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Die Umweltauswirkungen von Elektroautos insbesondere im Vergleich zu Pkw mit Verbrennungsmotor werden seit ca. 2010 in der Wissenschaft intensiv untersucht und in Populärmedien kontrovers dargestellt. Sie sind von zentraler Bedeutung für die Frage, ob und wie der Kauf und die Nutzung von Elektroautos gefördert werden sollte und ein häufiger Streitpunkt zwischen Anhängern und Gegnern der Elektromobilität.

Abgrenzungen

Betrachtete Fahrzeuge

Die Mehrheit der wissenschaftlichen Untersuchungen sowie der Medienbeiträge fokussiert sich auf Personenkraftwagen. Andere Straßenkraftfahrzeuge (vornehmlich Lastkraftwagen) sowie Nichtstraßenverkehr (Schiffsverkehr, Luftfahrt, Schienenverkehr) werden derzeit nur in geringem Umfang diskutiert.

Bei den diskutierten Antriebstechnologien liegt der Fokus des Diskurses auf dem Vergleich rein batterieelektrischer Pkw (BEV) mit reinen Verbrennerfahrzeugen mit Diesel oder Benzin als Kraftstoff. Hybridfahrzeuge als Mischform werden nur in Einzelfällen und nur ergänzend mit betrachtet.

Betrachtete Wirkkette

Entlang der Wirkkette werden folgende Untersuchungsbereiche unterschieden:

  • Tank-to-Wheel („vom Tank zum Rad“) betrachtet lediglich die Vorgänge nach dem Betanken / Laden des Fahrzeugs, also während der Benutzung zur Fortbewegung. Da ein Elektrofahrzeug während der Benutzung praktisch keine Treibhausgase ausstößt, ist es bei Tank-to-Wheel-Betrachtungen immer deutlich im Vorteil.
  • Well-to-Wheel („vom Bohrloch zum Rad“) bezieht darüber hinaus die Prozesse zur Bereitstellung des Kraftstoffs bzw. Stroms mit ein. Dies erhöht den ermittelten Treibhausgasausstoß während der Benutzung sowohl für Verbrennerfahrzeuge als auch Elektroautos; bei letzteren hängt das Ergebnis ganz erheblich vom zugrunde gelegten Strommix ab; stammt der Strom ausschließlich aus erneuerbaren oder nuklearen Energiequellen, ist ihre Benutzung weiterhin treibhausgasfrei, wohingegen bei Nutzung von Strom aus Kohlekraftwerken erhebliche Emissionen anfallen. Nach Berechnungen von Springer Professionell benötigen allein Förderung, Transport und Raffinerie von Dieselkraftstoff 7 kWh je Liter.
  • Die Lebenszyklusanalyse (life cycle assessment, „LCA“, auch cradle to grave = von der Wiege bis zur Bahre) betrachtet zusätzlich auch die Herstellung und Entsorgung des Fahrzeugs sowie aller Rohstoffe.

Nicht alle Untersuchung grenzen ihre Vergleiche sauber voneinander ab. So wurden Untersuchungen veröffentlicht, die sich bei Verbrennern auf eine reine Tank-to-Wheel-Betrachtung beschränken, bei den Elektrofahrzeugen jedoch die Umweltwirkungen der Batterieproduktion einbeziehen.

Kriterien der Umweltwirkung

Die Umweltauswirkungen werden überwiegend fokussiert auf die Treibhausgasemissionen betrachtet, speziell die durch Kohlenstoffdioxid. Darüber hinaus spielen jedoch auch weitere Faktoren eine Rolle:

Die relevantesten Kriterien zur Bewertung der Umweltfreundlichkeit von Autos sind:[1]

Die größte Bedeutung wird dabei derzeit dem Beitrag zur globalen Erwärmung beigemessen.

Emission von Treibhausgasen

Treibhausgas-Emissionen tragen erheblich zur Erderwärmung bei. Bei Kraftfahrzeugen spielen hierbei neben dem Haupttreiber Kohlenstoffdioxid (CO2) auch die Emissionen von Lachgas eine Rolle, welche durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe und den Anbau von Biomasse für Biokraftstoffe entstehen.[2][1] Lachgasemissionen lassen sich in CO2-Äquivalente umrechnen.

