Im Rahmen dieser Facharbeit sollen die Verbrennungs- und Elektromotoren unter Berücksichtigung des CO2-Ausstoßes miteinander verglichen werden, um die Fragestellung zu beantworten, welche Motoren sich positiver auf unser Klima auswirken können.
Dabei werden verschiedene Faktoren herausgesucht und gegenübergestellt, um zu sehen, wo die Schwierigkeiten liegen und was sich verbessern muss, um den CO2-Austoß zu senken. Anhand dieser Vergleiche kann man erkennen, ob die Elektromobilität heutzutage wirklich nachhaltig das Klima und damit unsere Umwelt verbessern kann. Es ist schon lange kein Geheimnis mehr, dass unser Klima immer mehr gefährdet ist und wir Menschen zum großen Teil sehr stark dazu beitragen.
An keinem anderen Ort auf unserem Planeten wird der Klimawandel so deutlich wie in den nördlichen und südlichen Polarregionen. Dort schmilzt die Eisdecke in Rekordzeit und erhöht somit den Meeresspiegel immer weiter. Es gibt mehrere Faktoren für den Klimawandel, doch ein entscheidender Faktor ist der CO2-Ausstoß. Da mich die Natur und Umwelt schon immer faziniert hat, ist die untersuchte Fragestellung auch eine private Motivation, um mehr Fakten und Lösungsanreize für die Klimaentwicklung herauszufinden.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Verbrennungs- und Elektromotoren
2.1. Was sind Verbrennungsmotoren?
2.2. Was versteht man unter Elektromobilität und Elektrofahrzeugen?
2.3. Wieso sich Verbrennungsmotoren erstmals durchsetzen konnten
2.4. Die „zweite Chance" für Elektrofahrzeuge
3. Lebensdauer der Motoren
3.1. Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus
3.2. Lebensdauer von Verbrennungsmotoren
3.3. Vergleich der Lebensdauer zwischen Verbrennungs- und Elektromotoren
4. Klima und CO2-Emissionen
4.1. Was ist unser Klima?
4.2. Was sind CO2-Emissionen und woher kommen sie?
4.3. Die Entwicklung des weltweiten CO2-Ausstoßes von 1960 – 2016
4.4. Die CO2-Emissionen der verschiedenen Länder
5. Elektromobilität oder Verbrennungsmotor? – Vergleich des CO2-Ausstoßes unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren
5.1. Vergleich des CO2-Ausstoßes bei der Herstellung
5.1.1. CO2-Ausstoß bei der Herstellung eines Mittelklasse-PKW
5.1.2. CO2-Ausstoß bei der Herstellung von Benzin, Diesel und Elektrizität
5.2. Vergleich des CO2-Ausstoßes bei der Nutzung
5.2.1 Der CO2-Ausstoß nach 1.000 km einer B-Klasse „Electric Drive"
5.2.2. Der CO2-Ausstoß nach 1.000 km einer B-Klasse „B 180"
5.2.3. CO2-Bilanz nach 1.000 km Nutzung zwischen Elektro- und Benzinmotor
6. Sind Elektrofahrzeuge wirklich besser für die Umwelt?
6.1. CO2-Emissionen nach einer Laufleistung von 200.000 km
7. Warum Strom aus erneuerbarer Energie den großen Unterschied macht
7.1. Zukunftsvision mit Strom aus 100 % erneuerbarer Energie
8. Fazit
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Facharbeit untersucht die ökologische Nachhaltigkeit von Elektrofahrzeugen im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, wobei der Fokus primär auf dem CO2-Ausstoß liegt. Ziel ist es, basierend auf einer Analyse der CO2-Emissionen während der Herstellung sowie der Nutzungsphase (unter Berücksichtigung des aktuellen deutschen Strommixes), zu bewerten, ob Elektromotoren tatsächlich einen positiven Beitrag zum Klimaschutz leisten können.
- Vergleich der Lebensdauer von Verbrennungsmotoren und Lithium-Ionen-Akkus.
- Analyse des CO2-Ausstoßes bei der Herstellung von Fahrzeugen und Energieträgern.
- Untersuchung der CO2-Bilanz während der Nutzungsphase bei unterschiedlichen Laufleistungen.
- Bewertung des Einflusses des deutschen Strommixes auf die Umweltbilanz.
- Potenzialanalyse des Einsatzes von Strom aus 100 % erneuerbaren Energien.
Auszug aus dem Buch
2.4. Die „zweite Chance" für Elektrofahrzeuge
Aufgrund des erhöhten CO2-Ausstoßes, der durch die Menschen verstärkt wurde, dachte man über bessere Alternativen für die Umwelt nach und da kam der Elektromotor immer mehr in den Fokus. „Elektromobilität wird vielfach als die Lösung zukünftiger Mobilität gesehen" (Tober, 2016, S. 15). Bis zum Ende des 20. Jahrhunderts gab es immer wieder Versuche, die Elektrofahrzeuge für die Menschen attraktiver zu machen, jedoch mit wenig Erfolg. Es wurde vor allem an den Akkus der Fahrzeuge geforscht und versucht, die Reichweiten und die Haltbarkeit der Akkus zu erhöhen. „Ein Durchbruch bahnte sich dann aber mit der Erfindung des Lithium-Ionen-Akkus an" (Karle, 2015, S. 18). Sie brachten eine Menge entscheidender Vorteile wie z.B. eine hohe Speicherdichte, keinen Memoryeffekt und geringe Selbstentladung.
