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  Elektroauto / Elektromobilität
 

Einführung/ Überblick

Ziel dieser Seite ist zu prüfen, ob massenhaft eingesetzte Elektroautos eine Mobilität ermöglichen, die dem Prinzip der Nachhaltigkeit genügt, insbesondere also möglichst wenig Treibhausgase und sonstige Schadstoffe erzeugt und nur im geringen Umfang nicht regenerierbare Rohstoffe verbraucht - und all dies zu Preisen, die Mobilität künftig nicht zu einem Privileg von Reichen werden lässt.
  

 

Spätestens seit der "Nationalen Strategiekonferenz Elektromobilität" am 25./26.11.08 gilt das Elektroauto als Hoffnungsträger in Politik und Wirtschaft. Bis 2020 bzw. 2030 sollen mindestens 1 bzw. 5 Millionen Elektroautos in Deutschland zum Einsatz kommen. Sie sollen dazu beitragen, den Treibhausgasausstoß und die Abhängigkeit von fossilen Energien zu verringern. Außerdem könnte die Vielzahl der Akkus in den Elektroautos in ihrer Gesamtheit wie ein flexibles Speicherkraftwerk wirken und künftig dazu beitragen, das stark schwankende Ökostrom-Angebot auszugleichen.
Um diese ergeizigen Ziele zu erreichen, sollen die bisherigen Aktivitäten in Politik und Wirtschaft zu einer Gesamtstrategie gebündelt werden, dem sog. "Nationalem Entwicklungsplan Elektromobiltät". Ein entsprechender Antrag wurde am 14.05.09 im Bundestag beschlossen.
 

Kritik aus Forschung
und Industrie

Kritik an diesem Konzept kommt einerseits von Experten aus Forschung und Industrie: Nach ihrer Einschätzung wird das Elektroauto noch viele Jahre ungeeignet für den Massenmarkt sein, weil die Akkus noch gravierende Nachteile haben: viel zu schwer und teuer, schlechte Ökobilanz, lange Ladezeiten, unzureichende Lade-Infrastruktur, vor allem aber: viel zu geringe Reichweiten. Reichweiten herkömmlicher Benzin- oder Diesel-PKW (über 500 km) werden aktuell allenfalls von extrem teuren und daher für den Massenmarkt ungeeigneten Spezialautos erzielt. Z.B. verdoppelt sich bei Fahrten auf der Autobahn mit Tempo 130 km/h der Stromverbrauch beim Nissan Leaf vom Nennwert 15 auf 30 kWh/100km. Seine Akku-Kapazität von 24 kWh reicht dann nur für 80 km. [1]
  

Kritik von
Umweltschutzgruppen

Andererseits kritisieren Umweltschutzgruppen wie z.B. Greenpeace den Hype um die Elektroautos. Weniger Treibhausgase als herkömmliche Autos erzeugen Elektroautos nur dann, wenn sie nicht mit dem bisherigen Strommix sondern mit Ökostrom betankt werden. Zwar sind die Ökostromkapazitäten in den vergangenen Jahren stark ausgebaut worden, sie reichen aber bisher noch lange nicht, um im Zuge einer Energiewende den Ausstieg aus der Atom- und Kohlekraft umzusetzen. Umweltschützer befürchten daher, dass die jetzigen großen Stromanbieter nur deshalb Elektroautos so stark propagieren, weil sie neue Absatzchancen für ihren Strom aus Atom- und Kohlekraftwerken suchen. So forderte die Kernkraftlobby vor der Atomkatastrophe in Fukushima die Aussetzung des im Jahr 2000 von Rot-Grün beschlossenen Atomausstiegs u.a. auch mit dem Argument, die Kernkraftwerke könnten preiswerten und klimafreundlichen Strom für die künftigen Millionen von Elektroautos erzeugen. Mit dem gleichen Argument propagiert die Kohlelobby den Ausbau von Kohlekraftwerken mit CCS-Technologie. Solch eine Energiepolitik würde jedoch die jetzige stark zentralisierte Struktur der Stromversorgung zementieren und die Energiewende verzögern, die aus Sicht von Umwelt- und Klimaschützern notwendig ist, um zu einer nachhaltigen Energieversorgung zu gelangen.
  

fiktive "Null"-Emission
erhöht CO2-Ausstoß
Inzwischen kommt ein weiterer Kritikpunkt hinzu:
Bei der Festsetzung des EU-Grenzwerts für den CO2-Ausstoß der Neuwagenflotte (ab 2015: 130 g/km; geplant: ab 2021: 95 g/km, entspricht 4,1|3,6 Liter Benzin|Diesel pro 100 km [2] ) haben die Autokonzerne durchgesetzt, dass Elektroautos trotz tatsächlicher Emissionen von aktuell durchschnittlich 168 g CO2/km (→ Klimabilanz) mit Null (und das per Super-Credit sogar bis zu 3,5 fach) angesetzt werden, was den Emissionswert der gesamten Neuwagenflotte rein rechnerisch so stark drückt, dass selbst emissionsstarke PKW (wie SUV / Geländewagen) weiter zugelassen werden können: Laut UPI-Berechnungen [3] ermöglicht die angebliche Nullemission eines Elektroautos die Zulassung von im Durchschnitt 7 SUVs/Geländerwagen, d.h. bereits ohne Anrechnung eines Credit-Faktors können 7 PKW mit einem Ausstoß von 130g + 130g /7 = 130g + 18,6g = 148,6 g (14,3 % über 130 g) zugelassen werden.
Wird zusätzlich ein Super-Credit-Faktor eingerechnet, verstärkt sich die Bilanz-Fälschung drastisch, wie das folgende Rechenbeispiel demonstriert:  
Rechnenbeispiel 
mit
Super-Credit-Faktor
Im Jahr 2015 wurde ein neu zugelassenes Elektroauto mit dem Super-Credit-Faktor 1,5 verrechnet, d.h. durch z.B. 2 Elektroautos konnten 2•1,5•7 = 21 SUVs mit im Schnitt 148,6 g (14,3 % über 130 g) im Flottenverband zugelassen werden.
Kontollrechnung: 21•148,6g / (2•1,5 + 21) = 3120g / 24 = 130 g.
Da ein Elektroauto tatsächlich durchschnittlich 168 g CO2 ausstößt (→ Klimabilanz), ergibt sich tatsächlich eine CO2-Emission pro PKW von durchschnittlich
(2•168g + 21•148,6g) / (2+21) = 150,3 g,  15,6 % über der Norm 130 g.
  
