Häufig gestellte Fragen zur Elektromobilität

Ökobilanz

Grundsätzlich lässt sich sagen, dass alle Formen der motorisierten Mobilität Emissionen bzw. Auswirkungen auf die Umwelt mit sich bringen. Um bei der Klimabilanz von PKW eine qualitative Aussage treffen zu können, muss eine Lebenszyklusanalyse, welche die Produktion, die Nutzungsphase und die Entsorgung betrachtet („Cradle to grave“), erfolgen. Zur Klimabilanz von Elektroautos gibt es bereits zahlreiche Studien die zu unterschiedlichen Aussagen kommen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen zum Teil große Abweichungen voneinander. Dies liegt daran, dass unterschiedlich gewählte Rahmenbedingungen das Ergebnis stark beeinflussen. Um dieser undurchsichtigen Datenbasis entgegenzuwirken, hat das Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (ifeu) im Auftrag der Agora Verkehrswende, 23 aktuelle Veröffentlichungen ausgewertet und für eine Vergleichbarkeit gesorgt.

Grundsätzlich wurde in allen Studien festgestellt, dass das Elektroauto über den gesamten Lebensweg einen Klimavorteil gegenüber vergleichbaren Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor hat.

Die Produktion der Batterien sorgt, aufgrund der benötigten Energiemenge, dafür, dass Elektroautos in der Produktion mehr CO2-Emissionen als vergleichbare Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren verursachen. Im laufenden Betrieb stoßen Elektroautos hingegen schon beim heutigen Strommix weniger CO2 aus.

Im zweiten Teil der Studie hat das ifeu eine eigene Modellierung auf der vorhandenen Datenbasis vorgenommen. Folgende Randbedingungen wurden hierfür genutzt:

Fahrzeuge der Kompaktklasse mit einem gemischten Fahrprofil

  • Elektro: Verbrauch 16 kWh pro 100 km, Akku-Kapazität 35 kWh
    • Basisfall: Strommix „Energiewende geht weiter“
    • Sensitivität Strom 2016: Strommix bleibt über die Lebensdauer auf dem Niveau von 2016
    • Sensitivität PV: Strom wird nur aus Photovoltaik gewonnen
  • Benzin: Verbrauch 5,9 Liter pro 100 km
  • Diesel: Verbrauch 4,7 Liter pro 100 km

Agora Verkehrswende (2019): Klimabilanz von Elektroautos. Einflussfaktoren und Verbesserungspotenzial.

Die Ergebnisse zeigen, dass das Elektroauto in allen dargestellten Fällen einen Vorteil gegenüber den Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor aufweist. Vorteil nach 150.000 km:

  • Basisfall: Emissionsverminderung über die Lebensdauer von 24 Prozent (verglichen mit dem Benziner) bzw. 16 Prozent (verglichen mit dem Diesel)
  • Sensitivität Strom 2016: Emissionsverminderung etwa 12 Prozent gegenüber dem Benziner und 3 Prozent gegenüber dem Diesel.
  • Sensitivität PV: Käme nur noch reiner Solarstrom zur Anwendung, läge der Vorteil des Elektrofahrzeugs bei etwa 50 Prozent.

Factsheet Elektromobilität und Rohstoffe:

Mit dem Anstieg an Elektrofahrzeugen steigt auch der Bedarf an spezifischen Rohstoffen. Welche Bedarfe, Verfügbarkeiten und Umweltauswirkungen dies sind, erfahren Sie in der Übersicht.

Online-Tool von Transport & Environment

Durch den Online-Rechner der Brüsseler Umweltorganisation wird gezeigt, dass ein Elektroauto in der EU durchschnittlich 63% weniger CO2 ausstößt als ein vergleichbares Auto, welches mit Diesel oder Benzin fährt. Besonders bemerkenswert ist, dass selbst im schlechtesten Szenario (Produktion in China und Nutzung in Polen) das Elektroauto einen Vorteil von 22% gegenüber einem vergleichbaren Diesel und 28% gegenüber einem Benziner hat. Am besten ist ein Elektroauto in Schweden, mit einer dort produzierten Batterie unterwegs. Fast 80 % an CO2 werden dort durch rein elektrisch betriebene Fahrzeuge eingespart. Über den gesamten Lebenszyklus ist ein E-Auto also immer noch deutlich sauberer als ein Verbrenner.

Hier geht es zum Online-Tool. 

Bildquelle: Transport & Environment

Recycling von Fahrzeug-Akkus

Batterien von Elektroautos werden in der Regel ausgetauscht, wenn Sie Kriterien, wie beispielsweise eine bestimmte Kapazität oder Leistung nicht mehr erfüllen können. Wenn ein solcher Austausch vorgenommen werden muss, bedeutet dies noch lange nicht, dass die zu wechselnde Batterie entsorgt bzw. recycelt werden muss. In den meisten Fällen können solche Batterien noch für 2nd Life Anwendungen genutzt werden.

