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DIE ÖKOBILANZ DER STROMER


electricar - epaper ⋅ Ausgabe 1/2020 vom 04.03.2020

Elektromobilität wird in Europa forciert und auch in Deutschland stark subventioniert. Doch stimmt ihr ökologischer Fußabdruck? Versuch einer Bestandsaufnahme samt Ausblick.


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Bildquelle: electricar, Ausgabe 1/2020

Die Zukunft des Autos hat erst begonnen - Ökologisches Umsteigen als Chance“ lautet der Titel eines Buches, das Unternehmensberater Roland Berger und Hans-Gerd Servatius anno 1994 verfassten, mittendrin in den damaligen automobilen Krisenjahren. Der Sportwagenhersteller Porsche fuhr nahe am Abgrund. Bis Wendelin Wiedeking kam, sah … und mit seiner Kaizen-Initiative die Produktionsweise komplett umkrempelte - zu einem florierenden ...

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... Premiumunternehmen, das von Bestmarke zu Bestmarke raste - seinerzeit freilich mit Benzinern. Die Zeiten ändern sich und wir uns mit ihnen - das erkannten schon die Römer. Doch die Frage bleibt: Wollen die Menschen mehrheitlich die rein batteriegetriebene Elektromobilität, wie sie derzeit favorisiert und subventioniert wird? Und abgesehen von Reichweitenangst samt vergleichsweise langer Tankzeiten: Wie umweltfreundlich ist diese Antriebsvariante?

Umkrempeln wie in den 1990ern reicht nicht mehr. Seit der Jahrtausendwende verändert sich die Automobilindustrie grundlegend, die Vision des autonomen Fahrens und emissionsfreier Mobilität revolutioniert die Giga-Branche wie noch nie. Seit mehr als einer Dekade stehen die Zeichen nicht zuletzt dank Elon Musk als Avantgardisten auf Elektromobilität. Jener Antriebsart, die sich seinerzeit - hier fährt Porsche wieder auf die Bühne als Vorreiter der Elektromobilität mit dem vollelektrischen Lohner Porsche - gegen den Verbrenner nicht durchsetzen konnte.

Rückblick ohne Umweltgedanken

Lohner-Porsche ist übrigens die Sammelbezeichnung für Fahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb der Lohner Werke aus Wien. Entwickelt wurden sie von Ludwig Lohner und Ferdinand Porsche anlässlich der Weltausstellung 1900 in Paris. Dies war das erste vollkommen elektrisch angetriebene Fahrzeug mit zwei in den Vorderrädern angebrachten lenkbaren Radnabenmotoren. Durchsetzen konnte sich der Elektrowagen seinerzeit jedoch nicht, die Technologie war schlicht noch nicht weit genug fortgeschritten. Der Porsche Rennwagen „Toujours Contente“ brachte immerhin ein Batteriegewicht von gewaltigen 1.800 Kilogramm auf die Waage. Zum Vergleich: 120 Jahre später ist beim Taycan, mit dem Zuffenhausen aktuell unter Starkstrom steht, das gesamte Batteriepaket, also inklusive kompletter Verkabelung und dem Rahmen für Crashsicherheit mit rund 630 Kilogramm zwei Drittel leichter. Und das bei einer Motorleistung von 530 (Taycan 4S) bis 761 PS (Taycan Turbo S). Das Gewicht ist damit zwar immer noch beträchtlich, in den Jahren um 1900 jedoch waren Batterien gleich aus dreierlei Gründen die schlechtere Antriebsvariante als ein Verbrenner: wegen ihres Gewichts, ihrer äußerst beschränkten Leistungsfähigkeit und damit wegen der lächerlichen Reichweite. Das einfach aus dem Boden sprudelnde Öl war nicht zu schlagen und sollte unser Leben für die nächsten hundert Jahre bestimmen.