Beim Elektroauto werden Treibhausgase nicht während der Benutzung freigesetzt, sondern nur im Rahmen der Fahrzeugherstellung sowie durch die Stromerzeugung, wenn dieser nicht aus regenerativen oder nuklearen Quellen stammt. Die Produktion der Batterie und der für sie benötigten Rohstoffe ist energieintensiv; dies führt dazu, dass für die Herstellung eines Elektroautos derzeit (2021) signifikant mehr Treibhausgase freigesetzt werden als für ein vergleichbares Verbrennerfahrzeug. Dieser auch als „CO2-Rucksack“ bezeichnete Mehrausstoß wird erst durch geringere Emissionen während der Benutzung kompensiert und führt dann nach einer gewissen Laufleistung (Break-Even-Point) zu einem über den Lebenszyklus betrachtet geringeren Ausstoß an Treibhausgasen.

Zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen befassen sich mit der Treibhausgas- oder CO2-Bilanz von Fahrzeugen. Große Unterschiede bestehen zwischen den den gesamten Lebenszyklus betrachtenden Studien in der Angabe der Laufleistung, ab der ein Elektroauto umweltfreundlicher wird. Hierbei unterscheiden sich die Studien vor allem in den Annahmen, die sie ihren Berechnungen zugrunde legen, insbesondere:

  • Annahmen das Elektroauto betreffend:
    • der Strommix, der für die Erzeugung des Stroms sowohl für die Herstellung als auch das Fahren angenommen wird; hierzu zählen auch Prognosen über dessen Veränderung durch die Energiewende;
    • die Kapazität der eingesetzten Batterie;
    • welche Treibhausgasemissionen bei der Batterieproduktion entstehen;
    • welcher Degradation die Batterien unterliegen;
    • ob und wie die Batterien verwertet oder wiederverwendet werden.
  • Annahmen das Verbrennerfahrzeug betreffend:
    • verwendeter Kraftstoff (Benzin/Diesel)
    • Kraftstoffverbrauch
    • Einbezug der Well-to-Tank-Kette und welche Treibhausgasemissionen dabei entstehen
  • Allgemeine Annahmen:
    • Jahresfahrleistung
    • Lebensdauer des Fahrzeugs

Strommix und „Grenzstrom“

Ein Streitpunkt im wissenschaftlichen Diskurs ist der zugrunde gelegte Strommix, also der Anteil der Energiequellen für die Gewinnung des Stroms zum Laden der Autos.[3] Während Strom aus erneuerbaren und nuklearen Energien nahezu treibhausgasfrei hergestellt wird, tragen Kraftwerke aus fossilen Energieträgern, insbesondere Braunkohle, erheblich zum Ausstoß von Treibhausgasen bei.[4]

Berücksichtigung der zeitlichen Entwicklung

Relevant für die Beurteilung der Treibhausgasemissionen durch den Betrieb des Fahrzeugs ist der zum Zeitpunkt des Aufladens genutzte Strom. Da bei einem neu angeschafften Fahrzeug mit einer durchschnittlich Betriebsdauer von mindestens 15 bis 20 Jahren zu rechnen ist, muss die zu erwartende Entwicklung bei der Stromerzeugung in diesem Zeitraum berücksichtigt werden. Einige Studien legen jedoch bei ihren Annahmen den jeweils aktuellen Strommix oder den durchschnittlichen Strommix vergangener Jahre zugrunde und berücksichtigen dabei nicht die im Rahmen der Energiewende zu erwartende deutliche Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien.

Berücksichtigung regionaler Unterschiede

Strom wird in unterschiedlichen Regionen der Welt unterschiedlich erzeugt. Während in Norwegen der Strom zu 98 % aus erneuerbaren Energien stammt[5] und damit nahezu klimaneutral hergestellt wird, wurden in Polen im Jahr 2020 80 % des Stroms aus Kohle erzeugt und führten im Strommix zu 1150 g CO2-Äquivalenten je erzeugter kWh.[1] Ein hoher Nuklearstromanteil (zum Beispiel in Frankreich) wirkt sich positiv auf die Klimabilanz aus. Dementsprechend wird die Klimafreundlichkeit des Elektroautos häufig regional sehr unterschiedlich bewertet.[1]

Bewertung nach „Grenzstrom“ oder Durchschnittsstrom

Einige Wissenschaftler fordern, den Strom für Elektroautos mit einem „Grenzsstrommix“ zu bewerten, der bis zum vollständigen Abschluss der Energiewende praktisch nur aus dem jeweils umweltfeindlichsten Strom einer Region bestehe, da der durch Elektroautos erhöhte Strombedarf die Verdrängung dieser Energiequellen durch umweltfreundlichere Energiequellen verhindere oder verzögere.[6][7] Zum Teil wird daraus sogar der Schluss gezogen, dass Elektroautos niemals den Break-Even-Point erreichen und daher dauerhaft als umweltschädlicher als Verbrennerfahrzeuge seien.

