E-Mobilität

Hier findet Ihr die Antworten inkl. Erläuterungen und Quellenangaben:

Frage 1: Wie stark müssten wir die Verkehrs-Emissionen zur Erreichung des Pariser Klimaschutzabkommens reduzieren?

Antwort: Das Pariser Abkommen formuliert erstmals das Ziel, dass die Nationen in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts nur noch "Netto-Null-Emissionen" emittieren. Der Ausstoß von Treibhausgaben wäre dann nur erlaubt, wenn entsprechende biologische und technische Senken rein rechnerisch die Emissionen ausgleichen. Insofern müssten die Verkehrsemissionen weitestgehend auf Null gesenkt werden. Quelle: UBA-Texte 45/2017 Klimaschutz im Verkehr: Neuer Handlungsbedarf nach dem Pariser Klimaschutzabkommen. Teilbericht des Projekts „Klimaschutzbeitrag des Verkehrs 2050“)

Frage 2: Welches Auto hat die beste Klimabilanz?

Antwort: Zugegeben, diese Frage war ein wenig tricky. Aber wir wollten deutlich machen, dass die Verkehrs- bzw. Mobilitätswende deutlich mehr bedeutet als nur eine neue Antriebstechnik für PKWs. Es erfordert vielmehr eine neue Mobilitätskultur und ein Umdenken im Mobilitätsverhalten der Menschen. Die ersten 5 Kilometer gehören dem Rad und lange Strecken der Bahn. Zudem sind neue Mobilitätsformen mit einem weitest gehenden Verzicht auf das eigene Auto notwendig.

Frage 3: Wer hat die bessere CO2-Bilanz - das Auto oder die Verbrenner (Diesel, Benzin)? Welche Aussagen stimmen?

Antwort: Zu diesem Thema gibt es diverse Studien und Gegenstudien. Von der Mobilitätswende sind viele Akteure betroffen, die alle unterschiedliche Interessen verfolgen. Von daher ist es immer ratsam, zu schauen, wer welche Studie unterstützt bzw. finanziert hat. Wie das Einführungsvideo von Prof. Quatsching bereits gezeigt hat, mussten bereits einige Studien korrigiert werden. Bei der Gesamtbetrachtung muss berücksichtigt werden, dass bei der Produktion des Elektroautos ein größerer CO₂-Rucksack entsteht. Schuld daran ist die energieaufwendige Produktion der Batteriezellen. Im Fahrbetrieb baut das Elektroauto den Rucksack ab – je sauberer der Betriebsstrom hergestellt wird, umso schneller. Eine ADAC-Studie ergibt, dass der CO₂-Nachteil von Batterieautos ab Fahrleistungen von 50.000 bis 100.000 Kilometern ausgeglichen wird - abhängig u.a. vom Fahrzeugtyp. Der ADAC war anfänglich bekanntlich eher kritisch gegenüber der E-Mobilität eingestellt. Eine neuere Studie der Technischen Universität Einhoven geht sogar nur noch von 11.000 und 30.000 Kilometer aus. Die Studie von der Grünen-Bundestagsfraktion in Auftrag gegeben wurde.

Frage 4: E-Autos oder doch Wasserstoff? Was ist effizienter? Welche Aussagen stimmen?