Eine der ersten Firmen, die diese Akkus erfolgreich und serienreif in Fahrzeuge verbaute, war TESLA2. Obwohl die Firma bis dahin kein etablierter Fahrzeughersteller war, schaffte sie es an die Spitze der Elektromobilität und ist laut „Focos Online" sogar Marktführer für Elektrofahrzeuge (Focus Online, 2017). Das Fahrzeug TESLA Model S (siehe Abb. 2) beeindruckt mit Reichweiten von mehreren hundert Kilometern (TESLA, 2018).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung führt in die Themenstellung ein, in der die Umweltbelastung durch Verbrennungs- und Elektromotoren unter Betrachtung des CO2-Ausstoßes verglichen werden soll.
2. Verbrennungs- und Elektromotoren: Das Kapitel erläutert die Funktionsweisen beider Motorenarten, definiert den Begriff Elektromobilität und beschreibt die historische Entwicklung sowie die erneute Relevanz von Elektrofahrzeugen.
3. Lebensdauer der Motoren: Hier wird die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus und Verbrennungsmotoren gegenübergestellt, um deren Nachhaltigkeit über die gesamte Einsatzdauer bewerten zu können.
4. Klima und CO2-Emissionen: Dieses Kapitel definiert den Klimawandel, erklärt die Entstehung von CO2-Emissionen und beleuchtet die weltweite Entwicklung des Ausstoßes seit 1960 sowie die Situation in verschiedenen Ländern.
5. Elektromobilität oder Verbrennungsmotor? – Vergleich des CO2-Ausstoßes unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren: Es erfolgt eine detaillierte Gegenüberstellung der CO2-Emissionen bei der Fahrzeug- und Energieträgerherstellung sowie während der Nutzung über eine Distanz von 1.000 km.
6. Sind Elektrofahrzeuge wirklich besser für die Umwelt?: Basierend auf den vorherigen Daten wird die Umweltbilanz bei einer Laufleistung von 200.000 km analysiert, um eine fundierte Aussage zur Umweltverträglichkeit zu treffen.
7. Warum Strom aus erneuerbarer Energie den großen Unterschied macht: Das Kapitel untersucht den massiven Einfluss der Stromherkunft auf die CO2-Bilanz und evaluiert das Potenzial von Strom aus 100 % erneuerbaren Energien.
8. Fazit: Die Arbeit schließt mit einer zusammenfassenden Bewertung, die betont, dass Elektrofahrzeuge langfristig ein hohes Potenzial für den Klimaschutz bieten, sofern die Stromgewinnung nachhaltiger gestaltet wird.
Schlüsselwörter
Elektromobilität, Verbrennungsmotor, CO2-Ausstoß, Klimawandel, Lithium-Ionen-Akku, Umweltbilanz, Nachhaltigkeit, Energiewende, Strommix, Treibhausgase, Fahrzeuglebensdauer, erneuerbare Energien, Automobilindustrie, emissionsfrei, Klimaschutz.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Facharbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, ob Elektromotoren das Klima tatsächlich verbessern können, indem sie den CO2-Ausstoß von Elektrofahrzeugen mit dem von Verbrennungsmotoren vergleicht.
Welche zentralen Themenfelder behandelt die Arbeit?
Die zentralen Themen sind die CO2-Emissionen bei der Herstellung von Fahrzeugen und Treibstoffen, die Lebensdauer von Motoren und Batterien sowie der Einfluss des Strommixes auf die Umweltbilanz.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Ziel ist es zu bewerten, ob Elektrofahrzeuge unter Berücksichtigung der gesamten Lebensdauer und der Energiequelle einen positiven Beitrag zum Klimaschutz leisten können.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine vergleichende Analyse, die auf Daten aus Fachliteratur, Studien und offiziellen Statistiken basiert und die CO2-Bilanzen anhand von Berechnungen und grafischen Auswertungen gegenüberstellt.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Analyse der Motorentypen, die Untersuchung der CO2-Emissionen bei Herstellung und Nutzung sowie die Bewertung unterschiedlicher Stromquellen für den Betrieb von Elektrofahrzeugen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich am besten mit Begriffen wie Elektromobilität, CO2-Bilanz, Nachhaltigkeit, Verbrennungsmotor und erneuerbare Energien beschreiben.
Warum spielt die Herstellung des Lithium-Ionen-Akkus eine entscheidende Rolle in der Analyse?
Die Herstellung ist deutlich energieintensiver als bei einem Verbrennungsmotor, was zu einem höheren anfänglichen CO2-Rucksack des Elektrofahrzeugs führt, der erst über die Laufleistung kompensiert werden muss.
Welchen Einfluss hat der deutsche Strommix auf das Gesamtergebnis?
Da der derzeitige Strommix noch Anteile fossiler Energieträger enthält, reduziert dies den ökologischen Vorteil des Elektrofahrzeugs; erst durch einen erhöhten Anteil erneuerbarer Energien wird das Elektrofahrzeug im Betrieb nahezu emissionsfrei.
- Citation du texte
- Damian Niezgoda (Auteur), 2018, Können Elektromotoren das Klima wirklich verbessern?, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/429883
