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?

Ist eine 100% erneuerbare Stromversorgung möglich?

Die sonnigen Sommermonate führten zu Rekorderträgen bei den Photovoltaikanlagen. So viel Solarstrom wie im Juli 2018 wurde in der Schweiz bisher nie zuvor produziert. Gemäss Zahlen von Swissolar ist in der Schweiz zurzeit eine Photovoltaik-Leistung von rund 2 Gigawatt installiert. Im langjährigen Durchschnitt produzieren diese Anlagen im Juli rund 273 Gigawattstunden (GWh) Strom, im Juli 2018 hingegen rund 308 Gigawattstunden, also 13% mehr. Insgesamt stand im Juli 2018 Solarstrom für mehr als 1 Million Einfamilienhäuser zur Verfügung. Auch die vorhergehenden Monate lagen deutlich über den Mittelwerten: April +16%, Mai +2%, Juni +15%. Über ein ganzes Jahr betrachtet liegt der Anteil des Solarstroms am Schweizer Stromverbrauch aber erst bei rund 2,5%. Traditionellerweise spielt in der Schweiz die Wasserkraft die wichtigste Rolle im Stromsystem. Sie ist seit jeher die Basis und der Grundstein der Stromversorgung. Insgesamt 60% des produzierten Stroms in der Schweiz stammt aus der Wasserkraft – einerseits aus Speicherkraftwerken und andererseits aus Laufwasserkraftwerken in Flüssen. Die Schweizer Kernkraftwerke sind für etwas mehr als 30% der Schweizerischen Stromerzeugung verantwortlich. Mit dem Ja zur Energiestrategie 2050 wurde vom Volk auch der Ausstieg aus der Kernkraft verlangt. Damit dies gelingt, muss vorderhand Strom gespart werden (Efficiency First). Langfristig muss die Stromproduktion der Kernkraftwerke zudem durch andere Energiequellen kompensiert werden, will die Schweiz weiterhin bilanziell in etwa so viel Strom produzieren wie sie selber auch verbraucht.

Die Schweizer Stromversorgung war schon einmal 100% erneuerbar. Bis 1965 konnte der Stromverbrauch mit 100% Wasserkraft gedeckt werden. Auf den starken Anstieg des Stromverbrauchs reagierte die Schweiz mit dem Bau von Kernkraftwerken, Bildquelle: BFE 2018: Schweizerische Elektrizitätsstatistik 2017.

Grosses Potenzial

Die Stromerzeugung aus Wind und Sonne ist in den letzten Jahren immer konkurrenzfähiger geworden. In der Schweiz gilt die Sonnenenergie als wichtiger Baustein für eine zukunftsfähige und erneuerbare Stromversorgung nach Abschaltung der Kernkraftwerke. Das Potenzial für Solarstrom ist auch in der Schweiz riesig. Gemäss energieschweiz könnten auf geeigneten Dächern und Fassaden in der Schweiz rund 30 Terrawattstunden Strom pro Jahr produziert werden. Das entspricht rund der Hälfte des gesamten Schweizer Stromverbrauchs. Zusammen mit der bestehenden Wasserkraft ist eine 100% erneuerbare Stromversorgung in der Schweiz also möglich. Aber es gilt, drei grosse Herausforderungen zu meistern!

 

Flexibilität gefragt

Strom aus Sonnenergie oder Windenergie fluktuiert mit dem Wetter. Scheint die Sonne oder weht der Wind, so produzieren die Anlagen Strom. In der Nacht, bei Nebel oder bei Flaute produzieren die Anlagen allerdings keine Kilowattstunde Strom. Das Wetter gibt daher den Takt für die Stromversorgung an. Diese dezentrale und nicht-steuerbare Stromproduktion verlangt deshalb hohe Flexibilität auf der Nachfrageseite. In Zeiten geringer Stromproduktion aus erneuerbaren Energiequellen muss folglich auch die Stromnachfrage (automatisch) gesenkt werden – sofern möglich. Die Hoffnung liegt hierbei auf der Digitalisierung des Stromsystems, also in einem Smart Grid, wo die Stromverbraucher automatisch auf Schwankungen in der Stromproduktion reagieren. Im Fokus stehen dabei „verschiebbare Lasten“, die keine Komforteinbussen mit sich bringen. Beispiele in privaten Haushalten sind Wärmepumpen, Elektroboiler oder auch Elektrofahrzeuge, welche zukünftig gesteuert werden.

Stromversorgung in der Schweiz nach Ausstieg aus der Kernenergie und mit starkem Zubau der Photovoltaik, Quelle: EBP.