Der Begriff 2nd Life beschreibt die Zweitanwendung einer Batterie außerhalb der Erstbestimmung. So gibt es zahlreiche Anwendungsgebiete für Batterien, die als Fahrzeugbatterie ausgedient haben. Ein typisches Anwendungsgebiet ist der Einsatz als stationärer Speicher, um etwa den Ausnutzungsgrad von Photovoltaikanlagen zu steigern oder Schwankungen im Stromnetz auszugleichen. In einer solchen Anwendung kann eine Batterie durchaus noch über 10 Jahre lang genutzt werden.

Die Produktion der Batterien sorgt, aufgrund der benötigten Energiemenge, dafür, dass Elektroautos in der Produktion mehr CO2-Emissionen als vergleichbare Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren verursachen. Im laufenden Betrieb stoßen Elektroautos hingegen schon beim heutigen Strommix weniger CO2 aus.

Ein interessantes Beispiel für eine solche 2nd Life Anwendung ist der Großspeicher im Hamburger Hafen. Dieser dient zur Stabilisierung der Spannung im Stromnetz.

Weitere Informationen dazu finden Sie hier. 

Wenn die Kapazität und die Leistung der Batterien irgendwann so stark abgebaut haben, dass eine praktische Anwendung nicht mehr denkbar ist, können diese ins Recycling gegeben werden. Einige Unternehmen und Forschungseinrichtungen haben bereits Verfahren entwickelt, um die seltenen Rohstoffe aus den Batterien wiederaufzubereiten. Durch verschiedene Verfahren, wie das Aufschmelzen oder das Schreddern, können bereits heute über 90 % der seltenen Rohstoffe recycelt werden.

In Zukunft wird es darauf ankommen, dass ein Recycling im industriellen Maßstab umgesetzt wird, so dass das Recycling durch Skaleneffekte rentabel wird. Ein internationales System, welches dafür sorgt, dass die ausgedienten Akkus ins Recycling kommen und somit für hohe Recyclingquoten sorgt, ist Grundvoraussetzung für einen funktionierenden Kreislauf.

Weitere Informationen zum Recycling der Autobatterien finden Sie z.B: beim ADAC. 

Factsheet Elektromobilität und Recycling:

Kurz und einfach gesagt: Recycling und Second-Life sind für eine nachhaltige Elektromobilität eine grundlegende Voraussetzung.

Eine interessante Zusammenstellung zum Thema Reycling finden Sie hier.

Sicherheit bei Fahrzeugbränden

In einem batterieelektrischen Fahrzeug (BEV) werden generell keine leichtentzündlichen Kraftstoffe mehr benötigt. Stattdessen befindet sich eine geladene Batterie (meist Lithium-Ionen-Akkumulatoren) im Fahrzeug. Grundsätzlich werden die Batterien durch die Karosserie geschützt, so dass sie bei einem Unfall nicht beschädigt werden. Sollte es dennoch durch einen Unfall oder einen anderen Defekt zu einer Beschädigung kommen, kann dies zu einem Brand führen. Der Deutsche Feuerwehrverband hat sich mit den Risiken, die von den Batterien ausgehen können beschäftigt und schreibt in der Empfehlung Risikoeinschätzung Lithium-Ionen Speichermedien: „Von zertifizierten Elektrofahrzeugen gehen weitgehend vergleichbare Gefahren aus, wie von Fahrzeugen mit anderen Antriebsarten (Kraftstoff, Gas)“. Bei einem solchen Brandfall verwenden die Feuerwehren normales Wasser. Damit werden die Batteriezellen nicht gelöscht, sondern gekühlt. Somit wird durch das Kühlen das thermische Durchgehen („thermal runaway“), bei dem der Brand sich auf alle Batteriezellen ausbreitet, verhindert.

Weitere Informationen finden Sie in der „Risikoeinschätzung Lithium-Ionen Speichermedien“ des deutschen Feuerwehrverbandes und in den Hinweisen des DGUV. 

eVLF – elektrisches VorausLöschFahrzeug für die Feuerwehr

Zur schnellen Bekämpfung von Entstehungsbränden, Kleinbränden aber auch von Fahrzeugbränden ist der eVLF mit dem Impulslöschsystem IFEX ausgestattet. Das IFEX®-System wird mit Druckluft über Atemschutzflaschen versorgt und arbeitet völlig unabhängig von einer Spannungs- und Wasserversorgung. Der geringe Wasserbedarf (verbaut ist ein Tank mit 72 Liter Wasserinhalt) führt dazu, dass das Fahrzeug sehr kompakt gehalten werden kann. Der elektrische Renault Kangoo mit seinen PKW-Abmessungen kann im Vergleich zu den meisten herkömmlichen Löschfahrzeugen wendiger bewegt werden. Weiterhin kann es auch Einsatzorte schnell erreichen, bei denen es für größere Feuerwehr-Fahrzeuge schwierig wird, z.B. Fußgängerzonen, Parkhäuser und Tiefgaragen. Mit einem zulässigen Gesamtgewicht von 2.180 kg darf das Fahrzeug auch ohne LKW-Führerschein gefahren werden. Dies erhöht die Einsatzbereitschaft für viele Wehren erheblich, da der Nachwuchs mit entsprechendem Führerschein und Fahrpraxis gut verfügbar ist.

