Alternativantriebe Warten auf Grün

Wie umweltfreundlich sind Elektro-und Hybridmobile wirklich?

Elektroauto: Die Umweltbilanz der Alternativantriebe kann nicht durchweg überzeugen
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Elektroauto: Die Umweltbilanz der Alternativantriebe kann nicht durchweg überzeugen

Von Alexander Jung


Durch den Süden des Kongo, in der Provinz Katanga, zieht sich der sogenannte Kupfergürtel. Der Boden hier ist gesegnet mit wertvollen Rohstoffen. Neben Kupfer findet sich vor allem Kobalt in ungewöhnlicher Konzentration, das afrikanische Land ist mit Abstand der weltgrößte Produzent des seltenen Metalls. Und das hinterlässt Spuren.

Die Böden sind kontaminiert, die Flüsse verseucht, die Regenwälder abgeholzt: Vom "Katanga-Syndrom" ist die Rede, um die systematische Umweltzerstörung beim Abbau von Bodenschätzen zu beschreiben. Ausgerechnet Kobalt und Kupfer aber sind zentrale Bestandteile von Elektroautos, den grünen Vorzeigeprodukten der mobilen Gesellschaft.

In ihren Batteriezellen verbergen sich beträchtliche Mengen davon. 24 Kilogramm Kupfer benötigt laut einer Studie der Technischen Universität Graz der Roadster des kalifornischen Herstellers Tesla, dazu kommen 67 Kilo Kobalt oder alternativ 69 Kilo Nickel sowie rund 14 Kilo Lithium: allesamt Stoffe, deren Abbau einen massiven Eingriff in die Natur bedeutet. "Die euphorischen Erwartungen an das Elektroauto sind völlig fehl am Platz", meint Friedrich Schmidt-Bleek. Ein hartes Urteil.

Der 82-jährige Chemiker, früher Vizepräsident des Wuppertal Instituts für Klima, Umwelt, Energie, ist ein profilierter Kritiker der Elektromobilität. Zur Gewinnung der Metalle müssten Unmengen an Ressourcen bewegt werden, sagt er, für 24 Kilo Kupfer sind nach seiner Rechnung über acht Tonnen Natur zu opfern. Was als ökologische Errungenschaft gefeiert werde, sei in Wahrheit "grüne Augenwischerei", empört sich der Professor. Wer etwas für die Umwelt tun wolle, solle besser seinen alten VW Käfer weiterfahren, als auf ein Elektroauto umzusteigen.

Von so etwas möchten die Hersteller natürlich nichts wissen. Die Autoindustrie preist ihre elektrische Flotte als saubere Alternative an: Das Modell i3 definiere "das Automobil von morgen", wirbt BMW. Und Tesla behauptet: "Keine Emissionen. Keine Kompromisse".

Aber wo liegt nun die Wahrheit? Wenn es stimmt, was Schmidt-Bleek vorrechnet, dann bergen die Stromflitzer ein schmutziges Geheimnis. Hat er recht?

Die Herkunft des Stroms beeinflusst die Ökobilanz

Wissenschaftler des Ifeu-Instituts für Energie- und Umweltforschung Heidelberg beschäftigen sich seit Jahren mit diesen Fragen. Sie haben die Umweltwirkung herkömmlicher Autos analysiert und sie mit den ökologischen Folgen der Strommobile verglichen, und zwar über den gesamten Lebensweg hinweg: von der Produktion des Wagens über seine Nutzung bis zur Entsorgung. Sie sind zu überraschenden Ergebnissen gekommen.

Demnach weist ein Diesel-Pkw, der gemeinhin als Dreckschleuder wahrgenommen wird, derzeit eine etwas bessere Klimabilanz auf als ein Auto, das rein elektrisch betrieben wird. Betrachtet wird dabei nur der CO2-Wert, nicht der Ausstoß anderer Schadstoffe. Noch günstiger steht der Diesel gegenüber einem Plug-in-Hybrid da, also einem Fahrzeug, das den Verbrennungsmotor mit einem Elektroantrieb samt Batterien kombiniert. Nur der herkömmliche Benziner schneidet schlechter ab als die anderen Fahrzeuge. Mit dem Umweltrechner unter www.emobil-umwelt.de lässt sich aufs Gramm genau ermitteln, wie klimafreundlich die jeweiligen Modelle sind.

Somit fällt die Umweltbilanz der Elektroautos nicht so eindeutig positiv aus, wie dies die Hersteller suggerieren. Negativ schlägt in erster Linie die Herkunft des Stroms durch, mit dem die Batterien geladen werden. Sie fließt zu mehr als zwei Dritteln in die Ökorechnung ein.

