Wien – Je größer das Fahrzeug, desto mehr Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen) und Energieverbrauch. Dieser Grundsatz gilt auch für Elektroautos – auch, weil mit dem Fahrzeuggewicht die Batteriekapazität steigt. Der mit einem Leergewicht ab 1,6 Tonnen deutlich schwerere Oberklasse-Pkw will schließlich bewegt werden. Allein in der Fahrzeugproduktion verursacht die Elektro-Limousine fast doppelt so hohe CO2-Emissionen wie ein Kleinwagen, ein Drittel davon entfällt auf die Akkuherstellung. Wer also seinen CO2-Fußabdruck senken will, sollte bei der Wahl des Fahrzeugs beginnen.

Zu diesem Schluss kommt das Umweltbundesamt (UBA) in seiner Studie "Die Ökobilanz von Personenkraftwagen". Der Trend zum SUV, der in den nächsten Jahren ungebrochen anhalten dürfte, könnte den erhofften positiven Effekt von E-Autos somit konterkarieren, zumal die Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge deutlich schwerer sind und alles andere als sparsam. Sie führen neben der schweren Batterie auch alle Zutaten eines Verbrennungsmotors mit sich herum.

Stromer der gehobenen Preisklasse

Auf der Automesse IAA Mobility, die diese Woche beginnt, geht es vorgeblich um leistbare Elektrokleinwagen für den Stadtverkehr. Tatsächlich stehen allerdings Stromer der gehobeneren Preisklasse wie Elektro-SUVs und leistungsstarke E-Sportwagen im Rampenlicht. Mit ihnen verdienen Hersteller – dank staatlicher Förderungen – das Geld, um E-Neuentwicklungen zu finanzieren.

Aber nicht nur Fahrzeuggröße und Hubraum entscheiden, eine tragende Rolle bei der Ökobilanz spielt die in der Produktion verwendete Energie. Der größte Hebel für die Vermeidung von THG-Emissionen in der Akkuherstellung liegt demnach im Energiemix, während die chemische Zusammensetzung der Transaktionsbatterie aufgrund der geringen Rohstoffmengen nur eine untergeordnete Rolle spiele, heißt es in der Studie. Wird die Batteriefabrik mehrheitlich mit fossiler Energie befeuert, verdoppeln sich die THG-Emissionen auf fast 95 kg CO2-Äquivalente je Kilowattstunde (kWh) Akkukapazität. Je besser die Produktionsanlagen ausgelastet sind, desto niedriger sind die Emissionen je kWh – auch bei Einsatz von nicht-erneuerbarer Energie. Es gibt also noch beträchtliches Verbesserungspotenzial, das sich mit steigendem Absatz von E-Autos einstellen sollte.

Luft nach oben haben hinsichtlich THG-Ausstoß Hybrid-Pkw insbesondere die staatlich geförderten benzinbetriebenen Plug-in-Hybrid (PEHV). Sie haben beide Welten an Bord, also Otto- und Elektromotor plus Batterie, und damit ein höheres Fahrzeuggewicht, mit dem höherer Spritverbrauch einhergeht. Den Berechnungen über den Lebenszyklus zugrunde gelegt wurde eine Laufleistung von 15.000 Kilometern pro Jahr und 15 Jahre Lebensdauer – ergibt eine Lebensfahrleistung von 225.000 km, durch die die Lebenszyklusemissionen dividiert werden.

Im Fahrbetrieb geht's richtig los

Das Ergebnis: Einen Vorsprung in der Ökobilanz erfahren reine Stromer erst nach der Herstellung. Denn Batterie Electric Vehicles (BEV) brauchen in der Erzeugung mehr Energie. Zwar fallen beim E-Auto Montage und Zusammensetzung von Otto- und Dieselmotoren sowie deren Abgassystemen weg, aber die Akkuherstellung egalisiert diesen Vorsprung.

So kommt nach UBA-Berechnungen bei der Produktion von Pkw mit Verbrenner ein Emissionsfaktor von 7,2 kg CO2-Äquivalenten pro Kilo Fahrzeuggewicht heraus, während das BEV-Grundfahrzeug mit 6,2 kg CO2-Äquivalenten zu Buche schlägt. Sofern die Fahrzeuge in Europa hergestellt werden und der Energie für Stahl- und Kunststoffproduktion sowie der Prozessenergie ein europäischer Strommix zugrunde liegt. Diesen Vorsprung in der Herstellung vermag der klassische Pkw mit Verbrennungsmotor über seine Lebensdauer (15 Jahre und 15.000 Kilometer Laufleistung pro Jahr) nicht aufzuholen. Denn bei den THG-Emissionen je Fahrzeugkilometer sind Elektroautos uneinholbar.

Am schlechtesten steigt im Vergleich in der Kompaktklasse II mit mehr als 250 Gramm CO2-Äquivalente je Kfz-Kilometer der Benziner aus, er kommt auf dreimal so hohe Emissionen wie das BEV. Kaum besser rangiert der benzinbetriebene Plug-in-Hybrid mit ebenfalls mehr als 200 Gramm CO2 pro km. Der klassische Diesel-Pkw und seine Hybrid-Varianten sind kaum besser als die Benziner.

Recycling spart Kosten und Energie

Ein wenig ließe sich der Emissionsfaktor in der Autoproduktion übrigens drücken, würde Basismaterial wie Stahl, Aluminium, Eisen und Kunststoff durch Sekundärmaterial (Recycling von Altmetallen) ersetzt und der Strom käme zur Gänze aus erneuerbaren Quellen. Damit ließe sich der Emissionsfaktor pro Kilo Grundfahrzeug auf rund drei kg CO2-Äquivalente drücken. Wird hingegen Strom aus Kohle oder Gas verwendet, erhöhte sich der Emissionsfaktor auf bis zu 8,5 kg CO2.

Eine beträchtliche Schwankungsbreite gibt es laut UBA-Berechnungen auch bei E-Autos. Diese liegt zwischen 2,7 und 7,0 kg CO2-Äquivalenten je Kilo Pkw – dabei ist die Herstellung des Akkus, des Elektromotors, der Brennstoffzelle oder des Wasserstoffspeichers noch gar nicht eingerechnet. Der Elektromotor besteht meist aus Aluminium, Kupfer, Stahl und einen Neodym-Eisen-Bor-Magnet und bringt im Schnitt 4,5 kg CO2-Äquivalente auf die Waage, die je nach Stromzusammensetzung am Produktionsort auch etwas höher (in China, Japan und Südkorea) ausfallen können. Der Berechnung zugrunde liegt ein Elektromotor mit hundert Kilowatt Leistung und einem Gesamtgewicht von etwas mehr als 50 kg (450 kg an THG-Emissionen). Nicht zu vergessen die Litium-Ionen-Akkus, für die von Erz über Bauxit bis zur Montage des Akkupacks an die 20 Werkstoffe notwendig sind, die unterschiedlichste Prozesse durchlaufen. Je Kilowattstunde Akkukapazität werden rund 330 kWh Primärenergie verbraucht, davon zwei Drittel Strom und ein Drittel Prozesswärme. (Luise Ungerboeck, 6.9.2021)