Elektroautos – können sie den Kohlendioxid-Ausstoß effektiv senken?

 

Natürlich können Elektroutos den Ausstoß klimaschädlichen Kohlendioxids (CO2) senken, denkt man sich. Schließlich fahren sie nicht oder im Fall von Hybridfahrzeugen mit wesentlich weniger fossilen Brennstoffen als ein normales Auto.

Allerdings ist auch ein Elektroauto nicht emissionsfrei, wenn man die Produktion und das Recycling dieser Fahrzeuge berücksichtigt. Zudem ist natürlich auch wichtig, ob der für den Betrieb verwendete Strom aus regenerativen Quellen (Windkraft, Biomasse, Photovoltaik, Wasserkraft) erzeugt wird oder nicht.

In seinem Übersichtsartikel beschreibt Reinhard Zellner, warum die Emissionen trotz zahlreicher Maßnahmen nicht sinken. Er betrachtet Benziner, Dieselfahrzeuge, Elektroautos und Brennstoffzellenfahrzeuge und erklärt, welche Vor- und Nachteile die Fahrzeuge für die CO2-Bilanz mit sich bringen – mit teils überraschenden Ergebnissen. Auch die politischen Maßnahmen zum Klimaschutz nimmt Zellner unter die Lupe und zeigt, warum sich mit der derzeit politisch favorisierten Batterietechnik die gewünschten Ziele nur bedingt erreichen lassen. Gleichzeitig präsentiert er Empfehlungen, wie eine klimaschonende Mobilität der Zukunft aussehen könnte, die verschiedene Antriebstechniken und die neuen CO2-basierten synthetischen Kraftstoffe, die sogenannten E-Fuels, sowie die unterschiedlichen Energiedichten von Batterien und Kraftstoffen berücksichtigen. 

Zum vollständigen Beitrag als pdf.

Zusammenfassung

  • Für den Klimaschutz ist es unerlässlich, die Stromerzeugung aus regenerativen Quellen zu steigern sowie die Ladeinfrastruktur um- und auszubauen. In den Klimabilanzen von E-Fahrzeugen sollten die realen CO2-Emissionen aus Strommix und Herstellung benannt und nicht mit Null-Emissionen geworben werden. Die Umweltauswirkungen der Mobilität zu benennen, ist ein Gebot für den ehrlichen und transparenten Umgang von Herstellern mit Politik und Verbrauchern.
  • Seriöse Ökobilanzen sehen E-Autos in Deutschland in etwa auf gleicher Höhe mit sparsamen Verbrennungsmotoren und nicht besser. Dies wird sich nur dann ändern, wenn die Batteriestoffzellenproduktion und das Stromangebot ökologisch verträglicher werden.
  • Mobilität mit Elektroautos darf den öffentlichen Nahverkehr nicht verdrängen, wie es in Norwegen zu beobachten ist. Erfahrungsgemäß werden E-Fahrzeuge wegen der vermeintlich höheren Umweltfreundlichkeit intensiver genutzt als andere (Rebound-Effekt). Zudem sollten E-Fahrzeuge Alternativen zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor sein, sie ersetzen und nicht nur zusätzlich beschafft werden.
  • Synthetische Kraftstoffe auf der Basis von H2 und CO2 sowie weitere Optimierungen der Motorentechnik können zur längerfristigen Akzeptanz des Verbrennungsmotors führen. Vorteile sind hohe Energiedichten, geringe Rußbildung durch gezielte Synthese sowie die vorhandene Verteilungsinfrastruktur (s. dazu das Video unten).
  • Die Zukunft der Mobilität in Deutschland wird auch auf längere Sicht vermutlich ein Gemisch aus verschiedenen Antrieben sein, die auf die jeweiligen Bedürfnisse und lokalen Herausforderungen angepasst sind. Antriebstechniken müssen schließlich auch in Verkehrskonzepte eingebunden werden, die Nachfrage und Verhaltensänderungen der Bürger sowie eine verkehrspolitische Steuerung berücksichtigen.

Der Autor Professor Reinhard Zellner beschäftigt sich seit vielen Jahren mit Atmosphärenchemie. Er war Mitglied der Enquete-Kommissionen des Deutschen Bundestags „Schutz der Erdatmosphäre“ und „Schutz des Menschen und Umwelt“, koordinierte das deutsche Ozon-Forschungsprogramm und war Vorsitzender des Sachverständigenkreises des Bundesforschungsministeriums „Globale Umweltaspekte“.

