Die häufigsten Vorurteile zu batterie-elektrischen Autos
„Finanziell rechnet sich der Verbrenner für mich besser als das E-Auto“
Nicht richtig. Wir haben mal nachgerechnet: Kosten in der Kompaktklasse mit 15.000 km Jahresfahrleistung im Vergleich (bei Annahme 100% Kreditfinanzierung)
Auf sehr ähnliche Berechnungswerte kommt der Bundesverband eMobilität e.V. (BEM) mit weiteren Fahrzeugen, siehe nachfolgende Grafik. Der BEM weist darauf hin, dass diese Werte auf das Tanken mit 80% gekauftem Netzstrom zuhause (ca. 30 Cent je kWh) und mit 20% an Schnellladesäulen (mit Mittelwert ca. 65 Cent je kWh) beziehen, was dem üblichem Tankverhalten entspricht. Das lässt sich für Fahrzeughalter finanziell natürlich noch deutlich verbessern, wenn das E-Auto mit dem eigenem Solarstrom geladen wird. Hier der Link der BEM-Pressemitteilung dazu.
Das Risiko eines übermäßigen Wertverlustes lässt sich stark minimieren, indem man das E-Auto least statt kauft.
„Die Batterie-Reichweite ist zu gering“
Wieviel Reichweite brauchst Du wirklich täglich?
Über 80% fahren pro Tag unter 40 Kilometer.
Es reicht also den meisten Deutschen eine Batterie-Reichweite von 100 bis 250 km völlig aus, wenn das Auto über Nacht zuhause wieder vollgeladen wird und diese Reichweite täglich (morgens) zur Verfügung steht. Solche E-Autos sind in der Anschaffung – je nach Pkw-Größe – auch etwa 8.000 bis 30.000 Euro preisgünstiger als größere E-Autos mit Reichweiten von über 250 km bis über 500 km.
Lösungen für die seltene Langstrecke
- ggf. vorhandenen Erstwagen mit längerer Reichweite nutzen
- Plugin-Hybrid-Pkw anschaffen statt reines E-Auto
- Fahrzeug mieten (gelegentliche Miete ist kostengünstiger als deutlich höheren Pkw-Kaufpreis zu zahlen)
„Die Ökobilanz des E-Autos mit Batterie ist schlechter als die eines Verbrenners“
Richtiges Nachrechnen, verbesserte Produktionsprozesse und das richtige Tanken belegen das genaue Gegenteil.
Wesentliche Einflussfaktoren auf die Ökobilanz eines E-Autos sind:
- Batteriegröße (wir empfehlen kleine Batterien mit 20-50 kWh)
- Motorleistung in PS/KW (wir empfehlen kleine und mittlere Leistungen)
- Batterie-Gesamtlaufleistung in Ladezyklen bzw. km sowie Anschlussnutzung nach Ausbau (second life)
- Strommix beim Tanken (mit unserer Gesamtlösung tanken Sie zuhause 100% sauberen Ökostrom)
- Strommix bei der Batterie- und der Fahrzeug-Herstellung (einige Hersteller sind hier Vorreiter mit eigenem Ökostrom)
Lesen Sie die Erkenntnisse einer neuen Studie der Technischen Universität Eindhoven von August 2020. Der Spiegel berichtet in diesem Artikel darüber:
Auch der ADAC kommt in seiner Studie 2019 auf ähnliche Ergebnisse:
VW wirbt bereits damit, dass seine ausgelieferten E-Autos der neuen „ID-Serie“ zu 100% CO²-neutral produziert werden. Und seit einigen Jahren baut zum Beispiel BMW in Leipzig Fahrzeuge mit Strom aus eigenen Windkraftanlagen auf dem Betriebsgelände. Auch einige Netzbetreiber und Energieversorger wie Vattenfall verwenden ausgediente E-Auto-Batterien und setzen diese – miteinander verschaltet – netzdienlich zur Speicherung von Wind- und Solarstrom sowie zur Netzstabilisierung ein. Hierdurch lässt sich die Batterie-Verwendungsdauer auf über 10 bis 20 Jahre strecken (second life Prozess). Es tut sich also einiges in diesem Bereich, was die Ökobilanz von E-Autos weiter verbessern wird.
