Die Umweltverträglichkeit von E-Autos wird in den Medien regelmäßig diskutiert. Dabei ist ein häufig angeführtes Argument, dass die Umweltbilanz der Elektrofahrzeuge beschönigt sei und diese in der Realität nicht klimafreundlicher seien als Verbrennungsmotoren. Insbesondere die Herstellung der erforderlichen Batterien, die sogenannten Lithium-Ionen-Batterien, die für den Antrieb der Elektroautos verantwortlich sind, seien nicht konform mit dem Schutz der Umwelt. Daraus ergibt sich die Frage, ob aus ökologischer Sicht Elektrofahrzeuge während ihres gesamten Lebenszyklus im Vergleich zu den Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren, weniger Kohlendioxid produzieren und damit zum Klimaschutz beitragen können.
Das primäre Ziel dieser Arbeit ist es, die Unterschiede der CO₂-Emissionen beider Fahrzeugkonzepte herauszuarbeiten und zu untersuchen. Es soll geklärt werden, welches dieser Antriebskonzepte über seine gesamte Lebensdauer hinweg weniger CO₂ emittiert. Am Beispiel der ausgewählten Fahrzeuge wird eine vollständige Lebenszyklusanalyse durchgeführt. Dabei werden die Emissionen eines Elektrofahrzeuges, basierend auf den bestehenden Produktionstechnologien der CO₂-Emissionswerte, in den unterschiedlichen Phasen des Lebenszyklus ermittelt.
Um einen Vergleich zum herkömmlichen Verbrennungsmotor herstellen zu können, wird dieser ebenfalls einer Lebenszyklusanalyse unterzogen. Anschließend werden die Parallelen und Unterschiede beider Antriebsarten gegenübergestellt. Deswegen beantwortet diese Analyse auch gleichzeitig die Frage, ob Deutschlands Weg in die Zukunft durch die Elektrifizierung der Fahrzeuge wirklich grün ist.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1 Zielsetzung der Untersuchung
1.2 Aufbau der Forschungsmethodik und Vorgehensweise
2. Grundlagen zum Automobil
2.1 Entstehung des Automobils
2.2 Antriebskonzepte für das Auto
2.2.1 Auto mit Verbrennungsmotor
2.2.2 Batteriebetriebenes Elektroauto
2.2.3 Brennstoffzellen-Auto
2.3 Verbrennungsmotoren – Abgase
2.3.1 Deutschland - Emissionen, die durch den Straßenverkehr entstehen
2.3.2 Zusammenfassung - Verbrennungsmotoren
3. Elektromobilität
3.1 Geschichte der Elektromobilität
3.2 Technischer Stand der Elektromobilität
3.2.1 Aufbau eines Elektrofahrzeuges
3.2.2 Funktionsprinzip eines reinen Elektrofahrzeuges
3.2.3 Typen von Elektromotoren
3.2.4 Energiespeicher – Akkumulator
3.2.5 Aufladung
3.2.6 Ladeinfrastruktur
3.3 Vorteile der Elektrofahrzeuge
3.3.1 Energieeffizienz des Elektroantriebs
3.3.2 Unkomplizierter Aufbau von Elektrofahrzeugen
3.3.3 Lokale Emissionsfreiheit bei Elektrofahrzeugen
3.4 Nachteile der Elektrofahrzeuge
3.4.1 Menschenrechtsverletzungen in der Lieferkette
3.4.2 Die Verfügbarkeit von Lithium und die Folgen dessen Abbau für die Umwelt
4. Wirtschaftliche und Umweltpolitische Bedeutung
4.1 Wirtschaftliche Bedeutung
4.1.1 Marktanteil und Bedeutung der Automobilbranche
4.1.2 Förderung der Elektromobilität
4.2 Umweltpolitische Bedeutung der Automobilindustrie
5. Umweltbilanz von Elektrofahrzeugen
5.1 Lebenszyklusanalyse der CO₂-Emissionen von Automobilen
5.2 CO₂-Bilanz im Vergleich: Elektro gegen Verbrenner
5.2.1 Analyse 1: CO₂-Emission in der Herstellungsphase
5.2.2 Analyse 2: CO₂-Emission in der Herstellung der Batterie
5.2.3 Analyse 3: CO₂-Emission in der Nutzungsphase
5.2.4 Analyse 4: CO₂-Emissionen im Recyclingprozess
5.3 Zusammenfassung und Auswertung der Untersuchungen
6. Fazit und Ausblick
6.1 Beantwortung der Forschungsfrage
6.2 Zukünftige Forschungsempfehlungen
Zielsetzung & Themen
Das primäre Ziel dieser Arbeit ist es, die Unterschiede der CO₂-Emissionen zwischen Elektrofahrzeugen und Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor über den gesamten Lebenszyklus hinweg wissenschaftlich zu untersuchen und zu bewerten, um zu klären, ob die Elektromobilität eine klimafreundliche Alternative darstellt.
