Ist ein Elektroauto wirklich umweltfreundlich?

In letzter Zeit habe ich begonnen, mich intensiver mit dem Thema Elektromobilität zu beschäftigen. Grund: Ich hätte gern selbst ein Elektroauto. Sofern es einige grundsätzliche Voraussetzungen erfüllt. Und das ist gar nicht so einfach.
Als ersten Post zum Thema (es wird davon in naher Zukunft vermutlich weitere geben) hier ein Überblick zu einer der wichtigsten Fragen:

Ist ein Elektroauto überhaupt umweltfreundlich?
Das ist die große Frage, die sich mir als erstes stellte: Schließlich kommt der Strom zum Teil aus konventionellen Kraftwerken, die ja auch CO2 und andere Schadstoffe ausstoßen. All die folgenden Zahlen beziehen sich natürlich auf das konventionelle Strom-Mix. Mit Ökostrom liegt man immer weit besser als jeder Verbrenner oder Vollhybrid (siehe auch Fazit unten).
Hier gibt es eine aussagekräftige Übersicht zum Kohlendioxid-Ausstoß von Elektrofahrzeugen. Die Behauptung, dass heute erhältliche Elektroautos (die nicht gerade Sportwagen sind) zwischen 10 und 20 kWh auf 100km verbrauchen, ist korrekt, meist liegen sie sogar unter 15 kWh/100 km – zumindest bei den Klein- und Kleinstwagen, für die ich mich interessiere. Gerade bei den neuesten Modellen sind häufig sogar Verbräuche von unter 9 kWh/100 km nach NEFZ angegeben. Bei den meisten (wenn auch nicht allen) Herstellern hat es sich eingebürgert, den Verbrauch „ab Steckdose“ anzugeben, so dass Verluste durch die Akkus bereits inbegriffen sind.
Insofern kann man folgern, dass aktuelle Elektroautos im Strom-Mix in Sachen Kohlendioxid günstiger liegen als ein Toyota Prius.
Etwas vorsichtig muss man die Zahlen aber schon betrachten, denn sie beziehen sich auf das Jahr 2007. Damals gab es einerseits keinen Atomausstieg, andererseits aber auch einen wesentlich geringeren Anteil der erneuerbaren Energien am Strom-Mix. Tatsächlich hat sich der Kohlendioxid-Ausstoß im deutschen Strom-Mix von 605 g pro Kilowattstunde 2007 auf 563 g (erste Schätzung für 2010) reduziert (Quelle), der korrekte Wert läge also ein kleines Stückchen links vom hellblauen Balken, der für den Strom-Mix steht. Angesichts des Atomausstiegs wird der Wert aber vmtl. in den nächsten Jahren zunächst wieder ansteigen.
Außerdem hat der aktuelle Prius einen Kohlendioxidausstoß von unter 100 g, so dass reine Elektroautos mit einem Stromverbrauch von 20 kWh/100 km im Strom-Mix sogar schlechter abschneiden als dieses Hybridfahrzeug.
Meinen Diesel-Smart habe ich damals mit durchschnittlich 3,8 l/100 km gefahren, was knapp 100 g CO2/km entspricht, meinen Diesel-Polo mit 4,34 l/100 km, also etwa 114 g/km. Zumindest der Wert des Smart wird nicht von jedem Elektromobil unterboten, das sollte man bedenken.
Beim ADAC gibt es einen Vergleich zwischen E-Smart, Benziner und Diesel. Die Elektroversion schneidet im tatsächlichen Strom-Mix am besten ab, mit Steinkohle alleine wäre sogar der Benziner umweltfreundlicher (wenn man ausschließlich das Kohlendioxid betrachtet). Zu beachten: Der ADAC hat den durchschnittlichen Ausstoß pro kWh im Strom-Mix extrem hoch angesetzt (590 g/kWh), der E-Smart schneidet mit korrekten Werten eigentlich besser ab (68 g/km). Vmtl. wird der Wert von 12 kWh/100 km nach NEFZ ebenso unrealistisch sein wie die 3,3 l/100 km, von denen als Dieselverbrauch ausgegangen wird. Immerhin wurden aber beide nach der gleichen Methode erhoben.

