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E-PKW |
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Kommentare zum CO2-Ausstoß von E-PKWs |
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Ohne jeden Zweifel gehört den elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen die Zukunft. Um letztere nicht zu verpassen, muss die deutsche Automibilindustrie mit Nachdruck Fahrzeuge dieser Gattung entwickeln, produzieren und verkaufen.
Gleichzeitig ist es politischer Wille, den CO2-Ausstoß grundsätzlich, aber besonders im Straßenverkehr, auf das durchsetzbar Mögliche zu verringern. Es gibt viele Analysen, über die Zeit, nach der die Mehrkosten eines E-PKWs (vollelektrisch BEV) im Vergleich zu einem mit V-PKW (benzinbetrieben) aufgeholt wurden, oder wie viele Jahre es braucht, den durch die Batterieherstellung verursachten CO2-Ausstoß mit dem E-PKW einzustellen. Durch den sich laufend erhöhenden Anteil der regenerativen Energien an der Elektrizitätsproduktion sind diese Vergleiche alle veraltet und damit falsch. Hier wird dargestellt, wie sich der CO2-Ausstoß von E-PKWs zu V-PKWs unter neuesten Anteilen der regenerativen Energie am Strommix (2025 bis Oktober) zeigt. Sehen wir mal, wie die Realität aussieht: Wir betrachten vier PKWs, einen Kleinwagen (VW Polo), einen Mittelklassewagen (MB C-Klasse), eine obere Mittelklasse (BMW i5) und ein großes SUV (Audi Q8). Die Fahrzeuge werden jeweils als Benziner und als Vollelektrische untersucht. Neben den CO2-Belastungen der Atmosphäre bei Benzinbetrieb und bei mit Netzstrom gespeicherten vollelektrischen PKWs wird am BMW i5 beispielhaft gezeigt, wie sich eigener Solarstrom mit Batteriespeicher auswirkt (Sprachregelung: natürlich werden in Kraftfahrzeugen und Solaranlagen Akkumulatoren verwendet. Da aus mir unerfindlichen Gründen von "Autobatterien" gesprochen wird, verwende ich diesen Begriff hier ebenfalls). 1. Festlegungen Die hier gezeigten Ergebnisse sollen weitestgehend mit der Praxis übereinstimmen. Die Nutzung der PKWs ist allerdings extrem vielfältig. Der Fahrstil (aggressiv, sportlich, verhalten), der Einsatzbereich (Stadtverkehr, Langstreckeneinsatz, viele Staus), das Wetter (Wintereinsatz, Sommereinsatz) und viele weitere Einflüsse wirken sich erheblich auf den Verbrauch aus, was zu völlig anderen Ergebnissen führt. Die folgenden Aussagen dienen daher dem Vergleich. Die Praxis zeigt, dass in der Regel die Jahresfahrleistung von der Fahrzeuggröße abhängt. Somit setzen wir für den Vergleich folgende Werte an:
Für die Ermittlung des Gesamt-CO2-Ausstoßes in Deutschland gehen wir von 4 Millionen Zulassungen neuer PKWs pro Jahr aus, von denen 3 Millionen auf Inlandsherstellung beruhen (neben den Importen produzieren alle 4 Hersteller einen Teil ihrer PKWs im Ausland). Eine genauere Abbildung der Zusammenhänge bringt uns nicht weiter, zumal die extrem komplexen Lieferketten nicht abbildlbar sind. 2. CO2-Ausstoß durch die Fahrzeugproduktion Wir addieren den Energiebedarf von der Erzförderung bis zur Ankunft des Fahrzeugs beim Kunden. Fast alle Veröffentlichungen im Internet geben an, wieviel CO2 bei der Produktion ausgestoßen wird. Damit kann man nichts anfangen, da sich der Energiemix der Stromherstellung jedes Jahr zugunsten der regenerativen Energien verändert. Daher wird hier die PKW-Herstellung in benötigtem Energieaufwand (Kilowattstunden kWh) ermittelt und mit den neuesten Zahlen für den CO2-Ausstoß bei der Stromerzeugung gerechnet. Das ist mit dem Energiemix von 2025 = 0,393 kg CO2 je Kilowattstunde Strom (mit den Daten des Fraunhofer Instituts). So ergeben sich folgende Werte für den CO2-Ausstoß bei der Herstellung der V-PKWs:
Alle Werte sind Durchschnitt der jeweils meistverkauften Version, können daher im Einzelfall erheblich abweichen (Beispiel BMW i5 als 2 Liter, 4-Zylinder, mittlere Ausstattung, oder Touring-Version 4,4 Liter, Achtzylinder, umfangreiches Zubehör). Die jeweils elektrisch angetriebene Fahrzeugvariante wird wegen des geringeren Materialaufwands für den Motor mit einem Abschlag von 10% angesetzt:
3. CO2-Ausstoß durch die Batterieproduktion Auch hier addieren wir den Energiebedarf von der Erzförderung bis zum Einbau der Batterie in das Fahrzeug. Aus Untersuchungen der Batterie-Hersteller kann mit einem Wert von 140 Kilowattstunden Energiebedarf je Kilowattstunde Batteriekapazität gerechnet werden. Hier zeigt sich der hohe Aufwand, aus den Erzen die Rohstoffe zu gewinnen. In fast allen elektrisch betriebenen PKWs kann heute der Kunde zwischen unterschiedlich großen Batterien wählen. Da es hier um prinzipielle Zusammenhänge geht, setzen wir folgende Batteriekapazitäten (netto) an:
Bei der Batterieherstellung ergeben sich mit dem genannten Wert des CO2-Ausstoßes je Kilowattstunge Batteriekapazität (0,393 kg CO2) folgende Werte:
Die nächste Tabelle zeigt die Werte den Gesamtausstoßes von CO2 bei der Produktion von E-PKWs (Summe aus Fahrzeug- und Batterieherstellung):
Wollte man diese Werte noch etwas genauer (kritischer) beurteilen, so darf die Berechnung mit der Stromproduktion unseres Energiemixes nicht gerechnet werden. Bei praktisch allen Batteriezellen findet die komplette Wertschöpfung in China statt. Somit müsste mit einem CO2-Ausstoß von Kohlekraftwerken gerechnet werden, der erheblich höher liegt. 4. CO2-Ausstoß durch den Betrieb Auch beim Benzin berücksichtigen wir den Energiebedarf, der bei Förderung, Transport und Raffinierung aufgewendet wird. Das sind etwa 1,20 Kilowattstunden je Liter. Bei der Verbrennung erzeugt ein Liter Benzin 8,88 Kilowattstunden Energie. Zusammen entsteht ein CO2-Ausstoß von 2,69 kg CO2 je Liter Benzin. Um die Elektromobilität zu fördern, wird von der Politik der CO2-Ausstoß elektrischer Fahrzeuge mit Null angesetzt. Das ist politischer Wille, aber Selbstbetrug. Wenn wir wirklich das CO2 in der Atmospäre senken wollen, ist dieser Ansatz falsch. Der Strom kommt heutzutage nur zu rund 60% aus regenerativer Erzeugzung. Und auch Windstrom und Photovoltaikstrom sind nicht kostenlos. Diese Anlagen erzeugen bei ihrer Herstellung (Betonmasten, Solarzellen, Stromspeicher) auch CO2. Aus zahllosen Testberichten kennen wir den Benzin- und den Elektrizitätsverbrauch der hier betrachteten PKWs. Diese führen zu folgenden Festlegungen (bei den E-PKWs ist der Ladeverlust berücksichtigt):
5. Ergebnisse Die folgenden Diagramme zeigen, wieviel Kilogramm CO2 die jeweiligen Fahrzeugtypen als V-PKW und als E-PKW über längere Zeiträume ausstoßen. Es werden keine Kosten betrachtet!
Betrachtung der Ergebnisse Man liest und hört noch immer wieder, dass der höhere CO2-Ausstoß bei der Herstellung der E-PKWs etwa 8 Jahre benötigt, bis er Gleichstand zum CO2-Ausstoß der V-PKWs erreicht. Aus allen 4 Diagrammen ist aber zu erkennen, dass die regenerativen Energien mit dem jetzt gestiegenen Anteil am Strommix sich deutlich auf diesen Zeitraum auswirken. Es sind in allen PKW-Kategorien nur noch etwa 2 Jahre. Also ein signifikanter Fortschritt! 6. E-Pkw und Photovoltaikanlage Photovoltaikanlagen und Batteriespeicher sind in den letzten Jahren deutlich billiger geworden. Da entsteht die Frage, wie lange muss ein E-PKW gefahren werden, bis der CO2-Ausstoß, den die Herstellung dieser Anlage verursacht, gleich dem eines im öffentlichen Netz geladenem PKW entspricht. Für der Vergleich wählen wir das Fahrzeug der oberen Mittelklasse. PKWs dieser Kategorie werden vergleichsweise eher in Haushalten gekauft (geleast), die über ein Einfamilienhaus verfügen, das mit einer Photovoltaikanlage ausgerüstet werden kann. Für den Vergleich gehen wir von einer Photovoltaikanlage aus, die über 10 kW-Peak Leistung und einen Speicher mit 25 kW Kapazität verfügt. Der volle Speicher dieser Größe kann über Nacht die PKW-Batterie für etwa 100 km Fahrstrecke laden. Der CO2-Ausstoß bei der Herstellung der Speicherbatterie soll dem der gleichgroßen PKW-Batterie entsprechen. Mit diesen Daten zeigt sich Folgendes:
Betrachtung der Ergebnisse Es zeigt sich, dass der relativ (zur PKW- und dessen Batterieherstellung) geringe CO2-Ausstoß bei der Herstellung der Photovoltaikanlage und der Speicherbatterie bereits in einem Jahr Betrieb das PKWs eingeholt wird. Aus Sicht des Umweltschutzes eine ideale Kombination.
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