Aktuelle Antriebsarten

Umweltfragen sind heute entscheidend. Wie also steht es um die Klimafreundlichkeit der Elektromobilität? Der ökologische Fußabdruck der Mobilität ist zum entscheidenden Kriterium geworden. Die Beantwortung dieser Frage indes ist höchst kompliziert, da es sehr viele Faktoren zu berücksichtigen gilt, die sich zudem kontinuierlich ändern. Im Rennen sind im Wesentlichen drei Säulen für einen klimafreundlich(er)en Antrieb: Das sind zum einen batterieelektrische Fahrzeuge und Plug-in Hybride (BEV und PHEV), letztere haben zusätzlich zur Batterie noch einen Verbrennungsmotor an Bord, um größere Reichweiten zu erzielen und notfalls notwendige Stopps zum Nachladen zu vermeiden. Generell stehen als zweite Säule die Zeichen auf „Wenn Verbrenner, dann weg von fossilen Kraftstoffen, hin zu synthetischen, Biofuels oder Biogasen aus Abfall - letztere für CNG Fahrzeuge (Compressed Natural Gas)“. Und die dritte Säule ist die Brennstoffzelle für die Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV), eine andere Variante der elektrischen Mobilität mit Wasserstoff als Kraftstoff.

LOHNER-PORSCHE

Im Jahr 1900 war der Lohner-Porsche das erste Hybrid-Fahrzeug der Automobilgeschichte. Er war sowohl mit einem Otto-, als auch Elektromotor ausgestattet.

CO2-NEUTRAL?

- Auf der Straße ist das E-Auto zweifelsohne beinahe emissionsfrei. Allerdings entstehen genügend Schadstoffe bei der Herstellung und Gewinnung von Rohstoffen, die beispielsweise für die Batterie benötigt werden.

Wasserstoffbrennstoffzelle als Alternative

Werner Tillmetz, bis vor knapp zwei Jahren 14 Jahre lang im Vorstand am Zentrum für Sonnenenergieund Wasserstoff-Forschung in Ulm, ZSW, als Leiter des Geschäftsbereichs Elektrochemische Energietechnologien und nach wie vor im Beirat der Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW), setzt für PKW im Alltag der meisten Bürger auf Batterie-Fahrzeuge. Für typische Geschäftsfahrzeuge, für Busse und LKW ist der Brennstoffzellenantrieb aufgrund der großen Reichweite und der sehr schnellen Betankung die führende Technologie.

Im Jahr 2013 begannen die Automobilhersteller Hyundai und danach Toyota, die ersten Brennstoffzellenfahrzeuge auf den Markt zu bringen. Nicht zuletzt, weil Gasespezialist Linde die versprochenen Tankstellen nicht annähernd in der zugesagten Anzahl aufstellen konnte, geriet die Brennstoffzelle hierzulande in das Hintertreffen gegenüber den batterie-elektrischen Fahrzeugen, angeführt von dem unglaublich innovativen Elon Musk und seiner Firma Tesla. Daimler, in den 1990er Jahren einer der Pioniere, setzt aktuell weniger auf PKW mit Brennstoffzelle, sondern verfolgt diese für schwere Trucks und Stadtbusse.

Das Schöne an Wasserstoff: Im komprimierten Zustand hat er eine höhere Energiedichte als Batterien und lässt sich leicht speichern und transportieren. Gleichzeitig lässt sich Wasserstoff aus temporär überschüssigem Strom aus erneuerbaren Energien produzieren. Damit tragen Brennstoffzellenfahrzeuge dazu bei, eine wasserstoffbasierte Gesellschaft Wirklichkeit werden zu lassen und die klimafreundliche Energiewende zu beschleunigen.


Das Umweltmärchen als solches gibt es nicht. Fossile Stoffe schaden, Lithium schadet,…


E-Mobilität - ein Pyrrhussieg?

Summa summarum küren mittlerweile viele Experten die BEVs zum umweltfreundlichsten Sieger. Armin Reindl, Direktor des Instituts für Automobilwirtschaft (ifa), fasst die Tendenzen so zusammen: „Das Umweltmärchen als solches gibt es nicht.“ Die Frage sei, in welchem Ausmaß die Umweltschädigung geschehe. „Fossile Stoffe schaden, Lithium schadet, Kobalt hat mindestens eine soziale Komponente“, so der Professor. Letztlich sei in Sachen Mobilität die Effizienz entscheidend und da gelte als grobe Faustregel, dass BEVs ein Drittel effizienter sind als Brennstoffzellenfahrzeuge und sogar zwei Drittel effizienter als Verbrennungsmotoren. Zudem entwickle sich die Batterietechnik rasant weiter. Das gilt natürlich auch für jene im Brennstoffzellenfahrzeug.