Kritiker rechnen aber ganz anders: Sie gehen davon aus, dass Elektroautos zu zusätzlicher Stromnachfrage führen werden, die es unmöglich mache, die Dreckschleudern unter den Kraftwerken abzuschalten.
Insofern müsse für Elektroautos die schmutzigste Variante angenommen werden, weil eben die schmutzigsten Kraftwerke sonst früher abgeschaltet werden könnten – also Stromerzeugung mittels Braunkohle als Vergleichswert.
Ich halte diese Argumentation nicht für realistisch. Die Erfahrung zeigt, dass Kraftwerke mitnichten abgeschaltet werden, wenn Deutschland den Strom nicht benötigt – schließlich hat Deutschland immer Strom in großen Mengen exportiert. Das passiert nur, wenn sie unrentabel werden oder nicht mehr den gesetzlichen Emissionsvorschriften entsprechen und eine Umrüstung zu teuer käme (was wiederum nichts anderes als „unrentabel“ bedeutet).
Theoretisch könnte die Politik versucht sein, die Vorschriften wegen hoher Stromnachfrage weniger schnell zu verschärfen. Ich bezweifle aber, dass das so viel ausmacht, dass ein Ansetzen von Elektroautos mit Braunkohlewerten gerechtfertigt ist.
An einem anderen Punkt werden aber ein Stück weit Äpfel mit Birnen verglichen: Die Leistung aktueller Verbrennungsmotoren ist weit höher als die der Elektromotoren, mit denen sie hier verglichen werden. Häufig sind aktuelle (kleine) E-Autos mit einer Motorleistung von weniger als 20 kW (27,2 PS) ausgestattet, während Verbrennungsmotoren kaum noch unter 50 kW (68 PS) zu haben sind.
Andererseits sind auch die Fahrleistungen von Elektromotoren von ganz anderem Kaliber, speziell das Drehmoment ist sehr hoch und steht quasi ab 0 U/min zur Verfügung. Um eine gute Beschleunigung zu erreichen genügt beim Elektromotor also eine deutlich geringere Leistung. Trotzdem ist die Endgeschwindigkeit des Fahrzeugs mit dem stärkeren Verbrenner natürlich höher.
Natürlich muss man aber auch sagen, dass, ähnlich wie beim Verbrennungsmotor, höhere Leistung nicht direkt mit höherem Verbrauch gleichzusetzen ist. Bei konstant 50 km/h wird sich der Verbrauch eines 70-kW-Elektromotors kaum von dem eines Motors mit 18 kW unterscheiden.
Der hauptsächliche Unterschied liegt in der Verführung zu schnellerer Gangart und häufiger Nutzung der Bremse, statt die Motorbremse zu nutzen, die mittels Rekuperation wieder Strom in die Batterie zurückspeisen würde. Und natürlich in höheren Anforderungen an die Batterien, die größere Ströme liefern müssen und ggfs. stärker gekühlt werden müssen und/oder mehr Gewicht mitbringen.
So ist auch 56-kW-Motor des Opel Ampera mit einem Verbrauch von lediglich 12,2-14,08 kWh/100 km angegeben. (Er soll mit den 11 kWh Kapazität seiner Batterie ohne Nutzung des Range Extenders „bis zu“ 90 km weit kommen, was 12,2 kWh/100 km entsprechen würde; andererseits ist „für die ersten 100 km“ ein Verbrauch von 1,6 l/100 km als Benzinäquivalent angegeben, was 14,08 kWh/100 km entsprechen würde.)

Fraglich ist weiterhin, wie die Umweltbilanz der Elektroauto-Produktion aussieht, speziell natürlich bei den Akkus. Dazu habe ich nirgends wirklich belastbare Aussagen finden können.
Die Metallgewinnung für die verschiedenen Zelltypen ist sicher nicht unproblematisch, auch wenn Lithium-Batterien im Gegensatz zu den älteren nickel- und teilweise gar cadmiumhaltigen Vertretern nur relativ wenig giftige Inhaltsstoffe mitbringen.
Der gesamte Aufbau des Antriebsstrangs eines Elektroautos ist wesentlich unkomplizierter als beim Verbrenner, was die Produktion deutlich verschlankt und zu wesentlich geringerem Wartungsaufwand (inkl. Sondermüll z. B. durch Wegfall des Motoröls etc.) führt.
Schlicht ins Blaue vermutet ist meine Arbeitshypothese, dass sich im Gesamtbild keine großen Unterschiede in der Umweltbilanz der Fahrzeugproduktion und -wartung ergeben. Wenn jemand Fakten dazu hat, nehme ich sie gerne.
Interessant wäre außerdem, wie es bei anderen Umweltgiften aussieht – CO2 ist schließlich nicht alles.
Meine (ebenfalls nicht durch Fakten untermauerte) Vermutung ist, dass das Elektroauto im deutschen Strom-Mix hier besser abschneidet als klassische Fahrzeuge. Das gilt sicher nicht, wenn man den Autostrom ausschließlich aus Braunkohlekraftwerken bezieht, aber ganz bestimmt für Erdgaskraftwerke und möglicherweise für moderne Steinkohlekraftwerke. Was Atomkraftwerke betrifft, könnte man natürlich argumentieren, dass der übrig bleibende Müll schlimmer ist als alles, was fossile Energieerzeugung hervorbringen kann. Das hängt dann von der persönlichen Bewertung ab.

