Zur Verbesserung der Ökobilanz von Elektroautos sollte für die Herstellung und Nutzung der Batterien nachhaltig erzeugter Strom verwendet werden. Relevant ist ebenso die Lebensdauer der Batterien: Behauptet wird, dass spätestens, wenn die Akkus der ersten Millionen E-Autos in einigen Jahren abgenutzt seien, ein dramatisches Umwelt-Problem drohe. Für Endverbraucher ist neben der Wirtschaftlichkeit, auch die CO2 Bilanz bei E-Autos ein zentrales Thema. Eine ökologisch umfassende Betrachtung erfordert die Miteinbeziehung von mindestens drei Faktoren rund um die E-Auto Batterie:
Dieser Beitrag im Überblick
Die aktuelle Produktion von Batteriezellen für die Akkus von Elektroautos wirkt sich negativ auf deren Ökobilanz aus. Die meisten Batteriezellen werden gegenwärtig (noch) in Fernost produziert. Weil dabei viel Energie gebraucht wird und diese in Fernost meist aus fossilen Energieträgern gewonnen wird, schleppen E-Autos produktionsbedingt einen großen CO2-Rucksack mit sich herum. Es gibt Studien * nach denen das E-Auto noch vor seinem ersten gefahren Kilometer bereits so viel CO2 verursacht hat, wie ein moderner Verbrennungsmotor auf 60.000 bis 80.000 km.
Die jüngste Studie der Technischen Universität Eindhoven aus 2020 kommt zu einem sehr eindeutigen Ergebnis. Unter Einbeziehung der aktuellen Energieverbräuche und -zusammensetzungen bei Fahrzeug- und Batterieherstellung und unter Berücksichtigung realitätsnäherer Gesamtfahrleistungen, sowie des tatsächlichen Strommixes für den verbrauchten Fahrstrom, hat z.B. ein e-Golf seinen CO2-Rucksack bereits nach 28.000 km eingefahren, ein Tesla 3 LR nach 30.000 km. Ab dann spart ein e-Golf 54%, ein Tesla 3 sogar 65% an CO2-Emissionen gegenüber einem vergleichbaren Verbrenner. Und diese Einsparungen werden mit weiter zunehmendem Anteil regenerativ erzeugten Fahrstroms weiter steigen.
E-Autos haben eine sehr gute Umweltbilanz, wenn Strom aus Erneuerbaren Energien verwendet wird. Das wissen auch die E-Autohersteller. Tesla beispielsweise produziert einen großen Teil der benötigten Batterien in seiner „Giga-Factory 1“ in Arizona ausschließlich mit lokal erzeugter Wind- und Solarenergie. Die nächste Giga-Factory baut Tesla bereits in Fern-Ost und auch in Europa existieren bereits einige Standorte, so z.B. in Brandenburg. VW kooperiert aktuell mit Northvolt, um eine eigene Batteriezellproduktion in Europa aufzubauen und auch andere Hersteller möchten Ihre Abhängigkeit von Batterie-Zulieferern aus Fernost reduzieren. Ein europäisches Batterie-Zell-Forschungs-Institut wird aufgebaut und in der BRD gibt es das neue Batterie-Kompetenzzentrum in Münster.
Durch diese Maßnahmen kann die Herstellung von Batteriezellen und von Akkus ohne asiatischen Strommix mit seinem hohen Anteil fossiler Energieträger stattfinden. Auch wenn bei der Produktion der deutsche Strommix (mit ca. 30% fossiler Energie) in den Berechnungen zugrunde gelegt wird, halbiert sich der CO2-Rucksack im Vergleich zur Herstellung in Fern-Ost. Und selbstverständlich gilt: je höher der Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien, desto kleiner der CO2-Rucksack.
Die Lebensdauer eines Elektroauto-Akkus für seinen vorrangigen Einsatzzweck im E-Auto, liegt bei mindestens 8 Jahren – aus diesem Grund wird auch dieser Zeitraum von den meisten E-Auto-Herstellern garantiert. Bei AUDI ist man der Überzeugung, dass der Akku 15 Jahre halten wird, bevor seine Speicherkapazität auf unter 70% sinkt. Wichtig zu wissen ist, dass ein Akku nach seiner Nutzung im Elektroauto mindestens noch einmal so lange als stationärer Pufferspeicher genutzt werden kann, beispielsweise zur sog. „Netzstabilisierung“.
Zukünftig sollen E-Auto Akkus sortenrein und umweltschonend in einzelne Bestandteile zerlegt werden, theoretisch ist so eine Wiederverwertbarkeit von 95% der Materialien möglich.
