Lohnen sich Elektrofahrzeuge?

Der vierte Teil der Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“ geht der Frage nach, ob sich Elektrofahrzeuge finanziell lohnen und ob sie sicher und alltagstauglich sind?  

In der Schweiz gibt es bereits zahlreiche öffentliche Ladestationen, an denen Elektroautos geladen werden können. Verschiedene Akteure investieren zurzeit in den Aufbau der Ladeinfrastruktur. Quelle: lemnet.org

Beim Autokauf zählen Preis, Marke, Design und Zuverlässigkeit zu den entscheidenden Kaufargumenten für den Konsumenten. In Sachen Design gehören die aktuell verfügbaren Elektrofahrzeuge zu den Trendsettern. Bereits heute bieten zahlreiche Automarken einige Elektrofahrzeuge an. Bis 2020 wird praktisch jede Automarke verschiedene Elektroautos anbieten, so dass beim Autokauf auch die Marke kein Kaufhindernis mehr sein wird. Doch wie schneiden Elektrofahrzeuge in Sachen Preis und Zuverlässigkeit im Vergleich mit Benzin- und Dieselfahrzeugen ab?

 

Günster als ein Dieselfahrzeug?

Elektrofahrzeuge sind heute in der Anschaffung meistens (deutlich) teurer als vergleichbare konventionelle Fahrzeuge. Im Betrieb sind Elektroautos aber bedeutend günstiger als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren. Hauptgründe sind die geringeren Service- und Unterhaltskosten sowie die deutlich tieferen Treibstoffkosten (Strom vs. Benzin/Diesel). Die Gesamtkosten über die Nutzungsdauer fallen daher schon heute in vielen Fällen zu Gunsten der Elektroautos aus. Besonders dann, wenn das Fahrzeug viel gefahren und/oder lange gehalten wird. Die Kostenvorteile zeigen sich vor allem bei Klein- und Mittelklassewagen. Im Luxussegment gilt dies nicht unbedingt. Ein Tesla S ist auch über die gesamte Lebensdauer leicht teurer als ein vergleichbarer Mercedes E-Klasse (Diesel).

 

Erhöhtes Brandrisiko?

Elektrofahrzeuge sind avantgardistisch und über die gesamte Nutzungsdauer billiger als konventionelle Fahrzeuge. Mit der zunehmenden Verbreitung elektrischer Fahrzeuge rückt die neue Technologie auch in den Fokus der Rettungskräfte. Wie bei Benzin- und Dieselmotoren ist der Energieträger auch beim Elektromobil der Knackpunkt bei einem Unfall. Während bei den Verbrennungsmotoren vor allem austretende Treibstoffe eine Brandgefahr darstellen, bergen beim Elektrofahrzeug der mögliche Stromschlag und die mögliche Selbstentzündung der Lithium-Ionen-Batterien die Gefahren. Die Stilllegung des Stromkreislaufs, um einen Stromschlag zu verhindern, ist daher der erste Schritt für Rettungskräfte nach Ankunft bei der Unfallstelle. Moderne Elektromobile haben zwar eine Notabschaltung, die den Hochvoltkreislauf bei einem Unfall deaktiviert. Doch Rettungskräfte haben gemeinsam bereits einen Notfallplan für den Fall erarbeitet, dass die automatische Abschaltung nicht wie gewünscht erfolgte. Ein weiteres Risiko ist die Selbstentzündung der Batterie. Dies kann bereits am Unfallort geschehen, aber auch erst in den Folgetagen weit weg vom Unfallort. Analysen des Allianz Zentrums für Technik zeigen aber, dass bei serienmässigen Elektro- und Hybridfahrzeugen kein erhöhtes Brandrisiko gegenüber Fahrzeugen mit konventionellem Antrieb besteht. Fängt eine Batterie eines E-Mobils aber einmal Feuer, gilt landläufig die Befürchtung, dass der Brand nicht gelöscht werden kann. In verschiedenen Tests haben Rettungskräfte aber gezeigt, dass durch enormen Wassereinsatz ein solcher Brand unter Kontrolle gebracht werden kann. Geregelt ist der Umgang mit Batterien von Elektrofahrzeugen nach einem Unfall allerdings nicht. Polizei, Feuerwehr, Ambulanz und weiter Akteure arbeiten aktuell aber an Vorschlägen. Elektrofahrzeuge sind bereits heute so sicher wie herkömmliche Fahrzeuge. Insgesamt sind Elektrofahrzeuge relativ sogar um ein Viertel seltener in Unfälle verwickelt. Allerdings sind im Falle eines Unfalls die Kosten aber um rund 25 Prozent höher. Das liegt auch daran, dass noch nicht jede Werkstatt für die Reparatur eines E-Mobils optimal ausgerüstet ist.

