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VDI-Ökobilanz PKW-Antriebe: E-Autos nach 90.000 Kilometern grüner

Je länger Stromer laufen und mit je mehr Ökostrom, desto grüner wird ihre Bilanz: Spätestens nach 90.000 Kilometern sieht nun auch der VDI E-Autos vorn, bei 200.000 Kilometer Laufleistung hängt er alle Verbrenner ab. Und: Plug-in-Hybride sind Fluch oder Segen, je nach E-Anteil. E-Fuels und Wasserstoff irrelevant.

Bei den Auto-Kosten lag der Stromer schon in einer ADAC-Analyse weit vor dem Golf Diesel. Auch in der Ökobilanz ist das mittelfristig der Fall, wie der VDI jetzt vorrechnet. | Foto: ADAC
Bei den Auto-Kosten lag der Stromer schon in einer ADAC-Analyse weit vor dem Golf Diesel. Auch in der Ökobilanz ist das mittelfristig der Fall, wie der VDI jetzt vorrechnet. | Foto: ADAC
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Johannes Reichel

Der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) hat in einer umfangreichen Studie nun die gesamte Ökobilanz – von der Herstellung bis zu 200.000 km Laufleistung – von E-Autos, Plug-in-Hybriden sowie konventionell angetriebenen Autos (jeweils Diesel und Benzin) untersucht und kommt nun nach dem ADAC, Green NCAP oder der Münchner Forschungsstelle für Energiewirtschaft ebenfalls zu einer positivem Einschätzung der Umweltfreundlichkeit von E-Autos, wenngleich deutlich später im Lebenszyklus. Man wollte dabei nicht nur den Betrieb verschiedener Fahrzeugtypen betrachten, betont der Verein. Die VDI-Ökobilanzanalyse vergleicht dabei den ökologischen Fußabdruck verschiedener Pkw-Antriebskonzepte anhand von heute produzierten Kompaktklassefahrzeugen, wie VW ID.3, Ford Focus Benziner, Toyota Corolla Hybrid oder VW Golf Diesel.

Bereits 2020 hatte der Verband verschiedene Fahrzeugtypen und -antriebe über den gesamten Lebenszyklus miteinander verglichen (LCA-Studie 2020), mit weniger positivem Ergebnis für die E-Autos und eher Vorteilen für den Diesel. Das Papier war damals auf heftige Kritik gestoßen, ob seiner Grundannahmen. Für die aktualisierte Studie wurde die Berechnungsgrundlage jedoch umfassend überarbeitet, heißt es vom VDI. Nun kommt auch der als eher elektro-kritisch geltende Verein am Umweltvorteil von Elektroautos selbst nach eher konservativen Annahmen nicht mehr vorbei.

„Wir haben nach Veröffentlichung der letzten Studie im Jahr 2020 angekündigt, das Thema weiter zu verfolgen, haben uns die Anregungen und auch die Kritik zu Herzen genommen und bei dieser Studienerstellung berücksichtigt. Inhaltlich ergänzt haben wir in der vorliegenden Studie den Bereich der Hybridfahrzeuge, nicht weiter berücksichtigt wurden hingegen Pkw mit Brennstoffzelle”, erklärt Ralf Marquard, Sprecher des Expertengremiums Antriebe im Fachbereich Kraftfahrzeugtechnik der VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik.

Man wolle die Bilanz keinesfalls als Parteinahme gegen den Verbrenner verstanden wissen und wünsche sich eine "technologieoffenere" Politik, erklärte auch der ehemalige Mercedes- und BMW-Manager Lutz Eckstein, der jetzt das Institut für Kraftfahrzeuge der RWTH leitet und als Präsident des VDI fungiert. Nun meint er bei der Vorstellung der Studie, auf die Frage, mit welchem Auto man dem Klima am wenigsten schadet: "Ganz klar, gern batterielektrisch fahren, am besten aber mit selbst produziertem grünen Strom".

