Wie grün ist die Elektromobilität wirklich?

Elektrofahrzeuge haben das Potenzial, viel CO2 einzusparen. Allerdings belasten auch sie die Umwelt. Gegenüber Benzinern und Dieselfahrzeugen gibt es aber grosse Unterschiede.


Die Ökobilanz der Elektrofahrzeuge verbessert sich stark, wenn konsequent erneuerbarer Strom aus Wasser, Photovoltaik oder Wind eingesetzt wird.

Die Elektromobilität gilt als Hoffnungsträger in Sachen Klimaschutz im Strassenverkehr. Der Grossteil aller Fahrzeuge soll bis in wenigen Jahrzehnten durch Strom aus Batterien angetrieben werden. Im Betrieb sind Elektrofahrzeuge emissionsfrei und vermeiden daher Treibhausgase und Luftschadstoffe. Allerdings ist das nur die halbe Wahrheit. Auch der Fahrstrom der Elektromobile muss produziert werden, wobei direkte oder indirekte Emissionen entstehen, und wie auch bei konventionellen Benzin- und Dieselfahrzeugen ist bereits die Herstellung der Fahrzeugkomponenten energie- und somit CO2-intensiv. Um die tatsächlichen Umweltauswirkungen von konventionellen Benzin- und Dieselautos sowie Batteriefahrzeugen quantifizieren und vergleichen zu können, bedarf es folglich einer umfassenden Ökobilanzierung (englisch: “Life Cycle Assessment” (LCA)). Das bedeutet, dass der gesamte Lebenszyklus der Fahrzeuge berücksichtigt wird. Solche Bilanzen beinhalten die Herstellung und Entsorgung des Fahrzeugs und wesentlicher Komponenten (insbesondere die Batterie bei Elektroautos), die Bereitstellung des Treibstoffs beziehungsweise des Stroms sowie die Emissionen beim Fahren.

Ökobilanzen zur Elektromobilität wurden in den letzten Monaten und Jahren unzählige gemacht. Die darin gezeigten und diskutierten Resultate sind sehr unterschiedlich, abhängig von den jeweils getroffenen Annahmen, den verwendeten Daten und den Berechnungsmethoden. Zudem werden die Ergebnisse oft aus dem Zusammenhang gerissen oder sogar missbräuchlich verwendet, was bei Konsumenten und Entscheidungsträgern zu Verwirrung und teils falschen Schlussfolgerungen führen kann.

Aus diesem Grund haben das Bundesamt für Energie BFE sowie auch das Bundesamt für Umwelt BAFU unabhängig voneinander kürzlich fundierte Ökobilanzen zur Elektromobilität erarbeiten lassen. Die Kernaussagen der beiden Studien sind miteinander konsistent, während die BAFU-Studie neben CO2 auch die Gesamtumweltbelastung analysiert, wagt die BFE-Studie einen Blick in die Zukunft.

CO2-Einsparung

Die BAFU-Studie hat heutige Elektroautos, Plug-In Hybrid-, Hybrid-, Diesel-, Benzin- und Erdgasfahrzeuge miteinander verglichen und kommt zum Schluss, dass die Treibhausgas-Emissionen (CO2-Äquivalente) des heute durchschnittlichen in Betrieb stehenden fossil betriebenen Fahrzeugs deutlich höher liegen als diejenigen eines Elektroautos der Golf-Klasse. Unter Einbezug der Herstellung, Benutzung und Entsorgung der Fahrzeuge verursachen Elektrofahrzeuge, die mit dem Schweizer Verbraucherstrommix ab Steckdose laden, heutzutage nur rund halb soviel CO2-Emissionen im Vergleich mit dem Schweizer Flottendurchschnitt (heute immatrikulierte Benzin und Dieselfahrzeuge). Bei den Plug-in-Hybriden liegt die CO2-Einsparung gemäss BAFU-Studie über den gesamten Lebenszyklus betrachtet bei rund 40 Prozent. Wird zum Laden der Elektrofahrzeuge lediglich erneuerbarer Strom aus Wasser, Photovoltaik oder Wind eingesetzt, können die CO2-Emissionen nochmals um bis zu 20 Prozent reduziert werden. Etwas schlechter sieht es derzeit noch im europäischen Ausland aus. Mit dem europäischen Strommix liegen die CO2-Emissionen der Elektroautos nur rund einen Viertel tiefer als bei Diesel- und Benzinfahrzeugen. Wird im Extremfall sogar nur Strom ab Kohlekraftwerke geladen, lägen die CO2-Emissionen von Elektrofahrzeugen sogar um 20 Prozent über jenen konventioneller Fahrzeuge. Ähnliche Zahlen liefert die BFE-Studie, welche somit die Grundaussagen zu den CO2-Emissionen stützt. Die BFE-Studie rechnet allerdings mit längeren Lebensdauern der Fahrzeuge und der Batterien, so dass die CO2-Emissionen der Elektrofahrzeuge tiefer ausfallen als bei der BAFU-Studie. So rechnet die BFE-Studie mit einer durchschnittlichen Lebensdauer der Batterie von heute 150‘000 Kilometer, bevor sie ersetzt werden muss, während die BAFU-Studie von lediglich 100‘000 Kilometer ausgeht. Bei einer Fahrzeuglebensdauer von 150‘000 Kilometer (BAFU) wird dadurch jede Batterie einmal ersetzt, was sich entsprechend in der Ökobilanz niederschlägt. Während die BAFU-Studie nur den aktuellen Zustand betrachtet, wagt die BFE-Studie einen Blick in die Zukunft. So gehen die Autoren davon aus, dass sich die durchschnittliche Batterielebensdauer auf 180‘000 Kilometer erhöhen wird und daher nur noch bei einem Bruchteil der Fahrzeuge ein Batterietausch notwendig wird, was die Ökobilanz der Elektroautos zukünftig verbessert.