Reindl ist davon überzeugt, dass „die Batterie im Vergleich zur Brennstoffzelle einen sehr viel schnelleren Fortschritt machen wird.“ Ob dies so wäre, wenn annähernd so viel Forschungs- und Entwicklungsgelder in das Optimieren der Brennstoffzellentechnologie flösse? So bleibt das Gefühl, dass Automobilhersteller eine Technologieoffenheit nicht mehr wirklich verfolgen können, sondern Getriebene ihrer milliardenschweren Investitionen in BEVs sind. Die aktuellen Investitionen der Autoindustrie in die E-Mobilität liegen weltweit bei circa 300 Milliarden US Dollar. Damit ist klar: Der eingeschlagene Weg in Richtung E-Mobilität kennt kein Zurück mehr.

VOLKMAR DENNER

Der 63-Jährige Deutsche ist Vorsitzender der Geschäftsführung der Robert Bosch GmbH.

Bedenkenswert bleibt: Die Verbrennungsmotoren lassen sich zum einen weiter verbessern, zum anderen können grüne e-Fuels und Biofuels eine unmittelbare Entlastung der Klimabilanz schaffen, sofern sie nicht zu teuer bleiben und bei den Biofuels der überlebenswichtige Regenwald nicht unter die Räder kommt. Deshalb fordert Bosch Chef Volkmar Denner, deren positiven Einfluss zur Erfüllung der Klimaziele bis 2030 anzurechnen.

„Den ökologischen Fußabdruck zu diskutieren, ist unglaublich komplex und schwierig“, betont Elektrochemie-Experte Tillmetz. Der Weg zu mehr Nachhaltigkeit liegt nach dem Dafürhalten des renommierten Wissenschaftlers im Verfolgen von „deutlich mehr Aktivitäten zur Elektromobilität in allen Varianten.“ Elektromobilität in allen Varianten - das schließt die

Brennstoffzellenmobilität ausdrücklich mit ein, und zwar nicht nur für den Schwerlastverkehr, sondern genauso für Personenkraftwagen. Wer entgegnet, die Technologie sei zu teuer, der verschweigt, dass dieses Argument anfangs genauso gegen die rein batterieelektrische Mobilität ins Feld geführt wurde.


Elektroantriebe sind im Gegensatz zu den herkömmlichen Verbrennungsmotoren emissionsfrei!


Messen mit zweierlei Maß

Fakt ist: Elektroantriebe - mit Batterie oder Brennstoffzelle und Wasserstoff - sind im Gegensatz zu den Verbrennungsmotoren - mit Benzin, Diesel, Erdgas oder synthetischen Kraftstoffen - emissionsfrei. Diese Betrachtung gilt allerdings nur für das Fahrzeug an sich (Tank to Wheel) im Fahrbetrieb. Deutlich komplexer wird es, wenn ab Fahrzeugbau bis auf die Straße und bis zum Tod des Fahrzeugs oder dessen Abwracken (Well to Wheel, Cradle to Grave) die Umweltfreundlichkeit gemessen wird.

Der Einfachheit halber beschränken sich Gesetzgeber weltweit in ihren Betrachtungen fast ausschließlich auf die Fahrzeuge in Aktion. Doch das ist zu grob vereinfachend. Zudem kommen Zweifel auf, ob ein solches Vorgehen der Sache und letztlich der Technologieoffenheit gerecht wird. Fraglich ist, ob eine solch vereinfachte Betrachtung den Verbrennern mit alternativen, umweltfreundlichen Kraftstoffen eine Überlebenschance einräumt. Zunehmend wird polemisiert, und so ist der Verbrenner - vorschnell - als Grund allen Übels ausgemacht.

Dazu zwei Anmerkungen: Moderne Erdgasautos, also Fahrzeuge auf Basis von CNG (Compressed Natural Gas), erfüllen anstandslos die Euro 6 Norm, können somit auch in Umweltzonen fahren. Der Grund: sie stoßen naturgemäß geringe Mengen an CO2 und Stickoxid aus. Und noch besser - im Sinne der vorherrschenden Tank to Wheel Lehre: Mit hundert Prozent Bio-CNG wird das Auto quasi zur willkommenen Emissions-Nullnummer, weil es die Umwelt gar nicht mehr belastet. Betanken lässt es sich in Windeseile, schneller noch als ein Verbrenner, die Reichweite ist eine Freude. Leider reicht das Biogas nur für eine recht begrenzte Fan-Gemeinde.