Aus Strom wird Gas

Für eine 100% erneuerbare Stromversorgung wird die Schweiz haufenweise Photovoltaikanlagen installieren. An sonnigen Tagen im Sommerhalbjahr werden diese Anlagen sehr viel Strom auf einmal produzieren – ja eigentlich zu viel. So wird es künftig Stunden im Sommerhalbjahr geben, in denen die Produktion aus Sonnenenergie die Stromnachfrage übersteigt. In diesen Stunden der Überproduktion sinkt der Strompreis gegen null oder wird sogar negativ. Dies soll Anreize geben, dass zusätzlich Strom in genau diesen Stunden genutzt wird. Hier kommt die Sektorkopplung zum Zug. So werden zukünftig Sektoren, die heute noch mehrheitlich auf fossile Energiequellen setzen, wie der Mobilitäts- oder der Wärmesektor, künftig mit dem Stromsystem „gekoppelt“. Durch diese Kopplung kann der „überschüssige“ Strom in den gekoppelten Sektoren effizient und sinnvoll eingesetzt werden. Eine weitere Möglichkeit bietet das Power-to-Gas-Verfahren. In Zeiten des erneuerbaren Stromüberschusses wird mittels Elektrolyse (die viel Strom braucht) Wasserstoff hergestellt, welcher dann ins Gasnetz eingespeist werden kann. Durch die Kopplung des Stromsystems mit dem Gasnetz entstehen neue Optionen und Flexibilität der Energieversorgung. Einerseits kann dadurch die erneuerbare Stromproduktion optimal genutzt und andererseits die Gasversorgung auf nachhaltige Art und Weise transformiert werden. Die Umwandlung von Strom in Gas ist nur mit hohen Energieverlusten möglich. Das oberste Kredo bleibt daher auch in Zukunft, den Strom direkt im Stromsystem zu nutzen.

Beispiel einer “kalten Dunkelflaute” im Januar 2017 in Deutschland. Quelle: AgoraEnergiewende

Kalte Dunkelflaute

Die wohl grösste Herausforderung für eine 100% erneuerbare Stromversorgung sind kalte Dunkelflauten. Also kalte, mehrtägige Perioden im Winter mit Hochnebel und Windstille. In dieser Zeit produzieren die tausenden Photovoltaik- und Windenergieanlagen kaum Strom, während gleichzeitig der Stromverbrauch aufgrund der winterlichen Kälte hoch ist. Damit in diesen Phasen auch zukünftig kein Blackout droht, braucht es Konzepte gegen die Dunkelflaute. Zentral zur Überbrückung solcher Dunkelflauten sind die grossen Stauseen, welche bedarfsgerecht grosse Strommengen produzieren können. Eine wichtige Rolle spielen aber auch stetige anfallende erneuerbare Energien wie die Wasserkraft aus Flüssen. Auch die Wärme-Kraft-Kopplung (WKK) ist ein wichtiger Baustein einer 100% erneuerbaren Stromversorgung. Aus Gas wird in WKK-Anlagen sehr effizient Wärme und Strom hergestellt. WKK-Anlagen würden folglich genau in der kalten Dunkelflaute automatisch auf Hochtouren laufen und die Stromversorgung sicherstellen. Damit das Stromsystem 100% erneuerbar ist, muss das dabei eingesetzte Gas ebenfalls erneuerbar sein, also z.B. Biogas oder synthetisch hergestelltes Gas (Power-to-Gas). Eine Schlüsselrolle für eine 100% erneuerbare Stromversorgung nehmen aber vor allem der Netzausbau und die europäische Kooperation ein. Würde jedes einzelne Land versuchen, selbständig eine erneuerbare Stromversorgung zu installieren, würde dies unter dem Strich in einem viel teureren und unzuverlässigen System münden, als mit einer länderübergreifenden Kooperation. In Zeiten der Über- oder Unterdeckung ist der Import und Export von Strom die optimale Lösung für ein effizientes und sicheres Stromsystem. Auch die Gefahr von Dunkelflauten sinkt, denn irgendwo in Europa weht immer der Wind. Die gegenseitige Absicherung der Stromversorgung ist daher für alle Länder ein Gewinn und Grundstein für eine 100% erneuerbare Stromversorgung.

Ist eine 100% erneuerbare Stromversorgung möglich?

Blackout durch Elektromobilität?

Der zweite Teil der Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“ zeigt, wie viel Strom die Elektromobilität braucht und wie stark die Stromnetze belastet werden.

