Vorbemerkung
Der Autor ist weder Fan noch Feind der E-Fahrzeuge. Er wird nicht von der Automobilindustrie bezahlt. Sein Ziel ist eine faktenbasierte Analyse ohne Vorfestlegung, welche Antriebsart zurzeit in Deutschland weniger CO2 verursacht.
In der Diskussion um die Umweltbelastungen durch PKWs gibt es zahlreiche Untersuchungen insb. zum CO2 Ausstoß (vgl. z. B. die VDI-Studie aus 10/2020). In der Mehrzahl kommen sie zum Schluss, dass es inzwischen Vorteile für die Elektrofahrzeuge (BEV) gibt, wenn man den gesamten Lebenszyklus betrachtet. Die Elektrofahrzeuge starten zwar mit einem Handicap, weil vor allen Dingen die Herstellung der Akkus viele Tonnen CO2 mit sich bringt. Im Laufe der Jahre holen sie dann aber schnell auf, weil der Ausstoß an CO2 pro 100 km angeblich viel geringer sei.
Diese Argumentation trifft meistens nicht zu, was zu zeigen ist
Stromerzeugung in Deutschland
Die Erzeugung von Strom unterliegt in Deutschland einer Vielzahl von Vorschriften. Das Grundmodell des Merit Orders hat jahrzehntelang auf den ersten Blick gut funktioniert, indem nur die jeweils günstigsten Kraftwerke produziert haben (die mit den geringsten Grenzkosten). Ein großer Schwachpunkt bestand allerdings darin, dass externe Kosten der Stromerzeugung nicht vollständig von den Verursachern zu tragen waren. Die Schadstoffemissionen der Kohle und die Risiken der Atomindustrie wurden in hohem Maße vergesellschaftet.
Aber hier soll eine weitere Regelung untersucht werden, die von der Politik vorgegeben wurde. Es geht um die Einspeisegarantie für erneuerbare Energien. Unabhängig davon, wo und wann sie produzieren, wurde die Garantie ausgesprochen, dass die Strommengen aus erneuerbaren Energien abgenommen werden und das zum Festpreis. Dies gilt selbst dann, wenn sie mit einem negativen Preis ans Ausland verkauft werden müssen.
Zunächst war diese Vorgabe problemlos, weil nur geringe Mengen eingespeist wurden. Und die anderen Stromerzeuger haben noch gelacht…
Das ist ihnen schnell vergangen, weil jedes Jahr mehr erneuerbare Energien ins Netz eingespeist werden. An windigen und sonnigen Wochenenden oder Feiertagen kann dann zur Mittagszeit ein großer Teil des gesamten Energieverbrauch durch erneuerbare Energien abgedeckt werden.
Anders sieht es aus, wenn es bedeckt und nahezu windstill ist. Erfreulicherweise liegen hervorragende Daten vor. Die Organisation Agora Energiewende veröffentlich fast in Echtzeit, mit welchem Mix an Kraftwerken der Strom in Deutschland erzeugt wird. So wurde beispielsweise am 9.12.2020 zu bestimmten Zeiten über 68 GW mit konventionellen Kraftwerken erzeugt, während die erneuerbaren auch am Tag deutlich unter 20 GW lagen.
Schwächeln also die erneuerbaren Energien, so müssen die konventionellen Energien einspringen. Sie sind somit die Lückenbüßer, die immer dann gefordert werden, wenn die erneuerbaren Energien nicht liefern können. Dieser kurzfristige technische Regelprozess wird sehr gut von F. Henning (Focus.de, S. 1 ff.) beschrieben. Wegen der fehlenden Regelfähigkeit von Solar- und Windenergie müssen in Krisensituationen vor allen Dingen die fossilen Energien einspringen. Damit müssen die Wind- und Solarenergie keinerlei Verantwortung dafür tragen, dass das Angebot und Nachfrage immer ausgeglichen werden kann. Dies kann als eine Subvention verstanden werden, deren Wert kaum zu überschätzen ist.