  Durch diese CO2-Bilanz-Fälschung erhöhen Elektroautos den CO2-Ausstoß der Neuwagenflotte statt ihn zu senken, was sich inzwischen auch in den CO2-Statistiken niederschlägt. [4]
Der CO2-Ausstoß ist in der Realität noch deutlich größer als im obigen Beispiel, weil inzwischen im Umfeld des Abgas-Skandals durch Messungen im Fahrbetrieb nachgewiesen wurde, dass der reale Emissionswert von PKW durchschnittlich 42 % über den Nennwerten der Hersteller lag [5] .
Nachtrag (31.07.17): der Absatz von SUVs boomte wie kaum eine andere PKW-Sparte. [6]  
   
Rebound-Effekte Werden Maßnahmen zur Reduktion des Ressourcenverbrauchs über Folge- und Wechselwirkungen konterkariert, spricht man von Rebound-Effekten. Wenn z.B. ein neuer PKW durch einen effizienteren Motor 20 % weniger Sprit verbraucht als der alte, dann aber nur 10 % Sprit eingespart wird, weil der neue PKW mehr gefahren wird, beträgt der Rebound-Effekt 50 %. Ist der Effekt > 100 %, d.h. trotz Effizienzsteigerung erhöht sich der Verbrauch, nennt man ihn Backfire-Effekt.  
1) regulatorischer
Rebound
Die oben beschriebene Erhöhung der CO2-Emissionen der gesamten PKW-Flotte durch Elektro-PKW ist solch ein Backfire-Effekt. Das UPI bezeichnet ihn als "regulatorischen" Rebound und erläutert ausführlich 3 weitere Rebound-Effekte [14] , die hier nur kurz skizziert werden.    
2) finanzieller
Rebound
Die hohen Fixkosten beim E-PKW vor allem durch den Akku und die vergleichsweise geringen Betriebskosten motivieren die Nutzer zum Vielfahren.
   
3) mentaler
Rebound
Die vermeintliche Umweltfreundlichkeit verführt dazu, sich häufiger per E-PKW zu bewegen statt per ÖPNV, per Fahrrad oder zu Fuß.
   
4) funktionaler
Rebound
Wegen ihrer geringen Reichweite und langen Ladezeiten werden E-PKW bisher als zusätzlicher Zweit- oder Drittwagen angeschafft, was die Fahrzeugzahl und in der Folge u.a. den Ressourcenverbrauch und den Flächenbedarf für Stellplätze erhöht.   
   

Nachhaltigkeitsbilanz

Aufgrund ihrer Klima- und Ökobilanz sowie der oben beschriebenen Rebound-Effekte werden E-PKW mindestens noch 1 bis 2 Jahrzehnte kontraproduktiv sein [15] [16] . Die jetzt noch extrem teuren Elektroautos etwa durch hohe Subventionen in den Markt zu drücken, ist nicht nachhaltig, da andere Methoden (s. Abschnitt Klimabilanz) weitaus wirksamer, deutlich preiswerter und vor allem schneller umsetzbar sind. Das Zeitargument wird um so wichtiger, je mehr die neuesten Ergebnisse der Klimaforschung die Befürchtung untermauern, dass die Klimaerwärmung schneller abläuft als bisher - etwa vom IPCC - prognostiziert wurde. So fordert der WBGU in seinem Sondergutachten 2009, dass Deutschland seine CO2-Emissionen bereits bis 2020 halbieren muss. Gemessen an diesem engen Zeithorizont kommen Elektroautos nach jetzigem Stand von Forschung und Entwicklung viel zu spät: Es ist unrealistisch, dass die Akku-Technik so schnelle Fortschritte macht, dass Elektroautos auf Akku-Basis bis 2020 in der Gesamtbilanz besser sind als optimierte Autos mit Verbrennungsmotor. Möglicherweise ist die Akku-Technik sogar eine Sackgasse (zu schwer, geringe Reichweite, lange Ladezeiten, erhöhte Brandgefahr, hoher Akku-Verschleiß, Verbrauch problematischer Rohstoffe wie Lithium, Kobalt) und andere Antriebe, z.B. die Brennstoffzelle oder Verbrennungsmotoren mit alternativen Kraftstoffen, erweisen sich auf Dauer als nachhaltiger.
  
Welche Antriebstechnik die langfristig nachhaltigste ist, hängt nicht nur von der Technik selbst ab, sondern auch stark sektorenübergreifend vom gesamten Energieversorgungssystem: Sollte sich im Zusammenhang mit dem Problem großvolumiger Stromspeicherung, die bei zunehmendem Ökostrom-Anteil immer umfangreicher werden muss, sogar zeigen, dass das "Power-to-Gas"-Konzept die effektivste Lösung ist, wären Gas-Autos (Gasverbrennungsmotor oder gasgetriebene Brennstoffzelle) vermutlich die bessere Lösung.
Kurz- bis mittelfristig (Zieljahr 2020 der EU-Klimapolitik) weitaus effizienter sind jedoch verkehrspolitische Maßnahmen ( → Klimabilanz) und die Verbesserung konventioneller PKW/LKW, vor allem aber die Verbreitung von Erdgas-Motoren: Erdgas statt Benzin als Treibstoff senkt den CO2-Ausstoß um rund 20 % [7] , mit Abstand die wirksamste, preiswerteste und am schnellsten umsetzbare Maßnahme zur CO2-Reduktion im Verkehrsbereich. Erdgas kann dann im Zuge der weiteren Forschung und Entwicklung durch regenerative Gase [8] oder synthestische Kraftstoffe [9] ersetzt werden.

Die stärkste CO2-Reduktion bewirkt Ökostrom nicht beim Einsatz in Elektroautos, sondern wenn er Kohle-, insbesondere Braunkohlestrom ersetzt. Dazu müssen vor allem die Kapazitäten der Speicherung von Erneuerbaren Energien (EE) parallel zu ihrem Ausbau erhöht werden.
Bis ca. 2022 wird der EE-Ausbau voraussichtlich nur den durch den Atomausstieg wegfallenden Atomstrom ersetzen. Wird die E-PKW-Flotte schon vorher stärker ausgebaut, wird sie zum großen Teil mit Kohlestrom betankt [20] , was den CO2-Ausstoß deutlich erhöhen statt senken wird.

 

 

  
zum SeitenanfangHintergrund

Begriffe /
Bezeichnungen

Schon seit einigen Jahren marktgängig sind sog. "Hybrid"-Autos: Sie werden angetrieben von einem herkömmlichen Sprit-Motor und ergänzend von einem Elektromotor mit Strom aus einer Batterie, die beim Bremsen aufgeladen wird. Je nach Ausmaß der Elektrounterstützung werden "mild hybrid" und "full hybrid" unterschieden. Falls die Batterie nicht nur beim Bremsen sondern auch aus einer Steckdose aufgeladen werden kann, spricht man vom "plug-in hybrid".
Bei einem "Elektroauto" (im engeren Sinn) übernimmt der Elektromotor alleine den Antrieb. Ein ggf. ergänzender Spritmotor dient dann nur noch zur mobilen Aufladung der Batterie zur Erhöhung der sonst stark eingeschränkten Reichweite.
   

Stromquelle

Der Strom für den Elektromotor kann prinzipiell auf zwei verschiedene Weise bereitgestellt werden: Durch einen Stromspeicher oder durch einen Stromgenerator, der seine Enerige aus einem Kraftstofftank bezieht.

Stromgenerator

Bisher in Forschung und Erprobung ist vor allem die Brennstoffzelle, die Strom meist aus Erdgas oder Wasserstoff erzeugt und deutlich größere Reichweiten als die Stromspeicherung in Akkus ermöglicht. Vor einigen Jahren wurde noch der Aufbau einer Wasserstoff-Infrastruktur propagiert. Bei der Erprobung in der Praxis erwies sich jedoch der Wasserstoff-Brennstoffzellen-Antrieb einstweilen als zu teuer und vor allem als zu wenig energieeffizient, wenn inbesondere die Erzeugung des Wasserstoffs einbezogen wird (Well-toWeel). Sollte sich jedoch das "Power-to-Gas"-Konzept bei der Stromspeicherung durchsetzen, könnte sich die Brennstoffzelle im Gesamtsystem als die bessere Antriebstechnik erweisen.
  

