SBB Green Class: Wie ökologisch ist mein Elektroauto wirklich?

Als SBB Green Class Ambassador mit Elektroauto verfolge ich die Berichterstattung von Elektromobilität besonders aufmerksam. Rainer Zah erklärt, wie ökologisch mein BMW i3 tatsächlich ist. Er ist Ökobilanzexperte und Autor der Studie «Chancen und Risiken der Elektromobilität für die Schweiz».

SBB Green Class E-Car: Wie ökologisch ist mein Elektroauto wirklich?
SBB Green Class E-Car: Wie ökologisch ist mein Elektroauto wirklich?

Die Ökobilanz als faire Messlatte

Im Vorfeld zum Gespräch habe ich mich in die Materie eingelesen und eines wurde rasch klar: Um einen fairen Vergleich mit Benzinautos zu machen, muss die Umweltbelastung während des gesamten Lebenszyklus eines Elektrofahrzeugs in die Waage gelegt werden. Eine ganzheitliche Sicht beginnt bei der Herstellung der Batterie und hört bei der Entsorgung auf.

Die sogenannte Ökobilanz beinhaltet zudem den Stromverbrauch während der ganzen Nutzungsdauer des Autos. Falls nur der Verbrauch angeschaut wird, ist das Elektroauto dem Benziner bereits an der Startlinie überlegen. Denn der produzierte Russ von konventionellen Autos ist eine enorme Belastung für unsere Gesundheit.

Herr Zah, welche Rolle spielt die Stromherstellung in der Berechnung der Ökobilanz?

Herr Zah: Dies kommt sehr auf die eingesetzte Stromquelle an. In Deutschland hat der Strom immer noch einen hohen Anteil an Kohlestrom. Dort ist dann auch die Stromherstellung der wichtigste Faktor bei den Treibhausgasemissionen über den gesamten Lebenszyklus. In der Schweiz dagegen macht die Stromherstellung nur ca. 15 Prozent aus. Grundsätzlich macht Elektromobilität aus Umweltsicht nur Sinn, wenn erneuerbarer Strom verwendet wird. Dann wird die Ökobilanz von der Fahrzeugherstellung dominiert.

Zahlreiche Autohersteller haben angekündigt, in Zukunft nur noch Elektroautos herzustellen. Kann die Schweiz den benötigten Strom überhaupt nachhaltig herstellen?

Herr Zah: Gute Frage! In den Medien konnte man in letzter Zeit häufig lesen, dass der Durchbruch der Elektromobilität zu einem massiv höheren Stromverbrauch führen wird, wodurch die Umsetzung der Energiestrategie gefährdet sei. Ich denke, hier ist es wichtig, nicht zu eng zu denken. Klar führt Elektromobilität zu mehr Stromverbrauch – gleichzeitig fällt aber der Verbrauch von fossilen Treibstoffen weg. Generell hat Strom gegenüber fossilen Treibstoffen viele Vorteile: er kann lokal in der Schweiz und in Europa hergestellt werden und ist dank Wind, Sonne oder Wasserkraft kostengünstig und effizient.

Dagegen ist die Herstellung von erneuerbaren Treibstoffen teuer, energetisch ineffizient und kann zu Problemverschiebungen führen. Ähnliches haben wir bei der Nahrungsmittelkonkurrenz der ersten Generation von Biotreibstoffen gesehen (Palmöl-Biodiesel, Zuckerrohr-Ethanol). Der Hauptnachteil von Strom ist sicher der aufwendige Transport und die Speicherung. Hier gibt es in der Schweiz viel an innovativer Forschung und wir werden sicher in den nächsten Jahren ganz neue Lösungsansätze sehen.

Ich habe gehört, dass Elektroautos über den gesamten Lebenszyklus effizienter sind in der Energienutzung. Trifft das zu?

Herr Zah: Dies stimmt. Der Wirkungsgrad bei einem Elektrofahrzeug von der «getankten» Energie bis zur Bewegung des Fahrzeugs beträgt 70 bis 80 Prozent. Bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor beträgt dieser «tank-to-wheel»-Wirkungsgrad zwischen 15 Prozent (bei Stadtverkehr) bis maximal 30 Prozent (gleichmässiger Überlandverkehr). Die Ursachen dafür liegen in der Thermodynamik des Verbrennungsmotors, der einen Grossteil der chemischen Energie des Treibstoffs in Wärme umwandelt. Je nach Drehzahl und Last hat der Verbrennungsmotor ja einen sehr unterschiedlichen Wirkungsgrad. Dies bedeutet eben auch, dass wir weniger als die Hälfte an Strom brauchen, um die energetisch gleiche Menge an fossilen Treibstoffen zu ersetzen.