Antwort: Wasserstoff erlebt derzeit einen Hype. Auch in diesem Zusammenhang lohnt ein Blick auf die Akteure und deren Interessen. Grundsätzlich ist der Einsatz von Wasserstoff sicherlich sinnvoll im stationären Einsatz (z.B. direkt in der Stahlverhüttung als Ersatz für Kohle), für Langstrecken (Hochseeschifffahrt, Flugzeuge, etc.) oder für die Rückverstromung. Gegen Wasserstoff im Auto spricht hingegen der schlechte Wirkungsgrad. Während ein Elektro-Auto mit Akku-Technik dazu in der Lage ist, über 75 Prozent der elektrischen Energie, die in einer Windkraft- oder Photovoltaik-Anlage erzeugt worden ist, in Vortrieb umzusetzen, bleiben bei der Kette vom Strom über die Wasserstofferzeugung per Elektrolyse, die Kompression (oder Kühlung), den Transport, die Tankanlage, die Brennstoffzelle und den Puffer-Akku im Auto nur gut 25 bis 30 Prozent der Energie übrig. Das bedeutet, dass für Wasserstoffmobilität pro Kilometer mehr als die dreifache Strom-Menge notwendig ist, also auch dreimal so viele Windkraft- oder Solaranlagen gebaut werden müssten. Dies wird sich so schnell auch nicht ändern, da die Entwicklung der Akkus viel schneller voranschreitet als die der Brennstoffzellen (Quelle: Beitrag "Warten auf das Wasserstoff-Auto: Darum hat die Technik keine Chance gegen Akkus" auf eFahrer.chip). Das Problem veranschaulicht auch die folgende Grafik, die auf der Seite "Was ist effizienter: Wasserstoff oder Batterie? Bis auf Weiteres ein klarer Fall" der Volkswagen AG veröffentlicht wurde.

Frage 5: Batterien - die schmutzige Seite der E-Mobilität! Welche Aussagen sind richtig?

Antwort: Wie in dem Einführungsvideo von Prof. Quatsching erwähnt, führt die E-Mobilität zu einer Diskussion der Ressourcengerechtigkeit, die nur zu begrüßen ist. So ist z.B. Kinderarbeit auf Kakoa-Plantagen ebenso zu verurteilen wie die menschenunwürdigen Arbeitsbedingungen (inkl. Kinderarbeit) in den Kobalt-Mienen. Dass Kobalt auch in vielen anderen Produkten des täglichen Lebens enthalten ist, darf nicht als Rechtfertigung für die E-Mobilität gelten. Hier gilt es, möglichst faire Bedingungen entlang der gesamte Wertschöpfungskette zu gewährleisten und Alternativen zu entwickeln. An der Entwicklung einer neuen kobaltfreien Lithium-Ionen-Batterietechnologie wird derzeit weltweit gearbeitet. Auch der erwartete Million-Meilen-Akku des Elektroauto-Pioniers Tesla, den CEO Elon Musk inzwischen bereits mehrfach angekündigt hat, soll ohne Kobalt auskommen. Spotlight Automotive, ein Joint Venture von BMW, Mini und dem chinesischen Autobauer Great Wall, plant scheinbar ebenfalls, unter dem Dach der Marke Mini ein Elektroauto auf den Markt zu bringen, dessen Batterie ganz ohne Kobalt auskommen soll (Quelle: Beitrag "Elektroautos: Europas neuer Super-Akku wird billiger und kobaltfreit" auf e-Fahrer.chip)

Batterien von Elektroautos sind korrekterweise als "Sondermüll" zu bezeichnen – genauso wie alle kleinen Elektrogeräte und vieles mehr aus dem täglichen Leben. Laut Batteriegesetz müssen Hersteller bzw. Batterieverkäufer diese zurücknehmen und gemäß dem Stand der Technik behandeln und stofflich verwerten. Technologisch gesehen sind Recyclingverfahren für Lithium-Ionen-Antriebsbatterien bereits heute möglich und verfügbar. Durch Recycling können aus den Antriebsbatterien bis zu 95 Prozent der relevanten Funktionsmaterialen Kobalt, Nickel und Kupfer zurückgewonnen werden. Auch ist die Rückgewinnung von Lithium möglich, aber aufgrund günstiger Rohstoffpreise derzeit noch unwirtschaftlich (Quelle: ADAC-Seite "Pro und Contra: Faktoren zur Elektromobilität"). Dies wird sich sicherlich zukünftig ändern. Die E-Mobilität wird zu einer erhöhten Nachfrage und somit zu erhöhten Rohstoffpreisen führen. Recycling wäre plötzlich wirtschaftlich.

Frage 6: Akkus - die Achillesferse der E-Mobilität! Welche Aussagen sind richtig?

