Gas, Elektromotor oder Biokraftsoff: Was ist umweltfreundlicher?

E-Mobility scheint unter Autobauern der letzte Schrei zu sein. Batteriemotoren statt Benzin lautet das Motto. Doch sind Elektroautos wirklich so umweltfreundlich, wie die Hersteller sagen? Und was ist eigentlich mit Erdgas, Autogas und Biosprit? Ein Vergleich.

Sauber und energiesparend. So werden Elektroautos für Verbraucher angepriesen. Die Autos mit Elektromotor erzeugen nämlich weder Feinstaub noch Kohendioxid. Doch ist ein Auto, das mit Strom angetrieben wird wirklich so umweltfreundlich wie alle sagen? Wie macht sich die Umweltbilanz von einem E-Motor zudem im direkten Vergleich mit Gas- oder Biokraftstoffautos?

Auf die Klimabilanz kommt es an

Die Klimabilanz ist das Kriterium, mit dem die Umweltfreundlichkeit eines Kraftstoffes berechnet wird. Gemeint ist damit die CO2-Menge, die bei Produktion, Transport und Verbrauch ausgestoßen wird. Angesichts des Klimawandels und steigender Treibhausgasemissionen ist die Politik darum bemüht, vor allem die Kraftstoffe zu fördern, die eine gute Klimabilanz haben. Das sind also die Kraftstoffe, die insgesamt weniger CO2 ausstoßen als fossile Kraftstoffe.

Um herauszufinden, welche Antriebsform am umweltfreundlichsten ist, müssen Wissenschaftler daher verschiedene Faktoren berücksichtigen. Diese reichen bei neuesten Untersuchungen sogar noch etwas weiter als vor einigen Jahren und schließen auch die Gewinnung und Verarbeitung der Rohstoffe, Verbrauch und Entsorgung mit ein.

Gerade Erdgas und Biosprit wurden lange als umweltfreundliche Varianten zu Benzin und herkömmlichen Diesel angepriesen. Mittlerweile scheinen allerdings die batteriebetriebenen Elektroautos das Rennen um die beste Klimabilanz zu machen. Doch was ist wirklich umweltfreundlicher?

Gas-Autos: Vorreiter der Klimabilanz

Lange Zeit galten die Gas-Autos als die Vorreiter für umweltfreundlichen Transport. Gas als Krafstoff kann dabei entweder komprimiert (Erdgas oder CNG) oder verflüssigt (Autogas oder LPG) vorkommen. In Deutschland werden CNG und LPG bis zum 31.12.2018 mit einem vergünstigten Mineralölsteuersatz über das Energiesteuergesetz gefördert.

Erdgas schädlicher als gedacht

Tatsächlich sind CNG-Autos vergleichbar mit Autos mit Dieselmotoren und nur wenig umweltschädlicher als Autos mit Hybridmotoren und insgesamt günstiger zu betanken.

Lange Zeit galt Erdgas als umweltfreundliche Alternative zu Kohle, da es nur etwa halb so viel CO2 verbrennt. Insgesamt betrachtet, sei das jedoch viel zu kurz gedacht, kritisieren einige Experten.

Robert W. Howarth, Professor an der renommierten US-Universität Cornell, konnte zum Beispiel in einer Studie nachweisen, dass komprimiertes Erdgas sogar ein wahrer Klimakiller ist. Grund dafür ist das Gas Methan, das bei der Förderung, der Verarbeitung und beim Transprt von Erdgas freigesetzt wird. Nach neuesten Erkenntnissen wirkt Methan sogar um ein Vielfaches stärker auf die Atmosphäre als Kohlenstoffdioxid. Nach Erkenntnissen von Howarth schneiden damit sogar fossile Brennstoffe wie Kohle besser ab als Erdgas.

Hinzu kommt, dass einige Länder, vor allem die USA aber auch Deutschland, auf Methoden wie Fracking zurückgreifen, um Erdgas zu gewinnen. Das Umweltinsititut München e.V. kritisiert beispielsweise, dass Fracking Luft und Grundwasser verschmutzt und außerdem das Risiko für Erdbeben erhöht.

Autogas vs. Erdgas: Was ist besser?