Umweltauswirkung

Neben den CO2-Emissionen haben die beiden Studien auch weitere Umweltauswirkungen wie Feinstaub untersucht. Die BAFU-Studie hat zudem die hochradioaktiven Abfälle und die Gesamtumweltbelastung (Methode der ökologischen Knappheit) untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass über den gesamten Lebenszyklus die Feinstaubemissionen bei Elektrofahrzeugen höher sind als bei konventionellen Fahrzeugen. Zudem zeigt die BAFU-Studie, dass die Gesamtumweltbelastung beim Elektrofahrzeug leicht höher als beim Flottenmix der Benzinautos, aber deutlich tiefer als beim Flottenmix der Dieselautos liegt. Die Erzeugung radioaktiver Abfälle pro gefahrenem Kilometer ist zudem beim Elektroauto am höchsten.

Diese Resultate mögen erstaunen, sollten aber richtig interpretiert werden. So liegen die Feinstaubemissionen bei Elektrofahrzeugen über den gesamten Lebenszyklus zwar etwas höher als bei Benzin- oder Dieselfahrzeugen, allerdings wird dabei nicht bewertet, wo die Emissionen anfallen. Während sie beim Elektrofahrzeug vor allem bei der Herstellung der Batterien in unbewohnten Gebieten beim Abbau von Lithium anfallen, fallen die Feinstaubemissionen bei Diesel- und Benzinfahrzeugen hauptsächlich dort an, wo die Fahrzeuge fahren, also in den Städten, wo Millionen von Menschen davon betroffen sind. Es ist also entscheidend, dass die Arbeiter beim Lithiumabbau vor dem Feinstaub geschützt werden.  

Die Erzeugung radioaktiver Abfälle ist bei Elektrofahrzeugen vor allem dann hoch, wenn sie mit Strom aus Kernkraftwerken geladen werden. Hier hat die Schweiz mit dem Ausstieg aus der Kernenergie bereits die notwendigen Schritte eingeleitet, so dass sich dies zukünftig verbessert.

Fazit

Auch ein Elektrofahrzeug ist ein Auto und verursacht daher bei Herstellung, Betrieb und Entsorgung eine Umweltbelastung. Wer wirklich die Umwelt schützen will, sollte ganz auf ein Fahrzeug verzichten. Elektrofahrzeuge sind im Sinne des Klimaschutzes und eigenen sich zur Reduktion der globalen und lokalen CO2-Emissionen im Bereich des motorisierten Individualverkehrs sehr gut. Die Gesamtumweltbelastung ist vor allem wegen der hohen Feinstaubemissionen (in unbewohnten Gebieten) und der radioaktiven Abfälle (Kernkraftwerke) bei Elektroautos teilweise höher als bei Benzinautos. Die Ökobilanz der Elektrofahrzeuge verbessert sich stark, wenn konsequent erneuerbarer Strom aus Wasser, Photovoltaik oder Wind eingesetzt wird, wenn die Batterielebensdauer verlängert werden kann und die Fahrzeuge hohe Fahrleistungen vorweisen (Car-Sharing oder lange Lebensdauer). Die meisten dieser Faktoren werden sich in Zukunft verbessern, so dass sich auch die Ökobilanz der Elektroautos künftig weiter verbessern dürfte.

BAFU-Studie: treeze, 2018: Aktualisierung Umweltaspekte von Elektroautos – Ein Argumentarium

BFE-Studie: PSI, 2018: Die Umweltauswirkungen von Personenwagen: heute und morgen – Hintergrundbericht

Wie grün ist die Elektromobilität wirklich?

Heisse Phase für die Versorgungssicherheit

Die Schweiz war in diesem Winter wie bereits im Vorjahr mit einer angespannten Stromversorgungssituation konfrontiert. Im kalten Januar 2017 wurden die Energiereserven in der Schweiz knapp.

Am 28. Februar ging der meteorologische Winter zu Ende und damit auch die heisse Phase für die Versorgungssicherheit in der Schweiz. Bereits im zweiten Jahr in Folge hatte die Schweiz auch in diesem Winter mit einer «angespannten» Energie- und Netzsituation im Strombereich zu kämpfen. Bemerkbar machte sich das mit «knappen» Energiereserven in der Schweiz. Wobei mit Energiereserven steuerbare Kraftwerke und die dazu notwendigen Netzkapazitäten gemeint sind, also Kernkraftwerke und Speicherkraftwerke. Wobei letztere wiederum nur so lange produzieren können, wie sie Energiereserven in Form von Wasser in den Speicherseen haben.