Fazit:
Wer Ökostrom tankt und bei seinem E-Auto auf eine Batteriegröße achtet, die dem eigenen Verbrauchsverhalten (tägliche Reichweite) entspricht, kann schon nach 20.000 bis 40.000 gefahrenen Kilometern den alternativen Verbrenner ökologisch „abhängen“. Und danach werden die meisten Batterien netzdienlich zur Speicherung von Ökostrom genutzt bevor Sie nach 15 bis 20 Jahren in den geregelten Recyclingprozess kommen mit nahezu 100% Recyclingquote.
„Die kurze Batterie-Lebensdauer bedeutet hohe Folgekosten für mich und eine hohe Umweltbelastung“
Das war vielleicht mal so.
Vorab: Lithium-Ionen-Akku ist nicht gleich Lithium-Ionen Akku. Es gibt rund 30 verschiedene Zellchemien bei Lithium-Ionen-Akkus mit sehr unterschiedlicher Qualität und dadurch bedingt auch deutlichen Preisunterschieden und (Un-)Sicherheiten. Sie finden hier eine aufschlussreiche Studie des VDI zu diesem Thema.
Die meisten von uns denken bei Lithium-Ionen-Akkus an Akkus in Smartphones, Laptops, Akku-Schraubern etc.. Diese meist sehr billig und dadurch unrein produzierten Lithium-Polymer-Akkus sind aufgrund von Unreinheiten nicht nur überspannungsanfällig und somit brandgefährlich. Sie haben zudem kein hochwertiges Batteriemanagementsystem, welches u.a. Temperatur, Überspannung und Tiefenentladung überwacht und ggf. abschaltet. Solche Billig-Akkus werden stark gestresst und sind meist schon nach 1 bis 3 Jahren defekt oder haben in der Leistung oder Kapazität stark nachgelassen. In E-Autos namhafter Hersteller verbaute Akkus dagegen sind hochwertige Lithium-Ionen-Akkus hoher Reinheit, mit speziellen Elektrolyten, Anoden- und Kathodenmaterial sowie einer speziellen Bauform. Zudem erfolgt im Betrieb softwareseitig eine fortlaufende Überwachung (Management) mit z.B. entsprechenden Abschalt- oder Leistungsreduzierungsmaßnahmen, was für eine hohe Betriebssicherheit und eine Akku-Schonung sorgt. Ein Beleg dafür sind die langen Garantien der Auto-Hersteller auf diese Akkumulatoren: z.B. 160.000 km oder 8 Jahre bei VW (garantiert werden dann mindestens noch 70% Akku-Kapazität; der Akku funktioniert dann übrigens noch, aber Leistung und Reichweite lässt nach). Somit sind Akku-Lebensdauern von 10 bis 12 Jahren in E-Autos – bei etwas reduzierter Reichweite – durchaus zu erwarten. Da alle bisherigen Pkw in Deutschland nach 10-12 Jahren stillgelegt werden, kann die zu erwartende Akku-Lebensdauer kein Hindernis für den Kauf eine E-Autos darstellen.
E-Auto-Langzeittest vom ADAC
Batterie-Lebensdauer bis zu 20 Jahren und mehr durch anschließenden „Second Life – Einsatz“
Wenn das E-Auto nach vielen Jahren Nutzungszeit verschrottet werden soll, so können die noch intakten Batterien ausgebaut und für weitere 10 bis 20 Jahre als Zwischenspeicher für Solar- und Windstrom und als Notstromreserve in Immobilien genutzt werden, weil sie dort schonender be- und entladen werden können und nicht so hohe Leistungen wie im Auto liefern müssen. Dies wird bereits seit einigen Jahren z.B. von Nissan praktiziert und andere Autobauer sowie Versorger ziehen nach. Beispiele klicke hier:
- Ausgediente Nissan Leaf-Akkus in Osloer Stadion genutzt
- Ausgediente Audi-Akkus stützen Netz des Nürnberger Versorgers N-Ergie
- Vattenfall mit 500 BMW i3-Akkus geht ans Netz
Dadurch werden Ressourcen und Umwelt geschont und ein Batterie-Recycling ist erst viel später notwendig. Bis dahin werden Recyclingquoten von nahezu 100% erreicht werden.