Aber auch langfristig müssen die konventionellen Energien den Ausgleich übernehmen. Zwar führt unter dem Strich der zusätzliche Bau von Anlagen der erneuerbaren Energien dazu, dass der durchschnittliche CO2 Ausstoß pro kWh Jahr für Jahr zurückgeht. Der Anteil der fossilen Energieerzeugung fällt somit. Aber selbst für das Jahr 2030 gilt ein Ziel von 65% im erzeugten Strom. Die fossilen Energien werden somit im nennenswerten Umfang notwendig bleiben.
Ein erhöhter Stromverbrauch, z. B. für neue Elektrofahrzeuge oder Wärmepumpen, führt dazu, dass zusätzlicher Strom benötigt wird, was noch keine Überraschung darstellt. Da aber alle erneuerbaren Energien aufgrund des Vorrangs immer eingespeist werden, ist eine Steigerung nicht möglich. Der Ausgleich kann fast nur über die fossilen Kraftwerke durchgeführt werden. Betriebswirtschaftlich bedeutet dies, dass die Anpassung an die volatile Stromnachfrage nicht durch die erneuerbaren Energien geschehen kann, weil diese immer mit maximaler Leistung einspeisen (außer wenn sie wegen fehlender Leitungen abgeschaltet werden müssen, aber trotzdem entlohnt werden). Damit muss für den relevanten CO2 Ausstoß der Grenzbetrag der fossilen Stromerzeugung und nicht der Durchschnittsbetrag aller Stromerzeugungsarten angesetzt werden.
Es gibt leider nur geringe Anreize für die erneuerbaren Energien, dann zu produzieren, wenn der Strom benötigt wird und positive Preise bringt.
Somit fordert und fördert jedes zusätzliche Elektrofahrzeug fast nur die fossile Stromerzeugung.
Die CO2-Bilanz
Der große Nachteil entsteht nun dadurch, dass die Steinkohle ca. 820 kg CO2 pro MWh verursacht (siehe Agora Dokumentation, S. 13), Braunkohle sogar ca. 1030 kg pro MWh, Erdgas 370 kg pro MWh und Sonstige 1500 kg pro MWh. Beim Erdgas müssen Studien berücksichtigt werden, dass aufgrund von Verlusten in Produktion und Verteilung kaum ein Vorteil gegenüber den Wettbewerbern gegeben ist.
Insofern sei von den Emissionen der Steinkohle ausgegangen, welche pro kWh zu 820 g pro kWh führt. Bei einem Verbrauch der Elektrofahrzeuge von ca. 15 – 20 kWh pro 100 km ergeben sich dann mindestens 12,3 kg pro 100 km oder 123 g (184 g) pro Kilometer. Die Agora-Auswertungen (vgl. Agora: Konventionelle Stromerzeugung) zeigen, dass hauptsächlich mit Kohlestrom die zusätzlichen Strommengen erzeugt werden. Umwege, um Ladestationen anzufahren, sind dabei noch nicht berücksichtigt. Selbst mit einem Abschlag zeigen die Zahlen, dass mit Kohlestrom betriebene E-Fahrzeuge deutlich mehr CO2 als sparsame Benziner oder Diesel ausstoßen, die – auch durch die EU getrieben – auf unter 95 g/km kommen müssen. Deutschlands meistverkaufte Fahrzeug – der VW Golf – liegt in der Variante eTSI bereits heute bei 98 g/km. Kleinere Fahrzeug noch darunter.
Dass die Elektrofahrzeuge mit 0 g/km in die Flottenemissionen eingerechnet werden dürfen, ist vor diesem Hintergrund erstaunlich…
- Schlussfolgerung 1: Der in praktisch allen Studien verwendete durchschnittliche CO2 Ausstoß der Stromerzeugung darf für Vergleichsrechnungen nicht verwendet werden. Es muss der Grenzbetrag verwendet werden, der hauptsächlich von den fossilen Energien getrieben wird.
- Schlussfolgerung 2: Elektrofahrzeuge können zurzeit in vielen Fällen ihren CO2 Rucksack nicht abbauen und erhöhen teilweise noch ihr Manko mit jedem Kilometer.