Andere Wissenschaftler widersprechen dieser Argumentation:

  • Der EU-Emissionshandel lasse keine Ausweitung der Verstromung von fossilen Energieträgern zu, ohne dass die Industrie zusätzliche Einsparungen im gleichen Umfang erziele.[6] Der Kohleausstieg sei in Deutschland politisch beschlossen und würde durch mehr Elektroautos nicht verzögert, sondern diese erhöhten nur den Druck auf den Ausbau erneuerbarer Energien.[8]
  • Die Annahme, dass zusätzlicher Strombedarf nur mit der jeweils umweltfeindlichsten Technologie (zzt. Braunkohle) gedeckt würde, entspreche nicht der Realität. Wann welche klimaschädlichen Energiequellen reduziert werden, messe sich auch an Kriterien wie Wirtschaftlichkeit, politischer Willensbildung und Versorgungssicherheit.
  • Die Grenzstromemissionen ließen sich auch nicht klar einem Verursacher zuordnen. Es sei willkürlich, diese nur der Elektromobilität zuzuordnen und nicht zum Beispiel der Erdölindustrie. Man könne im Prinzip für jeden Stromverbraucher mit nicht-elektrischen Alternativen (zum Beispiel Gasherde statt E-Herde, fossile Heizungen statt Wärmepumpen) so argumentieren, und ihm den Grenzstrom zuordnen.[9] Dies erzwinge, eine Rangfolge der Stromnutzungen zu erstellen und diese wissenschaftlich zu begründen; keine wissenschaftliche Publikation habe dies je gewagt.[10][3]
  • Zudem können Elektroautos durch ihre Stromspeicher und die gesteuerte, insbesondere auch bidirektionale, Beladung dazu dienen, die stark schwankend produzierten Energiequellen Photovoltaik und Windkraft besser auszunutzen. Dies sei mit steigendem Anteil erneuerbarer Energien unverzichtbar, um fossile Energieträger zu verdrängen.[8][3] Ein überproportional hoher Anteil der Elektrofahrzeuge würde zudem mit einer eigenen Photovoltaikanlage beladen und die Elektromobilität schaffe bei Verbrauchern zusätzliche Anreize zur Errichtung einer solchen Anlage.[8]
  • Es sei unzulässig, nur den heutigen Strommix zu betrachten, da heute getroffene Kaufentscheidungen den Verbrauch während der gesamten Lebensdauer eines Autos von üblicherweise 15 bis 20 Jahren bestimme; relevant sei daher die zu erwartende Entwicklung des Strommixes und des technologischen Fortschritts in diesem Zeitraum.
  • Man könne aus demselben Grund auch nicht mit dem Umstieg auf Elektromobilität bis zum Abschluss der Energiewende warten, sondern muss ihn zeitgleich mit der Umstellung der Energiequellen vorantreiben.

Batterieproduktion

Durch die Herstellung der Akkumulatoren sowie der benötigten Rohstoffe entstehen Treibhausgase. Nach einer Studie des Instituts für Energie- und Umwelttechnik schlägt sich in der Ökobilanz des Elektrofahrzeugs zu knapp einem Drittel der Materialbedarf für die Batterien nieder.[11] Die Menge der erzeugten Treibhausgase ist dabei stark vom jeweiligen Hersteller und den gewählten Produktionsvorgängen abhängig, über die häufig geringe Transparenz herrscht.

Studien in der peer-reviewten Literatur kommen dabei auf Werte von etwa 70 kg bis 75 kg CO2 pro kWh Akkukapazität.[12][13][14] Eine Studie für das schwedische Umweltministerium[6] aus dem Jahr 2017 nannte zunächst Werte von 150 bis 200 kg/kWh. Die Werte wurden nach Kritik aus der Wissenschaft 2019 stark nach unten korrigiert. Demnach beträgt der CO2-Ausstoß bei der Herstellung des am häufigsten verwendeten NMC-Typs etwa 61 bis 106 kg CO2-Äquivalente.[15]

