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Infrastruktur | Umwelt

Sind Elektroautos besser für unsere Umwelt?

Juni 16, 2022 | EVBox

Elektroautos haben sich in den letzten zehn Jahren zu einem wichtigen Instrument im Kampf gegen verkehrsbedingte Emissionen und den Klimawandel entwickelt. Infolgedessen wird erwartet, dass der weltweite Bestand an Elektroautos in Deutschland von 8,5 Millionen im Jahr 2020 auf über 116 Millionen im Jahr 2030 ansteigen wird. Viele Autohersteller haben sich außerdem verpflichtet, in den nächsten fünf bis zehn Jahren vollständig auf E-Autos umzustellen, darunter Hyundai, Audi, Opel und VW. Gleichzeitig fördern Regierungen auf der ganzen Welt, auch in der EU, den Kauf von Elektroautos.

Mit dem Aufkommen von Elektroautos als Alternative zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor (ICE) stellt sich eine wichtige Frage: Wie nachhaltig sind Elektroautos tatsächlich? Die Antwort ist, wie bei allem, was mit Nachhaltigkeit zu tun hat, komplizierter als auf den ersten Blick.

Auswirkungen von Elektroautos auf die Umwelt

Die Umweltauswirkungen eines Elektroautos sind während seiner gesamten Lebensdauer wesentlich geringer als die seines benzinbetriebenen Gegenstücks. Das heißt aber nicht, dass es überhaupt keine Auswirkungen gibt. Schauen wir also genauer hin.

Batteriebetriebene Elektroautos verursachen naturgemäß keine direkten Emissionen aus der Verbrennung von Kraftstoffen, können aber dennoch etwas CO2 ausstoßen, je nachdem, wie der Strom für ihren Betrieb erzeugt wurde. Die CO2-Emissionen, die beim Betrieb eines Elektroautos entstehen, machen jedoch nur einen Bruchteil der gesamten Umweltbelastung aus. Von der Gewinnung der Rohstoffe über die Batterieproduktion bis hin zum Recycling am Ende der Lebensdauer des Fahrzeugs, untersucht dieser Artikel die Auswirkungen, die jeder einzelne Schritt auf unseren Planeten hat.

Ein rasendes Auto fährt durch den Wald.

Wesentliche Erkenntnisse

Wir von EVBox glauben, dass die Zukunft des Verkehrs elektrisch ist. Für diesen Artikel haben wir uns auf unabhängige Daten und seriöse Quellen gestützt, um ein möglichst genaues Bild zu zeichnen.

Sind Elektroautos wirklich besser für die Umwelt?

Während sich die Umweltauswirkungen von gasbetriebenen Fahrzeugen hauptsächlich aus ihrer Nutzung ergeben, verursachen Elektroautos die größten Umweltbelastungen während ihrer Herstellung und am Ende ihrer Lebensdauer. Insbesondere die Batterien sind aufgrund der in ihnen enthaltenen Materialien und der ökologischen und sozialen Auswirkungen ihrer Handhabung ein zentraler Punkt.

Ein professionelles Foto des Elements Lithium aus dem Periodensystem.

Lithium-Abbau für Batterien

Die meisten modernen Elektroautos werden von Lithium-Ionen-Batterien angetrieben. Neben Lithium sind sie auf eine Reihe von Elementen wie Kobalt, Mangan, Nickel und Graphit angewiesen, von denen einige energieintensiv abgebaut werden und in Regionen mit schlechter Menschenrechts- und Umweltbilanz konzentriert sind.

Arbeitspraktiken beim Abbau von Batterien für E-Autos

Bedenken hinsichtlich der Arbeitspraktiken bestehen auf mehreren Stufen der Lieferkette für die Rohstoffe, die für die Herstellung von E-Batterien benötigt werden. So stammt etwa ⅔ des weltweit geförderten Kobalts aus der Demokratischen Republik Kongo (DRK), einem der ärmsten Länder der Erde. Da es kaum formale Vorschriften gibt, wird der Abbau oft in kleinem Maßstab von Einzelpersonen betrieben, denen es an angemessener Schutzausrüstung, Ausbildung und Werkzeugen fehlt. Die Bergleute setzen sich oft gefährlichen Chemikalien aus und arbeiten unter prekären Bedingungen. Da es kaum oder gar keine staatliche Aufsicht gibt, besteht auch die Gefahr von Kinder- und Zwangsarbeit. 

