Das E-Auto gewinnt

Ein Auto mit batterieelektrischem Antrieb gilt als umweltfreundlich. Doch wie sieht die Klimabilanz im Detail aus? Und was ist mit Alternativen wie Brennstoffzelle oder synthetischen Kraftstoffen?

Das Fraunhofer-ISI hat dazu im Auftrag der Expertenkommission Forschung und Innovation eine Studie erstellt. Berücksichtigt werden für einen angenommenen Fahrzeugkauf im Jahr 2030 alle Emissionen, die während der Produktions-, Nutzungs- und Entsorgungsphase anfallen. Behandelt werden zudem Luftschadstoffe und die benötigten Materialien wie Lithium, Mangan oder Kobalt.

Um es vorwegzunehmen: Bei einer Fahrleistung von 187.500 Kilometern und einer Nutzungsdauer von 15 Jahren hat der batterieelektrische Antrieb die Nase vorn. Setzt man die Betankung mit reinem Ökostrom voraus, kann das E Auto die Treibhausgase im Vergleich zu einem konventionellen Benziner um 63 Prozent reduzieren. Bei der Brennstoffzelle sind es 57 Prozent. Mit synthetischen Kraftstoffen ließen sich sogar 66 Prozent klimaschädlicher Emissionen einsparen. Voraussetzung ist auch hier, dass der benötigte Strom ausschließlich aus regenerativen Quellen stammt.

Die Bilanz des batterieelektrischen Antriebs ist aber keineswegs makellos. So benötigt der Akku trotz inzwischen verbesserter Zellchemie eine Menge kritischer Rohmaterialien wie Lithium oder Kobalt, deren Abbau umweltschädlich sein kann. Zudem hat er hinsichtlich der Einhaltung von Menschenrechten – Stichwort Kinderarbeit – Makel.

Nach einer Berechnung der Beratungsfirma Benchmark Material benötigt der geplante Cybertruck von Tesla mit der größten Batterie pro Fahrzeug 140 Kilogramm Lithium, 180 Kilogramm Nickel und 23 Kilogramm Kobalt (siehe Grafik im Datencenter). Für den Abbau müssen viele Tausend Tonnen Erde bewegt werden. Beim Lithium wird viel Wasser für die Gewinnung gebraucht. Bei der Brennstoffzelle kommt Platin in größeren Mengen zum Einsatz, welches ebenfalls hohe Umweltlasten beim Abbau mit sich bringt. Für alle Antriebe wird Kupfer etwa für Kabel benötigt. Vor allem asiatische Batteriezellfertiger haben sich Zugriff auf einen Großteil der Ressourcen gesichert. Dies birgt die Gefahr geopolitischer Konflikte bei Knappheit.

Die Studie sieht eine Lösung in der konsequenten Reduzierung oder gänzlichen Vermeidung dieser Materialien. So kommen heutige Lithium-Ionen-Batterien mit Nickel, Kobalt und Mangan (NCM) bereits mit einem Verhältnis von 8:1:1 aus, während es früher 6:2:2 betrug. Damit lassen sich erhebliche Mengen einsparen. Noch umweltfreundlicher sind Batterien auf Basis von Eisenphosphat (LFP), die unter anderem auf Kobalt, Nickel und Mangan gänzlich verzichten können.

Am Ende lassen die Fachautoren keine Zweifel aufkommen: „Die gesetzten politischen Klimaschutzziele für den Verkehr in Deutschland erfordern ein sehr schnelles Handeln. Dies wird überwiegend durch einen Antriebswechsel auf die batterieelektrische Mobilität in Deutschland bis 2030 und darüber hinaus erreicht werden können.” Der Marktdurchdringung seien aber durch den Aufbau der Ladeinfrastruktur oder der Entwicklung neuer Modelle Grenzen gesetzt. In Kauf genommen wird, dass auch 2030 die Kosten für ein E Auto über den Lebenszyklus hinweg höher liegen als bei Fahrzeugen mit Benzin oder Diesel. Die Brennstoffzelle könne nach 2030 als Ergänzung eine Rolle spielen.

Zwar führt auch der Einsatz von E-Fuels in einem Verbrennungsmotor zu weniger Treibhausgasen. Allerdings sind andere Luftschadstoffe wie Feinstaub oder Stickoxide hier deutlich stärker vertreten. Größtes Hemmnis für den flächendeckenden Einsatz sind aber die bislang fehlenden Produktionskapazitäten des benötigten grünen Wasserstoffs, die zudem sehr kostenintensiv seien. „Wie bei der Biomasse stellt sich die Frage, ob E-Fuels nicht eher in anderen Anwendungsbereichen dringender zur Defossilierung benötigt werden.” Dazu zählt etwa die Luftfahrt.

Dieser Text stammt aus der Automobilwoche-Edition "Sustainability". Mehr erfahren

Aus dem Datencenter:

Rohstoffverbrauch nach ausgewählten Modellen und Batterien