„Der für viele Millionen E-Autos notwendige Netzausbau ist viel zu teuer“
Hat mal jemand nachgerechnet? Ja. Eine Studie von Agora Energiewende belegt das Gegenteil.
Es ist klar, dass wir mit der Elektromobilität allein die Klimaschutzziele nicht erreichen. Aber ohne einen massiven Markthochlauf auf mehr als 10 Millionen Fahrzeuge bis 2030 werden wir sie wieder einmal reißen. Das versteht nun auch die Automobilindustrie. Die Fahrzeughersteller werden in den kommenden fünf Jahren mehr als 300 Modelle auf den Markt bringen. Um den Markthochlauf der Elektromobilität sowie von Wärmepumpen in Gebäuden erfolgreich zu gestalten, bedarf es des raschen Ausbaus der Ladeinfrastruktur und der Verteilnetze. Gerade langfristig wirft das die Frage auf: Können die Strom- bzw. Verteilnetze zu vertretbaren Kosten fit gemacht werden, um den Herausforderungen gerecht zu werden? Oder droht der von einigen Akteuren prophezeite Blackout? – Dieser Frage wird in dieser Studie nachgegangen, mit klarem
Ergebnis:
Die Verteilnetze werden nicht der Flaschenhals für einen ambitionierten, sektorübergreifenden Klimaschutz, wenn wir heute die richtigen Weichen stellen.
„Wenn wir nur noch Elektroautos haben und alle gleichzeitig laden, bricht das deutsche Stromnetz zusammen.“
Der Sache gehen wir doch mal auf den Grund
Erst einmal ist es also richtig, dass wir mit dem derzeitigen Netz auf absehbare Zeit nicht gleichzeitig eine Millionen Elektroautos mit 350 Kilowatt laden können. Andererseits kann man derzeit noch gar keine bezahlbaren Elektroautos kaufen, die sich mit 350 Kilowatt laden lassen. Über 80% der Ladevorgänge finden an regulären Stellplätzen – z.B. zuhause oder im Betrieb – statt. Im Durchschnitt fährt ein Auto in Deutschland 38 Kilometer am Tag. Selbst bei einer Ladeleistung von 2,3 Kilowatt, die über eine herkömmliche (Schuko)Steckdose zuhause möglich ist, ist diese Strecke in rund 3 Stunden wieder nachgeladen. Bei einer Ladeleistung von 350 Kilowatt benötigt dies nur rund eine Minute. Es drängt sich die Frage auf, warum man das machen sollte, wenn man weiß, dass dies enorme Kosten verursacht, die Lebensdauer der Batterie stark leidet und das Auto sowieso 10 Stunden am Stellplatz neben der Steckdose herumsteht.
„Die Herstellung und das spätere Recycling der Lithium-Ionen-Batterie belastet die Umwelt“
Diese Pauschalaussage stimmt so nicht!
Zu hoher Wasserverbrauch bei der Lithium-Gewinnung?
Der Lithiumbedarf für Lithiumbatterien ist relativ gering. Für einen Batteriespeicher mit einer Speicherkapazität von einer Kilowattstunde benötigt man nur 80 bis 140 Gramm Lithium (Quelle: Quaschning, Volker: Regenerative Energiesysteme. Hanser Verlag München, 10. Auflage 2019). Ein Tesla Model S mit großer Batterie braucht etwa 10 Kilogramm Lithium, andere Elektroautos mit kleineren Batterien entsprechend weniger. Damit liegt der Wasserbedarf für das Lithium einer Tesla-Batterie zwischen 4.000 und 20.000 Liter.