Die aktuellen Werte lassen sich zudem nur bedingt auf die Zukunft übertragen. Derzeit (2021) sind weltweit viele Batteriefabriken in Planung oder im Aufbau, die mutmaßlich klimaschonender arbeiten werden als heutige Fabriken. Volvo und Northvolt planen den Aufbau einer komplett klimaneutralen Batteriefabrik in Schweden.[16]

Verwertung und Weiterverwendung der Batterie

Die meisten Untersuchungen gehen von der Annahme aus, dass eine Batterie stets neu aus neuen Rohstoffen produziert wird. Derzeit (2021) trifft dies auch fast ausnahmslos zu, da das Recycling von ausgedienten Lithium-Ionen-Akkumulatoren wirtschaftlich unrentabel ist.[17] Schon die Demontage kann durch die vielen unterschiedlichen Batteriesysteme noch nicht automatisiert erfolgen.[18] Es ist jedoch zu erwarten, dass sich dies in Zukunft ändert.

Weiterverwendung

Gebrauchte Akkumulatoren aus Elektrofahrzeugen, die noch funktionsfähig sind, jedoch nicht mehr genügend Leistungsfähigkeit für die Verwendung in Elektroautos aufweisen, können für andere Zwecke weiterverwendet werden. Sie sparen dann entsprechendes CO2 , das sonst für die Herstellung neuer Batterien angefallen wäre. Dieses Potenzial bleibt in den meisten Studien unberücksichtigt.

Gebrauchte Autoakkus sind insbesondere weiter als Stromspeicher für die Industrie oder Einfamilienhäuser mit Photovoltaikanlagen nutzbar.[19] Beispielsweise werden gebrauchte Akkus aus BMW i3 im Fährterminal des Hamburger Hafens als Großspeicher mit einer Kapazität von zwei Megawatt zum Ausgleich von Schwankungen bzw. Bedarfsspitzen im Stromnetz von Hamburg eingesetzt.[20] Renault und Nissan haben aus ausgedienten Autoakkus einen Stromspeicher in der Amsterdamer Johan-Cruyff-Arena installiert, der den tagsüber aus PV-Anlagen erzeugten Strom für Abendveranstaltungen nutzbar macht.[21]

Akkumulator-Recycling

Beim Recycling der Auto-Akkus gibt es unterschiedliche Ansätze wie das Einschmelzen oder das mechanische Aufbereiten. Bei letzterem Verfahren sei aktuell eine stoffliche Recycling-Quote von über 90 % möglich, wobei dadurch der CO2-Fußabdruck der Herstellung um bis zu 40 % reduziert werden könne.[22][23] Forscher des Fraunhofer-Instituts arbeiten gemeinsam mit Industriepartnern seit 2016 an einem neuen material- und energieeffizienten Recyclingverfahren, in dessen Zentrum die elektrohydraulische Zerkleinerung mittels Schockwellen steht.[24]

Die Verwertung von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) aus Altfahrzeugen wird innerhalb der Europäischen Union durch die Richtlinien 2000 / 53 / EC und 2006 / 66 / EC geregelt. Erstere befasst sich mit der Verwertung von Fahrzeugen am Ende ihres Lebenszyklus. Für Teile mit erhöhtem Gefährdungspotenzial wie der Batterie eines E-Fahrzeugs ist der Ausbau und eine getrennte Handhabung vorgeschrieben. Diese wird in der Batterierichtlinie 2006 / 66 / EC reglementiert, welche eine erweiterte Herstellerhaftung für Batterieproduzenten vorsieht. Diese müssen für alle Kosten des Sammel-, Aufbereitungs- und Recyclingsystems aufkommen. Fahrzeugbatterien werden darin als Industriebatterien geführt. In Bezug auf das Recyclingverfahren fallen LIB unter die Kategorie "sonstige Batterien", für die lediglich ein Recyclinganteil von 50 % des durchschnittlichen Gewichts gilt. Eine erneuerte Richtlinie hierzu ist seitens der EU in Arbeit.[21]

In einer Studie des Fraunhofer-Instituts für System und Innovationsforschung (ISI) aus dem Jahre 2020 wird der voraussichtliche Ertrag bei der Demontage auf 210 bis 240 Euro pro Tonne Batterien geschätzt. Die Hälfte des Ertrags entfalle auf Aluminium, ein Viertel auf Stahl und ein weiteres Viertel auf Kupfer. Das eigentliche Zellrecycling sei jedoch deutlich komplexer und es waren hierfür noch keine genauen Zahlen verfügbar. Zusätzlich werde das Problem erschwert durch die unterschiedlichen Bauweisen der Batterien. Ebenso unsicher sei die Umweltbewertung des Recyclingprozesses, lediglich Labordaten sprächen für eine Treibhausgasreduzierung.[8]