Der morgentliche Kaffee, das Mittagessen um 12 Uhr, Zähneputzen vor dem ins Bett gehen – der Mensch liebt Regelmässigkeit in seinem Tagesablauf. Wie am Abend zu Hause das Smartphone an der Steckdose eingesteckt wird, könnte künftig am Abend bei der Rückkehr von der Arbeit, vom Fitness oder dem Einkaufen das Elektrofahrzeug am Parkplatz zuhause eingesteckt und geladen werden. Hat die Schweiz überhaupt genügend Strom, um zukünftig so viele Elektroautos zu versorgen und ist es für die Stromnetze ein Problem, wenn abends alle gleichzeitig ihre Elektromobile anschliessen?

Was ist ein Elektroauto?

Die Elektromobilität umfasst all jene Fahrzeuge, die ihre Energie überwiegend aus dem Stromnetz beziehen, also extern aufladbar sind. Der Strom stellt bei der Elektromobilität den eigentlichen „Treibstoff“ dar. Dazu gehören batterie-elektrisch betriebene Fahrzeuge, wie der Tesla Model S und X, der Renault Zoe oder der BMW i3, Elektrofahrzeuge mit einem kleinen Verbrennungsmotor zur Reichweitenverlängerung (z.B. BMW i3 mit Range Extender) sowie am Stromnetz aufladbare Plug-in-Hybridfahrzeuge, in denen sowohl ein E-Motor als auch ein Verbrennungsmotor für den Antrieb sorgen. Herkömmliche Hybridfahrzeuge wie der Toyota Prius gehören in diesem Sinne nicht zur Elektromobilität. Hybridfahrzeuge bieten eine Kombination aus Verbrennungs- und Elektromotor und verfügen über eine kleine Batterie. Die Batterie eines Hybridfahrzeugs wird über den Verbrennungsmotor und nicht über das Stromnetz aufgeladen. Hybridfahrzeuge sind zwar sehr effiziente Fahrzeuge, gehören aber nicht zur Elektromobilität.

Immer mehr Elektroautos

Die Schweiz zählte Ende 2017 über 4,5 Millionen Personenwagen. Zwei Drittel davon sind Benzinfahrzeuge. Weitere knapp 30 % sind Dieselfahrzeuge. Hybridfahrzeuge machten Ende 2017 1,6 % des Fahrzeugbestandes aus. Mehr als 14‘400 reine Elektrofahrzeuge waren Ende 2017 in der Schweiz immatrikuliert. Zusammen mit den Plug-in-Hybridfahrzeugen machten sie Ende 2017 aber noch weniger als 1 % des Fahrzeugbestandes aus. Bei den neu verkauften Personenwagen ist der Anteil an Elektrofahrzeugen in den letzten Jahren stetig gestiegen. 2017 wurden schätzungsweise 5‘000 batterie-elektrische Personenwagen und mehr als 3‘500 Plug-in-Hybride verkauft. Die Elektroautos beanspruchten damit 2017 knapp 3 % des Neuwagenmarktes für sich. In den nächsten Jahren dürfte dieser Wert rasch ansteigen.

Der Anteil der Elektroautos (batterie-elektrisch und Plug-in-Hybride) am Neuwagenmarkt wird in den nächsten Jahren stark ansteigen. Die drei abgebildeten Szenarien ergeben sich durch unterschiedliche politische Rahmenbedingungen. Bildquelle: EBP

Szenarien der Elektromobilität

In Norwegen waren im Dezember 2017 bereits 52 % der Neuwagen elektrisch. Nahezu alle grossen Automobilhersteller haben in den vergangenen Jahren umfassende Elektromobilitätsstrategien und Rollout-Konzepte zur Elektrifizierung ihrer Modellpalette angekündigt, darunter neu auch Volkswagen, Daimler, der französische PSA-Konzern, Mercedes oder Porsche. Auch von Seiten der Politik gibt es klare Indizien dafür, dass das Wachstum der Elektromobilität in den kommenden Jahrzehnten steil nach oben zeigen dürfte. Mit dem Inkrafttreten des Abkommens von Paris müssen die CO2-Emissionen im Verkehrssektor deutlich zurückgehen. Infolgedessen wird das geltende CO2-Gesetz in der Schweiz für den Zeitraum von 2021 bis 2030 totalrevidiert. China ist der mit Abstand grösste Markt der Elektromobilität. Im Jahr 2016 wurden rund 40 % aller weltweit verkauften Elektrofahrzeuge in China abgesetzt. Ab 2019 müssen Autohersteller in China zehn Prozent ihrer Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb verkaufen. Im Jahr 2020 gilt dann eine Quote von 12 %.