 

Über 2‘300 öffentliche Ladestationen

Moderne Elektrofahrzeuge sind praktisch zu 100 Prozent vergleichbar mit herkömmlich angetriebenen Fahrzeugen. Das trifft auf die Performance, auf den Fahrkomfort, das Platzangebot und die Sicherheit zu. Grosse Unterschiede bestehen heute noch bei der Reichweite und der Ladeinfrastruktur. Während Benzin- und Dieselfahrzeuge heutzutage gut und gerne 800 Kilometer Reichweite vorweisen, beträgt sie bei den heute verfügbaren Elektroautos im besten Fall die Hälfte. Die Reichweite der E-Mobile wird sich in den nächsten Jahren allerdings weiter erhöhen, so dass die 500-Kilometer-Marke in Griffweite rückt. Immer mehr Reichweite ist zudem nicht nur vorteilhaft. Dafür braucht es immer schwerere Batterien, was wiederum den Energieverbrauch der Autos belastet, bei gleichzeitig sehr hohen Grenzkosten. Mittelfristig liegt das Batteriegrössen-Optimum daher bei einer realen Reichweite von 300-400 Kilometer. Die reduzierte Reichweite muss aber kein Hindernis sein, denn die Schweiz verfügt über eine bereits gut ausgebaute Ladeinfrastruktur. Schweizweit waren gemäss der online Plattform lemnet.org bereits über 2‘300 öffentlich zugängliche Ladestationen registriert. Alleine in der Region Zürich sind rund 350 Ladestationen installiert, welche von allen genutzt werden können. Die meisten dieser Ladestationen bieten eine Ladeleistung von 11 oder 22 Kilowatt an. Hier muss das Elektrofahrzeug 1 bis 2 Stunden oder länger stehen und geladen werden, um substanziell nachzuladen. 50 Ladestationen im Raum Zürich bieten eine Ladeleistung von 40 Kilowatt oder mehr an. So kann bei einer Ladedauer von 30 Minuten (z.B. während dem Einkaufen oder einer Verpflegungspause) 100 Kilometer Reichweite nachgeladen werden. Zukünftig wird sich die Ladeleistung an den Ladesäulen deutlich erhöhen. Geplant sind Ladestationen mit 100 bis 150 Kilowatt Ladeleistung, sodass innert Minuten bedeutend nachgeladen werden kann. Investitionen haben und werden vor allem von Energieversorgern getätigt, um neue Geschäftsfelder zu erschliessen. Aber auch Einkaufszentren, Hotels oder Restaurants bieten Ladestationen an, um den Comfort ihrer Kunden zu erhöhen.

 

Fazit: Elektrofahrzeuge sind in praktisch allen Belangen vergleichbar mit herkömmlichen Fahrzeugen. Die bereits vorhandene öffentliche Ladeinfrastruktur in der Schweiz, welche aktuell deutlich ausgebaut und verstärkt wird, macht Elektrofahrzeuge bereits heute alltagstauglich.

 

Rund um das Thema Elektromobilität wird viel geredet und geschrieben. Dabei kursieren viele Behauptungen, die das Image beeinflussen. Weshalb die Elektromobilität als Hoffnungsträger gilt, wie stark die Stromnachfrage steigt, wie es um die Klima- und Ökobilanz steht, wie weit Elektroautos wirklich kommen und wie viele es davon in 20 Jahren geben wird, lesen Sie in der fünfteiligen Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“.

Teil 1: Herkulesaufgabe für die Elektromobilität

Teil 2: Blackout durch Elektromobilität?

Teil 3: Wie sauber sind Elektroautos?

Teil 4: Lohnen sich Elektrofahrzeuge?

Teil 5: Grenzen der Elektromobilität

 

Lohnen sich Elektrofahrzeuge?

Wie sauber sind Elektroautos?