Stromspeicher:

Lithium-Ionen-Akku

Der Brennstoffzellenantrieb wird zwar noch weiter erforscht, die Hoffnungen gehen aber einstweilen mehr in Richtung Stromspeicherung in Akkus. Eingesetzt werden bisher vor allem die auch in Laptops verwendeten Lithium-Ionen-Akkus, die jedoch noch sehr schwer und teuer sind und eine vergleichsweise geringe Reichweite bieten.

Reichweite:

Beispiel: Europaweit, auch in Deutschland, wurde der Kleinwagen Renault ZOE bisher am meisten verkauft. Bei der Baureihe ab Januar 2017 bringt der 41 kWh-Akku unter sehr günstigen Bedingungen eine maximale Reichweite von 400 km, unter normalen Praxisbedingungen etwa 200 - 300 km. Der Akku kann für 69 € pro Monat bei einer maximalen Laufleistung von 7200 km/Jahr gemietet oder für einmalig 8000 € gekauft werden. Im Kaufpreis enthalten ist eine Garantie für 8 Jahre oder 160.000 km und dann noch mindestens 66 % der Akku-Anfangskapaziät.
  

Ladezeiten:

Die bisher geringe Reichweite könnte durch kurze Ladezeiten gelindert werden. Das Gegenteil ist jedoch der Fall, wie die folgende Analyse zeigt.

Die Ladezeit ergibt sich aus zwei grundlegenden Formeln der Physik:
(F1) Leistung = Energie / Zeit;   Einheiten: Watt = Wattstunde/Stunde; W = Wh/h
(F2) Leistung = Spannung • Stromstärke;
Watt = Volt • Ampere; W = V • A = VA

Aus (F1) folgt: Ladezeit = Akku-Kapazität / Ladeleistung
Ca. 80 % der Akku-Ladungen finden zuhause statt. Dort ist der Strom üblicherweise durch 10 oder 16 Ampere (A) begrenzt, woraus sich gemäß (F2) beim einphasigen 230-V-Anschluss eine Ladeleistung von 230V•10A = 2300 VA = 2,3 kW oder 230V • 16A = 3,68 kW ergibt, bei 3-phasigem Drehstrom das 3-Fache, also 6,9 oder 11,0 kW.
Ein 40 kWh-Akku wird dann in 40 kWh/2,3 kW = 17,4 h bzw. 40 kWh/3,68 kW = 10,9 h geladen. Bei 3-phasigem Strom verkürzen sich die Ladezeiten entsprechend um den Faktor 3.
Inzwischen kann zuhause auch ein spezieller Anschluss (Wallbox) installiert werden, der einen auf 32 A verdoppelten Ladestrom bereitstellt. Die Ladezeiten halbieren sich und die minimale Ladezeit ist dann 40 kWh/22 kW = 1,8 h.
Bei Stromtankstellen sind inzwischen Ladeleistungen per Gleichstrom bis zu 50 kW üblich. Der Tesla Supercharger z.B. leistet sogar bis zu 145 kW und lädt 80 % des 100 kWh-Akkus in 80 kWh/145 kW = 0,55 h = 33 min.

Wenn wir optimistisch davon ausgehen, dass künftig die Ladezeit an den Stromtankstellen auf durchschnittlich 30 min pro Ladung verkürzt werden kann, also in etwa das Sechsfache der Tankdauer bei einem Spritauto, müssten sich beim kompletten Austausch der Sprit- durch Elektroautos auch die Stellflächen fürs Tanken versechsfachen. Um nicht den Flächenbedarf von Tankstellen drastisch zu erhöhen, müssten z.B. an Autobahnraststätten ein Teil der normalen Rastparkplätze zusätzlich mit Stromtanksäulen ausgestattet werden, was aber mit enormen Kosten verbunden wäre.
  

Klimabilanz

Da der Elektromotor mit einem Wirkungsgrad von über 80 % weitaus effizienter ist als ein normaler Benzin- oder Dieselmotor und die Bremsenergie teils durch Rekuperation zurückgewonnen wird, verbraucht ein durchschnittliches Elektroauto pro 100 km nur rund 20 kWh, also 0,2 kWh/km, was im deutschen Strommix einen CO2-Ausstoß von rund 120 g/km verursacht [11] .
Hinzu kommen die Treibhausgase, die durch den Akku entstehen. Laut einer Studie im Auftrag der schwedischen Energieagentur verursacht die Produktion der Akkus pro speicherbarer Kilowattstunde 150 bis 200 kg CO2e [17] . Ein wesentlicher Grund dafür ist, dass pro kWh-Akku-Kapazität ca.100 bis 180 kWh Strom verbraucht wird und dass dieser Strom an vielen Produktionsorten (z.B. China) aus fossilen Energien gewonnen wird [18] . Im Vergleich zum Benziner oder Diesel wird die CO2-Bilanz des E-PKW bereits bei der Produktion mit einer deutlichen Hypothek belastet, die selbst unter sehr optimistischen Annahmen über die Entwicklung des Ökostromanteils erst nach Zigtausenden Fahrkilometern wieder egalisiert wird [21] .
Der Einsatz von Ökostrom bei der Akku-Produktion würde die CO2-Emissionen allerdings deutlich senken, was z.B. Tesla mit seiner Gigafactory umsetzen will.
Ein 40 kWh-Akku (Renault ZOE) erzeugt bisher 6000 bis 8000 kg CO2e, ein 100 kWh-Akku (Tesla Model S) 15000 bis 20000 kg [19] . Bei einer Laufleistung von 160.000 km sind das pro km beim ZOE 38 bis 50 g, beim Tesla 94 bis 125 g.
Eine Ökobilanz von Rolf Frischknecht berechnet für ein durchschnittliches E-Auto 48 g CO2e/km. Dieser Wert wird im Folgenden verwendet. Wird das E-Auto also mit dem normalen Strommix betankt, entstehen insgesamt 168 g CO2/km, deutlich mehr als 130 g (EU-Norm ab 2015).

