Elektromobilität hat grosse ökologische Vorteile: bei der Klimabelastung, dem Ressourcenverbrauch wie auch den Schäden am Ökosystem.
Ökologie
Elektromobilität ist nicht emissionsfrei, aber die mit Abstand sauberste motorisierte Antriebsform. Bei der Herstellung ist der Ressourcenverbrauch wegen der aufwendigen Batterieproduktion grösser als bei anderen Fahrzeugen. Ist das Elektroauto im Betrieb, wird dieser Nachteil aber bei Weitem aufgeholt.
Ökobilanzen verschiedener Antriebe
In einer Ökobilanz werden sämtliche Umweltbelastungen erfasst, der bei der Herstellung, Nutzung und Entsorgung eines Produkts verursacht werden. Die Ökobilanz-Studie des Paul Scherrer Instituts (PSI) untersucht den gesamten Lebenszyklus von vergleichbaren Personenwagen mit unterschiedlichen Antriebsformen auf die damit verbundenen Umweltauswirkungen: zum einen die Herstellung sämtlicher Autoteile bis hin zur Entsorgung und Wiederverwertung. Zum anderen die Bereitstellung der Treibstoffe Benzin, Diesel, Gas, Strom oder Wasserstoff sowie die Emissionen aus dem Auspuff. Auch ein Anteil für den Strassenbau pro gefahrenem Kilometer wird einberechnet.
Ein zentraler Indikator angesichts der grossen Herausforderungen der Klimakrise sind dabei die Treibhausgasemissionen. Betrachtet man diese über den gesamten Lebenszyklus, steht das Elektroauto, das mit dem Schweizer Strom-Mix geladen wird, doppelt so gut da wie ein vergleichbares Auto, das mit Benzin oder Diesel fährt. Wenn Sie mit Strom aus erneuerbaren Quellen fahren, verbessert dies die Ökobilanz noch weiter. Denn im Fahrbetrieb verursachen Elektroautos keine weiteren Treibhausgasemissionen.
Ressourcenverbrauch
Auch beim Thema Rohstoffe hat das Elektroauto die Nase deutlich vorne. Eine Verbrenner verbraucht während seiner Lebenszeit 17’000 Liter Benzin (12’500 kg), fährt er mit Diesel rund 13’500 Liter (11’340 kg) . Reiht man diese Fässer aufeinander erreicht der man die Höhe eines 25-stöckigen Gebäudes. In der Batterie stecken lediglich 160kg Metallrohstoff. Diese Berechnung geht für beide Antriebe vom bestmöglichsten Fall aus. Dabei fährt das Elektroauto mit nicht-fossilem Strom (Kohle). Ebenfalls nicht betrachtet werden dabei gleichbleibende Komponente wie beispielsweise Chassis oder Räder. Auch bei den Rohstoffen für Motor und Getriebe (Antriebsstrang) liegen die Vorteile beim Elektroauto, da durch den geringeren Verschleiss deutlich weniger Komponente benötigt werden.
Zurück zu den 160kg Rohstoffe für die Batterie. Diese werden eben nicht verbraucht, sondern grösstenteils nur verwendet. Dank dem Recycling können die Rohstoffe wiederverwendet werden, das nicht mehr zu verwendete Material wäre gerade mal so gross wie ein Fussball. Der besagte Turm an Erdöl geht bekanntlich unwiderruflich verloren.
Trotzdem stellt der Bereich Rohstoff das kritischste Themengebiet der Elektromobilität dar. Die Batterien brauchen – genau gleich wie Mobiltelefone und Laptops übrigens – Lithium und Kobalt. Die beiden Rohstoffe und deren Förderung müssen wie Tantal, Gold oder Erdöl kritisch beobachtet werden. Der Abbau findet teilweise unter menschenunwürdigen Bedingungen statt, belastet die Umwelt und bringt ein erhöhtes Konfliktpotential in den Förderregionen mit sich.