Der dritte Teil der Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“ zeigt, wie sauber Elektroautos wirklich sind.

Ein Elektrofahrzeug hat keinen Verbrennungsmotor, produziert also während der Fahrt keine Abgase, keine Schadstoffe und keine CO2-Emissionen. Das bedeutet, dass dank der Elektromobilität die Nutzung fossiler Energien im Verkehrssektor stark reduziert werden kann. Die CO2-Emissionen der Personenwagen, welche in der Schweiz zwei Drittel der Gesamtemissionen im Verkehrssektor ausmachen, können dank Elektroautos innert 20 Jahren um mehr als 30 Prozent reduziert werden.

Städte könnten dank der Elektromobilität schon bald frei von Smog sein. Der emissionsfreie Betrieb der Elektroautos birgt grosses Potenzial zur Verbesserung der Luftqualität. Auch die  Lärmbelastung ist bei Elektroautos geringer als bei Benzin- oder Dieselautos. Vor allem bei langsamer Fahrt dominiert das Antriebsgeräusch die Lärmemissionen der Autos. Bis zu einer Geschwindigkeit von 25 km/h sind daher Elektroautos viel leiser als Verbrenner. Mit weiter zunehmendem Tempo nehmen die Abrollgeräusche der Reifen auf dem Asphalt überhand. Elektroautos haben dann keinen Vorteil mehr, sind aber auch dann zumindest nicht lauter als herkömmliche Autos.

Es scheint, als ob die Elektromobilität alle Umweltprobleme zu beseitigen vermag. Trotzdem kursieren zähe Vorurteile über die wirkliche Ökobilanz von Elektroautos. Elektrofahrzeuge seien gar nicht so grün wie sie dargestellt werden.

Der Elektromobilität wird nachgesagt, dass die Batterieproduktion haufenweise Energie verschlingt und somit hohe CO2-Emissionen verursacht. Doch geht damit wirklich jeglicher ökologische Vorteil gegenüber Verbrennerautos verloren?

 

Betrachtung des ganzen Lebenszyklus

Klar ist, dass bei Elektroautos nicht nur der emissionsfreie Betrieb, sondern auch die Herstellung des Fahrzeugs und der Batterie berücksichtigt werden müssen, wenn es darum geht, die Elektromobilität als Umweltretterin zu positionieren. Einen fairen Vergleich zwischen Elektro- und Verbrennerautos liefert eine Ökobilanz. Dabei werden alle relevanten Emissionen (z.B. CO2 oder Feinstaub) über den gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs aufsummiert – also von der Rohstoffbereitstellung, Herstellung über die Nutzung bis zur Entsorgung, respektive zum Recycling. In jedem Schritt wird Energie benötigt und es fallen Emissionen an. Bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien, wie sie in Elektroautos vorkommen, wird Energie benötigt und es entstehen Treibhausgase. Beim Rohstoffabbau entsteht zusätzlich Feinstaub. Doch auch bei der Herstellung herkömmlicher Fahrzeuge wird viel Energie verbraucht. Nicht nur Elektroautos, auch Verbrennerautos, haben bereits einen Rucksack voller Umweltbelastung, bevor sie überhaupt ihren ersten Kilometer auf der Strasse gefahren sind. Der Rucksack der Elektroautos ist am Anfang aufgrund der Batterieherstellung tatsächlich schwerer als bei Benzinern und Dieselfahrzeugen. Der ökologische Vorteil der Verbrenner hält aber nicht lange an. Doch wie können Elektroautos diesen Rückstand aufholen?

CO2-Emissionen verschiedener Antriebstechnologien über den gesamten Lebenszyklus (Ökobilanz). Die Daten beziehen sich auf vergleichbare Mittelklasseautos mit einer Fahrleistung von 150’000 Kilometer. Quelle: PSI, EMPA, ETH (2016). THELMA project.