Ein mögliches Gegenargument besteht darin, dass über die Jahre der Anteil erneuerbaren Stroms immer weiter zunimmt. Das ist zweifellos richtig, ändert aber nichts an der Tatsache, dass zusätzlicher Strom zumindest in den nächsten Jahren hauptsächlich fossil produziert werden muss. Und da im dritten Quartal 2020 laut Destatis noch 56% der Strommenge konventionell erzeugt wurde, wird das auch lange noch so bleiben, wenn auch mit abnehmender Tendenz. In diesem 3. Quartal stand der Kohlestrom mit 26,4% an erster Stelle. Nach Abschalten der letzten Atomkraftwerke dürfte sich die Emissionssituation weiter verschlimmern.
In der folgenden Abbildung ist grob der zu erwartende Verlauf der fossilen Stromerzeugung skizziert:
Der fossile Strom wird zwar partiell von dem Strom aus erneuerbaren Energien verdrängt, muss aber alle zusätzlichen Strommengen liefern. Das gilt auch für das Jahr 2022, wenn die letzten Atomkraftwerke vom Netz gehen. Diese hatten Ende 2020 eine Einspeisung von 8 GW. Der entsprechende Sprung der Kohleerzeugung nach oben ist in der Abbildung 1 berücksichtigt.
Höherer Strombedarf führt somit auch über die nächsten Jahre dazu, dass mehr Kohlestrom erzeugt werden muss. Wenn also zusätzliche Elektrofahrzeuge (BEV), Wärmepumpen etc. angetrieben werden müssen, wird der zusätzlich benötigte Strom zum großen Teil aus fossilen Energiequellen kommen müssen.
Die überraschende Folgerung ist, dass der Verkauf eines jeden Elektrofahrzeugs die Sektkorken bei den fossilen Stromerzeuger knallen lassen sollte…
Sonderfall: Ladung aus der eigenen Solaranlage
Anders kann es nur in den Ausnahmefällen aussehen, in denen eine eigene Photovoltaikanlage zusätzlich nur zur Ladung des Elektrofahrzeugs installiert wird. Dann gibt es einen großen Vorteil. Allerdings ist der mengenmäßig noch nicht sehr groß, weil viele Autos tagsüber unterwegs sind und abends kaum noch Strom erzeugt werden kann. Speicher sind zurzeit nur selten wirtschaftlich und erhöhen den CO2 Ausstoß.
Und schon wenn eine bereits vorhandene Anlage zum Laden verwendet wird, ist der Effekt minimal, weil damit dann im Netz durch das Nichteinspeisen mehr Strom (Opportunität) gebraucht wird, der wiederum von fossilen Kraftwerke generiert werden muss.
Schlussfolgerung
Elektrofahrzeuge, die zurzeit nur in kleinen Nischen sinnvoll sind, werden mit hohen Subventionen in den Markt gedrückt, weil sie angeblich umweltfreundlicher seien. Das ist heute in Deutschland nur selten zutreffend.
Die heutigen Kaufprämien für Elektrofahrzeuge und die vielen weiteren Subventionen sind zunächst einmal sehr teuer für die Steuerzahler. Es profitieren die Bürger, welche einen Zweitwagen benötigen und eine eigene Lademöglichkeit haben. Das sind sicher nicht die Ärmsten…
Bei den gegebenen Regeln des deutschen Strommarktes bedeuten neue Elektrofahrzeuge fast immer eine Erhöhung der CO2 Emissionen.
Der Bürger, der mit dem Kauf von Elektrofahrzeugen einen Beitrag zur CO2 Reduktion leisten will, kann dies kaum erreichen, wenn er nicht gleichzeitig eine neue Solaranlage baut.
Die Regierung hat sich wieder einmal in ihren eigenen Subventionswirrwarr verfangen und erreicht das Gegenteil von ihrem Ziel der CO2 Reduktion, und das zu horrenden Kosten. Das 55% Ziel der Reduktion in 2030 vs. 1990 wird konterkariert.
Bis Elektrofahrzeuge in Deutschland wirklich vorteilhafter sind, müssen die erneuerbaren Energien inkl. Speicher wesentlich ausgebaut werden und es bedarf weiterer technischer Fortschritte bei den Batterien. Das wird Jahre dauern. Bis dahin sollten Elektrofahrzeuge auf Nischen beschränkt bleiben. Die Subventionen sind so schnell wie möglich einzustellen.
