CO2-balansen til elbiler

CO2-balansen til elbiler

Elektromobilitetens triumf kan ikke lenger stoppes. I løpet av de siste ukene og månedene har flere store bilprodusenter spesifisert kursendring. Fremfor alt det kraftige VW-konsernet, som ønsker å ha konvertert halvparten av hele modellutvalget til elbiler innen 2030, og som sikter mot en fullstendig balansert CO2-balanse på tvers av konsernet innen 2050. Rival Renault er enda mer ambisiøs: Franskmennene ønsker å tilby ni av ti nye biler med rent elektrisk drev innen slutten av tiåret. Transformasjonsambisjonen blir drevet av politikk: EU-kommisjonen har nettopp presentert den etterlengtede klimapakken «Fit for 55». Forslagene deres er ment å være et veikart til målet om å spare minst 55 prosent av klimagassene innen 2030 sammenlignet med 1990. En del av det fokuserer på bilindustrien: Nye biler skal ikke lenger slippe ut CO2-utslipp fra 2035. Men hvor miljøvennlig er elbiler og dermed hele e-mobilitet?

Karbonfotavtrykk: Det handler om mer enn bare drift

Er elektriske kjøretøy faktisk mer miljøvennlige enn moderne forbrenningsmotorer, enten de er bensin eller diesel? Eksperter krangler også om dette. Til syvende og sist må ikke bare de (ikke-eksisterende) utslippene under kjøringen vurderes, men også forurensningene som produseres i hele bilens levetid. "Elbiler kjører lokalt utslippsfritt. Det betyr ikke at de også kjører CO2-fritt, fordi generering av elektrisitet må tas i betraktning," forklarer prof. Martin Doppelbauer fra Karlsruhe Institute of Technology (KIT), hvor han har et professorat for hybridelektriske kjøretøy, i en gjesteartikkel i magasinet "Auto Motor Sport". 

Spørsmålet om miljøvennlighet, det faktiske CO2-avtrykket til elbiler, kan bare besvares ved hjelp av en omfattende miljøbalanse. Hele livssyklusen til kjøretøy er tatt i betraktning: fra produksjon av alle komponenter inkludert batteriet, til driften av kjøretøyet og energien som kreves for det, samt vedlikeholdsinnsatsen og helt frem til avhending av bilen. Det tyske forbundsdepartementet for miljø, naturvern og atomsikkerhet (BMU) har laget en slik helhetlig vurdering. Resultatet er studien "Hvor miljøvennlig er elbiler?" 

Hvorfor så mange studier er misvisende

Det forklarer også hvorfor det er så mange forskjellige, noen ganger misvisende eller motstridende rapporter om miljøvennligheten til e-biler: I følge BMU inkluderer de vanligste årsakene til dette sammenligning av forskjellige kjøretøyegenskaper (f.eks. klasser, motorer og batteristørrelser), vurdering av ulike balansedeler (f. I tillegg brukes noen ganger utdaterte data, spesielt for batterier. Apropos batterier: Antakelsene om levetiden til et batteri for elbiler er ofte svært forskjellige i ulike studier. Kort sagt, epler sammenlignes ofte med appelsiner, og feil eller i det minste utdaterte data brukes noen ganger.

CO2 elbil: Strømmiksen er avgjørende

Elektrisitetsblandingen avgjør først og fremst om et elektrisk kjøretøy yter bedre når det gjelder karbonavtrykk enn en forbrenningsmotor. Mens et slikt kjøretøy kjører uten utslipp, slipper kraftverk absolutt ut klimagasser når de gir ladestrøm, i hvert fall hvis fossilt brensel brukes. 

I land som Tyskland og Østerrike brukes mer og mer fornybar energi til å generere elektrisitet. I 2019 var for eksempel deres andel i Tyskland rundt 41 prosent, og i Østerrike samme år var den så høy som 75,1 prosent, ifølge Statistics Austrias energibalanse. Dette sammenlignet med et EU-gjennomsnitt på 34,1 prosent. Uansett fortsetter trenden å stige; i Tyskland vil snart over halvparten av elektrisiteten komme fra fornybare kilder for første gang. Men med dagens tyske strømmiks er elbiler betydelig mer klimavennlige enn forbrenningsbiler.  

