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CO2-Bilanz: Wie umweltfreundlich sind E-Autos wirklich?

Sind Elektroautos die Heilsbringer für die Verkehrswende in Deutschland? Wie sauber sind die stark geförderten und immer beliebter werdenden E-Autos wirklich? Wie sieht ihre Umweltbilanz aus, speziell beim Klimakiller CO2? Diese Fragen stellen sich viele Menschen vor einem Autokauf.

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Leider gibt es auf all diese Fragen keine eindeutigen Antworten. Zu viele Studien und Erhebungen existieren zu dem Thema, zu viele Herangehens- und Betrachtungsweisen, zu viele Faktoren, die eine Rolle spielen. Allerdings stellen immer mehr Analysen den strombetriebenen Fahrzeugen ein besseres Zeugnis als Verbrennern aus. Fest steht aber auch: Das Elektroauto allein wird das Klima weder in Deutschland noch auf der ganzen Welt retten können. Und wie bei Verbrennerfahrzeugen gibt es auch bei den Elektromobilen große Unterschiede in Sachen Umweltfreundlichkeit und “CO2-Rucksack“.
Grundsätzlich müssen nicht nur die lokalen Emissionen beim Antrieb, sondern die produzierten Schadstoffe für die gesamte Lebensdauer des Autos betrachtet werden – von der Produktion bis zum Abwracken oder Recycling. Im Mittelpunkt steht vor allem die CO2-Bilanz, also die Menge klimaschädlichen Treibhausgases, die pro gefahrenem Kilometer im Schnitt entsteht. Allerdings werden bei Studien auch hier oft unterschiedliche Annahmen vorausgesetzt, beispielsweise zur Lebensdauer eines E-Auto-Akkus oder zum Produktionsort, von dem wiederum der genutzte Strommix abhängt.

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Strommix und Batterie als wichtigste Kriterien

Der Strommix ist eines, wenn nicht gar das entscheidende Kriterium beim Vergleich der Antriebsarten. Das zweite: die Batterie des E-Autos. Sie ist nicht nur die teuerste, sondern auch die umweltschädlichste Komponente des Fahrzeugs. Meistens handelt es sich um einen Lithium-Ionen-Akku, dessen wichtigster Inhaltsstoff wegen seines Abbaus umstritten ist. Auch die Produktion benötigt viel Energie, verursacht mithin viel CO2. Und da macht es einen Unterschied, ob eine Batterie in China produziert wird (wie noch die meisten) oder in Deutschland, mit einem deutlich niedrigeren Kohlestromanteil. Allerdings muss auch die Umweltbelastung bei der Erzeugung von fossilem Treibstoff betrachtet werden.
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Yale-Studie: E-Autos auch bei indirekten Emissionen besser

Da E-Autos so gut wie keine direkten Schadstoffe beim Fahren erzeugen, werden von Skeptikern vor allem die indirekten Emissionen – der sogenannte CO2-Rucksack – ins Feld geführt. Eine Studie der Yale School of the Environment (YSE) vom Dezember 2021 sieht jedoch auch in dieser Hinsicht die Elektrofahrzeuge im Vergleich zu Autos mit fossilem Brennstoffantrieb klar vorne. Zwar sei die Lieferkette von E-Autos, einschließlich des Abbaus und der Verarbeitung von Rohstoffen und der Herstellung von Batterien, alles andere als sauber. Zu berücksichtigen sei aber auch die CO2-Erzeugung beim Fördern von Rohöl und dessen Umwandlung in Benzin und Diesel für Verbrennerfahrzeuge. So konstatierte Co-Autorin Stephanie Weber: “Das Überraschende war, wie viel niedriger die Emissionen von Elektrofahrzeugen waren. Die Lieferkette für Verbrennungsfahrzeuge ist einfach so schmutzig, dass Elektrofahrzeuge sie nicht übertreffen können, selbst wenn man die indirekten Emissionen berücksichtigt.”

ICCT: E-Autos eindeutig am saubersten

Auf die gesamte Betriebsdauer geschaut hat im Juli 2021 das International Council on Clean Transportation (ICCT), das schon entscheidend beim Aufdecken des VW-Dieselskandals 2015 mitgewirkt hatte. Die Umweltorganisation kam in einer ausführlichen Lebenszyklus-Analyse für die wichtigsten Märkte EU, USA, China und Indien zu dem Ergebnis: Elektroautos sind deutlich die saubersten Kraftfahrzeuge. Bereits bei der aktuellen Energieerzeugung emittiert demnach ein mittelgroßer Stromer in Europa rund zwei Drittel (66 bis 69 Prozent) weniger schädliche Treibhausgase als ein Verbrenner. In den USA sind es 60 bis 68 Prozent. Vorausgesetzt wurde ein Strommix auf Basis der EU-Klimapläne für 2021 bis 2038. Bei reinem Ökostrom wären sogar bis zu 78 bis 81 Prozent weniger Lebenszyklus-Emissionen drin. 