Um diese schlechten Bedingungen zu bekämpfen, haben sich die meisten großen Automobilhersteller wie zum Beispiel Volvo verpflichtet, Kobalt, Graphit und Lithium aus verantwortungsvollen und rückverfolgbaren Quellen zu beziehen. Gleichzeitig wenden sich die Batteriehersteller zunehmend von Kobalt ab und setzen stattdessen auf leichter verfügbare und weniger problematische Materialien wie Nickel oder Eisen. Neue Forschungsarbeiten zu Festkörperbatterien versprechen, ganz auf Kobalt zu verzichten und die Leistung und Kapazität neuer Batterien massiv zu verbessern. 

Obwohl die Batterietechnologie weit verbreitet ist, steckt ihr Einsatz für Elektroautos noch in den Anfängen. Da die Preise weiter sinken und die Innovation weiter voranschreitet, stehen die politischen Entscheidungsträger und die führenden Unternehmen der Branche in der Verantwortung, die mit dem Abbau und der Entwicklung von Batterien verbundenen Arbeitsbedingungen zu verbessern.

Umweltauswirkungen von Lithium-Ionen-Batterien

Abgesehen von den sozialen Auswirkungen kann der Abbau von Materialien wie Lithium auch negative Auswirkungen auf die Umwelt haben. So wird Lithium meist durch den Abbau in Salinen gewonnen und hinterlässt ein giftiges Sickerwasser, das gelagert und gereinigt werden muss. Da der Abbau von Lithium sehr wasserintensiv ist, kann er auch Dürreperioden verschärfen und dazu führen, dass die örtlichen Gemeinden nicht mehr genügend Wasser zum Trinken und zur Bewässerung haben.

Herausforderungen bei der Verfügbarkeit von Batterien für Elektroautos

Die explosionsartige Zunahme von Elektroautos in den letzten Jahren, verbunden mit einer allgemeinen Zunahme der Nutzung von Unterhaltungselektronik, führt zu einem beispiellosen Wachstum der Batterienachfrage. Derzeit produzieren Australien, Chile und Argentinien den Großteil des weltweit für die Batterieproduktion benötigten Lithiums, Graphits und Nickels. Um diese wachsende Nachfrage zu befriedigen, Produktionsengpässe zu vermeiden und die Lieferketten zu sichern, werden neue Lithium-Produktionstechnologien entwickelt. 

Vier Forscher stehen um einen in einem Gebäude ausgestellten Prototyp einer Autobatterie.

Auch wenn die Lieferketten für Elektroautos heute noch nicht als völlig ethisch oder abfallfrei angesehen werden können, wird die Produktion von Batterien, die in Elektroautos verwendet werden, immer nachhaltiger, da sich die Innovation beschleunigt und die Hersteller von umweltschädlichen Mineralien wegkommen.

Kohlenstoffemissionen durch die Batterieproduktion

Die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien ist sehr energieintensiv: Vom Abbau über die Verarbeitung, den Transport und die Herstellung ist der Weg vom Rohstoff zum fertigen Produkt lang und beschwerlich. Aus diesem Grund verbrauchen Elektroautos bei ihrer Herstellung doppelt so viel Energie und stoßen mehr CO2 aus als ICE-Autos (ein konventionelles Fahrzeug, das ausschließlich von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird). 

Das Bild ändert sich jedoch, wenn wir den gesamten Lebenszyklus betrachten. Sobald ein Elektroauto hergestellt ist, verursacht es nur noch sehr geringe Emissionen, da es keinen Diesel oder Benzin für den Antrieb benötigt. Nach einer Schätzung des Wall Street Journal, in ein Tesla Model 3, der mit einem Toyota RAV4 verglichen wurde, nach etwa 33.000 km nachhaltiger und stößt nach 160.000 km 77 Prozent weniger CO2 aus.

Einige umweltschädliche Autos warten darauf, dass die Ampel auf Grün schaltet.

Wie lange sind Autobatterien haltbar?

Alle Batterien haben eine begrenzte Lebensdauer: Jeder Lade- und Entlade-Zyklus führt zu kleinen chemischen Veränderungen, die sich mit der Zeit ansammeln und die Gesamtenergie, die eine Batterie speichern kann, verringern. Batterien für E-Autos sind da keine Ausnahme und sind nach einer bestimmten Anzahl von Ladevorgängen erschöpft. Nach aktuellen Schätzungen halten die meisten Batterien für Elektroautos zwischen 10 und 20 Jahren, bevor sie ersetzt werden müssen.

