Elektrofahrzeug & Co. - Wie ist die Umweltbilanz ... · Elektrofahrzeug & Co. - Wie ist die...
Transcript of Elektrofahrzeug & Co. - Wie ist die Umweltbilanz ... · Elektrofahrzeug & Co. - Wie ist die...
Elektrofahrzeug & Co. - Wie ist die Umweltbilanz alternativer Fahrzeugantriebe? 11. Niedersächsische Energietage in Hannover, 20. November 2018
Hinrich Helms, Julius Jöhrens und Claudia Kämper (ifeu)
Hinrich Helms 2 20.11.2018
Das ifeu - Hintergrund
● 1971 gründeten Professoren und Studenten die AGU: „Arbeitsgemeinschaft Umweltschutz an der Universität Heidelberg“
– Beschäftigung mit aktuellen politischen Themen, u.a. einem Gutachten zum Kernkraftwerk Whyl
● Der Wunsch nach unabhängiger Forschung zu umweltrelevanten Fragen führte zur Gründung des gemeinnützigen Vereins (1978).
● Seit 1992 ist das ifeu eine GmbH und wird seit 1999 als gemeinnützig anerkannt.
● Aktuell arbeiten rund 70 Mitarbeiter/-innen aus unterschiedlichen Fachrichtungen zu aktuellen Umweltthemen.
20 Jahre ifeu-Institut, M. Schmidt, U. Höpfner (Hrsg.), 1998, Heidelberg
Hinrich Helms 3 20.11.2018
Das ifeu - Finanzierung
● Finanzierung ausschließlich über projektbezogene Mittel,
um eine parteipolitisch unabhängige und wirtschaftlich eigenständige ökologische Forschung zu ermöglichen.
– Etwa zwei Drittel der Forschungsprojekte und Begutachtungen werden von Ministerien aus Bund und Ländern, Kommunen, dem Umweltbundesamt oder anderen öffentlichen Körperschaften beauftragt.
– Ein Drittel der Aufträge stammt aus der freien Wirtschaft.
Hinrich Helms 4 20.11.2018
Warum brauchen wir alternative Antriebe? Anspruchsvolle Ziele…
Quelle: BMUB(2016), UBA(2016)
Hinrich Helms 5 20.11.2018
Warum brauchen wir alternative Antriebe? Anspruchsvolle Ziele insbesondere für den Verkehr
Quelle: BMUB(2016), UBA(2016)
Hinrich Helms 6 20.11.2018
Was leisten alternative Antriebe? Perspektive Energieeffizienz
An
trie
b a
m R
ad
Verbrennungs-motor
Getriebe 100% 24%
Benzin/ Diesel 23%
Strom
Batterie Elektro-motor
100% 90%
Batterieelektrisches Fahrzeug (BEV)
75%
Brennstoffzellenfahrzeug
Brennstoffzelle Batterie 72% 36% Elektro-mtoro
29%
Wasserstoff
34% H2
72%
29%
Elektrolyse
Hinrich Helms 7 20.11.2018
Was leisten alternative Antriebe? Perspektive Energieträgerbasis
Primärenergie Energieträger Antrieb
Biomasse
Erdwärme
Sonne
Wasser
Wind
Kraftstoffe
Strom
Verbrennungs-motor
Elektro motor
Brenn- stoffzelle
Batterie
Kraftstoffe Erdöl
Erdgas
Kohle
Uran
endlich
erneuerbar
Diesel
Benzin
CH2/LH2
CTL/GTL
BTL
Biogas
CNG/LNG
Bioethanol
Biodiesel
P2X
Quelle: ifeu
IFEU 2015
Google-Suchanfrage: „Elektroauto“
24.4.2016: E-Auto Förderung
28.7.2017: Gerichtsentscheidung zu
Diesel- Fahrverboten
Was leisten alternative Antriebe? Perspektive Öffentliche Wahrnehmung
Hinrich Helms 9 20.11.2018 Quelle: Internationales Verkehrswesen 3-2016
http://emobil-umwelt.de/images/pdf/helms_et_al_2016_elektrofahrzeug_und_verbrenner_im_umweltcheck.pdf
Hinrich Helms 10 20.11.2018
Betrachteter Lebensweg der Umweltbilanz
(Quelle: Eigene Bilder aus Windows-Ordner)
VerfasserIn und Datum bitte in der 1. Masterfolie
einmal eingeben.
Strom- bzw. Kraftstoff-bereitstellung
1
Fertigung des Fahrzeugs
Nutzungsphase in Deutschland
Gewinnung und Verarbeitung der
Rohstoffe
Recycling der Fahrzeugmateralien
http://ifeu.de/verkehrundumwelt/pdf/texte_27_2016_umweltbilanz_von_elektrofahrzeugen.pdf
Hinrich Helms 11 20.11.2018
Ausgangssituation: Heutige Klimabilanz in Deutschland
Hinrich Helms 12 20.11.2018
Ausgangssituation: Welche Unsicherheiten hat die Klimabilanz?