Antwort: Die Reichweite ist ein zum Teil emotionales Thema. Um das Thema objektiver zu betrachtet, lohnt ein Blick auf die statistischen Daten (Studie Mobilität in Deutschland des Bundesministeriums für Verkehr 2017). Diese beschreiben das durchschnittliche Mobilitätsverhalten pro Person in Deutschland. Hiernach lag die durchschnittliche Wegelänge bei 12 Kilometern in 2017, die insgesamt zurückgelegte Tagesstrecke pro Person bei 39 Kilometern. 57 Prozent aller Wege und 75 Prozent aller Personenkilometer werden mit dem Auto zurückgelegt, der größte Anteil davon als Fahrer.

Nach Untersuchungen in deutschen Großstädten führen 40-50 % der Autofahrten über eine Strecke von weniger als fünf Kilometer Länge. Sie liegen damit in einem Entfernungsbereich, in dem das Fahrrad sogar das schnellste Verkehrsmittel ist (Veröffentlichung des Umweltbundesamtes "Radverkehr"). Langstrecken stellen eher einen geringen Anteil dar. Nun haben wir bereits gelernt, dass bei einer Mobilitätswende der folgende Grundsatz gelten sollte: die ersten 5 Kilometer gehören dem Rad und lange Strecken der Bahn.

Unabhängig hiervon besteht natürlich der Bedarf, auch mal eine längere Strecke (z.B. für die Fahrt in den Urlaubsort) zurücklegen zu können. Aber auch hier stellt sich die Frage, ob hierfür eine Reichweite von z.B. 800 - 900 km notwendig ist. Derartige Strecken sollten grundsätzlich nie ohne Pause zurückgelegt werden. Kurze Pausen zum Essen, Beine vertreten etc. könnten doch sehr einfach mit einem Ladevorgang kombiniert werden. Also, welche Reichweite ist wirklich notwendig? Und was gilt für den Zweitwagen (sofern dieser unbedingt notwendig sein sollte)? Der ADAC hält eine Reichweite von 200 bis 300 km daher für alltagstauglich.

300 km Reichweite sind inzwischen Standard bei E-Autos - einige erreichen sogar über 500 km. Da immer mehr Elektroautos mit realen Reichweiten von 300 bis 400 Kilometern und Schnellladeleistungen von bis zu 150 kW auf den Markt kommen und gleichzeitig das Schnellladenetz wächst, können auch längere Strecken immer besser mit Elektroautos zurückgelegt werden. Reichweiten von bis zu 1.000 km sind zwar angekündigt, aber aus Gründen der Energie-Effizienz wenig sinnvoll. Zu bevorzugen wären kleinere und somit leichtere Akkus. Und schließlich sind auch die ultraschnellen Ladestationen, die ein E-Fahrzeug innerhalb von wenigen Minuten aufladen, kritisch zu sehen. Nicht zuletzt, weil die starken Ladekabel aufwendig gekühlt werden müssen. Und das deutet auf ein weiteres Problem der immer höheren Ladeleistungen hin: Denn je mehr diese steigen, desto größer werden die Ladeverluste (Quelle: Focus-Beitrag "E-Autos bald in wenigen Minuten voll - doch der Lade-Boom hat Schattenseiten")

Frage 7: E-Mobilität: für die Bürger zu teuer? Welche Aussagen sind richtig?

Antwort: Laut einer ADAC-Studie rechnen sich E-Autos immer häufiger. Zu sinkenden Grundpreisen kommt die erhöhte Kaufprämie für Elektroautos hinzu. Je nach Modell gibt es bis zu 9.000 Euro teils vom Staat und teils vom Hersteller geschenkt. Zudem haben E-Autos deutlich niedrigere Wartungs- und Energiekosten. Zu einer ähnlichen Einschätzung kommt eine von den Grünen in Auftrag gegebenen Studie. Demnach spart der Käufer eines VW e-Golf gegenüber dem eines Benziners (1.5 TSI) nach fünf Jahren 6.360 Euro - gerechnet auf eine jährliche Fahrleistung von 15.000 Kilometern. Die Gründe dafür finden sich vor allem bei geringeren Fixkosten, geringeren Werkstattkosten und der geringeren Kraftstoffbesteuerung. Beim BMW i3s sind es im Vergleich zum BMW 2er 720 Euro, beim Hyundai IONIQ im Vergleich zum Hyundai i30 3.480 Euro.