Das kompakte Vorausfahrzeug kann im Alarmfall direkt zum Einsatzort fahren und das geschulte Vorauskommando das Ausbreiten der Flammen mit dem speziellen Löschsystem ohne vorherige Einrichtung schlauchgebundener Wasserversorgung wirksam verhindern und dadurch Schäden minimieren. Laut Versicherungen könnten 80 % aller Brände bei schneller Einsatzbereitschaft innerhalb der ersten 15 Minuten unter Kontrolle gebracht und somit die Folgeschäden erheblich reduziert werden.

Die jahrelangen Erfahrungen in den Bereichen Brandbekämpfung und Elektro-Mobilität wollen wir mit unserem neuesten Produkt verbinden: der eVLF ist ein vollelektrisches PKW-Fahrzeug mit IFEX-Löschsystem sowie einer speziellen Löschdecke z.B. zum Abdecken bei Fahrzeugbränden. Ab sofort kann der eVLF bestellt werden, eine Schulung für bis zu 4 Feuerwehrleute ist dabei inklusive.

Weitere Informationen, sowie die Möglichkeit einen Erlebnistag auf dem Gelände zu buchen erhalten Sie über der Homepage www.greentec-campus.de

Netzintegration

Je mehr Elektrofahrzeuge genutzt werden, desto größer wird der Strombedarf hierfür. Eine vollständige Elektrifizierung der Pkws in Deutschland (etwa 45 Mio. Fahrzeuge) würde zu einer Erhöhung des Strombedarfs von etwa 20 % führen. Für Schleswig-Holstein würde dies einen Strombedarf von etwa 3,8 TWh bedeuten (bei 1,8 Mio Pkw und einem Verbrauch von 17 kWh pro 100 km).

Bei der Betrachtung der Stromnetze ist neben dem Gesamtbedarf insbesondere die Verteilung der Lasten zu beachten. Engpässe könnten vor allem dort entstehen, wo große Lasten gleichzeitig an einem Standort benötigt werden. Um zusätzliche Investitionen in den Netzausbau zu reduzieren, kommen intelligente Steuerungen und weitere technische Lösungen zum Einsatz.

Eine Definition der Netzintegration von Elektromobilität gibt es hier. Weitere Informationen zur Netzintegration finden Sie hier. 

Lastmanagement

Der Begriff Lastmanagement beschreibt die Regulierung von elektronischen Lasten durch eine Steuerung. Dies dient dazu, Lastspitzen zu kappen und dadurch Kosten zu sparen, sowie das öffentliche Stromnetz weniger zu belasten. Im Bereich der Elektromobilität bedeutet das, dass die Leistung von einzelnen Ladepunkten am selben Netzanschluss gesteuert wird, so dass beispielsweise eine bestimmte Gesamtleistung nicht überschritten wird. Dabei wird zwischen einer statischen und einer dynamischen Steuerung unterschieden. Bei einem statischen Lastmanagement wird die verfügbare Leistung gleichmäßig auf alle Ladepunkte verteilt und bei Bedarf entsprechend gleichmäßig reduziert. Bei einem dynamischen Lastmanagement hingegen sind alle Ladepunkte eigenständig und flexibel steuerbar, basierend auf einer Echtzeitmessung. Ein solches System kann nicht nur zur Netzdienlichkeit beitragen, sondern auch genutzt werden, um den Ausnutzungsgrad von erneuerbaren Energien zu erhöhen. Beispielsweise mit einer Steuerung, die die maximale Leistung freigibt, wenn die Sonne scheint und durch Photovoltaik Strom erzeugt wird.

Bildquelle: Nationale Plattform Elektromobilität

Weitere Informationen gibt es hier.

Ein Praxisbeispiel finden Sie hier. 

Netzausbau

Studien und Projekte von Netzbetreibern zeigen, dass sich der durch die Elektromobilität notwendige Mehraufwand beim Netzausbau in einer überschaubaren Größenordnung bewegt und zu großen Teilen über die normalen Erneuerungs- und Instandsetzungszyklen abgedeckt werden kann.

Um mögliche Engpässe rechtzeitig zu identifizieren werden Netzsimulationen für verschiedene Szenarien durchgeführt. Darüber hinaus wurden bereits einige Praxistests durchgeführt, bei denen beispielsweise eine ganze Häuserreihe mit Elektroautos und Wallboxen ausgestattet wurde. Die Praxistests und Simulationen zeigen, dass es bei der Netzbelastung vor allem auf den Gleichzeitigkeitsfaktor ankommt. Praxistests haben gezeigt, dass das gleichzeitige Aufladen weniger häufig vorkommt als zunächst angenommen, so dass das Stromnetz dementsprechend weniger stark belastet wird.

Studien und weitere Informationen gibt es bspw. bei der Agoraverkehrswende oder hier.