Für das Recycling beschädigter E-Auto-Akkus, beispielsweise hervorgerufen durch Verkehrsunfälle, fehlen noch technisch und rechtlich klare Vorgaben.[25]

Anlagen in Europa

Die Anlage des Unternehmens Redux in Bremerhaven kann 10.000 Tonnen pro Jahr sämtlicher Arten von Lithium-Ionen-Batterien verarbeiten.[26][27] Eine weitere große Recyclinganlage ist derzeit die Umicores LIB-Recyclinganlage, die 7.000 Tonnen pro Jahr (2018) behandelt.[28] Ende Januar 2021 nahm Volkswagen im Volkswagenwerk Salzgitter eine Pilotanlage für das Recycling von Hochvolt-Batterien in Betrieb, die 3.600 Batterien (1.500 Tonnen)[29] pro Jahr verarbeiten kann. Aktuell werden Batterien aus Test- und Unfallfahrzeugen verarbeitet;[30] sie soll etwa 2030 hochgefahren werden und ist ausbaubar.[31]

Einzelergebnisse wichtiger Studien

Herausgeber Jahr Break-Even % Verbrenner kWh km/a Lebensdauer km gesamt
IVL[32] 2019
TU Eindhoven[33] 2020 30.000
IFEU[34] 2020 59.000–71.000 58-70 % 55 13 150.000
VW[35][36] 2019 100.000
ADAC 2019 37.500–219.000
Ricardo 2020 15-105 % (D: 33-63 %) 58-64 15000 15 225.000

Verzerrende Darstellungen in den Medien

2017 berichteten zahlreiche Populärmedien mit hoher Reichweite unter Berufung auf eine schwedische Studie, dass man ein Tesla Model S 8 Jahre lang fahren müsse, damit es seinen CO2-Rucksack wieder hereingeholt habe.[37] Diese Aussage ist der entsprechenden Studie des IVL Swedish Environmental Research Institute jedoch überhaupt nicht zu entnehmen und wurde von den Autoren auch dementiert. Sie entstand durch wiederholtes unreflektiertes Abschreiben von anderen Medien.[38] Die benannte Studie berechnete lediglich mögliche CO2-Emissionen durch die Batterieproduktion, ohne einen Vergleich zu Verbrennerfahrzeugen zu ziehen. Die Autoren verwiesen dabei auf eine intransparente Datenlage, deutliche Unterschiede je nach Art der Batterieproduktion und erhebliches Effizienzpotenzial durch technischen Fortschritt. 2019 wurde zudem ein Update der Studie veröffentlicht, das auf Basis neuer Daten zu einer erheblich geringeren CO2-Belastung bei der Batterieproduktion kam.[32]

Eine Studie für das schwedische Umweltministerium[6] aus dem Jahr 2017 nannte hingegen Werte von 150 bis 200 Kilogramm Kohlendioxid pro kWh Akkukapazität. Electrify-BW kritisiert die Darstellung der schwedischen Studie aufgrund fehlender Grundannahmen.[39] Die Studie und ihre Ergebnisse wurden vielfach aufgegriffen, obwohl ihre Datenbasis bereits bei Publikation veraltet war.[40] Unter anderem schrieben manche Medien E-Autos pauschal einen sehr großen CO2-Rucksack zu[41][42] worauf die Autoren in einer extra dafür herausgegebenen Pressemitteilung erklärten, dass die Medien die Studie vielfach falsch zitieren. Die Studie mache nur eine Angabe von 150 bis 200 kg CO2 pro kWh Akkukapazität, was ein aktueller Durchschnittswert sei. Dieser lasse sich leicht reduzieren, z. B. durch vermehrten Einsatz erneuerbarer Energien bei der Akkuproduktion. Vergleiche mit Autos mit Verbrennungsmotor enthalte die Studie nicht.[43] 2019 erschien ein Update der sog. "Schweden-Studie", bei dem die Autoren ihre 2017 genannten Werte auf Basis aktuellerer Literatur auf etwa die Hälfte der ursprünglichen Werte nach unten korrigierten. Demnach beträgt der CO2-Ausstoß bei der Herstellung des am häufigsten verwendeten NMC-Typs etwa 61 bis 106 kg CO2-Äquivalente.[15]