Nach optimistischen Branchenprognosen kann der Ökostromanteil bis 2020 auf 47 % gesteigert werden, d.h. die bis dahin anvisierten 1 Million Elektroautos werden dann immer noch etwa zur Hälfte mit Strom aus fossilen Energien versorgt, falls der Atomausstieg planmäßig fortgeführt wird. Nehmen wir optimistisch an, dass der CO2-Ausstoß beim Strommix und beim Akku halbiert werden kann, so folgt: 24 g + 300 g/ 5 = 84 g, ein CO2-Ausstoß, der schon jetzt von Erdgas-PKW (z.B. VW eco up: 79 g) und Diesel-PKW (Hyundai i20 blue 1.1 CRDI: 84 g) erreicht wird.
Nennenswert klimafreundlicher werden Elektroautos erst, wenn sie nur mit Ökostrom betankt werden, z.B. mit Windstrom mit einem Treibhausgasausstoß von 23 g CO2/kWh. Der Treibhausgasausstoß für das Elektroauto pro km (Akku + Strom) ist dann:  48 g + 23 g / 5 =   52,6 g CO2.
Diese Rechnung bleibt allerdings fiktiv: S
olange der Anteil der Ökoenergie am gesamten Primärenergieverbrauch (sektorenübergreifend: Strom + Verkehr + Wärme) unter 100 % liegt (2016: 12,6 %) gibt es keinen sog. "überschüssigen" [12] Ökostrom, mit dem allein dann die Elektroautos versorgt werden könnten.
Unsinnig ist auch der Bilanztrick, das gesamte Stromaufkommen in Ökostrom und Nicht-Ökostrom aufzuteilen mit der Annahme, die Elektroautos würden nur aus dem Ökostrom-Teil bedient, um dann die CO2-Emissionen mit Null anzusetzen, wie es aktuell die Autoindustrie bei der Festsetzung neuer EU-Grenzwerte durchgesetzt hat. Der von den Elektroautos verbrauchte Ökostrom fehlt dann ja an anderer Stelle und erhöht dort den Verbrauch von Nicht-Ökostrom: im jetzigen System der Stromversorgung wird dann vor allem mehr Kohlestrom verbraucht, was unterm Strich den CO2-Ausstoß drastisch erhöht, wie folgende überschlägige Rechnung zeigt:
Mit 1 kWh Ökostrom fährt ein Elektroauto (Emissionswert: 55 g CO2/km) rund 5 km und spart dabei im Vergleich zu einem technisch optimierten konventionellen Auto in vergleichbarer Größe (95 g CO2e/km) insgesamt 5 • 40 g = 200 g ein. Weitaus mehr CO2 wird eingespart, falls der Ökostrom Kohlestrom ersetzt: Das spart pro kWh rund 700 (Steinkohle) bis 900 (Braunkohle) g CO2 [13] .
Auch bei einer Vollversorgung mit Ökostrom bringt ein Elektroauto nicht die meiste CO2-Reduktion, wenn die gesamte Energieversorgung sektorenübergreifend (Strom + Verkehr + Wärme) analysiert wird: Falls es dann z.B. noch fossile Heizungen gibt, spart ihr Ersatz durch Wärmepumpen deutlich mehr CO2 ein: Bei Jahresarbeitszahl 4 ersetzt 1 kWh Ökostrom (Windstrom: 30 g CO2) 4 kWh Wärme (Erdgas: 4•200 g CO2; Öl: 4•300 g CO2), weitaus mehr CO2-Reduktion als beim Elektroauto (200 g CO2).
  
Die CO2-Reduktion im gesamten Verkehrssektor durch die geplanten 1 Million Elektroautos wird - auch bei wachsendem Ökostromanteil - noch über Jahre extrem gering sein, denn wegen ihrer kurzen Reichweite werden sie überwiegend nur auf Kurzstrecken zum Einsatz kommen und ihr Anteil an den insgesamt gefahrenen Kilometern wird daher noch einmal deutlich kleiner sein als ihr Anteil am Fahrzeugbestand von rund 1 Mio/ 50 Mio = 2 %.
Außerdem kommt er zu spät, um die Klimaerwärmung schnell genug abzubremsen. Technische Innovationen, die den CO2-Ausstoß bei konventionellen PKW und LKW senken, wie z.B. effektivere Motoren, verringerter Luftwiderstand, Leichtlaufreifen, vor allem aber Masse- und Leistungsreduzierung (Downsizing) in Kombination mit verkehrspolitischen Maßnahmen zur Geschwindigkeitsbeschränkung und Verkehrsvermeidung würden ganz andere Dimensionen an CO2-Einsparung bei weitaus geringeren Kosten bringen und außerdem - was immer wichtiger wird - schnell umsetzbar sein.
   

Ökobilanz Auch die Ökobilanz von Elektroautos zeigt bei genauerer Analyse gravierende Probleme: Die in den Akkus (z.B. Lithium, Kobalt) und Elektromotoren (z.B. das Seltenerdmetall Neodym) verbauten Rohstoffe stammen überwiegend aus Ländern, in denen Umweltschutz und Arbeitsrechte häufig kaum Beachtung fnden. Die Leichtbauweise verwendet Aluminium, dessen Gewinnung aus Bauxit extrem energieaufwändig und umweltbelastend ist (giftige Rückstände wie Schwermetalle, Natronlauge, Rotschlamm; Schädigung von Gewässern und Böden; Abholzung von tropischem Regenwald; Missachtung von Landrechten der Indigenen und Schädigung ihrer Existenzgrundlagen) [10] .
  

Stromspeicherung
Speicherkraftwerk

Auch ein weiteres Argument für Elektroautos, ihre Verwendung als Stromspeicher, erweist sich als wenig aussichtsreich im Hinblick auf die realisierbare im Vergleich zur erforderlichen Kapazität.
  
Eine Vielzahl von Akkus in Elektroautos könnte in ihrer Gesamtheit wie ein flexibles Speicherkraftwerk wirken und künftig dazu beitragen, das stark schwankende Windstrom- und Solarstrom-Angebot auszugleichen: In Phasen von hohem Stromaufkommen, etwa bei kräftigem Wind, werden die Akkus aufgeladen, bei Windflaute wird der in den Akkus gespeicherte Strom wieder ins Netz eingespeist. Die in der Praxis realisierbare Pufferkapazität wird allerdings im Vergleich zum Bedarf durch das volatile Wind- und Solarstromangebot viel zu gering sein, wie folgende überschlägige Rechnungen zeigen.
Durchschnittliche Elektroautos haben eine nutzbare Akku-Kapazität von rund 20 kWh, die allerdings nicht in vollem Umfang zur Strompufferung zur Verfügung steht. Gehen wir von einer Pufferkapazität von 15 kWh pro Elektroauto aus, so kann eine Flotte von 1 Million Elektroautos 15•103 Wh • 106 Wh  = 15 • 109 Wh = 15 GWh speichern. Die Leistungsaufnahme des Akkus beträgt rund 2,5 kW, d.h. eine Akku-Aufladung von 15 kWh dauert 6 h. Da nicht alle Elektroautos über so einen langen Zeitraum ständig am Netz hängen, wird die in der Praxis tatsächlich realisierbare Pufferkapazität geringer sein. Setzen wir eine Kapazität von rund 10 GWh an, die 4 h lang zur Verfügung steht, erhalten wir eine durchschnittliche Leistungsaufnahme von 10 GWh / 4h = 2,5 GW für die gesamte Flotte, also wieder 2,5 kW pro Elektroauto, und es ergeben sich rein rechnerisch folgende Vergleichsbeispiele:

  • Ein konventionelles Großkraftwerk (Atom- oder Kohlekraftwerk) hat eine maximale Leistung in der Größenordnung von 1 bis 1,5 GW. Eine Flotte von 1 Million Elektroautos kann also über einige Stunden im Durchschnitt etwa 2 Großkraftwerke ersetzen.
  • Deutschlands größtes Wasserkraftwerk, das Pumpspeicherwerk Goldisthal, hat eine Leistung von 1,06 GW = 42,4 % von 2,5 GW. Diese Leistung kann 8 h lang abgerufen werden, die Speicherkapaziät beträgt also 1,06 GW • 8 h = 8,48 GWh, also knapp die Kapazität von 1 Million Elektroautos.
  • Die in Deutschland eingespeiste Windkraft-Leistung schwankte z.B. 2007 zwischen etwa 0,5 und 19 GW. Soll z.B. 1/3 dieser Leistungsschwankung, also rund 6,2 GW, über einige Stunden gepuffert werden, müssen dazu 6,2 GW / 2,5 kW = 2,5 Millionen Elektroautos gleichzeitig am Netz hängen und noch genügend aufladbar sein. Die gesamte Leistung aller bisherigen Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland beträgt ca. 6,7 GW, liegt also nur etwas über den angenommen Pufferbedarf von Windstrom.
  • Laut dem "Schwarmstrom"-Konzept von Lichtblick/ VW sollen 100.000 sog. "ZuhauseKraftwerke" ein virtuelles hochflexibles Kraftwerk mit einer maximalen Leistung von 2 GW bilden, was also knapp der Pufferkapazität einer Flotte von 1 Mio Elektroautos entspricht.
  • Der gesamte durchschnittliche Stromverbrauch Deutschlands pro Tag im Jahr 2007 betrug rund 638 TWh/365 = 1,75 TWh = 1750 GWh = 10 GWh • 175, war also durchschnittlich 175 mal so groß wie die Pufferkapaziät von 1 Mio Elektroautos.
           

Akku-Kosten

Die Akku-Kosten hängen von vielen Faktoren ab (u.a. Bauweise, Ladeverhalten, Anzahl und Art der Ladezyklen, Beachtung von Ober- und Untergrenze bei der Ladung wie bei der Außentemperatur, Weiterverwendung als stationärer Speicher z.B. für Potovoltaikanlagen, Recyclingkosten) und können hier nur ansatzweise durch grobe Schätzung z.B. für einen Kleinwagen Renault ZOE überschlagen werden: Der 41 kWh-Akku im Modell ab Januar 2017 kostet 8000 € und hat eine Garantie für 2/3 der Kapazität für maximal 8 Jahre und 160.000 km. Es entstehen also Akku-Kosten von 8000 €/160.000 km = 5 €/100 km. Diese Kosten können sich einerseits verringern durch Weiterverwendung des Akkus als stationärer Speicher z.B. für Photovoltaikanlagen, andererseits erhöhen durch verstärkten Verschleiß z.B. durch viele ungünstige Ladezyklen (etwa bei zu tiefen Temperaturen) und durch Recylingkosten am Ende der Akku-Nutzung.
  

Fahrkosten

Der Akku-Verschleiß ist auch der Grund für die vergleichsweise hohen Fahrtkosten.
Beim Benzinauto (7 l/100 km) kostet der Sprit rund 9 €/100 km, ein vergleichbares Elektroauto verbraucht ca. 20 kWh/100 km, die beim aktuellen Strompreis (0,25 €/ kWh) rund 5 € kosten. Hinzu kommen 5 €/100 km für den Akkuverschleiß (s.o.). Die Fahrtkosten sind dann mit 10 €/100 km bereits etwas größer als die eines Benziners, wobei noch keinerlei Steuern berechnet wurden.
Bei einer Vielzahl von Elektroautos müsste der Fahrstrom allerdings besteuert werden, um die Einnahmeausfälle aus der Mineralölsteuer (ca. 0,65 €/l Benzin) im Staatshaushalt zu kompensieren. Würde sich solch eine Fahrstromsteuer z.B. am Energiegehalt (10 kWh = 1 Liter Benzin) orientieren, kämen pro 100 km noch 2 x 0,65 € hinzu. Insgesamt betragen die Fahrkosten dann 11,30 €/100 km.
Diese Art der Besteuerung wäre allerdings aus Sicht des Staates keinesfalls kostendeckend: Bisher besteuert er beim Benziner eine 100 km-Fahrt mit 7 x 0,65 € = 4,55 €, eine am Energiegehalt orientierte Fahrstromsteuer brächte aber nur 1,30 €. Soll die Fahrstromsteuer aufkommensneutral zur Mineralölsteuer sein, müssten 20 kWh mit 4,55 € besteuert werden. In der Summe ergäben sich also Fahrtkosten von 14,55 €/100 km.

Fahrzeugkosten

Die Produktion in größeren Serien ist inzwischen angelaufen. Das in Europa, auch in Deutschland, bisher meist verkaufte Elektroauto, der Kleinwagen Renault ZOE, kostet aktuell (Stand 1.9.17) rund 25.000 € + 8000 € für den Akku (alternativ: 69 € pro Monat Akkumiete). Ohne Subventionen liegt der Preis deutlich über dem eines vergleichbaren Benziners oder Diesels, entsprechend gering sind bisher die Anmeldezahlen.
  

zur Geschichte des
Elektroautos

Das Elektroauto war gegen Ende des 19.Jahrhunderts einige Jahrzehnte weit stärker verbreitet und angesehen als das Benzinauto. In der USA um 1900 z.B. betrug ihr Anteil 38 %, fast gleichauf mit den Dampfwagen (40 %) und sehr viel mehr als die Benziner mit nur 22 %. In den Städten waren Elektrotaxis beliebt, Benziner wurden als stinkend und unkomfortabel von vielen abgelehnt. Erst durch den Ausbau der Überlandstraßen geriet das Elektroauto wegen seiner geringen Reichweite immer mehr ins Hintertreffen und das Benzinauto setzte sich auf den längeren Strecken auch wegen seiner leichten und schnellen Betankbarkeit nach und nach durch.
Ironischerweise brachte dann ein Elektromotor das schnelle Ende der Elektroautos: Eine neue Erfindung, nämlich der elektrische Anlasser, erübrigte das Ankurbeln der Benziner, eine bis dahin verhasste kräftezehrende Tortur, die viele überforderte. 1912 kamen in den USA die ersten Modelle mit dem neuen Anlasser auf den Markt und Benziner wurden immer beliebter, zumal ihre bis dahin sehr geringe Zuverlässigkeit im Zuge technischer Weiterentwicklung allmählich stieg. Das Elektroauto geriet fast ein Jahrhundert ins Abseits
und damit auch zukunftsweisende Entwicklungen, wie z.B. zwei bahnbrechende Erfindungen des jungen Technikgenies Ferdinand Porsche: der elektrische Radnabenmotor (erster transmissionsloser Antrieb: der sog. Lohner-Porsche war eine der Hauptsensationen auf der Pariser Weltaussstellung 1900)  und der Hybridantrieb, der eine wesentliche Schwäche des Elektroautos, nämlich seine geringe Reichweite, verringern kann.