- Vergleichende Lebenszyklusanalyse von Elektrofahrzeugen und konventionellen Verbrennungsmotoren.
- Untersuchung der Umweltbelastungen durch Rohstoffabbau, insbesondere Lithium und Kobalt.
- Analyse der wirtschaftlichen Bedeutung der deutschen Automobilindustrie im Kontext der Transformation.
- Evaluation staatlicher Fördermaßnahmen für Elektromobilität in Deutschland.
Auszug aus dem Buch
2.3.1 Deutschland - Emissionen, die durch den Straßenverkehr entstehen
Immer, wenn kohlenstoffbasierte Kraftstoffe wie Diesel oder Benzin verbrannt werden, entsteht CO₂. Dabei gilt: Je geringer der Verbrauch der Verbrennungsmotoren, desto geringer der CO₂-Ausstoß. Das Problem der Verbrennungsmotoren, trotz moderner Abgastechnik, ist, dass diese beim Verbrennungsprozess große Menge CO₂ erzeugen und damit Schadstoffe wie Kohlenstoffmonoxid (CO), Stickoxide (NOx) und den Feinstaub (PM10) freigeben. Der Großteil der Abgasbestandteile sind in Form von Gas, Dampf und Staub in der Luft zu finden. Den höchsten Wert, mit rund 146 Millionen Tonnen pro Jahr, nimmt Kohlenstoffdioxid ein. Wird dieser Wert mit dem Vorjahreswert verglichen, ist festzustellen, dass dieser um 11,4 Prozent gesunken ist. Damit liegt er auch unter den vom Bundesklimaschutzgesetz 2020 geforderten jährlichen CO₂-Emissionen von 150 Millionen Tonnen. Der Grund für den Rückgang ist, dass während des anfänglichen Lockdowns in der Corona-Pandemie weniger Menschen mit dem Auto gefahren sind. Dies belegen geringere Verkaufszahlen für Kraftstoff und Daten von Messpunkten auf Autobahnen und Bundesstraßen.
Ein kleiner Teil der Reduzierung in Höhe von etwa zwei Millionen Tonnen, ist auf die Senkung der CO₂-Emissionen von Neufahrzeugen zurückzuführen, darunter die Zunahme der Neuzulassungen von Elektrofahrzeugen und die Zunahme der Biokraftstoffe. Da Kohlenmonoxid im Vergleich gleich zu Kohlenstoffdioxid gesundheitsgefährdender für den menschlichen Körper ist, wird folglich ein geringerer Anteil dessen angestrebt. Gemessen am Gewicht macht CO mit fast 820.000 Tonnen pro Jahr den zweitgrößten Anteil der Verkehrsschadstoffe aus. Dieser entsteht bei der Brennstoffverbrennung, wenn kein ausreichend Sauerstoff verfügbar ist. CO ist deutlich schädlicher als CO₂. Dieses geruchslose Gas ist einer der größten Kohlenmonoxid-Erzeuger im deutschen Autoverkehr. Beim CO schneidet Diesel im Motorenbereich besser ab, und dass obwohl in den letzten Jahren die Abgasnormen der europäischen Emissionsvorgaben deutlich verschärft wurden.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Dieses Kapitel stellt die Relevanz des Klimawandels als globale Herausforderung dar und leitet die Forschungsfrage hinsichtlich der Nachhaltigkeit der Elektromobilität in Deutschland ein.
