Der Straßenverkehr in Deutschland hat nach dem Energiesektor von 18% den zweitgrößten Anteil an den gesamten deutschen CO2 Emissionen und stellt damit im Kampf gegen den Klimawandel eine Herausforderung dar. Bis dato gab es keine nennenswerte Alternative zum Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. In 2010 zeigte die Ölkatastrophe im Golf von Mexiko wie wichtig es ist von fossilen Brennstoffen wegzukommen.
Eine vermeintliche Lösung, die sich derzeit auf dem Markt abzeichnet, soll die Elektromobilität sein. Die Bundesregierung will in acht Modellregionen die Elektromobilität auf die Straße bringen. Im Nationalen Entwicklungsplan Elektromobilität, den die Bundesregierung im August 2010 final verabschiedet hat, lautet das Ziel „eine Million Elektroautos auf deutschen Straßen im Jahr 2020, zehn Jahre später fünf Millionen“. „Fahrzeuge mit Elektroantrieb bieten große Potenziale zur Verringerung der verkehrsbedingten CO2-Emissionen sowie der Abhängigkeit von Erdölimporten“, heißt es darin. Allerdings titelte im Vorfeld die Zeitung DIE ZEIT „Die Mär vom emissionsfreien Fahren“. Der STERN nannte die Elektromobilität sogar als „Die schmutzige Revolution“ .
Was aber steckt hinten den Befürchtungen? Was versteht man eigentlich unter einem Elektroauto? Wie kann es zur Verringerung der verkehrsbedingten CO2-Emissionen beitragen? Was sind die wesentlichen Aspekte zur Durchführung eines Life Cycle Assessment (LCA) für ein Elektroauto? Wie sehen seine Klimabilanz und Umweltbilanz aus?
Um diese Fragen zu beantworten wird im Rahmen dieser Ausarbeitung zunächst der LCA-Prozess im motorisierten Individualverkehr beschrieben und mittels des Kleinwagens Smart fortwo beispielhaft berechnet (Kapitel 2). Im dritten Kapitel wird einleitend das Elektroauto anhand des Grads der Elektrifizierung näher definiert und abgegrenzt. Ferner wird der Akkumulator, der einen wesentlichen Bestandteil des Elektroautos ausmacht, auf die Umweltwirkung untersucht. Des Weiteren wird der Betrieb aus Klimagesichtspunkten von einigen Elektroautomodellen im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugmodellen mittels der Well-to-Wheel-Analyse analysiert. Für den Vergleich werden die CO2-Emissionen des deutschen Strommixes sowie Einzelbetrachtung von Erneuerbaren Energien, Gas-, und Kohlekraftwerken verglichen. Darauf aufbauend folgt die Ökobilanzierung für ein E-Auto der Mittelklasse sowie ein entsprechender Vergleich mit einem Diesel & Benzin betriebenen Fahrzeug. Abschließend werden die Ergebnisse zusammen gefasst
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Life Cycle Assessment im motorisierten Individualverkehr
2.1 Grundlegendes zu Life Cycle Assessment
2.2 Bezugsgrößen und beispielhafte Ökobilanzierung
3 Elektroauto im Vergleich zum konventionellen Fahrzeug
3.1 Grundlegendes zum Elektroauto
3.2 Batterie / Akkumulatoren
3.3 Betrieb des Elektroautos
3.4 Life Cycle Assessment - Elektroauto
4 Fazit und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die Umweltfreundlichkeit von Elektroautos mittels einer systematischen Life-Cycle-Assessment-Analyse (LCA), um zu bewerten, inwiefern diese Fahrzeuge zur Reduktion verkehrsbedingter CO2-Emissionen beitragen können.
- Methodische Grundlagen der Ökobilanzierung im Individualverkehr
- Vergleichende Analyse zwischen Elektrofahrzeugen und konventionellen Verbrennungsmotoren
- Untersuchung der Umweltauswirkungen von Batterien und Akkumulatoren
- Bedeutung des nationalen Strommixes für die Klimabilanz
- Potenziale für eine nachhaltige Mobilität durch erneuerbare Energien
Auszug aus dem Buch
3.1 Grundlegendes zum Elektroauto
Wenn man von einem Elektroauto spricht, ist der Grad der Elektrifizierung gegenüber einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor für die genaue Zuordnung ausschlaggebend. Der Toyota Prius war beispielsweise das erste Großserienmodell mit eingebautem Hybridmotor. Unter Hybrid versteht man die Kombination eines Benzinmotors mit einem Elektromotor und Akkumulatoren (Batterie). Es ist somit nur zum Teil ein Elektroauto. Bei den Hybridfahrzeugen gibt es diverse Unterscheidungen wie die nachfolgende Abbildung zeigt. Der Akkumulator, der den Elektromotor betreibt, wird allerdings durch den Verbrennungsmotor, der durch fossile Brennstoffe betrieben wird, aufgeladen. Solange die Akkus ausreichend geladen sind, kann der Verbrennungsmotor ganz abgeschaltet werden. Muss nach einiger Zeit der Verbrennungsmotor wieder eingeschaltet werden, lädt er während des Betriebs den Akku nach. Insgesamt kann so eine höhere Energieeffizienz erreicht werden.
