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Antrieb der Zukunft : Elektroautos retten das Klima nicht

Bild: Illustration F.A.S.

Mit welchem Antrieb wir in die Zukunft fahren, scheint politisch entschieden. Aber neue Untersuchungen nähren Zweifel. Demnach ist ein Elektroauto erst nach 219.000 Kilometern besser für das Klima. Der Plug-in-Hybrid ist erst recht kein Gewinn.

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          Die Rahmendaten stehen. Vom kommenden Jahr an dürfen Neuwagen im Durchschnitt nur noch 95 Gramm CO2 je Kilometer ausstoßen, das entspricht rund vier Liter Benzinverbrauch auf einhundert Kilometer. Bis zum Jahr 2030 muss dieser Wert um weitere 37,5 Prozent sinken. Wegen Anpassungsrechnungen lässt sich das Ziel noch nicht genau vorhersagen, die Industrie wird in Bereichen um 60 bis 70 Gramm landen müssen, also zwischen 2,5 und 3 Liter Benzinverbrauch. Das ist, nach allem, was die Ingenieure bislang wissen, nicht zu schaffen. Die Politik habe in der Hitze der Klimadebatte unrealistische Ziele vorgegeben, heißt es aus der Branche und etwa auch von der FDP, deren verkehrspolitischer Sprecher Oliver Luksic sagt: „Die Grenzwerte sind zu streng.“ Der Industrie indes bleibt nichts übrig, als sich an ihnen zu orientieren, bei Überschreitung drohen Strafen, die existenzbedrohend werden können. Obgleich viele nach Technologieoffenheit rufen, sind faktisch die Weichen gestellt, es scheint nur einen Ausweg zu geben.

          Holger  Appel

          Redakteur in der Wirtschaft, zuständig für „Technik und Motor“.

          Es müssen Elektroautos her, rein batterieelektrische und an der Steckdose aufladbare Plug-in-Hybride, die in die Durchschnittsrechnung mit wenig oder null Gramm CO2 eingehen. Hier taucht die Frage auf, ob das gerechtfertigt ist. Die Herstellung eines Elektroautos verursacht insbesondere wegen der energieintensiven Produktion des Akkus mehr von dem, was gemeinhin Treibhausgas genannt wird, als ein Auto mit Verbrennungsmotor. Maßgeblich für die Umweltbilanz ist zudem, wie der verbrauchte Strom gewonnen wird. In Deutschland stammt noch relativ viel aus Kohle, das belastet die Bilanz. Eine neue Studie des außeruniversitären Forschungsinstituts Joanneum Research aus Graz in Kooperation mit dem Automobilclub ADAC nährt nun Zweifel, ob die Konzentration auf das Elektroauto sinnvoll ist.

          Die Forscher haben eine Lebenszyklusanalyse von der Rohstoffgewinnung bis zum Recycling angestellt und kommen zu beachtenswerten Ergebnissen. Das mit dem deutschen Strommix betriebene Elektroauto könne seinen Vorteil gegenüber dem Benziner erst nach 127.500 Kilometern oder achteinhalb Jahren Nutzungsdauer ausspielen, gegenüber dem Diesel erst nach 219.000 Kilometern oder fast 15 Jahren Nutzungsdauer, heißt es in der Untersuchung. Garantien der Hersteller für die Elektroantriebe in Personenwagen, für deren Langlebigkeit bislang keine verlässlichen Erfahrungswerte aus dem Alltag vorliegen, sind dann an der Grenze oder abgelaufen. Sie umgreifen zumeist acht Jahre oder 150.000 Kilometer und beziehen sich auf die verbliebene Kapazität des Akkus, oft um 70 Prozent. Geht ein Akku außerhalb der Garantiezeit kaputt, wird es für den Kunden teuer, aus heutiger Sicht ist je nach Größe mit Kosten von bis zu mehreren zehntausend Euro zu rechnen.

