Elbilernes CO2-balance

Elbilernes CO2-balance

Elektromobilitetens triumf kan ikke længere stoppes. I de seneste uger og måneder har flere store bilproducenter specificeret deres kursændring. Frem for alt den magtfulde VW-koncern, som ønsker at have ombygget halvdelen af ​​hele sit modelprogram til elbiler i 2030 og sigter mod en fuldstændig afbalanceret CO2-balance på tværs af koncernen i 2050. Rival Renault er endnu mere ambitiøs: Franskmændene vil tilbyde ni ud af ti nye biler med rent elektriske drev inden udgangen af ​​årtiet. Transformationsambitionen får næring af politik: EU-Kommissionen har netop præsenteret den længe ventede klimapakke "Fit for 55". Deres forslag er beregnet til at være en køreplan til målet om at spare mindst 55 procent af drivhusgasserne i 2030 sammenlignet med 1990. En del af det fokuserer på bilindustrien: Nye biler skal ikke længere udlede CO2-udledning fra 2035. Men hvor miljøvenlige er elbiler og derfor hele e-mobilitet?

Carbon footprint: Det handler om mere end bare operationer

Er elbiler faktisk mere miljøvenlige end moderne forbrændingsmotorer, hvad enten de er benzin eller diesel? Eksperter skændes også om dette. I sidste ende skal ikke kun de (ikke-eksisterende) emissioner under kørslen tages i betragtning, men også de forurenende stoffer, der produceres i hele bilens levetid. "Elbiler kører lokalt emissionsfrit. Det betyder ikke, at de også kører CO2-frit, for produktionen af ​​elektricitet skal tages i betragtning," forklarer prof. Martin Doppelbauer fra Karlsruhe Institute of Technology (KIT), hvor han har et professorat for hybride elbiler, i en gæsteartikel i magasinet "Auto Motor Sport". 

Spørgsmålet om miljøvenlighed, elbilernes faktiske CO2-fodaftryk, kan kun besvares ved hjælp af en omfattende miljøbalance. Der tages højde for hele køretøjernes livscyklus: fra produktionen af ​​alle komponenter inklusive batteriet, til driften af ​​køretøjet og den energi, der kræves hertil, samt vedligeholdelsesindsatsen og helt frem til bortskaffelse af bilen. Det tyske forbundsministerium for miljø, naturbeskyttelse og nuklear sikkerhed (BMU) har udarbejdet en sådan helhedsvurdering. Resultatet er undersøgelsen "Hvor miljøvenlige er elbiler?" 

Hvorfor så mange undersøgelser er vildledende

Det forklarer også, hvorfor der er så mange forskellige, til tider vildledende eller modstridende rapporter om elbilers miljøvenlighed: Ifølge BMU er de mest almindelige årsager hertil sammenligning af forskellige køretøjsegenskaber (f.eks. klasser, motorer og batteristørrelser), overvejelse af forskellige balancesektioner (f. Derudover bruges nogle gange forældede data, især for batterier. Apropos batterier: Antagelserne om et batteris levetid til elbiler er ofte meget forskellige i forskellige undersøgelser. Kort sagt sammenlignes æbler ofte med appelsiner, og der bruges nogle gange forkerte eller i det mindste forældede data.

CO2 elbil: El-mixet er afgørende

El-mixet afgør primært, om et el-køretøj yder bedre med hensyn til sit CO2-fodaftryk end en forbrændingsmotor. Mens et sådant køretøj kører uden emissioner, udsender kraftværker bestemt drivhusgasser, når de leverer ladestrøm, i det mindste hvis der bruges fossile brændstoffer. 

I lande som Tyskland og Østrig bliver flere og flere vedvarende energier brugt til at producere elektricitet. I 2019 var deres andel i Tyskland for eksempel omkring 41 procent, og i Østrig var den samme år så høj som 75,1 procent ifølge Østrigs Statistiks energibalance. Det skal sammenlignes med et EU-gennemsnit på 34,1 procent. Under alle omstændigheder fortsætter tendensen med at stige; i Tyskland vil mere end halvdelen af ​​elektriciteten snart komme fra vedvarende energikilder for første gang. Men med det nuværende tyske el-mix er elbiler væsentligt mere klimavenlige end forbrændingskøretøjer.  