 

 

  
  
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Daten/Statistiken/ Infografiken: Aktuelles   (die jüngsten Datensätze)
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DE 2008-2017
Elektroautos-DE-2008-2017: Globus Infografik 11685/ 21.04.2017
21.04.17   (903)
dpa-Globus 11685: Mit Elektroantrieb
Die Anzahl* der Elektro-|Hybrid-PKW ist langsam gestiegen von 2008: 1.436|17.307 auf 2017: 34.022|165.405.
Der Vergleich der Jahre 2008|2017 zeigt, dass der Anteil der Elektroantriebe zwar etwas gestiegen ist, aber extrem gering bleibt: Benzin 75,0 % |65,5 %; Diesel 24,4|32,9; Flüssiggas 0,4|1,0; Erdgas 0,1|0,2; Hybrid 0,042|0,4; Elektro 0,003|0,1. Tabellenansicht
Um elektrische Antriebe zu fördern, werden sie ab Juli 2016 subventioniert: Elektro-|Hybrid-PKW erhalten eine Förderung von 4000|3000 Euro, wobei die eine Hälfte der Bund übernimmt und die andere als Preisnachlass vom Verkäufer gewährt wird. Eine weitere Förderung bietet die Steuerfreiheit des kostenlosen oder verbilligten Aufladens der Elektrofahrzeuge im Betrieb des Arbeitgebers.
* jeweils zu Jahresbeginn

Quelle: Kraftfahrtbundesamt     Infografik-Großansicht      Tabelle/ Infos    

| Elektroauto | Mobilität/Verkehr | EW-Verkehr |
Elektroautos
DE-2015
Elektroautos-DE-2015 / Globus Infografik 10537 vom 25.09.2015
25.09.15   (672)
dpa-Globus 10537: Elektroautos in Deutschland 2015
Die Anzahl der zugelassenen Elektroautos stieg von 1.452 im Jahr 2009 auf 18.948 im Jahr 2015. Das Ziel, 1 Million Elektroautos bis 2020, wird vermutlich weit verfehlt werden.
Bei der Zahl der Elektroautos pro 100.000 Anfang 2015 liegen die 3 Stadtstaaten HB 92,  HH 90  BE 73 vorne und TH 17,  MV 15,  ST 13 bilden das Schlusslicht. Tabellenansicht

Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien    Infografik-Bezug      Tabelle [htm]

| Elektroauto | Mobilität/Verkehr |
PKW-Antriebe-THG-Bilanz

03.02.09   (123)
FAZ-Grafik: Treibhausgas-Emissionen durch Verbrennungs- und Elektro-PKW
Die Grafik bilanziert für 8 verschiedene Antriebe (Diesel, Benzin, Elektro mit Strom aus unterschiedlichen Kraftwerkstypen) die Treibhausgasemissionen in Gramm (g) CO2-Äquivalent pro kWh Vortriebsenergie unter Einbeziehung der Vorkette für den Treibstoff bzw. für den Strom (Well-To-Wheel). Elektroautos mit Kohlestrom haben Emissionen im Umfang von 1200 bis 1650 g, im Schnitt deutlich mehr als Benzin-, Diesel- oder Erdgas-PKW. Den niedrigsten Treibhausgas-Ausstoß (600 g) hat ein Elektroauto mit Strom aus einem Gas-Dampf-Kraftwerk. Noch günstigere Emissionswerte ergeben sich bei Ökostrom, der allerdings in der Grafik nicht bilanziert wird.
  
Die Grafik ist eingebettet im Artikel "Der Traum von der elektrischen Mobilität" [faz.net 03.02.09]

| Treibhausgase | Mobilität/Verkehr | Elektroauto | EW-Verkehr |
Daten/Statistiken/ Infografiken: Archiv   (jahrgangsweise chronologisch)
Jahrgang:  2008  2009  2010  2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017 


Dokumente: Aktuelles   (die jüngsten Datensätze)
Energiewende-Studie
Energiewende-Studie
20.06.16   (127)
Volker Quaschning: Sektorenkopplung durch die Energiewende
Quaschning analysiert in seiner viel beachteten Studie, wie und in welchem Umfang die Erneuerbaren Energien ausgebaut und das gesamte Energieversorgungssystem umgebaut werden müssen, um die Ziele des Pariser Klimaabkommens in Deutschland umzusetzen. Laut Quaschning müssen die Sektoren Strom, Wärme und Verkehr bis 2040 vollständig dekarbonisiert und deshalb alle Kohlekraftwerke bis 2030 stillgelegt werden. Neuanlagen zur Wärme- und Warmwasserbereitung dürfen ab 2020 nur effiziente Wärmepumpen verwenden (keine fossilen Heizungen mehr). Neufahrzeuge müssen möglichst ab 2025, spätestens 2030, rein elektrisch fahren; deshalb müssen die wichtigsten Fernstraßen mit Oberleitungen für LKW ausgerüstet werden. Basis der gesamten Energieversorung muss ab 2040 Ökostrom hauptsächlich aus Wind- und Solarenergie sein, der teils mittels Power-to-Gas in Methan gewandelt und im Erdgasnetz gespeichert wird, um die Versorgungssicherheit auch in Phasen der Dunkelflaute zu gewährleisten.
 
 Download der Studie [htw-Berlin]  

| EW-Strom | EW-Wärme | EW-Verkehr | nachhaltige Energie | Kohle | CCS-Technologien | Elektroauto | Erneuerbare Energien | Energieeffizienz | Energiesparen |
NEP-ELMO
Sachstand und Eckpunkte zum Nationalen Entwickungsplan Elektromobilität
14.05.09   (48)
Bundesregierung: Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität
Die Elektromobilität soll laut "Nationaler Strategiekonferenz Elektromobilität" vom 25./26.11.08 einen hohen Stellenwert im Rahmen des "Integrierten Energie- und Klimaprogramms" (IEKP, Kap.26) der Bundesregierung erlangen. Ziel ist, bis 2020 bzw. 2030  1 bzw. 5 Millionen Elektrofahrzeuge in den Verkehr zu bringen. Der Strom soll möglichst aus Erneuerbaren Energien gewonnen werden. Durch Ausbau des Stromnetzes zu einem sog. "Intelligenten Stromnetz" (smart grid) soll die Vielzahl von Autobatterien auch als Pufferspeicher für das wetterbedingt stark schwankende Angebot von Wind- und Solarstrom dienen. Um die Aktivitäten in Politik und Wirtschaft zur Elektromobilität zu bündeln, sollen die schon vorhandenen Elemente weiterentwickelt werden zu einer Gesamtstrategie, die dann als "Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität" formuliert wird. Ein entsprechender Antrag von CDU/CSU und SPD wurde vom Bundestag am 14.5.09 beschlossen.
 