          Die Größe des „Klima-Rucksacks“

          Joanneum hat sich unterdessen weiteren Antriebsarten zugewandt, geht es den Forschern doch darum, die beste Lösung zu eruieren. Über allem schwebt der Gedanke, dass sich der Straßenverkehr an der Verringerung der Emissionen beteiligen muss. Entscheidend für die Klimawirkung der Antriebstechnologien sei die Treibhausgasbilanz während Herstellung, Nutzung und Entsorgung von Fahrzeugen und von Kraftstoffen, heißt es in dem Bericht. Neben Kohlendioxid, das vor allem bei der Verbrennung fossiler Energieträger anfalle, seien Methanemissionen von gasförmigen Kraftstoffen und Lachgas aus dem Anbau von Biomasse relevant. Auch die in Produktionsprozessen anfallenden Nebenprodukte seien zu berücksichtigen, wenn etwa Presskuchen aus der Verarbeitung von Raps in der Viehzucht sojabasiertes Kraftfutter ersetze. Die Größe des „Klima-Rucksacks“ wird mithin neben der Art der Stromgewinnung für den täglichen Gebrauch auch von der Fahrzeug- und Batterieproduktion bestimmt. Im Idealfall ist sie CO2-neutral, wie es Volkswagen für sein Elektroauto ID 3 verspricht. Die Forscher warnen: „Batterieherstellung und deutscher Strommix sind ein Klimaproblem.“

          Die Hintergrunddaten basieren laut Joanneum auf internationalen Studien und Datenbanken. Berechnet wurde ein durchschnittlicher Personenwagen der Golfklasse mit Verbrennungsmotor, Elektromotor, Brennstoffzelle und Plug-in-Hybrid. Als Energieträger wurden fossile Kraftstoffe (Diesel, Benzin, Erdgas, CNG Compressed Natural Gas), Biokraftstoffe, E-Fuels (mit Strom hergestellte flüssige oder gasförmige Kraftstoffe), Strom und Wasserstoff aus verschiedenen Quellen angenommen. Die Primärenergie stammt aus Öl, Gas, Kohle, Kernenergie, Biomasse aus Forst-, Landwirtschaft oder Reststoffen, Windenergie, Wasserkraft, Sonnenenergie. Angenommen werden 15.000 Kilometer jährliche Fahrleistung und 15 Jahre Nutzungsdauer. Für das Elektroauto wird die Lebensdauer der Batterie auf 150.000 Kilometer taxiert. Da dies für die Gesamtfahrleistung von 225.000 Kilometern nicht ausreicht, wird eine zweite Batterie anteilig angerechnet. Bei der Entsorgung wird die Wiederverwertung gewisser Materialien wie Stahl, Aluminium oder Kupfer berücksichtigt.

          Die Brennstoffzelle spielt eine Randrolle

          Die Auswertungen zeigen, dass in der Golfklasse das Erdgasfahrzeug mit 15 Prozent Biomethan die beste Treibhausgasbilanz aufweist, wobei die Betonung auf Bio liegt. Sonst ist es schlechter als ein Diesel. Die Emissionen des Bio-Erdgasautos über den Lebenszyklus liegen unter Berücksichtigung des deutschen Strommix unter dem des Elektroautos, als auch unter dem des Brennstoffzellenfahrzeugs, das mit Wasserstoff aus Dampfreformierung betrieben wird. Die Brennstoffzelle spielt weltweit wegen des hohen Energieeinsatzes eine Randrolle, vor allem Japan sieht darin aber trotzdem vielversprechende Ansätze.

          Hierzulande werden deutliche Zuwachsraten von Plug-in-Hybriden erwartet. Dazu ist das Urteil der Forscher vernichtend: „Der Plug-in-Hybrid als Kombination eines Benzin- und Elektromotors erzielt mit Anwendung des deutschen Strommix im Vergleich zum herkömmlichen Benziner keine wesentliche Verbesserung.“ Das ist bemerkenswert, denn Plug-in-Hybride werden über Kaufprämien und eine niedrigere Dienstwagenbesteuerung gefördert und als ein Königsweg zur Rettung des Klimas angepriesen. Sie gelten als attraktiv, weil sie nach Norm 40 bis 50 Kilometer rein elektrisch fahren können und zugleich mit ihrem Verbrennungsmotor den Eignern die Angst vor zu geringer Reichweite nehmen. Es kommen, ebenfalls laut Norm, fabelhaft anmutende Verbräuche von 1,8 bis 2,5 Liter zustande, die dem Nutzungsverhalten in der Realität nicht standhalten. Wer lange Strecken fährt oder sich das ständige Nachladen aus Bequemlichkeit spart, muss mit signifikant höherem Kraftstoffverbrauch rechnen.

          Wie rasch wird grüner Strom voranschreiten?

          Die Rechnung ändert sich zugunsten des elektrifizierten Fahrzeugs mit dem Grad, in dem regenerative Energiequellen eingesetzt werden. Kurz gesagt: Um das Elektroauto zu einem Gewinn für die Umwelt werden zu lassen, müssen Wind-, Wasser- oder Sonnenstrom (erheblich) ausgebaut werden. „Erst mit Nutzung von regenerativem Strom weist das Elektrofahrzeug eine deutlich bessere Treibhausgasbilanz auf als alle anderen Antriebsarten. Hier erfolgt die Amortisation der Treibhausgasemissionen aus der Produktion schon nach 37.500 Kilometern gegenüber dem Benziner und nach 40.500 Kilometern gegenüber dem Diesel,“ heißt es in der Studie. Im Vergleich zum Erdgasfahrzeug mit 15 Prozent Biomethan rechne sich das Elektroauto mit regenerativem Strom ab 48.000 Kilometern.