Trotz des vorhandenen CO2-Rucksacks, ist ein E-Auto in HInsicht auf seine CO2-Emission über die gesamte Lebensdauer besser für die Umwelt, als jeder noch so effiziente Verbrenner.
Auch, wenn es stimmt und ein Elekoauto mit 60.000 bis 80.000 km CO2-Emissionen in Vorleistung geht … Was sind schon 60.000 oder 80.000 km über die Lebensdauer eines Autos gesehen? Die zu erwartende Gesamtfahrleistung liegt bei modernen Benzinern bei über 200.000 km, bei Dieselfahrzeugen bei über 250.000 km.
Bei Elektroautos liegt die Gesamtfahrleistung mit einer Batterie sogar noch höher. Viele Tesla-Fahrer berichten von mehr als 300.000 km Fahrleistung, mit denen sie elektrisch, störungs- und reparaturfrei unterwegs sind. Die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit von Elektroautos wird auch durch Fahrzeuginserate gebrauchter E-Autos mit hohen Laufleistungen und einem dafür auffallend geringen Wertverlust bestätigt. Da ein Elektroauto ca. 2.000 Bauteile weniger als ein Verbrenner hat, minimieren sich dementsprechend auch die technischen Defekte.
Ein Elektroauto-Akku funktioniert „ewig“ lang, lediglich seine Kapazität nimmt ab, d.h. er nimmt nicht mehr so viel Strom auf. Für Anwendungen außerhalb eines Elektroautos ist aber eine Restkapazität von beispielsweise 30 % eines 40 kWh-Akkus (=12 kWh) eine relevante und gern genutzte Speichergröße. In sogenannten „Second-Life-Battery-Parks“ werden ausrangierte E-Auto-Akkus eingesetzt, um als Pufferspeicher zur Netzstabilisierung sehr rentabel genutzt zu werden. In diesen Second-Life-Battery-Parks wird überschüssiger Netzstrom kurzzeitig gespeichert, um dann wieder ins Netz eingespeist zu werden, wenn Strom knapp ist.
Elektroauto-Batterien lassen sich also als Pufferspeicher verwenden. Auch hier, selbstverständlich, kostenpflichtig. Netzstabilisierung wird täglich im Umfang von 700 MWh alleine in Deutschland benötigt, damit ist die Zweitverwendung der „alten“ Akkus von Elektroautos mehr als rentabel.
BMW und Smart haben diesen Markt erkannt. Seit 2016 läuft ein Modellprojekt von BMW in Hamburg; seit 2017 stabilisiert BMW seinen eigenen Strombedarf im Werk Leipzig mit Alt-Akkus aus dem BMW i3. SMART hat sich mit dem Recycling-Spezialisten Remondis zusammengetan und nutzt im Lippewerk Alt-Akkus aus den SMART EQ-Modellen als Pufferspeicher. Rein rechnerisch leistet der alte Smart-Akku durchschnittlich zwar „nur“ noch 12 KWh, aber zusammen bieten die eingesetzten 1.000 „alten“ Akkus enorme 12 MWh Speicherkapazität.
Eine weitere Möglichkeit der Weiterverwendung ausgedienter E-Auto-Akkus ist besonders naheliegend: Nutzen Sie Ihren Alt-Akku als privaten Stromspeicher im eigenen Zuhause! So können Sie Ihren Strom aus Ihrer Photovoltaikanlage zwischenspeichern und haben immer ausreichend Strom für Haushalt und E-Auto.
Mit Ihrem privaten Stromspeicher aus dem weiterverwendeten Alt-Akku Ihres E-Autos haben Sie immer, zu jeder Jahreszeit und Wetterlage, ausreichend Strom. Dieser individuelle Ansatz lässt sich mittels Smart Grid (dem intelligenten Stromnetz) und V2G / V2X (vehicle to grid / vehicle to anything) auch kollektiv von anderen nutzen. Das ist die Energiewende 2.0!
* Für Sie zum Weiterlesen:
Studie des ICCT aus 01/2018: Effects of battery manufacturing on electric vehicle life-cycle greenhouse gas emissions
Download als PDF (englisch)
Artikel im SPIEGEL: https://www.spiegel.de/auto/aktuell/elektroautos-deutlich-klimafreundlicher-als-fahrzeuge-mit-verbrennungsmotor-a-1192633.html
Pressemitteilung des ADAC zur CO2-Bilanz verschiedener Fahrzeugtypen vom 20.03.2018: https://presse.adac.de/meldungen/adac-ev/technik/e-autos-top-co2-bilanz-in-der-kompaktklasse.html
Studie der Technischen Universität Eindhoven; Koekstra, Steinbuch, 2020: Comparing the lifetime green house gas emissions of electric cars with the emissions of cars using gasoline or diesel Download als PDF (englisch)