Dette bekreftes av prof. Doppelbauer fra KIT: Som han forklarer, slapp en ny bil (alle drivtyper) i EU i gjennomsnitt ut rundt 140 gram CO2 per kilometer i 2020. Det økende antallet PHEV-er og elektriske kjøretøyer ville allerede ha redusert denne verdien betydelig sammenlignet med 2019. Elbiler som kjører bruker åpenbart strøm. Ifølge eksperten vil en typisk verdi inkludert ladetap være 22 kWh/100 km. Federal Environment Agency (UBA) vet hvor mye CO2 som har blitt sluppet ut til dags dato ved produksjon av én kWh. Denne oppgir en verdi på 366g CO2/kWh for 2020 på nettsiden sin. 

Doppelbauer beregner nå: "CO2-utslippene som oppstår ved kjøring av elbil er da et lite stykke unna en regel på tre: 22kWh/100 km x 366 g (CO2)/kWh = 8.052 g (CO2)/100 km. Dette tilsvarer 80,5 g/km. Besparelser i forhold til dette er det i snitt i forhold til en ny blanding (og dette er allerede en gjennomsnittlig blanding). E-biler og plug-in hybrider inkludert): gode 42 prosent.» 

Batterier har en negativ innvirkning på den økologiske balansen

Men hva med den energikrevende produksjonen av batterier og hvordan påvirker dette den totale balansen? Dette er, så mye på forhånd, den virkelige humørdreperen når det kommer til e-mobilitet! På grunn av den komplekse og energikrevende produksjonen av batteriene, utgjør hele produksjonen, vedlikeholdet og deponeringen av kjøretøyene mer i klimabalansen enn hele kjøreoperasjonen. Og også betydelig mer enn sammenlignbare kjøretøy med forbrenningsmotor (se grafikk).

Likevel, ifølge BMU-undersøkelsen for elbiler, er balansen totalt sett fortsatt positiv fordi driften er så mye mer miljøvennlig. – Klimagassutslippene til dagens kompaktklasse elektriske kjøretøy er lavere over hele levetiden enn sammenlignbare kjøretøyer med forbrenningsmotorer. Sammenlignet med en bensinmotor produserer den rundt 30 prosent færre klimagasser. Sammenlignet med en sammenlignbar dieselmotor er den rundt 23 prosent mindre, heter det i studien til BMU, som er beregnet på disse dataene og basert på energiinstituttet. miljøforskning).

Jürgen Stockmars dom er langt mer kritisk. Den erfarne bilutviklingseksperten har jobbet med ledelse i blant annet Magna, Steyr Daimler Puch, Opel og Audi i løpet av sin karriere. I dag gir han råd til selskaper i bilsektoren og underviste ved TU Wien. Selvfølgelig bruker Stockmar en Audi e-tron og derfor en luksus-SUV i sine beregninger. Ifølge Stockmar ville produksjonen av et litium-ion-batteri produsere 165 kg CO2 per kWh batterikapasitet, ifølge Johanneum Research. Produksjonen av et 95 kWh batteri i Audi e-tron krevde 15 675 kg CO2. Et kjøretøy med forbrenningsmotor med lovlig tillatt CO2-utslipp på 95 g per kilometer ville derfor kjørt 165 000 kilometer. Og selv da ville det elektriske kjøretøyet ikke være verdt det fordi det fortsatt bruker strøm under drift.  

