Umweltbilanz – Emissionen verschiedener Antriebsformen im Vergleich

Vergleiche der Umwelteinwirkungen von Elektrofahrzeugen und Pkw mit fossilem bzw. hybridem Antrieb werden häufig nur sehr oberflächlich dargestellt. Eine sinnvolle Beurteilung ist jedoch nur dann möglich, wenn dabei der gesamte Lebenszyklus der Fahrzeuge mit einbezogen wird. Eine detaillierte Aufstellung der unterschiedlichen Antriebsarten liefert die Umweltbilanz des österreichischen Umweltbundesamtes aus dem Jahr 2016. In dieser Studie wurden Fahrzeuge mit Benzin-, Diesel-, Hybrid-, Plug-In-Hybrid- und Elektroantrieb gegenübergestellt und hinsichtlich folgender vier umweltrelevanter Kriterien analysiert:

  1. Treibhausgasemissionen
  2. Stickoxidemissionen
  3. Partikelemissionen
  4. Kumulierter Energieaufwand

Dadurch werden nicht nur jene Emissionen verglichen, die während der Autofahrt selbst ausgestoßen werden, sondern auch Umweltbelastungen, die durch den Abbau der benötigten Rohstoffe, die Herstellung und die Entsorgung des Fahrzeuges entstehen und schließen sowohl direkte Emissionen (d.h. jenen Schadstoffausstoß, der durch den Betrieb des Fahrzeuges entsteht), als auch indirekte Emissionen (jene, die bei Erzeugung, Energiebereitstellung und Entsorgung ausgestoßen werden) gleichermaßen mit ein.

Unter der Annahme, dass der Strom für den gesamten Lebenszyklus aus erneuerbaren Energiequellen stammt, sieht die Gegenüberstellung der Emissionen von Treibhausgasen wie folgt aus:

Abbildung: Summe der Treibhausgasemissionen verschiedener Pkw-Antriebsarten in g CO2-eq pro Fahrzeugkilometer

 

Treibhausgasemissionen

Mit über 200 Gramm CO2-Äquivalenten haben Fahrzeuge mit herkömmlichem Benzinmotor den größten Ausstoß von Treibhausgasen je gefahrenem Kilometer, gefolgt von Diesel- und Hybridfahrzeugen. Obwohl Plug-Ins um rund ein Viertel weniger CO2 emittieren, ist der Ausstoß von 140 Gramm immer noch sehr hoch. Allein Fahrzeuge mit reinem Elektroantrieb weisen mit 25 Gramm CO2-Äquivalenten je Kilometer einen weitaus geringeren Ausstoß von Treibhausgasen auf als die übrigen Antriebsformen. Denn die Emissionen durch den Fahrzeugbetrieb, welcher bei Autos mit fossilem Antrieb etwa 75 Prozent der Treibhausgase verursacht, entfallen bei Elektroautos vollständig.

Lediglich bei der Herstellung des Fahrzeuges und des Akkus, sowie durch die Energiebereitstellung entstehen Treibhausgase, doch sogar diese sind in Summe geringer als bei Fahrzeugen mit fossilem Antrieb. Zwar beläuft sich der CO2-Ausstroß durch die Fahrzeugherstellung mit umgerechnet etwa 15 Gramm je Fahrzeugkilometer bei allen Antriebsformen auf dieselbe Menge. Doch jener Ausstoß, welcher aus der Energiebereitstellung resultiert, macht unter der Annahme, dass Strom aus nachhaltigen Energiequellen verwendet wird, bei Elektrofahrzeugen einen Bruchteil der Emissionsmengen aus, die bei Autos mit fossilem Antrieb durch die Energiebereitstellung erzeugt wird.

 

Stickoxidemission

Die Stickoxidemissionen von Elektroautos betragen mit 0,074 bis 0,11 Gramm pro Fahrzeugkilometer (abhängig von Strom-Mix und Fahrzeuggewicht) zwischen 35 und 45 Prozent weniger als die der Benzinfahrzeuge und liegen bis zu 80 Prozent unter jenen von Dieselautos.

 

Partikelemission

Eine Messung von Partikelemissionen führt zu annähernd gleichen Ergebnissen bei den unterschiedlichen Antriebsformen, welche bei 0,25 Gramm pro Fahrzeugkilometer liegen. Eine Hälfte der Emissionen ist dabei der Fahrzeugherstellung zuzuordnen, die andere der Akkuherstellung bei Elektroautos bzw. der Energiebereitstellung bei den übrigen Antriebssystemen. Da Plug-Ins sowohl einen Akku als auch einen fossil betriebenen Motor benötigen, wird bei diesen Modellen der höchste Partikelausstoß verursacht.

 

Kumulierter Energieaufwand

Etwa dreimal niedriger ist bei Autos mit reinem Elektroantrieb der kumulierte Energieaufwand im Vergleich zu fossil betriebenen Fahrzeugen. Dieser Energieaufwand entsteht zum größten Teil durch den Fahrzeugbetrieb und ist durch den Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energiequellen bei Elektroautos besonders gering.

 

Berücksichtigung der Fahrsituation

Bisher unberücksichtigt blieb die Fahrsituation, die im Vergleich jedoch ebenfalls große Relevanz hat. Wird ein Elektrofahrzeug innerorts gefahren, kommt der Rekuperationsmechanismus stärker zur Anwendung als bei Fahrten auf Autobahnen oder Landstraßen. Auch der Akku wird aufgrund der niedrigeren Geschwindigkeiten bei innerörtlichem Betrieb weniger stark beansprucht und die Lebenszeit dadurch verlängert.

Mithilfe einer Sensitivitätsanalyse lassen sich Best-Case und Worst-Case-Szenarios aufstellen, in denen für die Fahrsituation, die Stromquelle etc. die jeweils umweltfreundlichste und umweltschädlichste Alternative zur Berechnung herangezogen wird (zB. Fahrsituation innerorts vs. außerorts, Strom aus zertifizierten Quellen vs. durchschnittlicher Strom-Mix, etc.). Beim Best-Case-Szenario beträgt der Ausstoß von Treibhausgasen nur ein Zwanzigstel der von Autos mit fossilem Antrieb verursachten Emissionen. Auch im Worst-Case-Szenario liegen die Zahlen für Schadstoffemissionen durch Elektroautos noch deutlich unter jenen des Best-Case-Szenarios für Hybride und Plug-Ins.

 

Schlussfolgerung

Sowohl in Bezug auf Treibhausgas-, Stickoxid- und Partikelemissionen, als auch bei Betrachtung des kumulierten Energieaufwands sind Elektrofahrzeuge mit Abstand umweltfreundlicher als Benzin-, Diesel-, und hybriden Antriebsformen. Die innerörtliche Benutzung von Fahrzeugen mit reinem Elektroantrieb stellt unter den verglichenen Antriebsarten somit die mit Abstand umweltfreundlichste Transportweise dar.

Quelle: David Fritz, Holger Heinfellner, Günter Lichtblau, Werner Pölz, Barbara Schodl: Ökobilanz alternativer Antriebe, Fokus Elektrofahrzeuge, Umweltbundesamt GmbH, Wien, 2016.
http://www.umweltbundesamt.at/fileadmin/site/publikationen/REP0572.pdf