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26. Januar 2018

Akku und Umwelt

Ein Lithium-Ionen Akku muss nicht zwangsläufig die Umwelt stark belasten. Für die Herstellung wird viel Aluminium, etwas Lithium und üblicherweise Kobalt als Elektrode benötigt. .  

Der genauere Aufbau eines solchen Akkus ist gut bei Wikipedia beschrieben:
https://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Ionen-Akkumulator


Wie sieht es in der Praxis mit der Umweltbelastung bei der Akkuherstellung aus?

Düster, denn der immense Energieaufwand zur Herstellung wird fast zu 100% aus billigem Kohlestrom und nicht etwa aus regenerativer Energie bereit gestellt. Die Herstellung der Akkumulatoren erfolgt überwiegend in China - und der chinesische Strommix besteht zu rund 90% aus verstromter Kohle.
Eine Herstellung aus “deutschem Solarstrom” würde zu heutigen Preisen aber den Preis des Akkus verzehnfachen. Ein Dilemma: “Sauberes Elektroauto” bedeutet - zu Ende gedacht - dass der Akkusatz dann nicht 15.000, sondern 150.000 Euro kostet. Bei aller -theoretisch denkbaren- Umweltfreundlichkeit in der Produktion findet hier also ein “sehr großes Zugeständnis” statt. In China landen im Gegenzug Berge von NOx, SO2 und Feinstäuben in der Luft (in Abgrenzung zu CO2 siehe unter
‘Verdummung’).

Der Feinstaub aus der Kohleverstromung ist neben dem SO2 das, was man in Städten wie Peking als “Smog” erlebt. Das ist keinesfalls unschädlich für Mensch und Umwelt. Was faktisch stattfindet, würde man anglophon als “Not In My Back Yard”  - “Nicht in meinem Hinterhof” bezeichnen. Nimbys (abgekürzt) sind Menschen, die das nicht sehen wollen.


Böses CO2 ...

Und natürlich jede Menge CO2 - allein der Akku-Fußabdruck für dessen Herstellung schlägt sich mit ca. 100 Gramm CO2 / Kilometer für das Elektroauto nieder. Ich halte CO2 für völlig unschädlich und glaube nicht, dass es einen meßbar negativen Einfluß auf unser Klima hat - aber hier bedarf es dennoch der Erwähnung.
Allein die Akkuherstellung führt also indirekt zu 100 Gramm CO2-Ausstoß pro Kilometer - und CO2 verteilt sich sehr gleichmäßig rund um den Globus.

Spannend, dass man in Filmen immer häufiger “CO2” hört und dann Bilder von Städten vorgesetzt bekommt, die unter einer Mischung aus Feinstaub und SO2 wirklich sehr leiden - wie etwa Peking. CO2 ist jedenfalls unsichtbar - und auch mehrfacher Konzentration gegenüber den heutigen Werten in der Luft vollkommen unschädlich. Die heutige Luftkonzentration von rd. 400 ppm (400 Teile auf eine Million Teile) wird in Gewächshäusern sogar künstlich verdoppelt, was zu einem wesentlich besseren Gedeihen der Pflanzen beiträgt.


Böses CO2 (zweiter Akt)

Das Aufladen der Elektroautos in Deutschland (soweit dies nicht zu Hause mit der Energie eines eigenen Windrades o. Ä. erfolgt) ist am deutschen Strommix zu messen. Heute gehen für eine erzeugte Kilowattstunde Strom ca. 600 Gramm CO2 in die Luft - nach dem Abschalten der letzten Atomkraftwerke, die für den Grundlastbetrieb durch Gas- und Kohlekraftwerke ersetzt werden müssen - werden es eher 1.000 Gramm für den zusätzlich benötigten Strom sein.

Mit Lade- und Umspannungsverlusten kommt man so auf 72 bis 120 Kilogramm CO2 pro 85-Killowattstunden-Akkuladung. Umgerechnet auf z. B. 370 Kilometer Fahrleistung entspricht das 195 bis 324 Gramm CO2 pro Kilometer, dazu kommen etwa 100 Gramm für die Akkuherstellung selbst.
Der CO2-Ausstoß beträgt dann zwischen knapp 300 und gut 400 Gramm CO2 pro Kilometer - bei einem Auto ohne Auspuff ...

CO2-Elektroauto-Ausstoß - umgerechnet auf Benzinverbrauch?
 

Ein Liter Benzin (750 Gramm Benzin) verbrennt zu 2,33 Kilogramm CO2. Dieser hohe Wert liegt am Luftgewicht und ist nicht änderbar. Bei DIesel beträgt das CO2-Gewicht aus einem verbrannten Liter 2,64 Kilogramm.

Wenn man CO2 für schädlich hält, sollte man also unbedingt ein Elektroauto kaufen - es sei denn, der Benziner verbraucht weniger als  12,9 bis 17,2 Liter Sprit auf 100 Kilometer - abhängig davon, ob man eher 300 oder 400 Gramm CO2 als “Elektroäquivalent” annimmt.

Beim Diesel darf der Verbrauch entsprechend 11,4 bis 15,2 Liter auf 100 Kilometer betragen.


Die Auswahl an Fahrzeugen mit Verbennungsmotor, deren CO2-Bilanz besser als bei Elektro ist?

Eine sehr einfach zu beantwortende Frage. Das CNG-Gas würde die Bilanz zugunsten des Verbenners noch einmal aufhübschen, aber auch so ist die Frage leicht zu beantworten.

Ein alter Straßenkreuzer schluckt 15-18  Liter Benzin auf 100 Kilometer.

Ein neuer
Cadillac Escalade in der Langversion mit knapp drei Tonnen Leergewicht und 5,70 Meter Länge, 6,2-Liter-Achtzylindermotor und gut 400 PS - der braucht nur 14 Liter Benzin - das ist bereits der Testverbrauch, nicht der Normverbrauch.

In anderen Worten: Der größte “Hausfrauenpanzer” weit und breit ist ein Umweltengel, wenn man es am CO2-Ausstoß festmacht.

Jedes “noch kleinere” Benzin- oder Dieselauto, das heute neu zu kaufen ist, hat eine bessere CO2-Bilanz als ein Elektroauto.


Und kleinere Elektroautos? Es muss ja kein Tesla sein ...

Ein kleineres Elektroauto mit (noch) geringerer Reichweite als ein Tesla kommt mit weniger Gewicht daher, schon weil der Akkupack dann weniger wiegt. Die günstigsten Verbräuche liegen bei 13-15 Kilowattstunden / 100 Kilometer. Dafür muss der Akku öfter geladen werden, also ist auch dessen Lebensdauer kürzer.

Wenn der Verbrauch also nur 2/3 des eines Telsa beträgt, kann die CO2-Gesamtbilanz um rund 100 Gramm / Kilometer günstiger ausfallen. Sie müssten dann bei Benzinern  nach einem Fahrezug suchen, das nicht mehr als 10-12 Liter verbraucht - oder eben einen Diesel, der sich mit 8-9 Litern Sprit / 100 km zufrieden gibt.

Auch hier ist die Auswahl sehr reichhaltig. Vom Fiat Panda bis zur Mercedes-S-Klasse haben Sie freie Auswahl. Die CO2-Bilanz ist auch hier immer entweder sehr viel günstiger oder zumindest etwas günstiger als die eines kleinen Elektrostromers.