Moderne Elektroautos sind mit Batterien ausgestattet, die tausende Male aufgeladen werden können und Hunderttausende von Kilometern durchhalten. Die meisten Hersteller gewähren eine Garantie von mindestens 100.000 km und acht Jahren auf die Batterien, was einen großen Teil der Lebensdauer des Fahrzeugs abdeckt. Selbst nach Ablauf der Garantie halten die Batterien Berichten zufolge noch viel länger: Mehrere Teslas haben bei geringem Batterieverschleiß mehr als 1 Million Kilometer zurückgelegt.

Recycling und Wiederverwendung von Batterien für E-Autos

Auch wenn die Lebensdauer von Batterien für E-Autos immer länger wird, kommt irgendwann der Punkt, an dem sie nicht mehr für den Betrieb eines Fahrzeugs geeignet sind. Das bedeutet aber nicht, dass sie weggeworfen werden müssen: Es gibt unzählige Möglichkeiten für die Wiederverwendung und das Recycling einer gebrauchten Batterie.

Nur weil eine Batterie nicht mehr für den Antrieb eines Autos geeignet ist, bedeutet das nicht, dass sie nicht als Energiespeicher für andere Zwecke verwendet werden kann. Eine der größten Herausforderungen bei erneuerbaren Energien ist die Speicherung: Der Wind weht nicht immer, und die Sonne scheint nicht immer dann, wenn wir sie brauchen. Batterien für Elektroautos können ein zweites Leben führen, indem sie überschüssige Energie aus erneuerbaren Quellen auffangen und bei Bedarf wieder in das Stromnetz zurückleiten. 

Die Johan-Cruijff-Arena in Amsterdam beispielsweise nutzt eine 3-Megawatt-Speicherlösung aus alten Nissan-Leaf-Batterien, um Reservestrom zu liefern und die bei Veranstaltungen auftretenden Stromspitzen auszugleichen. 

Bei Batterien, die nicht wiederverwendet werden können, ermöglicht das Recycling die Rückgewinnung und Wiederverwendung ihrer Materialien. Derzeit steckt die Batterie-Recyclingtechnologie noch in den Anfängen, aber neue Verfahren ermöglichen die Rückgewinnung von bis zu 90 Prozent des Lithiums und Kobalts. Angesichts der wachsenden Nachfrage nach diesen Materialien sind alte Fahrzeugbatterien ein nachhaltiger Ressourcen-Pool, der den Übergang zur Elektromobilität unterstützt.

Elektroautos als Katalysator für nachhaltige Technologien

Auch wenn E-Autos nicht die einzige Lösung zur Bewältigung des Klimawandels sind, so spielen sie doch eine wichtige Rolle bei der Förderung der Entwicklung anderer nachhaltiger Technologien. So hat die rasche Entwicklung der Batterietechnologie für E-Autos die Speicherung erneuerbarer Energien wesentlich effizienter gemacht - ein wichtiger Aspekt der Energiewende. Ebenso werden intelligente Gebäudetechnologien zum Ausgleich der Stromnachfrage, wie z. B. Peak Shaving und dynamischer Lastausgleich, durch die zunehmende Verbreitung von E-Autos und die Notwendigkeit, die Energienutzung zu maximieren, gefördert. Abgesehen von den unmittelbaren Katalysatoreffekten hat die wirtschaftliche Tragfähigkeit nachhaltiger Alternativen wie E-Autos die Tür für Investitionen in Klimatechnologien in der gesamten Mobilitätsbranche geöffnet.

Sind Elektroautos also nachhaltig?

Ein Auto fährt auf einer unbefestigten, schmalen Straße mitten auf dem Lande.

Elektroautos sind keine magische Lösung zur Bekämpfung des Klimawandels. Sie sind jedoch ein wertvolles Instrument zur Verringerung der Emissionen im Verkehr und eine weitaus nachhaltigere Alternative zu Autos, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Ihre Produktion und ihr Lebensende wirken sich zwar negativ auf die Umwelt aus, doch ist ihr Kohlenstoff-Fußabdruck über den gesamten Lebenszyklus hinweg viel geringer als der von Fahrzeugen, die mit Kraftstoff betrieben werden. Und da die Innovation in diesem Sektor sprunghaft voranschreitet, werden die E-Autos von morgen die Nachhaltigkeitslücke zu herkömmlichen Fahrzeugen wahrscheinlich noch vergrößern.

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