Dette bekræftes af prof. Doppelbauer fra KIT: Som han forklarer, udledte en ny bil (alle drevtyper) i EU i gennemsnit omkring 140 gram CO2 pr. kilometer i 2020. Det stigende antal PHEV'er og elektriske køretøjer ville allerede have reduceret denne værdi betydeligt sammenlignet med 2019. Elbiler, der kører, bruger åbenbart elektricitet. Ifølge eksperten vil en typisk værdi inklusive ladetab være 22 kWh/100 km. Federal Environment Agency (UBA) ved, hvor meget CO2 der er blevet udledt til dato ved produktion af én kWh. Dette angiver en værdi på 366g CO2/kWh for 2020 på sin hjemmeside. 

Doppelbauer beregner nu: "CO2-udslippet, der opstår ved elbilkørsel, er da i kort afstand fra en regel på tre: 22kWh/100 km x 366 g (CO2)/kWh = 8.052 g (CO2)/100 km. Det svarer til 80,5 g/km. Besparelser er der i forhold til det, der er en gennemsnitlig ny bil (og i forvejen betragter dette som en ny blanding). E-biler og plug-in hybrider inkluderet): godt 42 procent. 

Batterier har en negativ indvirkning på den økologiske balance

Men hvad med den energikrævende produktion af batterier, og hvordan påvirker dette den samlede balance? Dette er, så meget i forvejen, den rigtige humørdræber, når det kommer til e-mobilitet! På grund af den komplekse og energikrævende produktion af batterierne står hele produktionen, vedligeholdelsen og bortskaffelsen af ​​køretøjerne for mere i klimabalancen end hele kørselsoperationen. Og også væsentligt mere end sammenlignelige køretøjer med forbrændingsmotorer (se grafik).

Ikke desto mindre er balancen ifølge BMU-undersøgelsen for elbiler samlet set stadig positiv, fordi driften er så meget mere miljøvenlig. "Drivhusgasemissionerne fra nutidens elektriske køretøjer i kompaktklassen er lavere over hele dens levetid end sammenlignelige køretøjer med forbrændingsmotorer. Sammenlignet med en benzinmotor producerer den omkring 30 procent færre drivhusgasser. Sammenlignet med en sammenlignelig dieselmotor er det omkring 23 procent mindre," siger undersøgelsen fra BMU, som er beregnet på disse data og baseret på energiinstituttet. miljøforskning).

Jürgen Stockmars dom er langt mere kritisk. Den erfarne biludviklingsekspert har arbejdet med ledelse i blandt andet Magna, Steyr Daimler Puch, Opel og Audi i løbet af sin karriere. I dag rådgiver han virksomheder i bilsektoren og underviste på TU Wien. Selvfølgelig bruger Stockmar en Audi e-tron og derfor en luksus-SUV i sine beregninger. Ifølge Stockmar ville produktionen af ​​et lithium-ion-batteri producere 165 kg CO2 per kWh batterikapacitet, ifølge Johanneum Research. Produktionen af ​​et 95 kWh batteri i Audi e-tron krævede 15.675 kg CO2. Et køretøj med forbrændingsmotor med det lovligt tilladte CO2-udslip på 95 g per kilometer ville derfor køre 165.000 kilometer. Og selv da ville det elektriske køretøj ikke være det værd, fordi det stadig bruger elektricitet under drift.  