In der Schweiz sehen die aktualisierten Szenarien der Elektromobilität des Beratungsbüros EBP für das Jahr 2020 einen Neuwagenmarktanteil von rund 5 % vor. Im Jahr 2025 könnte dann bereits jedes fünfte verkaufte Auto ein Elektrofahrzeug sein. Bis im Jahr 2035 machen Elektroautos 25-60 % der Neuwagenflotte in der Schweiz aus. Zwischen dem Neuwagenmarkt und dem Fahrzeugbestand gibt es natürlich eine Verzögerung. Das Durchschnittsalter der Personenwagen in der Schweiz beträgt 8-9 Jahre. Wenn im Jahr 2035 also 50 % des Neuwagenmarktes durch Elektroautos dominiert wird, dauert es nochmals rund ein Jahrzehnt bis auch 50 % aller auf der Strasse verkehrenden Fahrzeuge elektrisch fahren.

 

5 Prozent mehr Stromverbrauch

Im Jahr 2035 dürften bereits mehr als eine Million Elektrofahrzeuge auf Schweizer Strassen verkehren. Alle diese Fahrzeuge benötigen Strom. Während der Strombedarf der Elektrofahrzeuge aktuell noch unbedeutend ist, steigt die Stromnachfrage der Elektromobilität bis 2035 möglicherweise auf 1.5 bis 3 Milliarden Kilowattstunden an. Dies würde allerdings lediglich rund drei bis fünf Prozent des heutigen Stromverbrauchs der Schweiz ausmachen. Selbst wenn im Jahr 2050 alle Autos in der Schweiz elektrisch fahren, würden knapp 8 TWh Strom oder rund 13 % des heutigen Stromverbrauchs der Schweiz dafür ausreichen. Dies zeigt eindrücklich, wie effizient die Elektromobilität ist.

 

Gesteuertes Laden wird nötig

Der Stromverbrauch der Elektromobilität bleibt also überschaubar. Da lange Ladezeiten dem Kunden zuliebe aber vermieden werden wollen, wird mit hoher Leistung geladen. Wenn viele Elektroautos zur selben Zeit am selben Ort laden, kann dies Stromnetze künftig vor Herausforderungen stellen. Im Jahr 2035 wird die Elektromobilität eine maximale, gleichzeitige Lastspitze von knapp 1‘000 Megawatt verursachen. Dies ist eine relevante Höhe, wenn man bedenkt, dass die jährliche Leistungsspitze im Schweizer Stromsystem bisher bei rund 10‘000 Megawatt liegt. Die Elektromobilität wird zukünftig also einen klaren Einfluss auf die Lastspitzen im Stromsystem haben.

Während der Stromverbrauch der Elektromobilität kaum ein Problem darstellen wird, gilt besonderes Augenmerk den Lastspitzen der Elektromobilität. Durch zeit- oder ferngesteuertes Laden oder durch den Einsatz von dezentralen Speichern können diese Lastspitzen, ohne gleichzeitig hohe Stromproduktion von erneuerbaren Energien, vermieden werden. Längerfristig ist deshalb eine Steuerung der Ladevorgänge, vor allem bei Heimladungen, sinnvoll. Verteilnetzbetreiber haben daher schon heute ein Interesse daran, dass vorwiegend smarte Ladestationen eingebaut werden und die Ladeleistungen bei Heimladungen begrenzt wird.

 

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

 

Blackout durch Elektromobilität?

Herkulesaufgabe für die Elektromobilität

Der erste Teil der fünfteiligen Serie „Elektromobilität – Hype oder Heilsbringer?“ zeigt die grossen Herausforderungen, welche mit der stetig wachsenden Mobilitätsnachfrage und der steigenden Anzahl Autos auf uns zukommen.

 

Weltweit gibt es heute mehr als 1,2 Milliarden Motorfahrzeuge, davon sind über 900 Millionen Personenwagen. Diese Zahl wird voraussichtlich bis 2035 auf 2 Milliarden steigen. Damit sind grosse Herausforderungen verbunden: Die verkehrsbedingten Emissionen von CO2, Luftschadstoffen und Lärm steigen weiter an und die Abhängigkeit von Erdölimporten nimmt weiter zu.

 

Mobilität bald Haupttreiber der CO2-Emissionen?