Auf den Strommix kommt’s an

Herkömmliche Fahrzeuge verbrennen während der Fahrt im Motor Treibstoffe in Form von Benzin oder Diesel. Als Folge davon werden Schadstoffe in Abgasen wie CO2, Schwefeloxide, Stickstoffoxide oder Kohlenstoffmonoxid direkt in die Umwelt abgegeben. Im Gegensatz dazu entstehen während der Fahrt mit einem Elektroauto keine weiteren Abgase, so wie die Geschirrspülmaschine, welche am Strom angeschlossen ist, auch keine direkten Abgase emittiert. Eine Ökobilanz berücksichtigt aber auch die Umweltbelastung des in Elektroautos eingesetzten Stroms, denn auch dieser muss in irgendeiner Weise in einem Kraftwerk produziert werden. Werden Elektroautos mit dem Schweizer Strommix geladen, steckt rund 62 Prozent Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Wasserkraft, Sonnenenergie und Biomasse drin. Der Schweizer Strommix weist daher nur geringe CO2-Emissionen vor und belastet die Ökobilanz der Elektroautos kaum. Mit jedem gefahrenen Kilometer verbessert sich daher die Umweltbilanz eines Elektroautos gegenüber eines Verbrennerautos. Eine Studie des Paul-Scherrer-Instituts, der EMPA und der ETH Zürich aus dem Jahr 2016 hat gezeigt, dass die über den ganzen Lebenszyklus verursachten CO2-Emissionen nach 150‘000 gefahrenen Kilometer bei einem Elektroauto, welches mit Schweizer Strom geladen wird, 70 Prozent tiefer sind verglichen mit einem Benzin- oder Dieselfahrzeug der gleichen Fahrzeugkategorie. Eine erst kürzlich publizierte Studie des Massachusetts Institute of Technology vergleicht die Ökobilanz über den ganzen Lebenszyklus eines zwei Tonnen schweren Tesla Model X mit jener des Ford Fiesta SFE Ecoboost, also eines sparsamen Kleinwagen-Beziners. Nach 175‘000 gefahrenen Kilometern verursacht der Tesla X insgesamt 35 Tonnen CO2 während der Ford Fiesta bereits 39 Tonnen verbuchen muss. Gerechnet wurde übrigens mit dem deutschen Strommix, der zu 40 Prozent aus Kohlestrom besteht.

Vergleicht man Fahrzeuge derselben Kategorie miteinander, schneiden Elektroautos auch mit dem EU-Strommix, welcher noch viel Kohlestrom beinhaltet, deutlich besser ab als Verbrennerautos. Die CO2-Emission über den gesamten Lebenszyklus sind bei einem Elektroauto nur rund halb so gross wie bei einem Benzin- oder Dieselfahrzeug. Würden Elektroautos nur mit grünem Strom aus erneuerbaren Quellen geladen werden, lägen die CO2-Emissionen sogar um 80 Prozent tiefer als bei Verbrennern. Wird hingegen lediglich Kohlestrom verwendet, sind die Emissionen bei Elektro- und Verbrennerfahrzeugen insgesamt vergleichbar.

 

Fokus auf erneuerbaren Energien

Elektrofahrzeuge schonen schon beim heutigen Strommix in Europa das Klima. In der Schweiz ist dieser Effekt aufgrund des hohen Anteils der Wasserkraft sogar noch deutlich ausgeprägter. Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energie wird sich diese positive Auswirkung weiter verstärken. Auch ein Auto mit einem Elektromotor bleibt primär ein Auto. Wie Verbrennerfahrzeuge verursachen auch Elektroautos Umweltschäden. Am besten schneiden Elektrofahrzeuge ab, wenn konsequent Strom aus erneuerbaren Quellen verwendet wird und das Fahrzeug häufig und lange eingesetzt wird. Denn Elektrofahrzeuge spielen ihren Klima- und Luftreinhaltetrumpf erst während der Fahrt aus.

 

Rund um das Thema Elektromobilität wird viel geredet und geschrieben. Dabei kursieren viele Behauptungen, die das Image beeinflussen. Weshalb die Elektromobilität als Hoffnungsträger gilt, wie stark die Stromnachfrage steigt, wie es um die Klima- und Ökobilanz steht, wie weit Elektroautos wirklich kommen und wie viele es davon in 20 Jahren geben wird, lesen Sie in der fünfteiligen Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“.

Teil 1: Herkulesaufgabe für die Elektromobilität

Teil 2: Blackout durch Elektromobilität?

Teil 3: Wie sauber sind Elektroautos?

Teil 4: Lohnen sich Elektrofahrzeuge?

Teil 5: Grenzen der Elektromobilität

 

Wie sauber sind Elektroautos?