Lithium
Trotz der Bezeichnung «Lithium-Ionen Batterie» ist der Anteil Lithium Im Verhältnis zu anderen notwendigen Rohstoffe verschwindend klein. Lithium kennt sehr viele Verwendungszwecke, die Anwendung in Akkumulatoren von Smartphones, Laptops, Akkuwerkzeugen und eben auch Elektrofahrzeuge sind sicherlich die Bekanntesten. Das Risiko, dass Lithiumvorräte im absoluten Sinne knapp werden, ist gering. Im nächsten Jahrzehnt werden wahrscheinlich weniger als ein Prozent der weltweiten Lithiumreserven aufgebraucht sein.
Da Lithium eine starke Verteilung aufweist, ist die Gewinnung schwierig. Der Rohstoff wird hauptsächlich in Südamerika, China und Australien abgebaut. Während Lithium in Australien vorwiegend im offenen Tagebau gewonnen wird, wird in Südamerika häufig die Verdunstung aus Salzseen angewandt. Der steigende Bedarf an Wasser kann bei dieser Abbaumethode Auswirkungen auf Umwelt (bspw durch Kontamination des Süsswassers oder Wasserknappheit) und im Abbaugebiet ansässige Bevölkerung haben. Im Dreiländergebiet zwischen Chile, Bolivien und Argentinien ist die indigene Urbevölkerung betroffen.
Kobalt
Kobalt ist massgeblich für die Energiedichte der Batterie verantwortlich und deshalb ein wichtiges Element. Es ist ein «seltenes Element» und kommt weniger häufig vor als Lithium. Die Verfügbarkeit wird bis ins Jahr 2050 als nicht kritisch eingeschätzt. Eines der wichtigsten Abbaugebiete befindet sich in der Demokratischen Republik Kongo.
Neben der kontrollierten Förderung sind auch illegale Kobaltminen entstanden. Die Arbeiten finden teilweise unter menschenunwürdigen Bedingungen statt. Kinderarbeit und Zwangsumsiedelungen sind weitere verheerende Folgen. Hersteller sind daran, Lithium-Ionen-Batterie ohne Kobalt zu entwickeln. Durch die Kombination anderer Elemente scheint die benötigte Stabilität und Leistungsfähigkeit erreichbar. Batteriesysteme mit niedrigem Kobalt Gehalt werden in den nächsten zehn Jahren dominieren.
CO2
Der Hauptverursacher der Klimaerwärmung ist Kohlendioxid (CO2), respektive der zu hohe Anteil in der Erdatmosphäre. CO2 ist wie Methan (CH4) ein Treibhausgas (THG) und dafür verantwortlich, dass Wärmeenergie eingefangen und in Form von Infrarotstrahlung zurück zur Erdoberfläche reflektiert wird. Es spielt somit eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Temperatur auf der Erde. Dieses natürliche Phänomen (Treibhausgaseffekt) macht die Erde überhaupt bewohnbar, ansonsten würde die von der Erde abgegebene Wärme in den Weltraum zurückkehren und es wäre bei uns massiv kälter. CO2 verweilt über 100 Jahre in der Atmosphäre, ehe es durch Pflanzen und andere Prozesse wieder gebunden wird.
Die globale Konzentration von CO2 in der Atmosphäre war in den letzten 10'000 Jahren konstant, seit dem Beginn der Industrialisierung (vor ca. 150 Jahren) jedoch um rund 50% gestiegen. Dies insbesondere weil fossile Energieträger verbrannt und dadurch grosse Mengen CO2 freigesetzt werden. Der steigenden Energieverbrauch führt also zu zunehmend mehr CO2 in der Atmosphäre. Dies verstärkt den Treibhauseffekt und die Temperaturen auf der Erde steigen. Die Folgen davon sind schwerwiegend: die Polkappen schmelzen ab, der Meeresspiegel steigt an, Extremwetterereignisse wie Hitzewellen, Dürreperioden oder Wirbelstürme häufen sich und verändern Ökosystem und Lebensräume. In der Schweiz werden die Auswirkungen vor allem durch den massiven Gletscherrückgang in den letzten Jahren ersichtlich. Deshalb sind Emissionsziele im Verkehr und deren Erreichung eminent wichtig. Und deshalb setzten wir uns tagtäglich für eine deutlich emissionsärmere Mobilität ein.