Fordelt på en antatt kjørelengde på 150.000, kommer e-tronen i Stockmars regneeksempel på 104,5 g CO2 per kilometer bare gjennom batteriproduksjon. Med et kjøretøyforbruk på 15 kWh per 100 kilometer, tilfører den nåværende tyske strømmiksen ytterligere 50 g CO2 per kilometer, ifølge Stockmar. Om sommeren gir dette et samlet utslipp (for batteriproduksjon og løpende drift) på rundt 150 g CO2/km. "Disse CO2-utslippene er godt over den lovlige utslippsgrensen på 95 g CO2/km," sa Stockmar på et nett-arrangement organisert av MPKA (Motor Presse Klub Austria) i begynnelsen av 2022. Tillegg: «Dette kjøretøyet oppfyller ikke dagens registreringsforskrifter!» Det er uforståelig hvorfor utslippene forårsaket av batteriproduksjon rett og slett ignoreres av lovgivere i EU. For ikke å snakke om energien som kreves for å resirkulere batteriene, som han også utelot i sine beregninger. Faktisk må livssyklusvurderingen over hele livssyklusen til et kjøretøy tas i betraktning. 

Fornybar energi på vei oppover

En ting spiller selvsagt inn i hendene på e-mobilitet: Som nevnt vil andelen fornybar energi i den tyske strømmiksen fortsette å stige – til minst 65 prosent innen 2030 i samsvar med den føderale regjeringens mål. I tillegg kan det forventes forbedringer i batteriproduksjonen, både når det gjelder materialeffektivitet og energibruk. "Hvis fornybar elektrisitet brukes til produksjon, reduseres karbondioksid-ryggsekken til batteriet med rundt halvparten," heter det i BMU-avisen. Selv om de underliggende beregningene tok hensyn til at også bensin- og dieselmotorer blir mer økonomiske, er det lite sannsynlig med en utvikling som kan sammenlignes med elbilene.

I tillegg til en økende andel fornybar energi, var studien basert på følgende forutsetninger: Produksjon i Europa er antatt for kjøretøyproduksjon, mens batteriproduksjon er tatt i betraktning for dagens situasjon i henhold til dagens blanding av produksjonsland. Utsiktene for 2030 antok da europeisk batteriproduksjon. Dette virker rimelig, siden det for tiden er en massiv økning i... Utvidelse av batteriproduksjon i Europa er investert. VW alene har ambisiøse planer her.

Tilsetning av biodrivstoff til diesel og bensin i henhold til nasjonale mål og europeiske forskrifter ble også tatt med i beregningene. For strøm- og drivstofforbruk brukes realistiske data fra typiske eksempelkjøretøyer fra ADAC EcoTest, som er betydelig høyere enn den offisielle produsentens informasjon. Flåtegjennomsnitt ble ikke tatt i betraktning. Og for å muliggjøre, som det heter, «en rettferdig sammenligning mellom ulike typer bruk», ble de totale utslippene beregnet basert på en gjennomsnittlig levetid på 150 000 kilometer.

Elbil: 40 prosent mindre CO2-forbruk 

Under alle disse forutsetningene vil fordelen med en elbil i 2030 fremfor en bensinmotor i BMU-modellberegningen øke til 42 prosent og over en diesel til 37 prosent. Og dette til tross for den energikrevende produksjonen. 

Apropos energikrevende: Mye omtalte alternativer, spesielt e-drivstoff som presses av industrien, har en ulempe: «Produksjonen av disse drivstoffene krever mer energi enn det som senere er tilgjengelig som drivstoff», er konklusjonen til BMU-ekspertene. Samtidig er bruken i kjøretøy med forbrenningsmotor langt mindre effektiv sammenlignet med elektriske motorer. KIT-professor Doppelbauer er enig: "Hvis du ærlig beregner dagens drivstofforbruk på 7,3 liter per 100 km, krever syntetisk drivstoff over 10 ganger mer elektrisk energi enn elektriske biler."  

Råvarekostnadene er større for elbiler

En ytterligere analyse fra BMU bekrefter en mistanke som oppstår fra det relativt høye utslippsnivået i kjøretøyproduksjonen: Når det gjelder akkumulert råvareforbruk, yter elektriske kjøretøy i dag enda dårligere enn kjøretøy med forbrenningsmotorer. "Det kreves ganske enkelt flere råvarer for å produsere kjøretøykomponenter. Det brukes en rekke produksjonsintensive materialer, spesielt til batteriproduksjon." Dette påvirker igjen også den økologiske balansen. 