Dieser Artikel wurde von Prof. Dr. Peter Hoberg von der Hochschule Worms verfasst und blickt auf die CO2-Bilanz von Elektroautos in Deutschland. Dabei handelt es sich um seine Meinung, hinterlegt mit entsprechenden Quellen und gilt zu diskutieren.
Quellen
- Agora Energiewende: Stromerzeugung und Stromverbrauch, in: https://www.agora-energiewende.de/service/agorameter/chart/power_generation/05.12.2020/12.12.2020/
- Agora Energiewende: Agora Dokumentation, in: https://static.agora-energiewende .de/fileadmin2/Projekte/Agorameter/A-W_Hintergrunddokumentation_Agorameter _v37_web.pdf
- Agora Energiewende: Konventionelle Stromerzeugung, in: https://www.agora-energiewende.de/service/agorameter/chart/conventional_power_generation/07.12.2020/14.12.2020/
- Destatis: Pressemitteilung 498, in: https://www.destatis.de/DE/Presse /Pressemitteilungen/2020/12/PD20_498_43312.html
- Henning, F.: Warum bei Elektroautos oft Kohle-Strom im Akku landet, in: https://www.focus.de/auto/news/kraftwerks-experte-erklaert-der-oekostrom-trick-warum-bei-elektroautos-oft-kohle-strom-im-akku-landet_id_11622440.html
- Ruhsert, K.: Der Elektroauto-Schwindel, Norderstedt 2020
- VDI: Ökobilanz von Pkws mit verschiedenen Antriebssystemen 10/2020, in: https://www.vdi.de/fileadmin/pages/vdi_de/redakteure/vor_ort/bv/braunschweiger-bv/news/News_BV/VDI-Studie_Oekobilanz-Pkw_Internet.pdf
Natürlich muss immer der gesamte Lebenszyklus eines Autos betrachtet werden. Beim Elektroauto muß vorallem auch der Verbleib des Akkus nach dem Ableben betrachtet werden. Wird er recycelt oder er dient als Stromspeicher vom grünem Strom.
Da sollte man doch mal überlegen von wem denn diese Studie bezahlt worden ist bzw. welches Industrieunternehmen welche Verbindungen an genau diesen Lehrstuhl und die Geldquelle von dem Professor hat. Ich glaube im Leben nicht daß bei den Wirkungsgraden von Erzeugung bis zuur Bewegung des Fahrzeugs, ein Verbrennungsmotor mithalten kann. Und das nach schon wenigen 10.000 km. DANACH kann ein Verbrenner niemals mithalten was die Freisetzung von CO2 betrifft. Und da die Strommengen die für BEVs notwendig sind wahrhaftig im Vergleich zur Zementproduktion nur Restposten bedeuten. Sollte man den Hr. Professor ein kühlendes Getränk zur Seite stellen, damit er wieder auf den Boden der Tatsachen zurückkehren kann. Wenn ernsthaft in EEG und Speicher investiert würde anstatt den Kohlekraftwerken 35 Milliarden Euro nachzuwerfen, wäre das Thema KEIN Thema mehr. Sorry da ist die Lenkung durch die Politik ein krasser Fehler und NICHT nur die Logik dieses Berichts.
Auch wenn die Gedanken des Herren Professors einige richtige Ansätze enthalten sind sie grundsätzlich falsch.
Mit zunehmendem ‚grünstrom‘ werden die Phasen immer länger in denen zuviel oder ausreichend col2-frei erzeugter Strom zur Verfügung steht. Bislang müssen die WEA oder PV-anlagen abgeregelt werden.
Wenn PV-Besitzer aus der eigenen Anlage lagen werden sie das in Phasen tun, in denen ausreichend sonnenstrom zur Verfügung steht – das Netz wird entlastet und die Überschüsse sinken.
Hinzu kommt, dass geförderte Wallboxen netzdienlich sein müssen bzw dazu vorbereitet sein müssen. sobald seitens der Energieversorger Bedarf dafür besteht werden also die Ladeleistungen dann abgerufen werden, hinreichend Grünstrom zur Verfügung steht.
