29/01/2021
Elektroantriebe und Reduktion der CO² Emissionen
Im Zuge des Pariser Übereinkommens 2015 haben sich die
Europäische Union und die Bunderepublik ambitionierte
Klimaschutzziele gesetzt.
Bis 2050 sollen die jährlichen Treibhausgasemissionen insbesondere CO2-Emissionen) um 80-95% gegenüber 1990 reduziert werden.
Mit dem Green Deal bekannte die Europäische Union sich darüber hinaus zu dem Ziel, bis 2050 komplett klimaneutral zu werden, was eine (nahezu) komplette Vermeidung von CO2-Ausstoß in allen
energieverbrauchenden Sektoren ab der Mitte des Jahrhunderts
bedeuten würde.
Diese Klimaschutzziele hat die Bundesregierung auf Zwischenziele
für die Jahre 2030 und 2050 sowie auf die verschiedenen Sektoren
weiter heruntergebrochen.
Der Verkehrssektor beispielsweise soll die jährlichen CO2-Emissionen bis 2030 um 40% gegenüber 1990 reduzieren.
Trotz Effizienzsteigerungen bei den Motoren und trotz
sinkender Durchschnittsverbräuche konnte der Sektor bisher
allerdings keine CO2-Einsparungen erzielen, da eine gestiegene
Mobilitätsnachfrage, auch aufgrund der geografischen Lage
Deutschlands als zentrales Transitland im EU-Binnenmarkt, CO2-
Reduktionen kompensiert hat.
Die relativ konstanten CO2-Emissionen im Verkehrssektor haben
eine politische Diskussion um mögliche Konzepte und
Technologien entfacht, mit denen die Sektorziele eingehalten
werden könnten.
Oft werden dabei Technologien wie batterieelektrische Fahrzeuge (Battery Electric Vehicle, BEV) als das Mittel der Wahl gesehen, weil die Nutzung von BEV augenscheinlich keine CO2-Emissionen verursacht, die dem Verkehrssektor zugerechnet werden.
So entstehen keine Abgase bei der Nutzung von BEV (sogenannte Tank-to-Wheel Emissionen).
Dagegen entstehen bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor
(Internal Combustion Engine Vehicles, ICEV),
die das Gros unserer Bestandsflotte ausmachen, stets Emissionen bei der Verbrennung.
Allerdings ist diese Perspektive beschränkt und übersieht
Emissionen,
die durch die jeweiligen Antriebstechnologien in
anderen Bereichen (anderen Industrien und mitunter anderen
Ländern und zeitlich verschoben) verursacht werden.
So fallen bei der Erzeugung des für den Betrieb von BEV notwendigen Ladestroms je nach Emissionsintensität des Strommixes mitunter erhebliche Mengen CO2 an.
Zudem ist die Herstellung der Batterien von Elektroautos sehr energieintensiv und findet derzeit mehrheitlich in Ländern mit einem hohen Kohlestromanteil (v.a. Südostasien wie China) statt, wodurch ein BEV bereits mit einem schweren „CO2-Rucksack“ den Produktionsprozess verlässt.
Der Klimawandel ist jedoch ein globales Phänomen und wird durch die auf der Erde insgesamt akkumulierten Treibhausgasemissionen
bestimmt.
Das bedeutet, dass es für das Klima unerheblich ist, in welchem Sektor (oder in welchem Land oder zu welchem Zeitpunkt)
CO2 emittiert wird.
Aus diesem Grund ist es essenziell, CO2-Bilanzen gesamtheitlich zu erfassen, nämlich über den gesamten
Lebenszyklus hinweg (Lebenszyklusanalyse, Life Cycle Assessment, LCA).
Die derzeitigen Klimaschutzmaßnahmen sind die Reaktion der
Politik auf die Ergebnisse der Berichte des Intergovernmental Panel
on Climate Change (IPCC).