CO2-Flottengrenzwerte
Der Flottengrenzwert bezeichnet den durchschnittlichen Ausstoss von CO2 (in Gramm pro gefahrenem Kilometer), der immatrikulierter Fahrzeugflotte eines Fahrzeugimporteurs, welcher nicht überschritten werden darf. Wird dieser Wert überschritten, werden die entsprechenden Importeure gebüsst.
Die Zielwerte der Schweiz sind analog den Europäischen Bestimmungen und werden alle fünf Jahre gesenkt, beispielsweise 2025 um 15% auf 93.6g. 2035 müssen 0g CO2/km erreicht werden. Die Schweizer Flotte weist aufgrund der hohen Motorisierung seiner Autos traditionell einen in Europa überdurchschnittlich hohen CO2-Wert auf.
Korrelation CO2-Grenzwerte und Elektrifizierung
Der steigende Anteil Elektroautos ist der Treiber bei den Emissionsreduktionen. Ohne Elektroautos wären wir in der Schweiz mit 145g CO2/km weit von der Zielerreichung entfernt.
2023 unterschritten die durchschnittlichen Emissionen mit 113g CO2/km in der Schweiz erstmalig die Vorgaben. Dies bei einem Anteil von 20.9% Elektroautos am Gesamtmarkt.
2024 wurden die Ziele nicht weiter verschärft, was zur allgemeinen Stagnation bei den Elektroautoverkäufen führte. Für die Zielerreichung ab 2025 werden mindestens 30.5% Elektroautos bei den Neuwagen benötigt.
CO2-Zielerreichung der Hersteller
Die Autohersteller sind unterschiedlich gut unterwegs beim Reduzieren der CO2-Emissionen. Die Resultate sind, logischerweise, abhängig vom jeweiligen Fortschritt bei der Elektrifizierung. Je grösser der Punkt in der nebenstehenden Darstellung, je grösser das Volumen der verkauften Fahrzeuge. Auffällig ist, dass die grössten Punkte (VW und Škoda) auf Zielerreichungskurs sind. Beide Hersteller haben ein umfrangreiches Angebot an Elektroautos. Weit voraus sind Anbieter, welche einen sehr hohen Elektrifizierungsgrad aufweisen.
Recycling
Im Jahr 2035 könnten laut einer Analyse von T&E (Transport & Environment) über ein Fünftel des für die Produktion von Batterien erforderlichen Lithiums und 65% des Kobalts aus Recyclingprozessen stammen. Recyclingquoten werden zukünftig in der EU gesetzlich vorgegeben und den Bedarf neuen Materialien für Elektroautos signifikant reduzieren. Mit den derzeitigen Recyclingverfahren werden für Kobalt, Nickel, Mangan, Kupfer, Aluminium, Stahl, Graphit, Elektrolyt und Kunststoff eine Rückgewinnungsquote von 97% erreicht.
Lebenszyklus der Batterie
Ein Batterieleben ist lang. Die ersten rund zehn Jahre (First Life) die Batterie als Stromspeicher im Auto. Die meisten Hersteller bieten eine Akkugarantie von acht Jahren und 160 000 km, ausgegangen wird von einer Erstlebensdauer von 300 000 bis 450 000 km. Beim ökologischen Vergleich der Antriebe wird nur diese erste Phase in Betracht gezogen. Nach dem Dienst im Fahrzeug kann die Batterie jedoch ausserhalb des Fahrzeuges als Stromspeicher weiter verwendet werden (Second Life). Dies verbessert die Ökobilanz der Batterie zusätzlich.