  Bundestagsbeschluss (14.5.09)     Hintergrundbericht (Das Parlament 18.5.09)
   Konferenz (25-26.11.08)  Presseerklärung (25.11.08)
  Sachstand und Eckpunkte zum Nationalen Entwickungsplan Elektromobilität (19.11.08)

| Elektroauto | Mobilität/Verkehr | Ökostrom |
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[1] Z.B. der Tesla Roaster: Preis: ca. 100.000 €; das Akkupack aus 6831 Lithium-Ionen-Akkuzellen wiegt 408 kg und bietet eine Speicherkapaziät von 56 kWh, die je nach Fahrweise eine Reichweite von 200 bis 500 km ermöglicht.
Das Nachfolgemodell, Tesla Modell S, wurde 2015 weltweit am meisten verkauft (100.000 Exemplare): Je nach Akkukapaziät (70 bis 100 kWh) und Fahrbedingungen werden Reichweiten zwischen 200 bis 600 km erzielt.
Das 2014 weltweit meistverkaufte Elektroauto war der Nissan Leaf mit folgenden Herstellerangaben:
Akku-Kapaziät: 24 kWh, Verbrauch: 15 kWh/100 km; maximale Reichweite: 200 km, Leergewicht 1520 kg.
Ein Praxistest (Michael Neißendörfer: Der Nissan Leaf ist ein Stromfresser [SZ 06.05.16]) über 130 km ergibt folgende Verbräuche: Stadt | Autobahn | Durchschnitt: 16,3 | 30,0 | 19,9 kWh pro 100 km.
Aktuelle Daten bietet die Liste von Elektroautos in Serienproduktion [Wikipedia].
[2]

Bei der Verbrennung von 1 Liter (l) Benzin | Diesel entstehen 2.330 | 2.660 g CO2, also:
Benzin: (95 g/km) / (2330 g/l) = 0,0408 l/km = 4,08 l pro 100 km
Diesel: (95 g/km) / (2660 g/l) = 0,0357 l/km = 3,57 l pro 100 km

[3] Dieter Kassel: Interview mit Dieter Teufel (UPI-Leiter): "Elektroauto ist ähnlich schädlich wie ein Diesel" [dlf 2.8.17]
[4]

a) UPI-Ökobilanz [Aug. 2015, aktualisiert Aug. 2017]    b) Globus 11658) [07.04.17] 
c)
Malte Kreutzfeldt: Emissionen in Deutschland: Der CO2-Ausstoß steigt weiter an - vor allem im Verkehr [taz, 07.08.17]
Laut Artikel wird das Klimaschutzziel der Bundesregierung (40 % weniger Treibhausgas (THG)-Emissionen bis 2020 im Vergleich zu 1990) weit verfehlt werden: bis Ende 2016 wurden nur 28 % geschafft. Eine Hauptursache liegt im Verkehrssektor: der THG-Ausstoß ist dort seit 1990 sogar gestiegen.