2. Grundlagen zum Automobil: Hier wird die historische Entwicklung des Automobils beleuchtet und die technische Funktionsweise sowie die Problematik von Verbrennungsmotoren und deren Abgasen erläutert.
3. Elektromobilität: Dieses Kapitel beschreibt die Geschichte der Elektromobilität, den aktuellen technischen Stand, die Komponenten von Elektrofahrzeugen sowie Chancen und Risiken.
4. Wirtschaftliche und Umweltpolitische Bedeutung: Es wird die ökonomische Relevanz der Automobilbranche und die Bedeutung politischer Förderstrategien für den Wandel zur Elektromobilität untersucht.
5. Umweltbilanz von Elektrofahrzeugen: Dieser Hauptteil widmet sich der detaillierten Lebenszyklusanalyse und dem CO₂-Vergleich zwischen Elektroautos und Benzinern anhand verschiedener Analysephasen.
6. Fazit und Ausblick: Das Kapitel fasst die zentralen Ergebnisse der Arbeit zusammen, beantwortet die Forschungsfrage und gibt Empfehlungen für zukünftige wissenschaftliche Untersuchungen.
Schlüsselwörter
Elektromobilität, Lebenszyklusanalyse, CO₂-Bilanz, Verbrennungsmotor, Lithium-Ionen-Batterie, Treibhausgasemissionen, Automobilindustrie, Klimaschutz, Nachhaltigkeit, Rohstoffabbau, Ladeinfrastruktur, Batterierecycling, Energieeffizienz, Förderung, Mobilitätswende.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, inwiefern die Elektromobilität im Vergleich zu konventionellen Verbrennungsmotoren einen Beitrag zu einer nachhaltigen Wirtschaft in Deutschland leisten kann.
Welche zentralen Themenfelder werden bearbeitet?
Die zentralen Themen umfassen die historische Entwicklung, technische Grundlagen von Antrieben, wirtschaftliche Auswirkungen auf die Automobilbranche sowie die ökologische Bilanzierung der Fahrzeugtypen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, durch eine detaillierte Lebenszyklusanalyse die Unterschiede bei den CO₂-Emissionen zwischen Elektrofahrzeugen und Verbrennern herauszuarbeiten und zu prüfen, ob das Elektroauto eine realitätsnahe Alternative darstellt.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Arbeit nutzt die Methode der Lebenszyklusanalyse (Life Cycle Assessment, LCA), um Umweltauswirkungen in verschiedenen Phasen wie Herstellung, Nutzung und Recycling zu vergleichen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil liegt der Fokus auf der konkreten Lebenszyklusanalyse, in der Emissionen verschiedener Fahrzeugkonzepte berechnet, gegenübergestellt und unter Einbeziehung von Annahmen zur Datenlage ausgewertet werden.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren diese Arbeit?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie Elektromobilität, CO₂-Bilanz, Nachhaltigkeit, Batterietechnologie, Rohstoffbedarf und Klimaschutz charakterisiert.
Inwiefern beeinflusst der Strommix die Ökobilanz eines Elektroautos?
Da Elektrofahrzeuge bei der Nutzung lokal emissionsfrei sind, hängt ihre gesamte Klimabilanz stark davon ab, wie sauber der Strom produziert wird, den sie laden. Ein höherer Anteil erneuerbarer Energien verbessert die Bilanz signifikant.
Welche Rolle spielt das Batterierecycling für die Umweltbilanz?
Das Recycling ermöglicht die Rückgewinnung von Rohstoffen wie Kobalt und Lithium, was den Bedarf an Primärressourcen reduziert und die Umweltbilanz langfristig durch eine Kreislaufwirtschaft optimieren kann.
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- Anonym (Autor), 2021, CO2-Emissionen von Elektrofahrzeugen. Wirtschaftliche Chancen und Risiken der Elektromobilität, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1141520