Die Mobilität auf den Strassen zieht in der Schweiz mehr als einen Drittel der gesamten CO2-Emissionen auf sich. Dieser Anteil ist in den letzten Jahren kontinuierlich gestiegen, denn die CO2-Emissionen aus Brennstoffen (in Haushalten, Industrie und Gewerbe) sind seit 1990 stark rückläufig, währenddessen die Emissionen aus Treibstoffen für die Mobilität weiter angestiegen sind. So dominierten die CO2-Emissionen aus Brennstoffen die CO2-Statistik der Schweiz vor 30 Jahren noch klar und waren rund anderthalbmal so hoch wie jene der Mobilität. In den letzten Jahren emittierten Brenn- und Treibstoffe aber fast gleichviel CO2. Um nationale und internationale Klima-, Energie- und Umweltziele zu erreichen, müssen die CO2-Emissionen zwingend auch im Verkehrssektor deutlich sinken. Zwischen 2008 und 2016 sind die CO2-Emissionen aus Treibstoffen zwar um rund 8% zurückgegangen. Grund dafür sind Emissionsvorschriften für Neuwagen, welche die Branche mit einer zunehmenden Hybridisierung der Fahrzeuge bewältigte. Trotzdem liegen die CO2-Emissionen im Verkehrssektor aber nach wie vor 5% über dem Wert aus dem Jahr 1990. Der Verkehrssektor gilt deshalb als Sorgenkind der Klimaschutzpolitik. Eine zusätzliche Herausforderung sind die ständig steigende Mobilitätsnachfrage und ein kontinuierlich wachsender Fahrzeugbestand. Zudem beeinflusst der hohe Wohlstand in der Schweiz die Fahrzeugwahl. So kaufen die Schweizer immer grössere, schwerere und stärkere Autos, und diese verbrauchen natürlich mehr Energie als ihre kleineren Artgenossen. So lag der Allrad-Anteil an den neu zugelassenen Personenwagen im Januar 2018 erstmals über 50%, wie au Daten von auto-schweiz hervorgeht. Die Herkulesaufgabe ist also klar: Deutlich sinkende CO2-Emissionen im Verkehrssektor erreichen, trotz mehr und stärkeren Autos bei gleichzeitig steigendem Mobilitätsbedürfnis.

 

Elektromobilität als Lösung?

Wie soll diese Herkulesaufgabe gelöst werden. Die Effizienzsteigerung von Verbrennungsmotoren und die Hybridisierung haben in den letzten Jahren zwar dazu geführt, dass der Benzin- und Dieselverbrauch reduziert werden konnte, doch die Fortschritte reichen bei weitem nicht aus, um die CO2-Emissionen ernsthaft zu reduzieren. Auch die Nutzung nachhaltiger Treibstoffe bleibt wichtig. Es scheint aber klar, dass die Skalierung dieser Biotreibstoffe beschränkt ist. Die Welt kann nicht 900 Millionen Personenwagen mit Biotreibstoffen aus Zuckerrüben, Gülle und Altholz betreiben, da einerseits Nutzungskonflikte mit der Nahrungsmittelindustrie auftreten und andererseits zu wenige biogene Abfälle anfallen. Für den Massenmarkt braucht es andere Lösungen.

Entwicklung der CO2-Emissionen aus Brenn- und Treibstoffen in der Schweiz. Die witterungsbereinigten CO2-Emissionen aus Brennstoffen (rot) sanken seit 1990 deutlich während diejenigen aus Treibstoffen über den Werten von 1990 liegen.

Die Elektromobilität kann ein wichtiger Baustein auf dem Weg zu einer klimafreundlichen und umweltschonenden Mobilität sein. Im Betrieb sind Elektrofahrzeuge emissionsfrei und vermeiden daher Treibhausgase und Luftschadstoffe. Zudem sind sie deutlich leiser als Autos mit Verbrennungsmotoren. Elektromobilität ermöglicht darüber hinaus, heimische, dauerhaft verfügbare Energie aus erneuerbaren Quellen anstelle des knapper und perspektivisch teurer werdenden Erdöls im Verkehr einzusetzen. Die Politik ist sich dieser Chance bewusst und verschärft europaweit die Emissionsvorschriften für neue Personenwagen. Die Schweiz übernimmt dabei die Vorschriften der EU (neuer Zielwert: 95 g CO2 pro km im Jahr 2021). Ohne Elektrofahrzeuge sind diese schärferen Vorgaben nicht mehr zu erfüllen. Gleichzeitig droht diversen deutschen Städten wegen überschrittenen Stickoxid-Grenzwerten eine Klage durch die EU-Kommission. Auch hier würde die Elektromobilität durch ihren lokal emissionsfreien Betrieb Abhilfe schaffen. Ehe jedoch die intensive Liebesbeziehung zwischen Mensch und Auto auch die Elektromobilität einschliesst, müssen Fahrzeugauswahl und Batterie-Reichweite vergrössert, die Fahrzeugpreise gesenkt und die Lademöglichkeiten kundenorientierter gestaltet werden.

 

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

 

Herkulesaufgabe für die Elektromobilität