Opdelt i et antaget kilometertal på 150.000 kommer e-tronen i Stockmars regneeksempel op på 104,5 g CO2 per kilometer alene gennem batteriproduktion. Med et køretøjsforbrug på 15 kWh pr. 100 kilometer tilføjer det nuværende tyske el-mix yderligere 50 g CO2 pr. kilometer, ifølge Stockmar. Om sommeren giver det en samlet udledning (til batteriproduktion og løbende drift) på omkring 150 g CO2/km. "Denne CO2-emission er et godt stykke over den lovlige emissionsgrænse på 95 g CO2/km," sagde Stockmar ved et onlinearrangement arrangeret af MPKA (Motor Presse Klub Austria) i begyndelsen af ​​2022. Tillæg: "Dette køretøj opfylder ikke dagens registreringsregler!" Det er uforståeligt, hvorfor emissionerne forårsaget af batteriproduktion simpelthen ignoreres af lovgivere i EU. For slet ikke at tale om den energi, der kræves for at genbruge batterierne, som han også udelod i sine beregninger. Faktisk skulle livscyklusvurderingen over hele et køretøjs livscyklus tages i betragtning. 

Vedvarende energi er i fremmarch

Én ting spiller naturligvis i hænderne på e-mobilitet: Som nævnt vil andelen af ​​vedvarende energi i det tyske elmix fortsætte med at stige - til mindst 65 procent i 2030 i overensstemmelse med den føderale regerings mål. Derudover kan der forventes forbedringer i batteriproduktionen, både hvad angår materialeeffektivitet og energiforbrug. "Hvis vedvarende elektricitet bruges til produktion, reduceres batteriets kuldioxid-rygsæk med omkring det halve," siger BMU-avisen. Selvom de bagvedliggende beregninger tog højde for, at benzin- og dieselmotorer også bliver mere økonomiske, er en sammenlignelig udvikling med elbilernes udvikling usandsynlig.

Ud over en stigende andel af vedvarende energier var undersøgelsen baseret på følgende forudsætninger: Produktionen i Europa er forudsat for køretøjsproduktion, mens batteriproduktionen tages i betragtning for den aktuelle situation i henhold til den aktuelle blanding af produktionslande. Udsigterne for 2030 antog derefter europæisk batteriproduktion. Dette virker rimeligt, da der i øjeblikket er en massiv stigning i... Udvidelse af batteriproduktion i Europa er investeret. Alene VW har ambitiøse planer her.

Tilsætning af biobrændstoffer til diesel og benzin i overensstemmelse med nationale mål og europæiske regler var også inkluderet i beregningerne. For el- og brændstofforbrug anvendes realistiske data fra typiske eksempelkøretøjer fra ADAC EcoTest, som er væsentligt højere end den officielle producents oplysninger. Flådens gennemsnit blev ikke taget i betragtning. Og for at muliggøre, som det hedder, "en retfærdig sammenligning mellem forskellige typer brug", blev de samlede emissioner beregnet ud fra en gennemsnitlig levetid på 150.000 kilometer.

Elbil: 40 procent mindre CO2-forbrug 

Under alle disse forudsætninger vil fordelen ved en elbil i 2030 i forhold til en benzinmotor i BMU-modelberegningen stige til 42 procent og over en diesel til 37 procent. Og det på trods af den energikrævende produktion. 

Apropos energikrævende: Meget omtalte alternativer, især de e-brændstoffer, som industrien presser frem, har en ulempe: "Produktionen af ​​disse brændstoffer kræver mere energi, end der efterfølgende er tilgængelig som brændstof," lyder konklusionen fra BMU-eksperterne. Samtidig er dens anvendelse i køretøjer med forbrændingsmotorer langt mindre effektiv sammenlignet med elektriske motorer. KIT Professor Doppelbauer er enig: "Hvis du ærligt beregner det nuværende brændstofforbrug på 7,3 liter pr. 100 km, så kræver syntetiske brændstoffer over 10 gange mere elektrisk energi end elbiler."  

Råvareomkostningerne er større for elbiler

En yderligere analyse foretaget af BMU bekræfter en mistanke, der opstår på grund af det forholdsvis høje niveau af emissioner i køretøjsproduktionen: i form af kumulative råvareforbrug klarer elektriske køretøjer i dag endnu dårligere end køretøjer med forbrændingsmotorer. "Der kræves simpelthen flere råmaterialer for at producere køretøjskomponenter. Der bruges en række produktionsintensive materialer, især til batteriproduktion." Dette påvirker igen også den økologiske balance. 