UND .. das ist ein problem der fernen Zukunft .. selbst wenn 30-40% der zugelassene Neufahrzeuge BEV sind dauert es eine geschätze Ewigkeit, bis die Ladeansprüche sonderlich hoch sind ..
Also .. hinreichend Zeit, das Netz und die Grünstromerzeugung zu ertüchtigen.
Hm, für mich leider kein glücklicher Beitrag, mag da beim Autor auch ein Prof im Titel stehen, ist wie eine Studie dazu vor 15 Jahren, mit wenig Ökostrom.
Auch hier Huhn-Ei-Effekt, also klar mehr Autos. Auch sonst wird der Strombedarf steigen, also mehr erneuerbare, und dann muss irgenwann mehr und mehr gepuffert werden, dafür vermisse ich aber im Bund und Land Strategien und ein Vordenken bei den Energieversorgern. Der Herr Prof. weißt ja nicht darauf hin, dass die Energieumwandler, die fossile Rohstoffe brauchen, abgeschaltet werden müssen. Ergo wird die Bilanz in 10 Jahren anders aussehen – müssen.
Solche Bilanzen sind immer schwierig. Aber interessant finde ich, dass viele behaupten, wir hätten riesige Mengen an grünem Überschussstrom, den wir entweder mit Verlust ins Ausland verschleudern müssen, oder eine aufwendige Wasserstofftechnologie zur Speicherung aufbauen sollen. Der Herr Professor sagt aber, dass jedes zusätzliche E-Auto mit reinem Kohlestrom betrieben würde. Warum kann für die E-Autos kein Überschussstrom verwendet werden? Da Autos ja die meiste Zeit herumstehen, sollte doch eine genügende Anzahl der E-Autos den Strom aufnehmen können?
Es ist erstaunlich wie viele aggressive Artikel den Menschen suggerieren sollen, das jedes fahren mit dem Auto umweltschädlich ist. Dabei wird gründlich bei den Stickoxiden nur das veröffentlicht was irgendwelche gekauften Institute veröffentlichen sollen. Erst waren die Verbrenner die bösen, jetzt sind es die E autos.
Hört endlich auf solche Artikel zu verbreiten. Nichts an diesen Artikeln ist wahr.
Womit sollen wir denn mobil bleiben um zur Arbeit zu kommen?
Gerade in der Pandemie zeigt sich Menschen massen in einen kleinen Raum gepfercht wie Sbahn ist kontraproduktiv.
Ausserdem ist mir egal was in diesen Artikeln steht. Ich fahre was ich will.
Sag‘ ich doch!
Warum E-Autos dem Klima nichts nützen – und wie man die Treibhausgasemissionen des Straßenverkehrs tatsächlich verringern könnte: https://derelektroautoschwindel.wordpress.com/das-buch/
Bin mal gespannt auf die nächste Stufe der Pro-Verbrenner Argumentation.
Angefangen hat es ja mit: E-Autos sind Spielzeug, kann kein Mensch was damit anfangen.
Dann kam: Aber die Batterien halten ja gar nicht so lang, dass sich das rechnet.
Als Nächstes: Ja aber der CO2 Ausstoß bei der Produktion lässt sich ja nie wieder ausgleichen.
Dann: …aber zumindest nicht, wenn man den deutschen Strommix ansetzt.
Wurde alles widerlegt. Deshalb kommen sie jetzt mit „…aber den deutschen Strommix darf man da ja gar nicht ansetzen“
Was kommt da noch? Der CO2 Ausstoß beim Bau der längst abgeschriebenen Kohlekraftwerke?
Blablabla. Wenn Kolbendesigner und Brennraumexperten anfangen zu rechnen.
Aber diese letzten Zuckungen werden kn 3-4 Jahren geendet sein und der „Meinnubgsäusserer“ ist hoffentlich im Ruhestand. Ansonsten ist es eher schwer in einer sterbenden Branche einen neuen Job zu bekommen …
Hinter jedem Verbrenner fährt immer ein Tanklastwagen mit Verbrennerantrieb.
Dann wollen wir das doch mal am Beispiel des Renault 1.5 DCI Diesel durchrechnen auf eine Strecke von 100’000 km. Die meisten Verbrenner schaffen das ja noch.