Fazit
Insgesamt kann man davon ausgehen, dass ein Elektroauto vom Umweltaspekt her Vorteile gegenüber einem Verbrennungsmotor hat. Der Unterschied ist aber nicht so groß, wie man aus dem Bauch heraus vermuten würde.
Gerade vollhybride Antriebskonzepte stoßen schon heute in ähnliche Regionen der Effizienz vor, wenn auch ein gewisser Abstand durchaus noch zu verzeichnen ist. Allerdings haben wir oben auch eine Familien-Limousine (Prius) mit Kleinstwagen verglichen. Ein kleiner, relativ leichter Diesel-Vollhybrid könnte durchaus in der Lage sein, Elektroautos im deutschen Strom-Mix den Rang abzulaufen. Vmtl. wäre das aber noch teurer als aktuelle Elektroautos.
Allerdings bleibt dem E-Auto-Nutzer natürlich immer die Option, Ökostrom zu beziehen. Der ist zwar auch nicht ohne Kohlendioxid-Ausstoß zu erzeugen, die Werte liegen aber um den Faktor 10 bis 20 unter denen des aktuellen Strom-Mixes (Quelle) und damit jenseits von allem, was mit Verbrennungsmotoren zu erreichen ist.

In letzter Zeit habe ich begonnen, mich intensiver mit dem Thema Elektromobilität zu beschäftigen. Grund: Ich hätte gern selbst ein Elektroauto. Sofern es einige grundsätzliche Voraussetzungen erfüllt. Und das ist gar nicht so einfach.
Als ersten Post zum Thema (es wird davon in naher Zukunft vermutlich weitere geben) hier ein Überblick zu einer der wichtigsten Fragen:

Ist ein Elektroauto überhaupt umweltfreundlich?
Das ist die große Frage, die sich mir als erstes stellte: Schließlich kommt der Strom zum Teil aus konventionellen Kraftwerken, die ja auch CO2 und andere Schadstoffe ausstoßen. All die folgenden Zahlen beziehen sich natürlich auf das konventionelle Strom-Mix. Mit Ökostrom liegt man immer weit besser als jeder Verbrenner oder Vollhybrid (siehe auch Fazit unten).
Hier gibt es eine aussagekräftige Übersicht zum Kohlendioxid-Ausstoß von Elektrofahrzeugen. Die Behauptung, dass heute erhältliche Elektroautos (die nicht gerade Sportwagen sind) zwischen 10 und 20 kWh auf 100km verbrauchen, ist korrekt, meist liegen sie sogar unter 15 kWh/100 km – zumindest bei den Klein- und Kleinstwagen, für die ich mich interessiere. Gerade bei den neuesten Modellen sind häufig sogar Verbräuche von unter 9 kWh/100 km nach NEFZ angegeben. Bei den meisten (wenn auch nicht allen) Herstellern hat es sich eingebürgert, den Verbrauch „ab Steckdose“ anzugeben, so dass Verluste durch die Akkus bereits inbegriffen sind.
Insofern kann man folgern, dass aktuelle Elektroautos im Strom-Mix in Sachen Kohlendioxid günstiger liegen als ein Toyota Prius.
Etwas vorsichtig muss man die Zahlen aber schon betrachten, denn sie beziehen sich auf das Jahr 2007. Damals gab es einerseits keinen Atomausstieg, andererseits aber auch einen wesentlich geringeren Anteil der erneuerbaren Energien am Strom-Mix. Tatsächlich hat sich der Kohlendioxid-Ausstoß im deutschen Strom-Mix von 605 g pro Kilowattstunde 2007 auf 563 g (erste Schätzung für 2010) reduziert (Quelle), der korrekte Wert läge also ein kleines Stückchen links vom hellblauen Balken, der für den Strom-Mix steht. Angesichts des Atomausstiegs wird der Wert aber vmtl. in den nächsten Jahren zunächst wieder ansteigen.
Außerdem hat der aktuelle Prius einen Kohlendioxidausstoß von unter 100 g, so dass reine Elektroautos mit einem Stromverbrauch von 20 kWh/100 km im Strom-Mix sogar schlechter abschneiden als dieses Hybridfahrzeug.
Meinen Diesel-Smart habe ich damals mit durchschnittlich 3,8 l/100 km gefahren, was knapp 100 g CO2/km entspricht, meinen Diesel-Polo mit 4,34 l/100 km, also etwa 114 g/km. Zumindest der Wert des Smart wird nicht von jedem Elektromobil unterboten, das sollte man bedenken.
Beim ADAC gibt es einen Vergleich zwischen E-Smart, Benziner und Diesel. Die Elektroversion schneidet im tatsächlichen Strom-Mix am besten ab, mit Steinkohle alleine wäre sogar der Benziner umweltfreundlicher (wenn man ausschließlich das Kohlendioxid betrachtet). Zu beachten: Der ADAC hat den durchschnittlichen Ausstoß pro kWh im Strom-Mix extrem hoch angesetzt (590 g/kWh), der E-Smart schneidet mit korrekten Werten eigentlich besser ab (68 g/km). Vmtl. wird der Wert von 12 kWh/100 km nach NEFZ ebenso unrealistisch sein wie die 3,3 l/100 km, von denen als Dieselverbrauch ausgegangen wird. Immerhin wurden aber beide nach der gleichen Methode erhoben.

Kritiker rechnen aber ganz anders: Sie gehen davon aus, dass Elektroautos zu zusätzlicher Stromnachfrage führen werden, die es unmöglich mache, die Dreckschleudern unter den Kraftwerken abzuschalten.
Insofern müsse für Elektroautos die schmutzigste Variante angenommen werden, weil eben die schmutzigsten Kraftwerke sonst früher abgeschaltet werden könnten – also Stromerzeugung mittels Braunkohle als Vergleichswert.
Ich halte diese Argumentation nicht für realistisch. Die Erfahrung zeigt, dass Kraftwerke mitnichten abgeschaltet werden, wenn Deutschland den Strom nicht benötigt – schließlich hat Deutschland immer Strom in großen Mengen exportiert. Das passiert nur, wenn sie unrentabel werden oder nicht mehr den gesetzlichen Emissionsvorschriften entsprechen und eine Umrüstung zu teuer käme (was wiederum nichts anderes als „unrentabel“ bedeutet).
Theoretisch könnte die Politik versucht sein, die Vorschriften wegen hoher Stromnachfrage weniger schnell zu verschärfen. Ich bezweifle aber, dass das so viel ausmacht, dass ein Ansetzen von Elektroautos mit Braunkohlewerten gerechtfertigt ist.
An einem anderen Punkt werden aber ein Stück weit Äpfel mit Birnen verglichen: Die Leistung aktueller Verbrennungsmotoren ist weit höher als die der Elektromotoren, mit denen sie hier verglichen werden. Häufig sind aktuelle (kleine) E-Autos mit einer Motorleistung von weniger als 20 kW (27,2 PS) ausgestattet, während Verbrennungsmotoren kaum noch unter 50 kW (68 PS) zu haben sind.
Andererseits sind auch die Fahrleistungen von Elektromotoren von ganz anderem Kaliber, speziell das Drehmoment ist sehr hoch und steht quasi ab 0 U/min zur Verfügung. Um eine gute Beschleunigung zu erreichen genügt beim Elektromotor also eine deutlich geringere Leistung. Trotzdem ist die Endgeschwindigkeit des Fahrzeugs mit dem stärkeren Verbrenner natürlich höher.
Natürlich muss man aber auch sagen, dass, ähnlich wie beim Verbrennungsmotor, höhere Leistung nicht direkt mit höherem Verbrauch gleichzusetzen ist. Bei konstant 50 km/h wird sich der Verbrauch eines 70-kW-Elektromotors kaum von dem eines Motors mit 18 kW unterscheiden.
Der hauptsächliche Unterschied liegt in der Verführung zu schnellerer Gangart und häufiger Nutzung der Bremse, statt die Motorbremse zu nutzen, die mittels Rekuperation wieder Strom in die Batterie zurückspeisen würde. Und natürlich in höheren Anforderungen an die Batterien, die größere Ströme liefern müssen und ggfs. stärker gekühlt werden müssen und/oder mehr Gewicht mitbringen.
So ist auch 56-kW-Motor des Opel Ampera mit einem Verbrauch von lediglich 12,2-14,08 kWh/100 km angegeben. (Er soll mit den 11 kWh Kapazität seiner Batterie ohne Nutzung des Range Extenders „bis zu“ 90 km weit kommen, was 12,2 kWh/100 km entsprechen würde; andererseits ist „für die ersten 100 km“ ein Verbrauch von 1,6 l/100 km als Benzinäquivalent angegeben, was 14,08 kWh/100 km entsprechen würde.)