Anders als beim Hybridfahrzeug gibt es im reinen Elektroauto keinen Verbrennungsmotor. Der wesentliche Unterschied ist, dass Elektroautos lediglich einen Elektromotor und Akkumulatoren haben. Elektromotoren sind einfacher aufgebaut und besitzen erheblich weniger bewegliche Teile als Verbrennungsmotoren. Im Antriebsstrang beim Elektroauto sind nur etwa 210 Teile gegenüber rund 1.400 beim konventionellen Fahrzeug. Elektromotoren sind hinsichtlich der Antriebseinheit deutlich wartungsarmer und verwenden lediglich Schmierstoffe für die Wälzlager, so dass Ölwechsel überflüssig werden.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung thematisiert die Rolle des Straßenverkehrs als CO2-Emittent und stellt die Forschungsfrage nach der tatsächlichen Umweltbilanz von Elektroautos im Vergleich zu Verbrennern.
2 Life Cycle Assessment im motorisierten Individualverkehr: Dieses Kapitel erläutert die methodischen Grundlagen einer Ökobilanzierung und definiert die notwendigen Bezugsgrößen für den Vergleich von Transportmitteln.
3 Elektroauto im Vergleich zum konventionellen Fahrzeug: Hier werden Elektroautos definiert, die spezifischen Umweltbelastungen durch Batterien analysiert und die Betriebseffizienz im Vergleich zu Verbrennungsmotoren mittels Well-to-Wheel-Betrachtung gegenübergestellt.
4 Fazit und Ausblick: Das Fazit fasst zusammen, dass die Umweltvorteile von Elektroautos stark vom verwendeten Strommix abhängen und betont die Notwendigkeit von Leichtbau und erneuerbaren Energien.
Schlüsselwörter
Elektromobilität, Life Cycle Assessment, Ökobilanz, CO2-Emissionen, Elektroauto, Verbrennungsmotor, Lithium-Ionen-Batterie, Energiedichte, Strommix, Erneuerbare Energien, Well-to-Wheel, Energieeffizienz, Nachhaltige Mobilität, Kraftstoffverbrauch, Umweltbelastung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Seminararbeit analysiert die Umweltverträglichkeit von Elektroautos im Vergleich zu Fahrzeugen mit konventionellem Verbrennungsmotor unter Berücksichtigung des gesamten Lebenszyklus.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf der methodischen Ökobilanzierung, der Wertschöpfungskette von Batterien, der Effizienz verschiedener Antriebsarten und dem Einfluss des Strommixes auf die CO2-Bilanz.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Ziel ist es zu klären, ob und unter welchen Bedingungen Elektroautos eine tatsächlich umweltfreundlichere Alternative zum Verbrennungsmotor darstellen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt die Methode des Life Cycle Assessment (LCA), um Umweltwirkungen über den gesamten Produktlebensweg systematisch zu erfassen und quantitativ zu vergleichen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die methodische Einführung, die Differenzierung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen, die Analyse der Batterieherstellung sowie den Vergleich der Klimabilanz verschiedener Automodelle.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zentrale Begriffe sind Ökobilanz, Elektromobilität, CO2-Emissionen, Energieeffizienz und der Einfluss erneuerbarer Energien auf die Umweltbilanz.
Welche Rolle spielt die Batterie für die Umweltbilanz?
Die Batterieherstellung ist zwar energieintensiv, trägt aber laut der zitierten Studien nur zu einem moderaten Teil der Gesamtbelastung bei, was den Fokus auf den effizienten Betrieb verschiebt.
Warum ist der Strommix entscheidend?
Da Elektroautos im Betrieb selbst keine Emissionen ausstoßen, hängen ihre indirekten Emissionen maßgeblich davon ab, wie sauber die zur Ladung genutzte Elektrizität erzeugt wird.
Kann man Elektroautos als "emissionsfrei" bezeichnen?
Die Arbeit stellt klar, dass ein 100-prozentig emissionsfreies Fahren technisch kaum möglich ist, da bei Herstellung und Stromerzeugung – selbst bei grüner Energie – geringe CO2-Mengen anfallen.
- Citation du texte
- Diplom-Betriebswirt (BA) Cornelius M. P. Kiermasch (Auteur), 2011, Life Cycle Assessment – Wie umweltfreundlich ist das Elektroauto?, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/175126