Der im Link bereitgestellte Beitrag wurde veröffentlicht in den Nachrichten aus der Chemie (Nachr. Chem.), Heft 36/2019. (Herausgeber: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V., Verleger: Wiley-VCH-Verlag  GmbH Co KGaA, Weinheim) https://www.gdch.de/publikationen/nachrichten-aus-der-chemie.html

"Wenn möglich bitte wenden"

Hier verlinken wir zu einem Video (19 min) von Prof. Gerhard Kreysa , das sich mit dem aktuellen Stand von Wasserstoff-Brennstoffzellenautos befasst. Der Beitrag wurde im Dezember 2018 in der Mediathek Hessen veröffentlicht.

Für Einsteiger: Kohlendioxid, Stickoxide, SUVs und Dieselbetrug

Dieser Abschnitt soll einige Fakten erläutern.

Kohlendioxid (CO2) in normaler Konzentration in der Luft ist nicht giftig. Es ist das Gas  das wir ausatmen, nachdem unser Körper den eingeatmeten Sauerstoff verwertet hat. Und es ist das Gas, das unser Mineralwasser oder die Cola spritzig macht. (Nur in sehr hoher Konzentration ist Kohlendioxid auch für den Menschen giftig.)
Kohlendioxid wird deshalb als schädlich angesehen, weil es als sogenanntes Treibhausgas zur Klimaerwärmung beiträgt. Kohlendioxid entsteht in erster Linie durch die Verbrennung fossiler Rohstoffe, also Kohle, Erdgas und Erdöl. Weil Benzin und Diesel aus fossilen Rohstoffen hergestellt werden, trägt der Verkehr zum Anstieg von Kohlendioxid in der Atmosphäre bei.

Dieselfahrzeuge haben, wie im Beitrag von Reinhard Zellner erläutert, einen um 15 bis 20 Prozent geringeren spezifischen CO2-Ausstoß als Benziner. Somit wären sie in Bezug auf Kohlendioxid eigentlich umweltfreundlicher als Benziner, zumindest dann, wenn sie effektive Rußfilter haben, was bei modernen Dieselautos der Fall ist. Allerdings emittieren Dieselautos viel Stickstoffdioxid, wenn ihre Abgasreinigung nicht funktioniert.

Stickstoffdioxid (NO2) ist durch den "Dieselskandal" bekannt geworden. Es ist ein Gas, das die Atemwege schädigt und sollte eigentlich durch die Abgasreinigung des Autos auf ein ungefährliches Maß reduziert werden. Wie 2015 durch Messungen des gemeinnützigen US-amerikanischen International Council on Clean Transportation (ICCT) aufflog, emittieren Dieselmotoren aber überraschend viel NO2, wenn die Abgasreinigung nicht vollständig aktiviert ist. Durch spezielle Vorrichtungen wurde bei vielen Dieselautos im laufenden Betrieb die Abgasreinigung abgeschaltet oder reduziert, ohne das die Autobesitzer dies bemerkt haben.
Da aufgrund drohender Fahrverbote für Dieselfahrzeuge der Absatz von Benzinern steigt und diese, wie oben erläutert, mehr CO2 ausstoßen als Dieselfahrzeuge, trägt auch der Dieselskandal zur Erhöhung des Kohlendioxid-Ausstoßes bei. 

Autokäuferinnen und -käufer liefern einen weiteren wichtigen Beitrag zur Erhöhung des Kohlendioxid-Ausstoßes: Sie kaufen immer stärker motorisierte Fahrzeuge und machen so die technischen Fortschritte der letzten Jahrzehnte, die zu einem geringeren Spritverbrauch führen könnten, zunichte. So stieg der Anteil an SUVs unter den Neuzulassungen von Autos in den letzten 20 Jahren von unter 5 % auf über 20 %. 

Elektroautos fahren vollständig oder zum Teil mit Strom und emittieren daher im laufenden Betrieb weniger oder kein Kohlendioxid. Um ihre Umweltfreundlichkeit oder -schädlichkeit zu beurteilen, müssen allerdings, wie im Beitrag von Reinhard Zellner erläutert, mehrere Faktoren berücksichtigt werden. 1. muss geklärt werden, ob der genutzte Stom aus regenerativen Energien kommt oder aus fossilen Rohstoffen gewonnen wird. 2. muss die CO2-Emission nicht nur im laufenden Betrieb, sondern bei der Produktion und beim Recycling berücksichtigt werden. 3. entlasten E-Autos die Umwelt nur dann, wenn sie anstelle eines herkömmtlichen Fahrzeuges und nicht zusätzlich genutzt werden.

Zusammenstellung und redaktionelle Bearbeitung: Karin J. Schmitz, GDCh

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