält jedoch noch Anteile an fossiler Energie. Durch neue Technologien sollen die CO2-Emissionen durch die Herstellung von Elektroautos künftig reduziert werden. So werden die Emissionsvorteile, die ein E-Auto konventionellen Autos gegenüber hat, weiter wachsen.
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