Zweitens: In Deutschland, so Michael Hüther, Direktor und Präsidiumsmitglied des Instituts der Deutschen Wirtschaft (IW), müsse es gelingen, „Klimaschutz mit den Bedingungen eines industriebasierten Wohlstandsmodells zu verbinden.“

DER HAKEN AN DER SACHE

Berechnet man die Energieeffizienz eines Elektrofahrzeuges, reicht nicht nur der bloße, laufende Betrieb. Auch der Zeitraum danach, also während der Wagen abgewrackt wird, muss berücksichtigt werden.

Das erfordere Investitionen in Ressourceneffizienz. Der Wirtschaftsforscher hält nichts von letztlich kostenintensiveren dirigistischen Eingriffen des Staates. Tillmetz hält entgegen, eine solche Sicht in einem globalen Markt wie dem der Automobile sei nicht hilfreich. Die Asiaten, so Tillmetz weiter, interessierten sich für derlei Meinungen reichlich wenig.

Glaube, Liebe, Hoffnung

Das batterieelektrische Fahrzeug ist fraglos ein wichtiger Teil der globalen Energiewende. Welchen Raum es à la longue darin einnehmen wird, bleibt abzuwarten.

Obwohl es zutrifft, dass die Effizienz des Antriebsstrangs auch bei E-Autos wichtiger ist für den Verbrauch als nur die Größe und das Gewicht eines Autos, so verlangt der gesunde Menschenverstand dennoch eher nach E-Autos mit kleinen Batterien, die möglichst umweltfreundlich hergestellt wurden. Zudem darf bei der ganzen Diskussion nicht vergessen werden, dass der Bau eines E-Autos ungleich mehr CO2 freisetzt als der eines entsprechenden Verbrenners, zumindest solange das Batterie-Recycling noch nicht greift.

Fazit

Gerade die seit der Erfindung motorisierter Mobilität führende deutsche Automobilindustrie läuft Gefahr, die Zeichen der Zeit nicht rechtzeitig umzusetzen. Eines von mehreren Beispielen seit der Jahrtausendwende zeigt die höchst brisante Situation: Im Jahr 2003 hatte Daimler 40 E-Stadtbusse mit Brennstoffzelle gebaut. Die Fahrzeuge hatten sich in zehn Städten weltweit hervorragend bewährt. Mit dem Ergebnis, dass viele der Verkehrsbetriebe nur noch diese E-Busse anstelle von Dieselbussen zukaufen wollten. Doch Daimler und MAN setzten nur auf Diesel.


„Klimaschutz muss mit den Bedingungen eines industriebasierten Wohlstandsmodells vereinbar sein.“


Seit einigen Jahren müssen nun sehr viele Städte auf E-Busse umstellen, um nicht mit enormen Strafzahlungen belegt zu werden. Weil aber Daimler und MAN nicht liefern konnten, kaufen die Städte die E-Busse hauptsächlich in China. Mit Personenkraftwagen wird es genauso passieren, wenn die deutsche Industrie den Hebel nicht schleunigst umlegt.

Wie sieht es nun mit der Klimafreundlichkeit aus? Sobald die Kohlekraftwerke in Deutschland abgeschaltet sind, ist hierzulande das elektrische Fahren voll klimafreundlich. Was die Batterie betrifft: im Massenmarkt greift das Recyceln der kritischen Rohstoffe. Also Ende gut alles gut für die Umweltbilanz der Elektromobilität.

MICHAEL HÜTHER

Der Deutsche wurde im Jahr 1962 geboren, arbeitet als Wirtschaftsforscher und ist Direktor des Instituts der deutschen Wirtschaft in Köln.

ES WIRD ZEIT!

Viele Städte kauften die von der Politik vorgeschriebenen E-Busse im Ausland, da die deutschen Hersteller diese nicht in der benötigten Stückzahl liefern konnten.