Daten zur Batterieherstellung zeigen eine große Bandbreite
Bilanzierung des ifeu liegt im Durchschnitt anderer Studien
Hinrich Helms 13 20.11.2018
Klimaperspektive: Abhängigkeit der Klimabilanz vom Strommix
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Hinrich Helms 14 20.11.2018
Klimaperspektive: Abhängigkeit der Klimabilanz vom Strommix
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
Sch
we
iz
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Stro
mm
ix D
(2
01
5)
EU 2
7 (
20
15
)
Hinrich Helms 15 20.11.2018
Klimaperspektive: Abhängigkeit der Klimabilanz vom Strommix
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
10
0%
Win
dkr
aft
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Stro
mm
ix D
(2
01
5)
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
10
0%
Win
dkr
aft
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Stro
mm
ix D
(2
01
5)
Stro
mm
ix 2
03
0 (
AM
S)
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
10
0%
Win
dkr
aft
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Stro
mm
ix D
(2
01
5)
Stro
mm
ix 2
03
0 (
AM
S)
Stro
mm
ix 2
03
0 (
KS8
0)
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
10
0%
Win
dkr
aft
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Stro
mm
ix D
(2
01
5)
Stro
mm
ix 2
03
0 (
AM
S)
Stro
mm
ix2
03
0 (
KS9
5)
Stro
mm
ix 2
03
0 (
KS8
0)
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
vsl.
mit
tler
er S
tro
mm
ix
für
heu
tige
Ele
ktro
-NZL
10
0%
Win
dkr
aft
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Stro
mm
ix D
(2
01
5)
Stro
mm
ix 2
03
0 (
AM
S)
Stro
mm
ix2
03
0 (
KS9
5)
Stro
mm
ix 2
03
0 (
KS8
0)
BEV100 (heutige Neuzulassung*)
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tre
ibh
ausg
ase
mis
sio
ne
n ü
be
r d
en
Le
be
nsw
eg
[g C
O2-ä
q. /
km
]
Treibhausgas-Emissionsfaktor der Stromerzeugung [CO2-äq. / kWh]
PHEV50 (Otto)
BEV100
Benziner (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Benziner (Rohöl aus Teersanden)
vsl.
mit
tler
er S
tro
mm
ix
für
heu
tige
Ele
ktro
-NZL
10
0%
Win
dkr
aft
Diesel (mittlere deutsche Kraftstoffbereitstellung)
Stro
mm
ix D
(2
01
5)
Stro
mm
ix 2
03
0 (
AM
S)
Stro
mm
ix2
03
0 (
KS9
5)
Stro
mm
ix 2
03
0 (
KS8
0)
BEV100 (heutige Neuzulassung*)
BEV100 (Strommix 2030)
Hinrich Helms 16 20.11.2018
Über die Klimasicht hinaus… Erweitere Umwelt- und Ressourcenbilanz
Reduktion > 50% Reduktion < 50% Erhöhung > 50% Erhöhung < 50%
Treibhausgasemissionen in D Beitrag zur globalen Erwärmung mit einem Zeitbezug von 100 Jahren
BEV100 ggü. Benziner
Versauerung
Terrestrische Eutrophierung
Feinstaubemission
Versauernde Wirkung auf Böden und Gewässer ( Schäden für Vegetation, Grundwassergefährdung)
überdüngende Wirkung auf Böden ( Verlust von Artenvielfalt, Gesundheitsgefahren durch Nitrat)
Feinstaubbelastung kann Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie Krebs verursachen
Erläuterungen Heute 2030
Emissionen im Herstellungsprozess, vor allem durch Kupfereinsatz Keine Aussage über Partikelgröße und Bevölkerungsexposition
Hinrich Helms 17 20.11.2018
Erweitere Umwelt- und Ressourcenbilanz
Reduktion > 50% Reduktion < 50% Erhöhung > 50% Erhöhung < 50%
Treibhausgasemissionen in D Beitrag zur globalen Erwärmung mit einem Zeitbezug von 100 Jahren
BEV100 ggü. Benziner
Versauerung
Terrestrische Eutrophierung
Feinstaubemission
Wasserentnahme
Flächenbedarf
Kumulierter Rohstoffaufwand
Versauernde Wirkung auf Böden und Gewässer ( Schäden für Vegetation, Grundwassergefährdung)
überdüngende Wirkung auf Böden ( Verlust von Artenvielfalt, Gesundheitsgefahren durch Nitrat)
Feinstaubbelastung kann Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie Krebs verursachen
Summe Wassereinsatz ohne Kühlwasser
Summe Flächenbedarf in Quadratmeter mal Jahr
Summe Rohstoffbedarf (inkl. Erz) in Kilogramm
Erläuterungen Heute 2030
Hinrich Helms 18 20.11.2018
Fazit der Umweltbilanz
Die Umweltbilanz von Elektrofahrzeugen fällt heute in vielen Ländern noch gemischt aus:
● Bei fossil dominierter Stromerzeugung ist die Klimaentlastung durch Elektrofahrzeuge heute noch begrenzt
● Durch Ausbau erneuerbarer Energien kann sich die Klimabilanz jedoch auch für die heute zugelassenen Fahrzeuge über den Lebensweg verbessern
● Durch die aufwändigere Herstellung von Elektrofahrzeugen sind in einigen Bereichen auch negative Auswirkungen zu erwarten, vor allem beim Wasserverbrauch und Rohstoffaufwand
Bei Verbrennungsfahrzeugen sind die Nutzungsmöglichkeiten für erneuerbare Energien und Effizienzpotenziale jedoch begrenzt
Hinrich Helms 19 20.11.2018 Quelle: https://www.agora-verkehrswende.de/projekte/klimabilanz-von-elektroautos-einflussfaktoren-und-verbesserungspotenzial/
Eine Aktualisierung der Umweltbilanzen zur Elektromobilität wird voraussichtlich im Februar 2019 veröffentlicht!
Im Weiher 10 69120 Heidelberg Telefon +49 (0)6 221. 47 67 - 0 Telefax +49 (0)6 221. 47 67 - 19 www.ifeu.de
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!
Hinrich Helms [email protected] 06221 - 4767 - 33