In einer Studie für die Europäische Umweltagentur aus dem Jahr 2016 geben das Öko-Institut und das Forschungsunternehmen Transport & Mobility Leuven an, dass zur Herstellung eines Elektroautos 70 Prozent mehr Energie verbraucht wird als bei der Herstellung eines konventionellen Fahrzeugs, während der Energiebedarf im Betrieb viel geringer sei.[44]

Ende 2020 strahlte Arte eine Dokumentation mit dem Titel Umweltsünder E-Auto aus, die ein sehr negatives Bild der Umweltfreundlichkeit von E-Autos und regenerativen Energiequellen zeichnete. Die Doku wurde weithin aufgrund der manipulativen Stilmittel und der einseitigen Betrachtung scharf kritisiert und als „reißerisch“ bezeichnet. Sie stelle in dramatischen aus dem Kontext gerissenen Bildern überzeichnete Auswirkungen des weltweiten Rohstoffabbaus dar, die größtenteils völlig unabhängig von E-Autos und erneuerbaren Energietechnologien bestehen. Zudem enthalte sie zahlreiche nachweisliche Falschaussagen.[45][46][47][48][49] Die Doku war im Juni 2021 weder auf Youtube noch in der Arte-Mediathek noch abrufbar.

Laut einer Studie der Technischen Universität Eindhoven verursacht ein E-Auto ca. 65 % weniger CO2 als ein vergleichbares Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Ein Tesla Model 3 hat gegenüber einem Mercedes C 220d seinen durch die Batterieproduktion bedingten CO2-„Rucksack“ bereits nach 30.000 km egalisiert.[33]

Nach einer 2019 erstellten und 2020 aktualisierten Studie des IFEU erzeugt ein 2020 in Verkehr gebrachtes Elektroauto mit 48 kWh Akkukapazität gegenüber einem Benziner nach 12 Jahren und 150.000 km etwa 30 Prozent weniger Klimagase über die gesamte Lebensdauer inklusive Herstellung. Gegenüber einem vergleichbaren Diesel sind es etwa 23 Prozent weniger. Aufgrund der zu erwartenden Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien am deutschen Strommix wird für 2030 eine weiter deutlich verbesserte Umweltbilanz prognostiziert.

Elektroautos inkl. Batterie schneiden bei einer Betrachtung des gesamten Produktlebenszyklus sowohl beim Energieverbrauch als auch beim Treibhausgasausstoß besser ab als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.[50] Nur wenn ausschließlich Strom aus Kohlekraftwerken zum Betreiben des Elektrofahrzeuges dient und die Batterien in einer technologisch wenig fortschrittlichen Fabrik hergestellt werden, liegt die Treibhausgasbilanz von Elektroautos höher als bei Autos mit Verbrennungsmotor.[51] Bei Nutzung des durchschnittlichen europäischen Strommix stoßen batterieelektrische Fahrzeuge je nach verwendetem Ansatz (vereinfachte Well-to-Wheel-Betrachtung oder vollständige Produktlebenszyklusanalyse) 44 bis 56 % bzw. 31 bis 46 % weniger CO2 aus als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren.[52] Hierbei ist zu berücksichtigen, dass der Anteil regenerativer Quellen im Strommix in den letzten Jahren zunimmt, wodurch sich diese CO2-Emissionen mittlerweile weiter vermindert haben. Die Herstellung eines Elektroautos ist energieaufwändiger als die eines Autos mit Verbrennungsmotor. Insgesamt entfallen nach einer Studie von 2010 bei Elektroautos etwa 15 % des gesamten Umwelteinflusses auf die Herstellung der Akkumulatoren.[53]