Auch für die Herstellung anderer Produkte des täglichen Bedarfs ist der Wasserbedarf enorm (Quelle: Schwochow, J.: Wie viel Wasser verbrauchen wir? Fassung vom 06.08.2019). So liegt der genannte Wasserbedarf gerade einmal in der gleichen Größenordnung wie die Produktion von einem Kilogramm Rindfleisch (Quelle: Sanktjohanser, Florian: Ein Kilo Rindfleisch kostet 15.000 Liter Wasser. Welt Wissen, 28.01.2010). Dieser Vergleich soll die Umweltprobleme bei der Lithiumgewinnung nicht verharmlosen, jedoch in den Kontext des Wasserbedarfs einbetten. Die extreme Kritik am Wasserbedarf für Batterien von Elektroautos scheint bei einer solchen Einordnung doch etwas überzogen, zumindest von Autofahrern, die gerne Fleisch essen. Derzeit wird intensiv daran gearbeitet, den Lithiumbedarf für Batterien weiter zu verringern. Eine Reduktion um den Faktor zehn ist durchaus im Bereich des möglichen, was den Wasserbedarf für die Lithiumgewinnung pro Fahrzeug noch einmal drastisch reduzieren wird, sodass er dann gerade einmal einem 100g kleinen Rindersteak entsprechen würde.
Für die Gewinnung von Lithium wird außerdem kein Trinkwasser benötigt. Das Lithium befindet sich in unterirdischer Sole, also Salzwasser. Die größten Fördergebiete befinden sich in Südamerika. Hier wird das Salzwasser aus unterirdischen Seen in Wüstenregionen nach oben gefördert und in großen künstlichen Becken verdunstet, bis das reine Lithiumsalz zurückbleibt. Hierbei geht also erst einmal kein wertvolles Trinkwasser verloren. Die große Entnahme von Salzwasser kann aber zum Nachströmen von Trinkwasser aus angrenzenden Regionen führen. Die unterirdischen Wasserflüsse in der betroffenen Region sind noch nicht ausreichend erforscht. Außerdem ist der Landverbrauch für die Verdunstungsbecken sehr groß, auch wenn es sich dabei in der Regel um Wüste handelt. In der Forschung werden darum bereits alternative Verfahren zur Gewinnung von Lithium aus Salzwasser ohne Wasserverdunstung entwickelt. Mittelfristig könnte dann das Wasser wieder in den Untergrund zurück gepumpt oder daraus sogar Süßwasser gewonnen und als wertvolles Trinkwasser für die Region genutzt werden.
Das Problem des Wasserverbrauchs bei der Lithiumgewinnung ist also heute im Vergleich zu anderen Produkten bereits überschaubar und mittelfristig vollständig lösbar und damit kein Argument, nicht weiter auf das Elektroauto im Speziellen oder die Lithium-Batterie grundsätzlich zu setzen. Bei der Kritik des Wasserverbrauchs bei der Lithiumgewinnung wird nämlich ein Argument gerne vergessen: Gerade für die Gewinnung von Treibstoffen für Autos mit Verbrennungsmotoren, z. B. beim Abbau von Teer- und Ölsanden, ist der Wasserverbrauch und die Umweltbelastung viel extremer. Für 1 Barrel Öl (159 Liter) werden hierbei ca. 5 Barrel Wasser verbraucht (Quellen: Greenpeace: Teersand in Kanada. 14.02.2014) und Greenpeace: Ölsandabbau in Kanada: dramatische ökologische und klimatische Auswirkungen. Hamburg 02/2010).
Rohstoff Kobalt in der Kritik
Von der Lithiumbatterie gibt es ca. 30 verschiedene Zellchemie-Varianten mit unterschiedlichen Materialien. Seltene Erden werden in den gängigen Varianten bislang nicht benötigt. Dieses Argument können wir hier also klar widerlegen.