Neben komprimiertem Erdgas gibt es, wie bereits erwähnt, auch noch Flüssiggas oder Autogas, kurz LPG. In Deutschland und Europa ist dies ingesamt sogar weiter verbreitet als CNG. Es gibt widersprüchliche Aussagen, welche Gasform nun eine bessere Klimabilanz hat. Insgesamt sind die Werte jedoch durchaus vergleichbar. Ob nun CNG oder LPG eine bessere Klimabilanz hat, kommt wohl insgesamt eher auf das spezifische Automodell und die Fahrweise an.

Gas-Autos in der Sackgasse?

Dennoch scheinen die Gas-Autos in einer Sackgasse angekommen zu sein. Mit der weltweiten Senkung des Erdölpreises sind auch die Preise von Benzin und Diesel gesunken und weniger Verbraucher sehen die Notwendigkeit, ihre Autos teuer umrüsten zu lassen. Autohersteller wie Honda haben zudem angekündigt, die Produktion einiger Erdgas-Modelle ganz einzustellen. Volkswagen wiederum ruft viele seiner Gas-Autos aufgrund von technischen Risiken zurück.

Ein weiterer Grund der Umrüstung von Autoherstellern von CNG und LPG auf E-Autos ist möglicherweise auch die Tatsache, dass die Elektromotoren leichter in Kombination mit autonomen Fahrsystemen zu steuern sind. Etwas, woran viele Autobauer derzeit fieberhaft arbeiten.

Biokraftstoff zerstört Regenwälder

Ähnlich wie CNG und LPG galt auch der Biokrafstoff lange als klimafreundliche Alternative zu fossilem Diesel und Benzin. Hintergrund waren Erkenntnisse, die zeigten, dass Biokraftstoffe gegenüber den fossilen Kraftstoffen Treibhausgase einsparen. Es gibt sogar gesetzliche Förderungen des Biokraftsoffes.

In Deutschland kommen nach Angaben des Landwirtschaftsmagazins top agrar folgende Biokraftstoffe vor:

• Biodiesel (FAME) stellte 2015 mit 65 Prozent den höchsten Anteil aller Kraftstoffe. Er wird in Deutschland hauptsächlich aus Raps, aber auch aus Abfällen und Reststoffen, gewonnen.
• Bioethanol hat einen Anteil von 27 Prozent wird größtenteils aus Mais und Weizen und nur noch selten aus Zuckerrüben hergestellt.
• Hydrierte Pflanzenöle (HVO) werden vorwiegend aus Palmöl gewonnen.
• Biomethan wird nur für 1 Prozent der Biokraftstoffe verwendet und stammt aus Abfällen sowie Reststoffen und spart im Vergleich zu anderen Biokraftstoffen am meisten Emissionen ein.

Während Agrar- und Bauernverbände die positive CO2-Bilanz von BioKraftstoffen hervorheben, wird sie von Umweltverbänden kritisiert.

Tatsächlich kommt es sehr darauf an, welcher Biokraftstoff verwendet wird. Denn während Biomethan beispielsweise aus Reststoffen gewonnen wird, müssen für andere Biokraftstoffe Agrarflächen bereitgestellt und sogar Regenwälder abgeholzt werden. So hat Biomethan eine viel bessere Klimabilanz als fossile Treibstoffe, Krafstoff aus Palmöl hingegen eine sehr viel schlechtere.

Elektroautos insgesamt also doch am umweltfreundlichsten?

Sind Elektroautos also wirklich die umweltfreundlichste Variante?

Das Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH (ifeu) hat im UMBReLA-Bericht, gefördert durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) die Klimabilanz von Elektroautos untersucht. Dabei wurden verschiedene Faktoren berücksichtigt: Herstellung der Fahrzeuge und Batterien, Energiebereitstellung bis hin zur Fahrzeugentsorgung und dem Recycling der Materialien.

Das überraschende Ergebnis: Allgemein betrachtet sind Elektroautos genauso umweltfreundlich (oder umweltschädlich) wie Benziner oder dieselbetriebene Autos. Die Forscher verweisen aber ebenfalls darauf, dass dies sehr stark von der Stromquelle, der Lebensfahrleistung der Autos und vom Einsatz der Autos abhängt.

Kommt der Strom etwa aus fossilen Energien (Kohleverbrennung beispielsweise) ist die Klimabilanz deutlich schlechter als wenn der Strom beispielsweise aus Windenergie gewonnen wird. Auch schneiden die Elektroautos im Stadtverkehr leicht besser ab als herkömmliche PKWs. Die Studie macht ebenfalls deutlich, dass Elektroautos eine bessere Klimabilanz gegenüber Diesel- und Benzinautos aufweisen, je länger sie fahren.