Diese schlussfolgern, dass nur noch eine Restmenge (Budget) von 420 bis 580 Gigatonnen CO2-Äquivalenten in die Atmosphäre emittiert werden darf,
wenn die Klimaerwärmung auf 2° C - und möglichst 1.5° C - gegenüber dem vorindustriellem Niveau begrenzt bleiben soll.
Wird mehr CO2 emittiert als das Budget erlaubt, steigt die Erderwärmung den Klimamodellen zufolge über dieses Ziel hinaus.
Ziel aller Klimaschutzmaßnahmen sollte es also sein, die Menge der
Emissionen auf das vorhandene Budget zu limitieren.
Jede Technologie sollte daher daran gemessen werden, wie gut sie sich für das effektive Haushalten dieses globalen CO2-Budgets eignet.
Auf der anderen Seite wird in der Klimapolitik beim Versuch, das
globale CO2-Budget messbarer und greifbarer zu machen, eine
zunehmende Tendenz zu isolierten Zielfestlegungen erkennbar,
wie z.B. -jährliche Ziele:
Das Budget an CO2-Emissionen wird auf Jahre heruntergebrochen. Ankerpunkte sind hierbei bestimmte
Zieljahre, also z.B. in Europa oder Deutschland v.a. 2020, 2030
und 2050.
- nationale Ziele: Jeder Staat legt eigene, nationale Ziele fest. Natürlich EU Konform und teilt diese auf Sektoren auf.
- Sektorziele: Tendenziell werden für alle Wirtschaftssektoren
einzelne Ziele festgelegt.
Diese Aufteilung der Klimaschutzziele macht sich auch bei der
Analyse der CO2-Emissionen eines Pkw über seinen Lebenszyklus
bemerkbar.
Es ist augenfällig, dass die verschiedenen Lebenszyklusabschnitte eines Pkw in gänzlich verschiedenen Sektoren und daher von unterschiedlichen Regularien erfasst werden.
Zudem fallen die Lebenszyklusabschnitte zeitlich auseinander und werden daher von den Regularien zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst:
Die Lebenszyklusabschnitte eines Pkw sind:
- die Fahrzeugherstellung (Cradle-to-Gate, Industriesektor, Emissionen fallen im Herstellungsjahr an),
- die Energiebereitstellung (Well-to-Tank, Energiesektor, Emissionen fallen während der Nutzungsdauer an),
- die Infrastrukturbereitstellung (Infrastruktur, je nach Technologie Energie- oder Industriesektor,
Infrastrukturausbauemissionen, fallen typischerweise vor der
Nutzungsphase an),
- die Fahrzeugnutzung (Tank-to-Wheel, Verkehrssektor,
Emissionen fallen während der Nutzungsdauer an), und
- die Fahrzeugentsorgung oder Recycling (End-of-Life,
Industrie, Emissionen fallen im letzten Jahr der Nutzung oder im Folgejahr an.
Vor dem Hintergrund des noch verfügbaren CO2-Budgets
sollten Technologien daran gemessen werden, wie gut sie sich für das effektive „Haushalten“ dieses Budgets eignen. Und nicht nur bei Kraftfahrzeugen!
Statt ganzheitlicher Technologiebetrachtung betrachtet unsere Politik separat nach Jahren und Sektorzielen.
Das zieht natürlich schwerwiegende wirtschaftlich Folgen nach sich:
Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren haben innerhalb Europas keinen Absatzmarkt mehr und werden dann zu kleinen Preisen ausserhalb der EU verkauft. so etwas nennt man auch Ressourcen Vernichtung.
Ist auch nicht förderlich für die Gesamt CO² Bilanz,
Der Lebenszyklus eines Fahrzeuges sollte voll genutzt werden können.
Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren wäre dies auch möglich, wenn der Treibstoff geändert wird.
Denn auch in der Treibstofftechnik gibt es interessante Ansätze wie dies geschehen kann.
Hier wäre eine technikneutrale Förderung aller zur Verfügung stehenden Technologien und Konzepte angebracht um einen sinnvollen Wandel zu betreiben.
Robert Haase