Også her er batteriproduksjon den største spoilsporten: Litium-ion-teknologi krever for eksempel relevante mengder kobolt, som også kritiseres for sosialt og etisk problematiske finansieringsforhold samt høy miljøbelastning. Her er det økt fokus Forsyningskjeder og bedriftsdue diligence-forpliktelser en lovende tilnærming til å bekjempe klager, ifølge BMU, som også fremmer utviklingen av resirkuleringsprosesser for nye komponenter. Og det uttrykker følgende håp: "Videreutviklingen av produksjon, materialeffektivitet og lagringsteknologi vil mest sannsynlig forbedre balansen betydelig." 

Likevel kan de to hovedutsagnene i den tyske studien oppsummeres som følger: Når det gjelder totalt råvareforbruk, har kjøretøy med forbrenningsmotor foreløpig fortsatt en fordel. Men når det gjelder det totale energibehovet og dermed CO2-utslippene over hele livssyklusen – og det er dette denne artikkelen handler om – ligger elbiler allerede klart foran på grunn av sin høye effektivitet. 

Mange andre studier gir nå også elbiler en bedre karakter sammenlignet med forbrenningskjøretøyer, noe som hovedsakelig skyldes motorens høye virkningsgrad. En balanse fra ADAC viser at CO2-ulempen til batteribiler kompenseres for ved kjøring mellom 50 000 og 100 000 kilometer. 

Er det i det hele tatt nok (grønn) strøm? 

Men vil det faktisk være nok strøm og fremfor alt nok grønn strøm hvis de ambisiøse elektrifiseringsplanene til EU og de store europeiske bilprodusentene blir gjennomført? "Hvis nesten alle biler i Tyskland var elektriske, ville vi trenge mellom 20 og 25 prosent mer strøm," sier Doppelbauer. Selvfølgelig er vi fortsatt minst 10 år unna en utbredt slutt på salg av forbrenningsbiler. Og så tar det typisk 15 år til før bilparken i stor grad er transformert. "Vi er optimistiske om at vi tidligst ikke vil klare å generere ekstra strømproduksjon fullt ut om 25 år. Med andre ord: Vi trenger bare å bygge opp nesten 1 prosent ekstra strømproduksjon per år for å absorbere tilleggsetterspørselen fra elbiler."  

Ifølge eksperten ligger de virkelige utfordringene med elektromobilitet andre steder: å skape praktiske lademuligheter for mange millioner mennesker som ikke har egen bolig eller parkeringsplass. Og også i å skape konkurransedyktige biler som ikke bare er ombygde forbrenningsmotorer. Og til slutt å øke utviklingen og produksjonen av de nye teknologiene, optimalisere dem og redusere kostnadene.

Den tyske «bilpaven», prof. Ferdinand Dudenhöffer, understreket da han var på flybesøk i Østerrike forsommeren 2022 at man kan argumentere i alle retninger når det kommer til CO2-balansen i elbiler: «Du kan forberede resultatene slik du vil ved å bruke ulike antakelser, for eksempel om fremtidens elektrisitetsmiks.» sender en appell: "Vi bør ikke ødelegge e-mobilitet med forferdelige antakelser!" 

Dudenhöffer viser seg selv å være en fan av elektromobilitet og sier: "Fremtiden er elektrisk. Vi bør ikke ødelegge e-mobilitet med grufulle antakelser!" Han anslår at innen 2030 vil to tredjedeler av alle nye biler som selges i Tyskland være elbiler. Selvfølgelig vil etterspørselen etter elektrisitet eksplodere som et resultat, og derfor er det ifølge Dudenhöffer knapt noen vei utenom atomenergi. "Vi bør ikke lukke tankene våre for diskusjonen om atomkraft," sa han i samtale med bilindustrien, Tysklands utgang fra atomkraft er naiv. Vel, EU har allerede gitt atomkraft en grønn merkelapp uansett. Men dette kan selvsagt også diskuteres.