          Gegenüber dem Brennstoffzellenfahrzeug mit regenerativ erzeugtem Wasserstoff sei das Elektroauto mit regenerativem Strom von 115.500 Kilometern an besser, allerdings lägen beide über den Lebenszyklus eng beieinander. Auch synthetischen Kraftstoffen, bekannt als E-Fuels, wird eine gute Chance eingeräumt, vor allem deswegen, weil sie in angepassten Verbrennungsmotoren verfeuert werden könnten. Allerdings steht deren Einsatz noch die energieintensive Herstellung entgegen. Und wie rasch wird grüner Strom voranschreiten?

          Deutlich unterhalb der Grenzwerte

          Kritiker des Verbrennungsmotors mögen einwenden, es gehe in der Abgrenzung speziell zum Diesel nicht um CO2 allein, auch Stickoxid (NOx) mache den Menschen zu schaffen. Interessanterweise ist die Debatte darüber in jüngster Zeit nahezu verstummt, was an neuesten Messergebnissen liegen könnte. Moderne Diesel weisen deutlich unterhalb der Grenzwerte liegende Stickoxidemissionen aus. So lässt – um nur ein Beispiel zu nennen, BMW mit seinen traditionell effizienten Motoren dürfte mindestens auf ähnlichem Niveau liegen – Daimler auf Anfrage wissen, dass die nach Euro 6d-Temp zertifizierten Diesel im Durchschnitt 40 bis 60 mg/km NOx ausstoßen, und zwar im tatsächlichen Betrieb, der sogenannten RDE-Fahrt.

          Erlaubt sind 168 mg. Schon nach der künftigen Norm Euro 6d gemessene Fahrzeuge von Mercedes-Benz zeigen Werte von 20 bis 30 mg als Durchschnitt über viele tausend im Alltag gefahrene Kilometer, auch, und das ist bedeutsam, im Stadtverkehr. Der Grenzwert gemäß Euro 6d beträgt 114 mg. Damit der Fortschritt eingeordnet werden kann: Die durchschnittlichen NOx-Emissionen von Euro-6-Fahrzeugen mit älterer Reinigungstechnik lagen im Jahr 2016 unter Alltagsbedingungen auf der Straße bei 500 mg/km.

          Bliebe noch der Feinstaub. Dem ist das Analyseunternehmen Emissions Analytics im Auftrag der Fachzeitschrift „auto, motor und sport“ nachgegangen. Getestet wurden verschiedene Modelle mit Partikelfilter, die Größe der Partikel in der Ansaugluft wurde variiert. Das kurios anmutende Ergebnis: „Ein Diesel holt häufig mehr Feinstaub aus der Umgebungsluft, als er hinzufügt. Bei Feinstaubalarm müsste es also heißen: Diesel raus aus den Garagen und ab durch die Stadt“. Das Ergebnis ist zusätzliches Wasser auf die Mühlen von Joanneum Research und ADAC, die folgern: „Die alleinige Förderung von Elektro- und Plug-in-Hybrid-Fahrzeugen, wie derzeit mit dem Umweltbonus für Elektromobilität festgeschrieben, ist bei Nutzung des heutigen deutschen Strommix aus Sicht des Klimaschutzes nicht zielführend.“

          Der Weg ist gleichwohl eingeschlagen und wirkt unumkehrbar. In der Branche werden erhebliche Verwerfungen befürchtet. Der nie um ein klares Wort verlegene Vorstandsvorsitzende von Peugeot-Citroën-Opel, Carlos Tavares, sagte dazu kürzlich in einem Gespräch mit der F.A.S.: „Die Politiker, die ein Minderungsziel von 37,5 Prozent beschlossen haben, haben keine Ahnung von der gesellschaftlichen Auswirkung. Die Industrie war für minus 20 Prozent, das wäre schon ambitioniert genug gewesen. Die Magnitude der geforderten Änderung ist zu groß. Elektroautos sind teurer in der Herstellung. Also haben wir zwei Möglichkeiten. Wir können teurer verkaufen, dann wird nachhaltige Mobilität eine für Eliten. Oder wir verkaufen billiger, dann müssen wir restrukturieren. Das wird Arbeitsplätze kosten.“

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