2020 erschien in der Fachzeitschrift Nature Sustainability eine Studie, die die CO2-Bilanz von E-Autos über den gesamten Lebenszyklus (d. h. Herstellung, Betrieb und Recycling) sowohl für das Jahr 2015 als auch die Zukunft analysierte. Die Autoren studierten dabei zunächst die Bilanz im weltweiten Durchschnitt und teilten die Welt schließlich in 59 Regionen auf, die sie dann einzeln analysierten, um regionale Unterschiede zu erkennen. Dabei kamen sie zum Ergebnis, dass bereits im Jahr 2015 die Nutzung eines durchschnittlichen E-Autos verglichen mit einem durchschnittlichen fossil angetriebenen Autos deutlich weniger Kohlendioxid produziert hätte. Demnach waren E-Autos immer dann klimafreundlicher als Verbrenner, wenn Strom getankt wurde, bei dessen Produktion weniger als 1100 g CO2/kWh anfiel. Mehr als 90 % der Weltstromerzeugung liegen unter diesem Emissionslevel. Insgesamt kamen die Autoren zu dem Ergebnis, dass E-Autos bereits 2015 in 53 der 59 Regionen weltweit mit zusammen 95 % des Straßenverkehrsaufkommens klimafreundlicher als Verbrenner gewesen seien. Im Durchschnitt lagen die Emissionen von E-Autos um 31 % unter denen von Verbrennern. Wenige Ausnahmen seien Länder wie Polen oder Estland, wo die Stromerzeugung vor allem auf der Verbrennung von emissionsintensiven fossilen Brennstoffen wie Ölschiefer oder Kohle beruht. Zudem werde sich der Klimavorteil von E-Autos in der Zukunft mit der erwarteten Rückgang der Emissionen der Stromerzeugung noch weiter verbessern, sodass zukünftig auch die ineffizientesten E-Autos eine bessere Klimabilanz aufweisen würden als die effizientesten Verbrenner. Insgesamt würde der Umstieg auf E-Autos in den meisten Regionen weltweit fast sicher die Treibhausgasemissione reduzieren, sogar unter der Annahme, dass diese Elektrifizierung des Verkehrs nicht gleichzeitig von einer Dekarbonisierung der Stromerzeugung begleitet würde.[54][55]

Mercedes-Benz vergleicht in seiner 2014 veröffentlichten „Life cycle“-Umweltzertifikatsdokumentation[56] sehr umfangreich die B-Klasse in Elektro- und Verbrennungsmotorausführung über den gesamten Lebenszyklus. Demnach verursacht die B-Klasse mit Elektroantrieb 27 % weniger CO2 als die Benzin-Variante (Annahme: damaliger EU-Strommix). Auch das deutsche Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (IFEU) untersuchte die Klimabilanz von Elektrofahrzeugen im UMBReLA-Projekt (Umweltbilanzen Elektromobilität).[57]

Volkswagen vergleicht in einer Studie die CO2-Bilanz des Golf mit Benzin-, Diesel-, Erdgas- und Elektroantrieb unter Berücksichtigung des gesamten Lebenszyklus (u. a. 200.000km, Primärenergiefaktoren, Deutscher Strommix, Herstellung Auto & Akku).[58] Dabei kommt der E-Golf auf 120 g/km, der Diesel auf 140 g/km (Erdgasantrieb: 151 g/km; Benzin: 173 g/km). Durch die voranschreitende Energiewende in Deutschland extrapoliert die Studie für 2030 eine CO2-Bilanz von 95 g/km für das Elektrofahrzeug und 114 g/km für den Diesel, womit der Golf Diesel 20 % mehr CO2 verursacht als der vergleichbare E-Golf. Unberücksichtigt bleibt in der Studie jedoch aufgrund fehlender belastbarer Daten ein mögliches „second life“ der Batterie bzw. ggf. des Recyclings jener.

Elektrofahrzeuge verlagern je nach Primärenergieeinsatz Emissionen für ihren Betrieb vom Fahrzeug weg zu den Orten, an denen der Strom für ihren Betrieb produziert wird. Diese lassen sich reduzieren, wenn emissionsfreie Primärenergien beispielsweise aus dem regenerativen Bereich eingesetzt werden. Bei Verbrennungsmotoren fallen nach einer Shell-Studie 15–20 % der CO2-Emission im Bereich Herstellung und Bereitstellung von Kraftstoffen an.[59]


Wichtige Quelle für Gesamtbetrachtung:[1]