In der positiven Elektrode der Lithiumbatterie kommen Lithium-Metalloxide zum Einsatz. In vielen gängigen Varianten wird dabei auch Kobalt verwendet. Es gibt aber auch heute schon kobaltfreie Lithiumbatterien, zum Beispiel die Lithiumeisenphosphat-Batterie. Viele Hersteller arbeiten an einer Reduktion des Kobalt-Einsatzes oder anderen kobaltlosen Alternativen. Längerfristig ist es wahrscheinlich, dass sich komplett kobaltfreie Batterien durchsetzen werden. Heute wird Kobalt aber tatsächlich in vielen Batterien noch verwendet.
Um es ganz klar zu sagen: Kinderarbeit ist inakzeptabel und ist leider weltweit sehr verbreitet. UNICEF schätzt, dass es weltweit 152 Millionen Kinderarbeiter gibt, die “unter Bedingungen arbeiten, die sie ihrer elementaren Rechte und Chancen berauben”. Viele importierte Lebensmittel und Produkte werden mit Hilfe von Kinderarbeit produziert. Kinder arbeiten in Steinbrüchen, in Minen, in der Landwirtschaft, in Werkstätten oder der Textilproduktion.
Rund die Hälfte des Kobalts weltweit wird in der Demokratischen Republik Kongo gefördert. Im Kongo ist, wie in vielen Ländern Sub-Sahara Afrikas, Kinderarbeit weit verbreitet. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich mit Hilfe von Kinderarbeit gewonnenes Kobalt in einer Auto- oder Heimbatterie befindet, ist damit nicht gering. Auch beim Kauf von T-Shirts oder Schokolade ist die Wahrscheinlichkeit von Kinderarbeit hoch. Hinzu kommt, dass bei Autos mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren Kinderarbeit bei der Gewinnung oder Verarbeitung einzelner Rohstoffe ebenso wahrscheinlich ist, ohne dass dies im Fokus der öffentlichen Diskussion steht.
Insofern ist es erfreulich, wenn im Zuge der Einführung der Elektromobilität die Problematik der Kinderarbeit endlich wieder breiter diskutiert wird. Alle können einen Beitrag leisten, die Situation zu verbessern, indem sie Produkte mit dem Fairtrade-Siegel kaufen. Auch bei anderen Produkten, wie T-Shirts, Handys, Laptops oder eben auch Autos muss Druck auf die Hersteller ausgeübt werden, auf faire Arbeitsbedingungen zu achten. Gleichzeitig müssen wir dafür sorgen, dass sich die Lebensbedingungen und die politischen Situationen in den betroffenen armen Ländern der Erde verbessern. Auch hier haben wir als Einwohner von einem reichen Land eine besondere Verantwortung, dies zu unterstützen. Hier sind wir als Verbraucher gefragt, bei den Herstellern kritisch nachzufragen und von der Politik die dafür nötigen Rahmenbedingungen zu fordern.
Recyclingquoten verbessern sich mit zunehmender Batteriemenge im Umlauf
Die Erfahrungen der Vergangenheit zeigen uns, dass mit zunehmender Massenproduktion die Produktions- und Recyclingprozesse bei jeder anfangs neuen Technologie laufend optimiert werden. Als vor über 100 Jahren die heute bewährte Bleisäurebatterie entwickelt wurde, gab es noch keine optimierten Herstellungs- und Recycling-Prozesse. Schon seit Jahrzehnten sind diese Batterien durch Massenproduktion erschwinglich und zu fast 100% recycelbar geworden!