Den kleinsten Öko-Rucksack haben E-Autos und bei richtiger Nutzung Plug-in-Hybride

Betrachtet man die Fahrzeuge von der Herstellung bis zu einer angenommenen Laufleistung von 200.000 km, so erzielen laut VDI-Analyse E-Autos und Plug-in-Hybride die besten Ergebnisse. Dabei zeigte sich deutlich, dass E-Autos mit Zunahme des Anteils regenerativ erzeugten Stroms immer klimafreundlicher werden, aber auch schon mit dem aktuellen deutschen Strommix grüner sind als Benziner oder Diesel. Aber erst die grün produzierte Batterie macht E-Mobilität klimafreundlich. Dazu müssen in Zukunft Batterien in Deutschland und Europa nachhaltig produziert und recycelt werden, fordert der Verein, der für die aktuelle Studie allerdings den "worst case", Akku aus China inklusive Bergbau (100 kg CO2 pro kWh) angenommen hatte. Außerdem gebe es keinen klimafreundlichen Verkehr in Deutschland ohne den Ausbau der Erneuerbaren Energien, bemüht der Verein eine Plattitüde.

Optimistische Annahme: Kein Ford Focus braucht nur 5,4 l/100 km

Leicht benachteiligt wird der Stromer auch durch die Annahme, dass ein Ford Focus Benziner tatsächlich mit den werksseitig angegebenen 5,4 l/100 km auskommt, was in der Realität nicht der Fall ist. Im Test von AMS etwa brauchte er 7,5 l/100 km. Zu berücksichtigen wäre auch noch, dass E-Autos und die Akkus länger halten als 200.000 Kilometer und der Strommix schnell grüner wird. Die Studie sei nur eine Momentaufnahme gestützt auf Daten von 2021, rechtfertigt sich denn auch der frühere VDA-Geschäftsführer Joachim Damasky, heute Vorsitzender der VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik. Es könne gut sein, dass ein heutiges Fahrzeug bereits besser abschneide. Immerhin hielten die VDI-Analysten die mit großen Hoffnungen des FDP-Verkehrsministers begleiteten E-Fuels für irrelevant. Man könne diese in Deutschland nicht herstellen, der Zusatzbedarf an Ökostrom mache das "energetisch schwierig", erklärte Eckstein gegenüber dem Spiegel. Brennstoffzellenfahrzeuge, die nur von Toyota und Hyundai angeboten werden, seien schließlich nicht in ausreichender Zahl am Markt für einen nützlichen Vergleich.

Die Kernergebnisse:

  • E-Autos werden klimafreundlicher, je länger sie laufen. Ab etwa 90.000 Kilometer Laufleistung sind E-Autos in Deutschland klimafreundlicher als Verbrenner.
  • Bei der angenommene Laufleistung von 200.000 km schneiden das betrachtete E-Auto und der Plug-in-Hybrid aus der Kompaktklasse bei der Klimabilanz am besten ab.
  • E-Auto: 24,2 t CO2 Plug-in-Hybrid: 24,8 t CO2 Diesel: 33 t CO2 Benziner: 37 t CO2

Die wichtigsten Ergebnisse im Detail:

  • Eine der wichtigsten Erkenntnisse der Studie sind die Treibhausgas-Emissionen (THG), die bei der Herstellung eines Pkw entstehen. Hier entfällt beim Elektroauto immer noch über die Hälfte der CO2-Emissionen allein auf die Produktion des Antriebsstrangs. Bei einem Elektroauto mit einer Akkukapazität von 82 kWh sind dies 10,12 t CO2äq. Bei einem Verbrenner mit Benzin sind es lediglich 1,21 t CO2äq (siehe Bild 1).
  • Geht man bei der Produktion des Antriebsstrangs eines Elektroauto noch weiter ins Detail, wird sichtbar, dass die Produktion der Batterie mit 83 % (8,37 t CO2äq) der Hauptverursacher für die hohen CO2-Emissionen bei der Produktion verantwortlich ist (siehe Bild 2). Die weiteren Komponenten spielen eine untergeordnete Rolle. Das Elektroauto startet folglich mit einer schlechteren produktionsbedingten CO2-Bilanz, die es über die Nutzungsphase wieder „einfahren“ muss.
  • Man habe verdeutlichen können, so die Analysten, dass Fahrprofil und Energieträger je nach Antriebskonzept entscheidenden Einfluss auf die betriebsbedingten THG-Emissionen ausüben. Grundlage unserer Betrachtung waren eine angenommene Laufleistung von 200.000 Kilometern bei Verwendung des Mittelwertansatzes und Verwendung des WLTP-Szenarios. Dabei schneiden das betrachtete Elektroauto mit eine Akkukapazität vom 62 kWh (24,2 t CO2äq) und der Plug-in-Hybrid (24,8 t CO2äq) aus der Kompaktklasse am besten ab. Diesel (33 t CO2äq) und Benziner (37,1 t CO2äq) folgen (siehe Bild 3). Der Vorteil des Elektroautos stellt sich bei 90.000 km ein. Ab diesem Punkt ist das Elektroauto klimafreundlicher als der konventionelle Verbrenner mit Benzin.
  • In Abhängigkeit der unterschiedlichen Randbedingungen der Bilanzanalyse, wie dem bei der Bilanzierung herangezogenen Ansatz der Energie (Mittelwertansatz und Marginalansatz) oder den unterschiedlichen Fahrprofilen (WLTP, Kurzstrecke usw.), ergibt sich eine Spreizung der resultierenden Bilanzergebnisse. Auf der Basis des mittleren, sogenannten WLTP-Energiebedarfs der Fahrzeuge ergeben sich bei der Verwendung des Mittelwertansatzes bei einem Elektroauto mit einer Akkukapazität von 62 kWh THG-Emissionen in Höhe von 24,2 t CO2äq. Bei Berücksichtigung des Marginalstromansatzes resultiert je nach Betrachtung ein Wert von ca. 33,8 t CO2äq. Wird das Fahrzeug mit Solarstrom geladen, ergeben sich sogar nur 19,1 t CO2äq.
  • Beim Fahrprofil Autobahn liegen die Werte bei 27,5 t CO2äq beim Mittelwertansatz und 40,8 t CO2äq bei Berücksichtigung des Marginalstromansatzes. Bei Plug-in-Hybrid-Fahrzeugen ergeben sich THG-Emissionen zwischen 24,8 t CO2äq (WLTP, Mittelwertansatz) und 46,0 t CO2äq (EcoTest im Hybridmodus) je nach Analyseansatz und Anwendungsprofil.
  • Bei Diesel- und Benzin- sowie Hybridfahrzeugen ergeben sich THG-Emissionen zwischen 25,1 t CO2äq (FHEV-g) und 43,6 t CO2äq (ICEV-g, Kurzstrecke) je nach Technologieausführungen und Fahrprofilen.
  • Die größte Bandbreite an Ergebnissen weist das Plug-in-Hybrid-Fahrzeug (PHEV-g) auf. Einsatzfall und Analysemethode führen zu einer großen Bandbreite von 24,8 t CO2äq bis 46,0 t CO2äq.

    Die Forderungen des VDI:

    • Ohne grünen Strom keine grüne E-Mobilität.
    • Erst grüne Batterien ermöglichen grüne E-Mobilität.
    • Standort Deutschland stärken: Batterien müssen in Deutschland und Europa mit erneuerbarem Strom nachhaltig produziert und recycelt werden.
    • E-Fuels sind ein wichtiger Technologiebaustein - für die Bestandsflotte.
    • Plug-in-Hybride leisten bei hohem elektrischem Fahranteil einen positiven Beitrag.
    • Eine neue leichtere Klasse M0 bietet für den urbanen Einsatz zusätzliches Potenzial.
    • Die Forschung und Entwicklung von Batterierecycling muss weiter vorangetrieben und zielgerichtet gefördert werden.
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