[5] Luca Spinelli: Klimaschutz nur im Labor [taz 17.11.16]
[6] a) UPI-Ökobilanz [Aug. 2015]
b) Matthias Breitinger: SUV-Boom verschlechtert Umweltbilanz [zeit.de, 14.02.17]
[7] Laut Quaschning (Z 01.08.17) beträgt die spezifische CO2-Emission bei Naturgas | Benzin: 0,20 | 0,25 kg CO2 / kWh, also:   0,20/0,25 = 0,80 = 100% - 20%.
[8] Ralf Krauter: Den erneuerbaren Energien den Weg ebnen [dlf 30.03.17]
[9] Ralf Krauter: Interview mit Tim Böltken (Gründer der Firma IneraTec): Sprit aus Solarstrom: "Ein Siegeszug der Technologie" [dlf 25.07.17]
[10] a) Marie Tuil: E-Autos - dreckiger als gedacht [SZ, 23.11.15]
b) Michael Bauchmüller: Wie ökologisch ist ein Elektroauto? [SZ 09.05.16]
c) Dirk Asendorpf: Sauber? Kommt drauf an. Elektroautos sind keinesfalls automatisch umweltfreundlicher als Benziner oder Diesel [zeit.de, 04.12.15].
Der Autor bezieht sich u.a. auf eine Studie [s.11c] aus der Schweiz, in der die Schadstoff-Emissionen verschiedener Antriebskonzepte in sog. "Umweltbelastungspunkte" (UBP) gemäß der "Methode der ökologischen Knappheit" umgerechnet werden. Das mit einem durchschnittlichen EU-Strommix betanke Elektroauto schneidet mit 186 UBP deutlich schlechter ab als ein gleich großes Fahrzeug mit Benzin- (159) oder Dieselmotor (111).
[11] a) Laut Grafik beim UBA schwankt der CO2-Emissionsfaktor beim Strominlandsverbrauch seit etwa 2007 um 600 g CO2e/kWh, also 120 g pro 0,2 kWh. Bei genauerer Analyse ergibt sich sogar ein deutlich höherer Durchschnittswert, denn zurzeit werden ca. 80 % der E-Autos zuhause nachts betankt und dieser zusätzliche Strom wird zum Großteil von Kohlekraftwerken (bis zu 1150 g CO2/kWh bei Braunkohle) erzeugt.
Lino Guzzella, Leiter der ETH Zürich: "Elektroautos schneiden noch viel schlechter ab, wenn man den Grenzstrom berücksichtigt: Sie verbrauchen nicht den üblichen Strommix, sondern steigern den Stromverbrauch; deswegen werden deutsche Braunkohlekraftwerke nicht abgestellt", zitiert aus folgendem Artikel:
b) Fabian Fellmann: Elektroauto schadet der Umwelt mehr als Dieselauto. Der sparsamste VW Golf hat eine deutlich bessere Ökobilanz als ein Elektroauto. Diese Erkenntnis überrascht die Verantwortlichen beim Bundesamt für Umwelt.[NZZ, 22.4.12].
Der Artikel fasst die Ergebnisse der folgenden Studie im Auftrag des schweizerischen Bundesamts für Umwelt BAFU zusammen. Leitautor ist Rolf Frischknecht, einer der renommiertesten Forscher im Bereich Lebenszyklusanalyse (Life Cycle Assessment (LCA)).
c) Rolf Frischknecht et. al.: Umweltaspekte von Elektroautos. Ein Argumentarium [Jan. 2012]
[12] Künftig könnte es zeitweise "überschüssigen" Ökostrom geben, wenn nach weiterem erheblichen Ausbau der Erneuerbaren Energien (EE) phasenweise mehr EE-Strom erzeugt als verbraucht werden kann. Dieser "überschüssige" Strom sollte dann aber gespeichert werden, um Phasen von Strommangel zu kompensieren.
[13] a) Ob in speziellen Situationen zu recht behauptet werden kann, Elektroautos würden nur mit Ökostrom betankt, wird kontrovers diskutiert, z.B. die von der Daimler AG eigens zur Markteinführung der Elektroautos "smart fortwo ed" finanzierte 2,3 MW-Windkraftanlage (WKA) (Typ Enercon E82) an der Autobahn A9. Ihr Windstrom wird ins Netz eingespeist und soll rein rechnerisch den Stromverbrauch
von 2200 Fahrzeugen mit 12000 km pro Jahr ausgleichen (Daten aus [13b], S.27, Rechnungen in [13c]).
Das Öko-Institut z.B. wertet diese Klimakompensation wie die Daimler AG als Betanken mit reinem Ökostrom (s. S. 27 in folgender Quelle).
b) Peter Kasten et al.: Handlungsbedarf und -optionen zur Sicherstellung des Klimavorteils der Elektromobiliät [Öko-Institut, 23.05.17].
Problematisch ist diese Klimakompensation vor allem deshalb, weil mit ihr legitimiert wird, die Elektroautos als "emissionsfrei" zu deklarieren, wodurch z.B. der erhöhte CO2-Ausstoß von SUVs beim Flottenverbrauch gegenbilanziert wird (→ Credit-Faktor).
c) Rechnung zur Überprüfung, ob die WKA genügend Strom für die smart-Flotte produziert:
Leider wird in [13b] nicht angegeben, welche Volllastunden für die WKA angenommen werden. Setzen wir z.B. 2000 h an (s. Berthold Hahn et. al.: Grenzen des Wachstums sind noch nicht erreicht [BWE, 06/2015, S.4/pdf-5 unten]), entspricht das einem Verbrauch pro E-Auto von 2,3 MW • 2000 h / (2200 • 12000 km) = 17,4 kWh/100km, deutlich höher als der Nennwert: Laut Daimler bietet der 17,6-kWh-Akku eine Reichweite von 140 km, was einem Nenn-Verbrauch von 17,6 kWh/140 km = 12,6 kWh/100km entspricht. Auch wenn der Verbrauch im realen Betrieb meist deutlich größer ist als der Nennwert, wird die Windstrommenge vermutlich übers Jahr gemittelt reichen. Ohne hinreichend große Stromspeicher wird jedoch in windarmen Phasen die Stromlücke noch auf Jahre durch Kohlestrom gefüllt (s. auch [21a])
[14] Dieter Teufel et. al.: Ökologische Folgen von Elektroautos. Ist die staatliche Förderung von Elektro- und Hybridautos sinnvoll? [UPI-Bericht 79, 2. aktualisierte Auflage Aug. 2017, 63 S. , 52 Grafiken]
[15] Damit teile ich die Einschätzung im UPI-Bericht-79 (s. [14]), S. 44: "Die vier beschriebenen Rebound-Effekte führen in ihrer Summe zu einem deutlichen Backfire-Effekt: Elektroautos verringern heute und in den nächsten 1 bis 2 Jahrzehnten keine Umwelt- und Klimaprobleme, sondern verschärfen sie massiv".
[16] Das Öko-Institut gelangt in einer Studie (Peter Kasten et.al.: Klimavorteil Elektromobilität? Handlungsempfehlungen zur Gestaltung des Beitrags der Elektromobilität zum Klimaschutz [Öko-Institut, 24.08.2017] ) im Auftrag des BMUB zu einem gegensätzlichen Ergebnis: "Bereits unter den heutigen Rahmenbedingungen weist die Elektromobiltät einen Klimavorteil gegenüber konventionellen Vergleichsfahrzeugen auf" (pdf-S.3, 1. Satz unter "Zentrale Ergebnisse"), etwas relativiert im "Faktencheck Elektromobilität" [Öko-Institut, Pressemeldung, 12.0917, ausführlich im umfangreichen FAQ ].
Zur Begründung wird die Wechselwirkung des durch die E-PKW ansteigenden Strombedarfs mit dem nationalen Ausbauziel für EE-Strom analysiert anhand einer Grenzstrombetrachtung mit Hilfe des Strommarktmodells "Powerflex". Weil diese Software eine Blackbox bleibt, kann ich die Ergebnisse nicht nachvollziehen. Dass der Mehrbedarf an Strom zu einem sogar überproportional schnellen Ausbau des Ökostroms führen wird, halte ich für fragwürdig. Wenn dem so wäre, müsste mindestens geklärt werden, wie der drastisch erhöhte Bedarf an großvolumiger Stromspeicherung bewerkstelligt werden soll, wenn nicht stattdessen - wie jetzt - Kohlekraftwerke die Lücken füllen sollen. Dann anzunehmen, deren Emissionen würden durch den Emissionshandel an anderer Stelle eingespart, ist nicht realitätsgerecht, weil der Emissionshandel durch ein Überangebot an Emissionsrechten bis auf weiteres nicht funktionieren wird. Auch werden die vom UPI (s.[15]) analysierten Rebound-Effekte (s.o.) nicht berücksichtigt, was m.E. aber wichtig ist.
[17] a) Bernward Janzing: Tonnenweise Treibhausgase. Die schwedische Energieagentur hat sich die Klimabilanz bei der Batterieherstellung von E-Autos angeschaut. Ergebnis: Sieht nicht gut aus [taz 18.6.17]
Der Artikel bezieht sich auf folgende Metastudie im Auftrag der schwedischen staatlichen Energieagentur und des schwedischen Zentralamts für Verkehrswesen, durchgeführt am Environmental Research Institute:
b) Mia Romare, Lisbeth Dahllöf: The Life Cycle Energy Consumption and Greenhouse Gas Emissions from Lithium-Ion Batteries. A Study with Focus on Current Technology and Batteries for light-duty vehicles
[IVL Swedish Environmental Research Institute, Mai 2017]
Die Darstellung dieser Studie in manchen Presseartikeln (u.a. SHZ, Focus) wird z.B. kritisiert und relativiert von Electrify-BW (Verband für die Förderung von Elektromobiliät)
c) Electrify-BW: Der CO2-Rucksack eines Elektroautos. Eine Studie aus Schweden hat vergangene Woche für Aufsehen gesorgt. Wir haben mal genau hingeschaut [ohne Datum, ca. Mitte Juni 2017].
[18] Die IVL-Studie (s. [17b], S.iii (pdf-S.4)) schätzt den Stromverbrauch auf 350-650 MJ/kWh, also umgerechnet 350/3,6 = 97,2 bis 650/3,6 = 180,6 kWh/kWh.   Umrechnung: 3,6 MJ = 1 kWh
[19] Laut IVL-Studie (s. [17b], S. iv (pdf-S.5) besteht ein nahezu linearer Zusammenhang zwischen Akku-Kapazität und CO2-Emissionen, so dass z.B. die Emissionen eines 100 kWh-Akkus beim Tesla in etwa 2,5 mal so groß sind wie beim 40 kWh-Akku beim ZOE.
[20] Das Agorameter zeigt den Verlauf von Stromerzeugung und -verbrauch des aktuellen Tages wie auch der letzten 7 oder 31 Tage oder des letzten Jahres. Außerdem kann interaktiv ein beliebiger Zeitraum ausgewählt werden, z.B. die 10-tägige Dunkelflaute vom 16.- 25.01.17 (welt.de: Artikel, Infografik, 06.02.17), besonders der 24.01.17 (spiegel.de: Artikel mit Infografik, 07.02.17).
Diese Daten belegen, dass besonders nachts, wenn viele E-PKW geladen werden, der zusätzlich benötigte Ladestrom nur durch konventionelle Kraftwerke bereitgestellt wird. Laut Ausstiegsplan sollen die letzten drei Aomkraftwerke spätestens 2022 vom Netz genommen werden. Danach wird der zusätzliche Nacht-Ladestrom für E-PKW die nächsten ca. 2 Jahrzehnte i.d.R. durch heimischen Kohlestrom oder ggf. phasenweise durch Stromimport bereitgestellt werden.
[21] a) Das ifeu hat auf Basis seiner Studie im Auftrag des BMUB [s.21b] ein Online-Tool entwickelt, mit dem die Entwicklung der kumulierten CO2-Emissionen entlang der Fahrstrecke bei verschiedenen Antriebesarten verglichen werden kann.
b) Heinrich Hilms et.al.: Weiterentwicklung und vertiefte Analyse der Umweltbilanz von Elektrofahrzeugen [ifeu, Texte 27/2016, Abschlussdatum: Aug. 2014]
 

Stand: 01.09.17/zgh Mobilität   Energie & Ressourcen   Klima
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