In Deutschland stammt der Strom knapp zur Hälfte aus der Verbrennung von Braun- und Steinkohle, es ist die schmutzigste Art der Energieerzeugung. Beim deutschen Mix fallen dabei rund 550 Gramm CO2 pro Kilowattstunde an. Zum Vergleich: Die Schweiz gewinnt mehr als die Hälfte des Stroms aus Wasserkraft, dort liegt die Belastung inklusive Importstrom bei wenig mehr als 120 Gramm.

Entscheidend für die Umweltwirkung ist also, in welchem Umfang die Autos Strom aus erneuerbaren Quellen einspeisen. Je höher der Anteil aus Wind, Wasser und Sonne liegt, desto deutlicher fällt die Ökorechnung zugunsten der E-Fahrzeuge aus. "Wichtigster Stellhebel der Klimabilanz bleibt die Energiewirtschaft", sagt der Ifeu-Wissenschaftler Hinrich Helms.

Aus diesem Grund sind auch Autos, die von einer Brennstoffzelle angetrieben werden, keinen Deut klimafreundlicher. Der nötige Wasserstoff entsteht durch Elektrolyse, wofür wiederum Strom verbraucht wird, viel Strom - der eben hierzulande vor allem aus fossilen Brennstoffen herrührt. Sämtliche Alternativantriebe produzieren zwar keine direkten Abgase, der Auspuff ist aber gewissermaßen unsichtbar.

Aus SPIEGEL WISSEN 4/2014
Der perfekte Kreislauf

Der andere Teil der Ökobilanz, der Beitrag, der auf die Herstellung eines Autos entfällt und der den Chemiker Schmidt-Bleek so umtreibt, macht nur knapp ein Drittel der Gesamtrechnung aus. Hier schlägt sich der zusätzliche Materialbedarf nieder, insbesondere für die Batterien. Der VW Golf hat als Plug-in-Hybrid die Kraft der zwei Herzen - aber auch das Gewicht: Er wiegt rund 250 Kilogramm mehr als das herkömmliche Modell.

Die Produktion eines Plug-in-Hybrids verschlingt gut doppelt so viel Wasser, verursacht deutlich mehr Feinstaubemissionen und bewirkt eine stärkere Versauerung der Böden. Und sie erzeugt eine Klimawirkung, die etwa neun Tonnen CO2 entspricht - gegenüber etwa sechs Tonnen an Treibhausgasen für ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor.

Diese Rechnung basiert auf der Annahme, dass nach acht Jahren ein Batterietausch fällig wird. Spätestens von 2020 an wird sich nach Ifeu-Prognose die Energiedichte der Zellen allerdings so weit verbessert haben, dass ein Akku ein ganzes Autoleben von im Schnitt zwölf Jahren durchhalten könnte - was den Ressourceneinsatz erheblich verringern würde.

Gleichzeitig dürfte es sich auch positiv auswirken, dass die Batterien in Zukunft recycelt werden. An der Technischen Universität Braunschweig sucht ein Team um den Partikeltechnik-Spezialisten Arno Kwade nach geeigneten Verfahren.

Im Nordosten der Stadt hat die Hochschule gerade ein Forschungszentrum fertiggestellt. In einer Halle finden sich Überreste eines Tesla Roadster, das Batterienmodul mit seinen fast 7000 Kleinzellen lehnt ausgeschlachtet an der Wand. Nebenan steht der Wissenschaftler Kwade am Labortisch und schüttelt ein Glas mit schwarzem Pulver: "Da ist alles drin", sagt er.

Kwade hat das Ziel, den perfekten Kreislauf zu finden, um die Inhaltsstoffe mit wenig Energie möglichst rein zurückzugewinnen und wiederzuverwerten. Die Batterie wird zerlegt - großenteils händisch, was in Deutschland nur Elektrofachkräften erlaubt ist - und tiefentladen, durch Einfrieren auf minus 65 Grad Celsius.

Im nächsten Schritt werden die Zellen zerkleinert, Stoffe wie Kupfer oder Aluminium herausgetrennt und in ein Pulver verwandelt, wie es Kwade in der Hand hält. Dann werden mittels chemischer Prozesse wie Laugen und Fällen möglichst reines Kobalt, Nickel oder Lithium gewonnen - die Substanzen, aus denen wiederum eine neue Zelle gebaut werden kann. Am kostbarsten ist Kobalt. Die 67 Kilo, die in den Zellen eines Tesla Roadster stecken, sind mehr als 2000 Dollar wert.

Lohnen wird sich das Recycling allerdings erst, wenn es in großem Stil geschieht; nach Schätzung der Braunschweiger Forscher könnte die Gewinnschwelle in zehn Jahren überschritten sein, wenn jährlich 4200 Tonnen Batteriematerial verarbeitet werden. Mit jeder Tonne recycelter Batterien verringerten sich die Treibhausgasemissionen um rund eine Tonne.