  1. ↑ a b c d e Nicolas Hill et al.: Determining the environmental impacts of conventional and alternatively fuelled vehicles through LCA. Final Report for the European Commission, DG Climate Action. 13. Juli 2020 (456 S., europa.eu [PDF]).
  2. ↑ Overview of Greenhouse Gases: Nitrous Oxide. In: U.S. Environmental Protection Agency. 23. Dezember 2015, archiviert vom Original am 12. August 2016; abgerufen am 28. Juni 2021 (amerikanisches Englisch).
  3. ↑ a b c Gautam Kalghatgi, Auke Hoekstra: How Green are Electric Cars? Gautam Kalghatgi versus Auke Hoekstra. Open Debate. Hrsg.: Benny Peiser. Global Warming Policy Foundation, 29. September 2020 (englisch, thegwpf.org [PDF]).
  4. ↑ Elke Örtl: Entwicklung der spezifischen Kohlendioxid- Emissionen des deutschen Strommix in den Jahren 1990 - 2018. Umweltbundesamt, 10. April 2019 (umweltbundesamt.de [abgerufen am 29. Juni 2021]).
  5. ↑ Erneuerbare Energien I Fokus I AHK Norwegen. Abgerufen am 25. August 2021.
  6. ↑ a b c d Ulrich Schmidt: Elektromobilität und Klimaschutz: Die große Fehlkalkulation. In: Policy Brief. Nr. 143. Institut für Weltwirtschaft, Juni 2020, ISSN 2195-7525 (ifw-kiel.de [PDF]).
  7. ↑ Jesus Benajes, Bianca Maria Vaglieco, Dimitrios T. Hountalas, Krzystof Wislocki, Thomas Koch, Bengt Johansson: Open letter to the European Commission about severe concerns regarding calculus of CO2 emissions and consequent measures. IASTEC Section Europe, 20. Juni 2021, abgerufen am 29. Juni 2021 (englisch).
  8. ↑ a b c d Martin Wietschel: Stellungnahme zum Policy Brief Elektromobilität und Klimaschutz: Die große Fehlkalkulation. In: Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI. 22. Juni 2020, abgerufen am 29. Juni 2021.
  9. ↑ Gerd Stegmaier,Martin Doppelbauer: CO2-Emissionen von Elektroautos: Warum E-Autos nicht nur Kohlestrom laden. In: Auto Motor Sport. 29. Juni 2021, abgerufen am 13. Juli 2021.
  10. ↑ Falsche CO2-Werte für Elektroautos? Deutsche Studie ist laut Forscher nur „Desinformation“. In: Teslamag.de. 23. Juni 2021, abgerufen am 29. Juni 2021 (deutsch).
  11. ↑ Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen SPIEGEL Online 10. November 2014.
  12. ↑ M. Armand, J.-M. Tarascon: Building better batteries. In: Nature. Band 451, 2008, S. 652–657, doi:10.1038/451652a.
  13. ↑ Boucar Diouf, Ramchandra Pode: Potential of lithium-ion batteries in renewable energy. In: Renewable Energy. Band 76, 2015, S. 375–380, doi:10.1016/j.renene.2014.11.058.
  14. ↑ D. Larcher, J-M. Tarascon: Towards greener and more sustainable batteries for electrical energy storage. In: Nature Chemistry. Band 7, 2015, S. 19–29, doi:10.1038/NCHEM.2085.
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  17. ↑ Hellmuth Nordwig: Elektromobilität – Das mühsame Recycling von Lithium-Ionen-Akkus. In: deutschlandfunk.de. 23. Januar 2019, abgerufen am 31. Januar 2019.
  18. ↑ Ein ungehobener Schatz: Recycling von E-Auto-Batterien. In: Deutsche Welle. Abgerufen am 7. August 2020.
  19. ↑ Heise: Nissan und General Motors bauen Energiespeicher aus Altakkus. Abgerufen am 15. Juli 2015.
  20. ↑ adac.de vom 13. Dezember 2019, Elektroauto-Akkus: So funktioniert das Recycling, abgerufen am 8. März 2021.
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  23. ↑ Schreddern für die Elektroauto-Zukunft. In: www.auto-motor-und-sport.de. 18. Mai 2019, abgerufen am 21. Mai 2019.
  24. ↑ NeW-Bat: Schockwellen helfen, Lithium-Ionen-Batterien zu recyceln. In: Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum (CUTEC). Abgerufen am 7. August 2020.
  25. ↑ Recycling und Entsorgung von E-Auto-Batterien. In: Sonderabfallwissen. Abgerufen am 7. August 2020.
  26. ↑ Janet Binder: Batterien: Kleine Recycling-Quote. welt.de, 26. Juni 2018, abgerufen am 8. März 2021.
  27. ↑ Energie für die Zukunft: Recycling von Lithium-Ionen-Akkus. recyclingnews.de, 31. Juli 2018, abgerufen am 12. März 2021.
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  31. ↑ Frank Johannsen: VW startet Batterie-Recycling. automobilwoche.de, 29. Januar 2021, abgerufen am 9. März 2021.
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