Ein kleiner «Vorteil» des Verbrennungsmotorfahrzeugs ist, dass die Motorenabwärme für die Fahrzeugheizung verwendet werden kann. Bei Elektrofahrzeugen muss im Winter dagegen elektrisch geheizt werden.

Treibhausgasemissionen verschiedener Verkehrsmittel über den gesamten Lebenszyklus

Sind die Batterien in Elektroautos ein Problem?

Herr Zah: Die Batterien sind momentan noch die Achillesferse der Elektromobilität, weil sie die Reichweite der Fahrzeuge begrenzen und weil sie sehr teuer sind. Zudem sind sie sehr schwer, was sich wiederum ungünstig auf den Stromverbrauch der Fahrzeuge auswirkt. Und schliesslich ist auch die Herstellung sehr energieintensiv, wodurch Elektrofahrzeuge einen deutlich grösseren Umweltfussabdruck in der Produktion haben als Verbrennungsmotor-Fahrzeuge.

Die gute Nachricht ist aber, dass es ständige Fortschritte bei der Batterietechnologie gibt, sowohl was die Energiedichte als auch die Kosten betrifft. Über die letzten Jahre konnte eine jährliche Verbesserungsrate von 8 Prozent festgestellt werden. Dies bedeutet eine Verdoppelung der Energiedichte und eine Halbierung der Kosten innert 10 Jahren. Die neueste Fahrzeuggeneration hat nun Reichweiten von über 300 km, während noch vor wenigen Jahren die ersten Fahrzeuge auf dem Schweizer Markt nur 150 km Reichweite hatten.

Ein grösserer Anteil an Elektrofahrzeugen wird auch zu einer weiteren Verbesserung der Ladeinfrastruktur führen, sodass Batterien immer weniger als Problem wahrgenommen werden. Eine wichtige Rolle spielt hier sicher auch unser Verhalten. Beispiel: Vor 15 Jahren hielten die damaligen Handys eine Woche ohne Nachladen durch und niemand hätte ein Handy gekauft, das täglich geladen werden musste. Heute geben wir das Smartphone kaum mehr aus der Hand und sind glücklich, wenn es ohne Nachladen bis am Abend durchhält.

Und welchen Eindruck haben Sie von der Art und Weise, wie die Diskussion zur Ökobilanz geführt wird? Welche Kräfte sind in der Debatte vertreten?

Herr Zah: Grundsätzlich ist Individualmobilität etwas sehr Emotionales und es geht oftmals nicht um den effizienten Transport von A nach B, sondern um Fahrdynamik, Motorengeräusche, und die Knackigkeit der Handschaltung.

Entsprechend polarisiert ist auch die öffentliche Diskussion. Mein Eindruck ist, dass es in den Medien nicht so sehr um die objektive Umweltbilanz und das Potenzial verschiedener Antriebssysteme geht, sondern eher um reisserische Schlagzeilen wie «Tesla verursacht mehr Treibhausgasemissionen als ein BMW nach 200 000 km». Diese Schlagzeilen werden dann von den jeweiligen Interessensgruppen weiterverbreitet, was zu noch mehr Polarisierung führt. Inwiefern da auch die Automobilindustrie mitmischt, kann ich nicht sagen. Aus meiner Sicht wäre es deshalb sehr wünschenswert, wenn es einen Konsens zwischen Wissenschaft, Industrie, Regierung und Gesellschaft geben könnte, z.B. zum Umweltfussabdruck einer Litiumionen-Batterie, ähnlich wie es uns in der Schweiz bei den Biotreibstoffen gelungen ist.

Ich glaube, dass es grundsätzlich einer Mehrheit in der Gesellschaft klar ist, dass wir unser gegenwärtiges fossiles Mobilitätssystem in den nächsten Jahren massiv umbauen müssen, wenn der Klimawandel noch einigermassen gedämpft stattfinden soll.

Rainer Zah ist eine Referenz für Ökobilanzierung in der Schweiz, war er doch zwölf Jahre für die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa tätig

Weiterführende Informationen

Die anfangs erwähnte Studie kann beim vdf Hochschulverlag AG kostenlos heruntergeladen werden.