5 Liter Diesel auf 100 km addieren sich auf 5’000 Liter. Die Dichte beträgt 0.82 bis 08.45 kg/Liter. Rechnen wir mal mit 0.82.
Dann zieht das Verbrenner Fahrzeug mit Leergewicht 1’306 kg (Leer? Nix im Tank?) noch einmal 4100 kg Diesel hinter sich her. Die sind einfach im Tanklastwagen dahinter. Dann landen wir bei einem 5.4 Tonner. Chapeau!
Die Berechnung des erzeugten CO2 (Faktor 2.61) sparen wir uns jetzt mal.
Ein vergleichbarer ZOE wiegt 1575 kg.
Den Tanklastwagen bitte nie vergessen bei den Kalkulationen.
Interessant bleibt, dass selbst hoch-intelligente Zeitgenossen nicht über den Tellerrand blicken.
@Redaktion: Ihr müsst begreifen, dass die öffentliche Diskussion zur Elektromöbilität leider mehr mit Fanatismus/Ideologie zu tun hat als mit Fakten-Diskussion. Argumente werden 100 Jahre Verbrennermotor nicht aus den Köpfen „wegreden“.
Es braucht das Fakten schaffen zu Gunsten der Elektromobilität: coole Modelle für eine junge Generation, höhere Leistungen, geringe Betriebskosten, leiser, auf die Dauer billiger in der Anschaffung, schon heute sauberer in den Städten, Geschäftsmodelle im Handy-Style, Internet-Vertrieb ohne Verbrenner-Händler
Darüber müsst ihr recherchieren und reden. Obige Artikel helfen nicht !!!
Das Problem ist, dass die Energiewirtschaft das Konzept des Speichers noch nicht kennt. 6 TWh werden jährlich „weggeworfen“ (abgeregelt) weil man die regenerative Überproduktion nicht speichert. Technisch ist das trivial. Mittelstufenchemie. H2 Gewinnung mittels Hydrolyse und CO2 + 4H2 = CH4 + 2 H2O. Aber für Unternehmen muss das wirtschaftlich sein. Bisher wurde das durch die Gesetzgebung unterdrückt und durch gute Lobby arbeit bleibt das auch so. Nehmen wir mal die Juristen aus der Gleichung dann muss für eine zukünftige saubere EMobilität eben viel mehr regenerativ erzeugt werden und der Überschuss immer gespeichert werden. Im Sommer kann das über Akkus (oder andere Kurzfristspeicher) gehen und die täglichen Solarpeaks werden dort abgelegt um durch die Nacht zu kommen (Siehe Tesla in Monterey). Für den Winter muss das über Langfristspeicher (CH4) erfolgen. [Viele (wie ich) laden ihre E-Autos an der eigenen PV. 8 Monate im Jahr geht das locker. Aktuell im Dezember reicht der PV Strom in der Tat nicht.]. Das heißt aber dass wir (wenn wir Kohle und AKW abschalten wollen) massiv Gaskraftwerke bauen müssen. Im Dezember gab es Tage mit 60 GW Leistung nichtregenerativ (der Wind ist extrem unplanbar, solar ist planbar aber saisonal). Diese Kraftwerke müssen Gaskraftwerke sein, die mit grünem Wasserstoff beschickt werden. Den kann man locker in Deutschland erzeugen. Aber man muss dazu die EE viel schneller ausbauen. Das aktuelle EEG reicht hinten und vorne nicht. Immerhin ist es nicht ganz so schlimm wie es die Lobbyisten dem Minister Altmaier diktiert hatten.
Wenn man für Deutschland rechnet, gilt das für die ganze Welt?
In Deutschland gibt es ein 65% Ziel für den Anteil regenerativer Energien im Stromnetz.
Daraús folgt wegen der Elektroautos muß mehr PV und Windenergie zugebaut werden.
Wenn jetzt die Förderung für Elektromobilität eingestellt wird ist sie gescheitert. Sie kann nicht einfach per Knopfdruck später wieder eingeschaltet werden. Das ist wegen dann fehlender Infrastruktur und Produktionskapazitäten unmöglich. Man müsste dann die Autoproduktion in Deutschkand komplett einstellen, aber vielleicht meint der Herr Professor ja genau das.