Wie umweltschädlich ist das Batteriematerial Lithium?

Ein weiterer interessanter Punkt in der Klimabilanz des UMBReLA-Berichts sind die Untersuchungen zu den Batterien der E-Autos. Diese werden aktuell vorwiegend aus Lithium hergestellt, enthalten aber auch andere Metalle wie etwa Kupfer und Aluminium.

Lithium ist ein Rohstoff, muss aber immerhin nicht unterirdisch in Minen gewonnen werden, sondern kommt meist aus brackischen Quellen. Die größten Vorkommen von Lithium finden sich aktuell in den Anden Südamerikas, vor allem in Argentinien, Chile und Bolivien. Um Lithium nutzbar zu machen, wird der Rohstoff aus den Quellen getrocknet und dann zu reinem Lithium umgewandelt. All das ist – verhältnismäßig – umweltfreundlich.

Tatsächlich sind die Anteile von Kupfer und Aluminium (wenn es nicht wiederverwertete Metalle sind) insgesamt umweltschädlicher als das Lithium an sich. Wesentlich problematischer als all das ist jedoch, wie das Lithium aus den Ursprungsregionen zu den Produktionsstätten gelangt – und hier verarbeitet wird. Derzeit geschieht das per Flugzeug, Boot, Zug oder LKW – die nahezu vollständig fossile Energien nutzen. Die Klimabilanz der Verarbeitung der Rohstoffe zu Elektroautos ist aktuell sogar schlechter als die von herkömmlichen PKWs.

Doch insgesamt betrachtet, halten die Lithium-Batterien viele Jahre und können selbst danach noch als Energiekonservierer in anderen Bereichen wie etwa Windfarmen genutzt werden. Und selbst wenn sie hier ausgedient haben, können die Einzelteile noch recycelt werden.

Es ist also nicht das Lithium, das die Klimabilanz der E-Autos senkt, es ist vielmehr die Gewinnung und Produktion der anderen seltenen Metalle, sowie der Transport und die Verarbeitung der Rohstoffe, aus denen die Fahrzeuge bestehen, die ein Umweltproblem darstellen.

Liegt die Zukunft der E-Autos im Wasserstoff?

Neben den rein batteriebetriebenen Elektromotoren, arbeiten Autohersteller auch an Brennstoffzellen. Diese erzeugen aus Wasserstoff den nötigen Strom für einen Elektromotor. Dabei treibt die Brennstoffzelle den Motor nicht direkt an, sondern lädt die Akkus. Auch diese Art von Energiezufuhr für Autos ist im Betrieb emissionsfrei. Autohersteller setzen unter anderem auf diese Alternative, da die Reichweite weiter ist als bei batteriebetriebenen E-Autos und das Auftanken schneller geht.

Einige Experten gehen dabei so weit zu sagen, dass „die Brennstoffzelle die einzig sinnvolle Lösung ist“.

Allerdings ist die Klimabilanz nicht unbedingt besser als bei batteriebetriebenen Autos. Denn Wasserstoff wird aktuell hauptsächlich aus Erdgas gewonnen und setzt so bei der Produktion viel CO2 frei. Eine gemeinsame Studie der Stanford University und der Technischen Universität München hat ermittelt, dass unterm Strich die Bilanz für die batteriebetriebenen Autos leicht besser ausfiel als für die Wasserstoff-Brennzelle.

Auch wenn im Testszenario der Wissenschaflter anscheinend die Wasserstoffzelle die Emissionen um ein Prozent mehr reduzieren kann als der reine Batteriebetrieb, kann dies bei rein batteriebetriebenen Autos ihrer Meinung nach wesentlich kostengünstiger erreicht werden.

Ihre Empfehlung an die Politik ist daher: Investiert in batteriebetriebene Elektroautos!

Qualität von Elektroautos wird noch besser

Das ifeu glaubt zudem, dass sich im Laufe der Zeit die Qualität der Batterien der Elektroautos verbessern wird und sie somit eine noch bessere Klimabilanz aufweisen werden.

Wissenschaftler scheinen sich überwiegend einig zu sein, dass sobald E-Autos in Betrieb genommen werden, die negative Umweltbilanz der Produktion ausgeglichen wird.

Tatsächlich wird sogar erwartet, dass Elektroautos in Zukunft noch umweltfreundlicher werden und damit endgültig andere Antriebsformen ablösen werden.

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