Durch die erhöhte Nachfrage nach E-Autos werden zukünftig auch die Anschaffungskosten aufgrund der höheren Stückzahlen (Serien-/Massenproduktion) deutlich sinken. Beim neuen Dacia Sping Electric soll der Basispreis nach Abzug der Umweltprämie auf unter 10.000 EUR fallen (Beitrag Auto Motor Sport "Billigstes E-Auto Europas kostet rund 10.000 Euro"). Zudem ist damit zu rechnen, dass zukünftig auch verstärkt günstige Modelle aus China angeboten werden.

Das Elektroauto mit dem Strom der eigenen Photovoltaik-Anlage (PV-Anlage) zu laden, ist zudem eine lohnende Sache. Immerhin kann eine PV-Anlage mit einer Leistung von 5 kWp jährlich bis zu 5.000 kWh (Kilowattstunden) Strom liefern. Liegt der Energieverbrauch des Elektroautos bei 17 kWh/100 km, könnten rein theoretisch fast 2.500 km im Monat mit eigenem Strom gefahren werden. Aufgrund der sinkenden Einspeisevergütung und steigender Stromkosten gewinnt der Eigenverbrauch von PV-Strom zunehmend an Bedeutung. Statt den selbstproduzierten Strom zu niedrigen Gewinnen weiterzuverkaufen (EEG-Vergütung), sollte so viel Strom wie möglich selbst verbraucht bzw. zwischengespeichert werden. Die Einsparung für jede selbstverbrauchte Kilowattstunde beträgt schon heute bis zu 18 ct., da kein teurer Strom aus dem Stromnetz bezogen (26-30 ct/kWh) werden muss (Quelle: Beitrag Mobilityhouse "Laden Sie Ihr Elektroauto mit eigenem PV-Strom und fahren Sie 100% emissionsfrei"). Diese Einschätzung wird u.a. auch durch den eFahrer.Chip-Beitrag "Strom für 1.300 EUR: So viel Geld lässt sich mit Sonnen-Strom sparen" gestützt. Hiernach erlaubt die eigene Photovoltaikanlage in Verbindung mit intelligenter Ladetechnik es Hausbesitzerinnen und Hausbesitzern, günstigen grünen Strom für unter 10 Ct je kWh auf dem eigenen Hausdach zu produzieren, ins Auto zu laden und so den steigenden Stromkosten aus dem Weg zu gehen. Elektroautofahrer können dadurch im Jahr zwischen 450 Euro und 900 Euro an Stromkosten einsparen – eine Differenz von 69 Prozent.

Diese zusätzliche, relativ einfache Einkommensmöglichkeit für private Haushalte bieten weder die Verbrenner (Diesel, Benzin) noch die Wasserstofftechnologie, da z.B. Wasserstoff erst über Elektrolyse aufwändig und kostenintensiv hergestellt werden muss.

Frage 8: E-Mobilität: Grüner Strom, Stromnetz & Lithium? Welche Aussagen sind richtig?

Antwort: In einem Simulationsmodell für das Umweltbundesamt hat Consideo die Frage beantwortet, ob genug Lithium für eine Batterie-elektrische Mobilität (BEM) von nicht nur PKW, sondern auch LKW, Bussen, Kurzstreckenflugzeugen und -schiffen vorhanden wäre. Szenarien erlauben dabei die Zahl der Fahrzeuge, die Technologie der Batterien (Größe, Effizienz), die Bedarfe anderer Anwendungen und auch die Vorkommen von Lithium zu variieren. Das Basis-Szenario untersucht die heutige Technologie und die gängigen Vorhersagen zum globalen Fahrzeugbestand (PKWs von heute 1Mrd. auf 1,5Mrd. in 2060). Demnach würden in 50 Jahren die Lithiumvorräte zur Neige gehen. Das heißt aber auch, dass mit kleineren Akkus, mit absehbar doppelter Effizienz, mit hohem Recycling und bei auch aus anderen Gründen sinnvoll kleineren Fahrzeugbeständen Lithiumvorräte offenbar nicht erschöpfen.