Fraglich ist weiterhin, wie die Umweltbilanz der Elektroauto-Produktion aussieht, speziell natürlich bei den Akkus. Dazu habe ich nirgends wirklich belastbare Aussagen finden können.
Die Metallgewinnung für die verschiedenen Zelltypen ist sicher nicht unproblematisch, auch wenn Lithium-Batterien im Gegensatz zu den älteren nickel- und teilweise gar cadmiumhaltigen Vertretern nur relativ wenig giftige Inhaltsstoffe mitbringen.
Der gesamte Aufbau des Antriebsstrangs eines Elektroautos ist wesentlich unkomplizierter als beim Verbrenner, was die Produktion deutlich verschlankt und zu wesentlich geringerem Wartungsaufwand (inkl. Sondermüll z. B. durch Wegfall des Motoröls etc.) führt.
Schlicht ins Blaue vermutet ist meine Arbeitshypothese, dass sich im Gesamtbild keine großen Unterschiede in der Umweltbilanz der Fahrzeugproduktion und -wartung ergeben. Wenn jemand Fakten dazu hat, nehme ich sie gerne.
Interessant wäre außerdem, wie es bei anderen Umweltgiften aussieht – CO2 ist schließlich nicht alles.
Meine (ebenfalls nicht durch Fakten untermauerte) Vermutung ist, dass das Elektroauto im deutschen Strom-Mix hier besser abschneidet als klassische Fahrzeuge. Das gilt sicher nicht, wenn man den Autostrom ausschließlich aus Braunkohlekraftwerken bezieht, aber ganz bestimmt für Erdgaskraftwerke und möglicherweise für moderne Steinkohlekraftwerke. Was Atomkraftwerke betrifft, könnte man natürlich argumentieren, dass der übrig bleibende Müll schlimmer ist als alles, was fossile Energieerzeugung hervorbringen kann. Das hängt dann von der persönlichen Bewertung ab.

Fazit
Insgesamt kann man davon ausgehen, dass ein Elektroauto vom Umweltaspekt her Vorteile gegenüber einem Verbrennungsmotor hat. Der Unterschied ist aber nicht so groß, wie man aus dem Bauch heraus vermuten würde.
Gerade vollhybride Antriebskonzepte stoßen schon heute in ähnliche Regionen der Effizienz vor, wenn auch ein gewisser Abstand durchaus noch zu verzeichnen ist. Allerdings haben wir oben auch eine Familien-Limousine (Prius) mit Kleinstwagen verglichen. Ein kleiner, relativ leichter Diesel-Vollhybrid könnte durchaus in der Lage sein, Elektroautos im deutschen Strom-Mix den Rang abzulaufen. Vmtl. wäre das aber noch teurer als aktuelle Elektroautos.
Allerdings bleibt dem E-Auto-Nutzer natürlich immer die Option, Ökostrom zu beziehen. Der ist zwar auch nicht ohne Kohlendioxid-Ausstoß zu erzeugen, die Werte liegen aber um den Faktor 10 bis 20 unter denen des aktuellen Strom-Mixes (Quelle) und damit jenseits von allem, was mit Verbrennungsmotoren zu erreichen ist.

Ist ein Elektroauto wirklich umweltfreundlich?