Die für den mobilen Bereich optimierten Lithium-Ionen-Batterien sind noch vergleichsweise jung, können aber heute schon zu weit über 50% recycelt werden. Die führenden Recycling-Firmen in Europa investieren und rüsten Ihre Technik bereits auf, weil Sie schon heute wissen, dass im Zuge der globalen Umstellung auf Elektromobilität sowie durch den massenhaften Einsatz und Verkauf von Solarbatterien die anstehende Massenproduktionen in den kommenden zwei Jahren Recyclingquoten bei Lithium-Ionen-Batterien von über 90% nicht nur technisch möglich sind, sondern auch wirtschaftlich darstellbar sein werden. Das spart Geld, schafft Arbeitsplätze und schont Ressourcen. Jeder Erfolg hat irgendwann einmal klein angefangen und bekam eine Chance, sich zu entwickeln und zu verbessern. Quelle: Klicke hier
Weltweite Forschungen verringern Anteile aufwendig recycelbarer Rohstoffe
In die Batterieforschung und -Recycling werden in den kommenden Jahren global viele hunderte Millionen Euro bzw. USD investiert. Schon heute liefern Forschungsergebnisse Ausblicke auf baldige 50 bis 90% Reduzierung der „kritischen“ Komponenten wie Kobalt für Lithium-Ionen-Batterien. Ebenso wird an alternativen Lithium-Batterien geforscht, z.B. einer leichteren, preisgünstigeren, leistungsfähigeren und leichter recycelbareren Batterie mit Schwefel statt Kobalt und Nickel. Das klare Ziel: Ressourcen schonen. Wir sind auf dem besten Weg!
„Wasserstoff-Fahrzeuge sind besser als E-Fahrzeuge“
Was genau soll besser sein? Eine Kurzanalyse
Interessanterweise wissen viele Menschen, die eine solche Meinung vertreten, nicht, dass es sich bei beiden Varianten um Elektrofahrzeuge handelt. Die eine mit Batterie, die andere mit einer Brennstoffzelle.
Für den Betrieb eines Brennstoffzellenautos muss aber erst einmal Wasserstoff hergestellt und auf hohen Druck gebracht werden. Im Auto selbst muss dieser dann mit Hilfe einer Brennstoffzelle zurück verstromt werden. Beides verursacht hohe Verluste, sodass ein Brennstoffzellenauto etwa dreimal so viel Strom zum Herstellen des nötigen Wasserstoffs braucht wie ein Batterieauto zum Laden der Batterien. Wenn man also beide Fahrzeugvarianten vergleichen möchte, muss man beim Brennstoffzellenauto auch den Herstellungsaufwand für den Wasserstoff berücksichtigen. Dafür fällt hier der hohe Herstellungsenergieaufwand für die Batterie weg. Unterm Strich unterscheidet sich am Ende die Klimabilanz beider Fahrzeugvarianten kaum (Quelle: Sternberg, André; Hank, Christoph; Hebling, Christopher: Treibhausgasemissionen für Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeuge mit Reichweiten über 300 km).
Derzeit wird ein Großteil des Wasserstoffs in Deutschland aus Erdgas gewonnen. Vorteile für den Klimaschutz lassen sich damit nicht generieren. Wollten wir alle Autos durch Brennstoffzellenautos ersetzen und den Wasserstoff durch erneuerbare Energien in Deutschland gewinnen, müssten wir auch fast dreimal so viel Windkraft- und Solaranlagen aufstellen. Zumindest für das Aufstellen der nötigen Windkraftanlagen fehlen in Deutschland aber die dafür benötigten Standorte (Quelle: Quaschning, Volker: Sektorkopplung durch die Energiewende. HTW Berlin, 2016). Bei der Wasserstofflösung wären wir also auf den Import von regenerativem Wasserstoff angewiesen. Dies in den für den Klimaschutz erforderlichen Zeitfenstern zu realisieren, dürfte schwer werden. Außerdem wird die Wasserstofflösung wegen der hohen Wirkungsgradverluste, der im Vergleich zu einer E-Ladesäule etwa 20fach teureren Errichtungskosten einer Wasserstoff-Zapfanlage und der Transportkosten des Wasserstoffs zu einzelnen Tankstellen am Ende auch teurer sein als die Batterievariante.
Darum ist es sehr wahrscheinlich, dass die Wasserstofflösung vor allem bei Fahrzeugen mit hohen täglichen Fahrleistungen wie LKWs, Bussen oder Autos für extreme Vielfahrer zum Einsatz kommt. Das normale Auto für durchschnittliche Anwendungen wird künftig mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit ein Batterieauto sein. Umweltnachteile gibt es dadurch im Vergleich zur Wasserstoffvariante nicht, eher umgekehrt.