Gefährdet die E-Mobilität das Stromnetz? Punktuell müssten stärkere Leitungen verlegt, möglicherweise auch neue Transformatoren installiert werden. Entscheidend ist jedoch ein intelligentes Lademanagement: Es verhindert, dass zu viele E-Fahrzeuge gleichzeitig in einer Straße geladen werden und das lokale Netz überlasten. Eine solchermaßen „kluge“ Steuerung der Ladevorgänge verringert den Netzausbaubedarf. Von einer Gefährdung des Stromnetzes ist somit nicht auszugehen. Die E-Mobilität kann vielmehr auch zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen: Akkus in E-Fahrzeugen, die nicht mehr die volle Leistung zum Fahren bringen, können als stationäre Energiespeicher genutzt werden. Zudem können die E-Autos selbst die für die Energiewende benötigte Flexibilität im Energiesystem schaffen und es stützen. In kritischen Netzsituationen etwa, zum Beispiel im Falle eines großen Ungleichgewichts zwischen Erzeugung und Verbrauch, könnten Netzbetreiber Ladestationen für E-Fahrzeuge steuern und so dazu beitragen, das Stromnetz stabil zu halten. Es ist auch möglich, überschüssige Energie in den Batterien der E-Fahrzeuge zwischenzuspeichern und sie bei Bedarf wieder ins Stromnetz einzuspeisen (Quelle: VDE/FNN-Beitrag "Das Stromnetz der Zukunft"). Und schließlich muss noch ein weiterer Mythos aufgeklärt werden: dass viele E-Autos zur gleichen Zeit an die Ladestationen angeschlossen und ohne Koordination mit ihrer vollen Ladeleistung geladen und somit das Stromnetz gefährden werden, ist äußerst unwahrscheinlich.

Experten rechnen vor, dass, selbst wenn alle heute angemeldeten Autos auf Elektroantrieb umstellen würden, insgesamt nur etwa 15 bis 20 Prozent des aktuell erzeugten Stroms benötigt werden würden. Da diese Umstellung aber ohnehin nicht von heute auf morgen passiert, gibt es eine ausreichend lange Übergangszeit, damit sich die Energiewirtschaft auf einen veränderten Bedarf einstellen kann. Zudem nutzt Deutschland aktuell ohnehin nicht den gesamten Strom, der hierzulande produziert wird, sondern verkauft viel davon ins Ausland. Der aktuelle Überschuss könnte alleine ca. 50 % des zusätzlichen Bedarfs decken (Quelle: EnBW-Beitrag "Ist das Stromnetz den E-Autos gewachsen?").

Zudem besteht schon heute ein hoher Anteil an "Geisterstrom". Im ersten Quartal 2019 wurden z.B. rund fünf Prozent der deutschen Windstromproduktion abgeregelt, um einen Blackout zu vermeiden. Diese "still-gelegten" Windkraft-Anlagen durften demnach keinen Strom produzieren. Dennoch erhielten die Betreiber den vollen Preis erstattet. Mit den nicht produzierten 3,2 Milliarden Kilowattstunden hätte man vieles bewegen können, rechnet der BDEW mit Bedauern vor: „Rund sechs Millionen E-Autos könnten damit ein Vierteljahr lang fahren.“ Das seien in etwa so viele Pkw, wie derzeit in Schleswig-Holstein und Niedersachsen zusammen gemeldet sind (Quelle: Welt-Beitrag "Der „Geisterstrom“ offenbart den Irrsinn der Energiewende").