Wieviel Strom die Schweiz benötigt und wie dieser Bedarf gedeckt wird, kann mittels einer Badewanne erklärt werden. Dabei stellt die Badewanne den Verbrauch dar. Je grösser der Verbrauch, desto grösser die Badewanne. Quelle: Swissgrid

 

Kernkraftwerke ausser Betrieb

Die Verknappung der Energiereserven kam durch eine Verkettung besonderer Umstände zustande. Gegenüber den Vorjahren fehlten in beiden Wintern Kernkraftwerke, welche wegen Defekten längere Zeit vom Netz mussten. Das Kernkraftwerk Beznau 1 fehlt aktuell schon seit mehr als zwei Jahren und stand in beiden Wintern nicht zur Verfügung. Im Frühwinter 2015/16 fehlte zudem das Kernkraftwerk Beznau 2 – dieses konnte den Betrieb jedoch an Weihnachten 2015 wieder aufnehmen. Im nun zu Ende gegangenen Winter 2016/17 fehlte neben dem Kernkraftwerk Beznau 1 auch Leibstadt – das grösste aller fünf Schweizer Kernkraftwerke. Diese fehlenden Strommengen mussten durch Importe oder anderweitige Produktion, insbesondere aus Speicherkraftwerken, kompensiert werden. So kam es dazu, dass die Speicherseen in der Schweiz in den beiden vergangenen Wintern deutlich unterdurchschnittliche Füllstände vorwiesen. Diese Ausgangslage veranlasste Swissgrid jeweils in beiden Wintern, eine interne Task Force sowie eine Arbeitsgruppe mit der Schweizer Energiewirtschaft ins Leben zu rufen. Gemeinsam wurden Massnahmen zur Bewältigung der «angespannten» Energie- und Netzsituation getroffen. Denn eine sichere Stromversorgung ist eine Grundbedingung für ein modernes und hochindustrialisiertes Land wie die Schweiz.

Wer ist verantwortlich?

Gemäss dem Schweizerischen Energiegesetz (EnG) umfasst eine sichere Energieversorgung die ausreichende Verfügbarkeit, ein breit gefächertes Angebot sowie ein technisch sicheres und leistungsfähiges Versorgungssystem. Während nach den Leitlinien des EnG die Stromversorgung Sache der Energiewirtschaft ist, liegt die Verantwortung für die Gewährleistung eines sicheren, leistungsfähigen und effizienten Netzes gemäss Stromversorgungsgesetz (StromVG) beim Netzbetreiber. Im Falle des Höchstspannungsnetzes ist dies die Nationale Netzgesellschaft Swissgrid – Eigentümerin des Übertragungsnetzes. Beobachtet und überwacht wird die Entwicklung der Elektrizitätsmärkte im Hinblick auf eine sichere und erschwingliche Versorgung von der unabhängigen staatlichen Regulierungsbehörde ElCom.

Versorgungssicherheit gewährleistet?

Nach den beiden Wintern mit Task Force zur Energie- und Netzsituation kommen in Wirtschaft und Gesellschaft möglicherweise Zweifel auf, ob die Versorgungssicherheit in der Schweiz auch in Zukunft gewährleistet ist. Zu Recht. Denn während unsere Nachbarländer Deutschland und Frankreich seit Jahren rege Diskussionen über ihre Versorgungssicherheit führen, wurde dieses relevante Thema in der Schweiz stiefmütterlich behandelt. Jetzt kann auch die Schweiz nicht mehr darüber hinwegsehen, denn das Thema Versorgungssicherheit gewinnt in den kommenden Jahren zusätzlich an Brisanz. Zur Erreichung der Klimaschutzziele muss Deutschland in den nächsten Jahren unter dem Projekt «Kohleausstieg» zahlreiche Kraftwerke abschalten. In Frankreich wiederum sieht die aktuelle Politik eine entscheidende Reduktion des Atomstroms vor und wird in den kommenden Jahren möglicherweise zahlreiche Kernkraftwerke ausser Betrieb nehmen. Die Schweiz ist gut beraten, diese Entwicklung genauestens mitzuverfolgen, denn sie ist zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit auf Importe angewiesen. Doch wie entwickelt sich die Versorgungslage bei einem Ausstieg aus der Kernenergie in der Schweiz? Dieser ist ja nun kurzfristig vom Tisch aber langfristig wird es voraussichtlich trotzdem Realität. Und was geschieht, wenn die Nachbarländer die Schweiz im Winter nicht mehr mit Strom bedienen können, weil sie selber zahlreiche Kraftwerke abschalten?

Wie diese heisse Phase der Versorgungssicherheit angegangen werden kann, erfahren Sie im zweiten Teil dieses Artikels.

Heisse Phase für die Versorgungssicherheit