Studie: Bis zu zwei Drittel weniger CO2 durch E-Autos

Auch viele andere Studien stellen den Elektromobilen im Vergleich zu Verbrennerfahrzeugen inzwischen ein besseres Zeugnis aus, was vor allem am hohen Wirkungsgrad des Motors liegt. Die Bilanz des ADAC ergibt, dass der CO2-Nachteil von Batterieautos ab Fahrleistungen von 50.000 bis 100.000 Kilometern ausgeglichen werde. Besonders genau hingeschaut hat 2020 Transport & Environment (T&E), eine Dachorganisation von nichtstaatlichen europäischen Umweltorganisationen. Deren Untersuchung (zum offiziellen PDF) zufolge sei ein E-Auto in Europa über seinen Lebenszyklus hinweg für fast zwei Drittel weniger CO2 verantwortlich als ein vergleichbarer Benziner oder Diesel.
Die Autoren beziehen dabei die gesamte Produktionskette des Elektroautos ein, andererseits aber auch die Erzeugung von Benzin und Diesel aus Erdöl. Überhaupt sehen sie den Rohstoffverbrauch bei 17.000 Liter (12.500 Kilogramm) Benzin und 13.500 Liter (11.340 Kilogramm) Diesel kritisch, während bei einer durchschnittlichen E-Autobatterie dank Recycling und Second-Life-Einsatz nur 30 Kilogramm Metallrohstoff richtig verbraucht würden. Zudem werde sich der Rohstoffbedarf beim Akku dank fortschreitender Technik weiter verringern.
Aufmacher CO2-Bilanz

Ein Tesla Model 3 kommt laut einer Studie der Technischen Universität Eindhoven auf 65 Prozent weniger CO2 als ein vergleichbarer Mercedes C 220 d.

Eine Studie der Technischen Universität Eindhoven sah 2020 ebenfalls den Stromer deutlich vorne. Sie ging von einer längeren Akku-Lebensdauer und erstmals von 75 statt wie zuvor oft von 175 Kilogramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde Batteriekapazität aus. Ein Tesla Model 3 kam dabei auf 65 Prozent weniger CO2 als ein vergleichbarer Mercedes C 220 d. Bereits nach 30.000 Kilometern sei der Nachteil der energieintensiven Produktion des E-Autos egalisiert, so die niederländischen Forscher.
Das Fraunhofer-Institut für Innovations- und Systemforschung veröffentlichte 2019 “Die aktuelle Treibhausgasemissionsbilanz von Elektrofahrzeugen in Deutschland” und konstatierte darin einem in Deutschland gekauften Batteriefahrzeug (BEV) über 13 Jahre Nutzungsdauer eine Treibhausgas-(THG)-Einsparung von 28 Prozent gegenüber einem Oberklasse-Diesel und bis zu 42 Prozent gegenüber einem Kleinwagen-Benziner. Die Studie setzte dabei die Umsetzung der beschlossenen Energiewende in Deutschland voraus. Autos mit großen Akkus von über 80 kWh und Fahrleistungen von 8000 bis 9000 Kilometern pro Jahr kamen jedoch auf eine kaum bessere CO2-Bilanz als vergleichbare Verbrenner. Ein Ergebnis, das tatsächlich als allgemeingültig angesehen werden kann: Je kleiner die Batterie, desto größer der Vorteil des E-Autos.

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Alle neuen E-Autos im Überblick


Auch das Öko-Institut und die Denkfabrik Agora Verkehrswende sehen in ausführlichen Untersuchungen für E-Autos schon heute einen deutlichen Klimavorteil gegenüber vergleichbaren Fahrzeugen mit Diesel- oder Ottomotor. Das Bundesumweltministerium kam im Januar 2021 bei der Betrachtung der Lebenszyklen (zum PDF) zum Schluss, dass E-Autos dem Diesel um 23 Prozent und dem Benziner gar um 30 Prozent beim Ausstoß von Klimagas im Vorteil seien. Demgegenüber stehen aber auch Veröffentlichungen, die das Elektroauto in einem deutlich schlechteren Licht sehen. So sorgte 2019 eine ifo-Studie (zum pdf) für Aufsehen mit dem Ergebnis, dass Elektroautos mehr CO2 produzieren als Dieselfahrzeuge. Allerdings wurde ihr von vielen Seiten vorgeworfen, das Elektroauto sei künstlich schlechter-, der Diesel hingegen bessergerechnet worden.
Auch eine Erhebung des IVL Swedish Environmental Research Institute (zum pdf) zu Lithium-Ionen-Batterien zog 2017 eine negative Bilanz für E-Autos. Sie errechnete für die Herstellung je Kilowattstunde Speicherkapazität zwischen 150 und 200 Kilogramm Kohlendioxid-Äquivalente, hochgerechnet 4 bis 15 Tonnen CO2 pro Batterie; je nach Größe. Zwei Jahre später revidierten die Forscher jedoch ihr Ergebnis auf 60 bis 106 Kilogramm CO2-Äquivalent pro kWh – wegen eines verbesserten Strommixes und einer höheren Produktionseffizienz.

Gravierende Umweltschäden durch Lithium-Abbau

Die Studie “Der Effizienzbegriff in der klimapolitischen Debatte zum Straßenverkehr” von Frontier Economics im Auftrag mehrerer Mineralölverbände sieht synthetische Kraftstoffe wie E-Fuels bei der Energiebilanz auf Augenhöhe mit Stromern; das Werk ist aber umstritten. Und eine Untersuchung des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) kam zu dem Schluss, dass die CO2-Bilanz von Elektroautos keineswegs grundsätzlich besser sei als die von Autos mit Verbrennungsmotor. Die Produktion der Batterie “verhagelt die CO2-Bilanz über den gesamten Lebenszyklus eines Fahrzeuges”, resümierte VDI-Präsident Volker Kefer gegenüber dem “Handelsblatt”.

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Elektroautos mit Kaufprämie unter 25.000 Euro


Und: Nicht vergessen werden dürfen die teils gravierenden Umweltschäden beim Abbau von Rohstoffen für die E-Autobatterie wie Lithium und Kobalt. Unter anderem zeigte eine ausführliche WDR-Doku, wie in Ländern wie Chile oder Bolivien beim Abpumpen ganzer Salzseen durch das Nachsickern von Süßwasser die Trockenheit massiv zugenommen hat und der Lebensraum der Einwohner zerstört wird.

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