Også her er batteriproduktion den største spoilsport: Lithium-ion-teknologi kræver for eksempel relevante mængder kobolt, hvilket også kritiseres for dets socialt og etisk problematiske finansieringsforhold samt dets høje miljøbelastning. Her er der øget fokus Forsyningskæder og virksomheds due diligence-forpligtelser en lovende tilgang til bekæmpelse af klager, ifølge BMU, som også fremmer udviklingen af ​​genbrugsprocesser for nye komponenter. Og det udtrykker følgende håb: "Den videre udvikling af produktion, materialeeffektivitet og lagerteknologi vil højst sandsynligt forbedre balancen markant." 

Ikke desto mindre kan de to hovedudsagn i den tyske undersøgelse opsummeres som følger: Med hensyn til det samlede råvareforbrug har køretøjer med forbrændingsmotor i øjeblikket stadig en fordel. Men i forhold til det samlede energibehov og dermed CO2-udledningen over hele livscyklussen – og det er det denne artikel handler om – er elbiler allerede klart foran på grund af deres høje effektivitet. 

Mange andre undersøgelser giver nu også elbiler en bedre vurdering sammenlignet med forbrændingskøretøjer, hvilket især skyldes motorens høje virkningsgrad. En balance fra ADAC viser, at der kompenseres for CO2-ulempen ved batteribiler, når man kører mellem 50.000 og 100.000 kilometer. 

Er der overhovedet nok (grøn) strøm? 

Men vil der faktisk være strøm nok og frem for alt nok grøn strøm, hvis EU's og de store europæiske bilproducenters ambitiøse elektrificeringsplaner bliver gennemført? "Hvis næsten alle biler i Tyskland var elektriske, ville vi have brug for mellem 20 og 25 procent mere elektricitet," siger Doppelbauer. Selvfølgelig er vi stadig mindst 10 år væk fra en udbredt ende på salget af forbrændingsbiler. Og så går der typisk yderligere 15 år, før bilparken stort set er blevet transformeret. "Vi er optimistiske om, at vi tidligst ikke fuldt ud vil være i stand til at generere den ekstra elproduktion om 25 år. Med andre ord: Vi skal kun opbygge næsten 1 procent ekstra elproduktion om året for at kunne absorbere den ekstra efterspørgsel fra elbiler."  

Ifølge eksperten ligger de reelle udfordringer ved elektromobilitet andre steder: at skabe bekvemme opladningsmuligheder for mange millioner mennesker, der ikke har deres egen bolig eller parkeringsplads. Og også i at skabe konkurrencedygtige biler, der ikke kun er ombyggede forbrændingsmotorer. Og endelig at sætte gang i udviklingen og produktionen af ​​de nye teknologier, optimere dem og reducere omkostningerne.

Den tyske "bilpave", prof. Ferdinand Dudenhöffer, understregede, da han var på flyvende besøg i Østrig i forsommeren 2022, at man kunne argumentere i alle retninger, når det kommer til elbilernes CO2-balance: "Man kan forberede resultaterne, som man vil, ved hjælp af forskellige antagelser, for eksempel om fremtidens el-mix." sender en appel: "Vi bør ikke ødelægge e-mobilitet med forfærdelige antagelser!" 

Dudenhöffer viser sig selv at være fan af elektromobilitet og siger: "Fremtiden er elektrisk. Vi skal ikke ødelægge e-mobilitet med forfærdelige antagelser!" Han vurderer, at i 2030 vil to tredjedele af alle nye biler, der sælges i Tyskland, være elbiler. Naturligvis vil efterspørgslen efter elektricitet eksplodere som følge heraf, og derfor er der ifølge Dudenhöffer næppe nogen vej uden om atomenergi. "Vi bør ikke lukke vores sind for diskussionen om atomkraft," sagde han i samtale med bilindustrien, Tysklands exit fra atomkraft er naiv. Nå, EU har alligevel allerede givet atomkraft et grønt mærke. Men det kan selvfølgelig også diskuteres.