Die Zeit läuft für die Elektromobilität

Wie die Ökobilanz eines Elektroautos ausfällt, hängt wesentlich vom individuellen Fahrverhalten ab. Wer fast täglich unterwegs ist, meist auf Strecken von weniger als 50 Kilometern und überwiegend im Stop-and-go-Verkehr der Innenstädte, der kann die Vorteile eines Plug-in-Hybrids voll ausspielen - vorausgesetzt, er akzeptiert ein wenig Komfortverlust: Eine Sitzheizung oder beheizbare Außenspiegel fressen Strom und verringern die Reichweite.

Überhaupt machen sich klimatische Extreme negativ bemerkbar, Kälte verringert die Leistung einer Batterie erheblich. Auch wer die Zellen stets auf die Schnelle lädt, benötigt zusätzlich Energie, ein Plus von etwa zehn Prozent.

Von Bedeutung für die Ökobilanz ist zudem die Frage, wann die Fahrer ihre Elektroautos laden. Wenn sich zum Beispiel eine Vielzahl daran gewöhnt, am Abend ihr Fahrzeug ans Kabel zu hängen, tankt sie wahrscheinlich besonders dreckigen Strom. Denn solche zusätzlichen Verbrauchsspitzen decken die Energieversorger üblicherweise aus ständig verfügbaren Quellen, vorzugsweise aus Kohlekraftwerken.

So kann am Ende die Umweltbilanz der Alternativantriebe nicht durchweg überzeugen - noch nicht jedenfalls. Aber die Zeit läuft für die Elektromobilität: Der deutsche Strommix wird immer grüner, die Reichweite der Batterien nimmt mit jeder Generation zu, und in einigen Jahren werden Batterien wohl flächendeckend recycelt.

Wenn 2030 tatsächlich sechs Millionen solcher Autos in Deutschland unterwegs sein werden, wie es die Politik anstrebt, dann könnte sich der CO2-Ausstoß der Pkw bis dahin um 23 Prozent verringern, prognostiziert das Ifeu-Institut: "In Deutschland haben Elektroautos das Potenzial zu einer deutlichen Reduktion der Treibhausgasemissionen", heißt es in einer neuen Studie.

Alles hängt also davon ab, ob der weitere Ausbau der erneuerbaren Energien vorankommt, um den zusätzlichen Strombedarf der Elektroautos zu decken. "Andernfalls", so warnen die Ifeu-Forscher, "ist eine entsprechende Minderung der CO2-Emissionen der Pkw in Deutschland nicht sichergestellt." Dann wäre es in der Tat besser, den Rat des Chemieprofessors Schmidt-Bleek zu beherzigen und den alten Käfer weiterzufahren.



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jjcamera 10.11.2014
1. 2l-d
Volkswagen könnte schon längst ohne jegliche Neuentwicklung einen 2L Diesel-Kleinwagen mit ausreichend Platz für eine Familie auf den Markt bringen. Das wäre auch für die Ökobilanz insgesamt ein Riesenvorteil. Aber wer kauft dann die staatlich geförderten E- und Hybridautos, die doppelt so viel kosten?
reifenexperte 10.11.2014
2. Energie- und resourcenschonende Autos
müssen vor allem leichter werden. 300 Kg Fahrzeuggewicht sollten für den Transport einer Person reichen. 2-3 Tonnen werden niemals umweltverträglich sein.
Muhli9 10.11.2014
3. Dieselstinker
Was immer gerne vergessen wird ist die Feinstaubbelastung. Das, was an Ruß aus einem 240D der 70er Jahre rauskam, konnte man ja fast noch aus der Luft klauben, bevor man es einatmen musste. Heutige TDI- und sonstige Maschinen fabrizieren derart feine Partikel, daß sie wunderbar bis in die letzten Winkel der Lunge kommen. Die Dieselförderung (in D) an sich war ein gigantischer Fehler.
oli h 10.11.2014
4. Gemein!
Die böse Autoindustrie verschweigt also wie umweltfeindlich ihre Elektroautos sind - das ist jetzt nicht Euer Ernst, oder? Die ganze Zeit konnte man ständig lesen dass die (ohnehin am bösesten) deutsche Autoindustrie den Trend zum Elektroauto verschlafen hat und jetzt wo die ersten Modelle marktreif sind ist es wieder die Autoindustrie die umweltbewussten Bürgern, die ja eigentlich am Liebsten Diesel fahren würden Elektroautos unterschiebt. Tut mir Leid, aber den schwarzen Peter dürft Ihr jetzt ruhig mal den Verbrauchern unterschieben, nicht zuletzt Menschen wie Frau Künast ("Leute, kauft Hybridautos von Toyota").
Romiman 10.11.2014
5. Vermisse mal wieder...
die Einberechnung der Tatsache, daß der lange Prozeß von der Suche nach Rohöl bis zum sprudelnden Zapfhahn an der Tankstelle gewiß alles andere als CO2-neutral abläuft!
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