Das Münchner IFO-Institut hat ein Dokument veröffentlicht, das wir nicht unkommentiert lassen wollen.
Eine Analyse von Reinhard Schmidt-Moser
In einem Artikel in der Reihe „Forschungsergebnisse“ des Münchner IFO Instituts für Wirtschaftsforschung haben die Autoren Christoph Buchal, Hans-Dieter Karl und Hans-Werner Sinn sich mit der Frage befasst, was die CO 2 -Bilanz für „Kohlemotoren“, „Windmotoren“ und Dieselmotoren zeigt.
Im Einzelnen:
- Die Verfasser beanstanden, dass das Elektroauto vom Gesetzgeber bei der Berechnung des Flottenverbrauchs aller Fahrzeuge eines Herstellers als Null-Emissions-Auto angesehen wird und als solches in die Berechnung eingeht. Dies berücksichtige nicht die Emissionen bei der Bereitstellung der notwendigen, vor allem elektrischer Energie und die damit verbundenen CO2-Emissionen.
Diese Tatsache ist seit langem bekannt und wird bei allen seriösen Untersuchungen einbezogen und ist Teil aller einschlägigen Studien1. Es steht dem Gesetzgeber frei, für bestimmte Zwecke einzelne Sachverhalte als gegeben zu definieren, ohne dass dies aus technischer oder wissenschaftlicher Sichtweise gedeckt wäre.
- Bei dem zum Vergleich mit einem Elektroauto herangezogenen Mercedes C 220 d wird der veraltete NEFZ-CO2-Wert zugrunde gelegt. Weder der veraltete NEFZ, noch der heute verbindliche WLTP-Testzyklus haben zum Ziel, den realen Verbrauch abzubilden, jedoch liegen die Daten des WLTP-Messverfahrens diesem deutlich näher. Allein der Wechsel von NEFZ zum WLTP-Verfahren hat zu einem scheinbaren Verbrauchsanstieg von 20% geführt2. Die realen Verbräuche liegen nochmals höher, laut Spritmonitor um im Mittel 50% gegenüber dem NEFZ3. Wenn die Verfasser die realen CO2-Emissionen vergleichen wollen, müssen sie auch die realen Benzinverbräuche zugrunde legen. Beim Tesla Model 3 liegt der WLTP-Verbrauch bei 13,4 kWh/100 km. Der tatsächliche Verbrauch liegt sicherlich ebenfalls höher. Dem Vergleich liegen somit fehlerhafte Daten zugrunde.
- Die wichtigste Stellschraube bei der Ermittlung der mittelbaren CO2-Emission bei der Produktion wie auch beim Betrieb eines Elektroautos ist die CO2-Emission bei der Bereitstellung des eingesetzten Stroms. Eine Zusammenstellung und Diskussion ist in den unter Fußnote 1 erwähnten aktuellen Studien zu finden.
In dem IFO-Artikel diskutieren die Verfasser die unrealistische Annahme eines Betriebs ausschließlich mit Strom aus Stein- oder gar Braunkohle und ihre Konsequenzen. Sie erwähnen selbst das Unrealistische dieser Betrachtung, halten sie aber doch für nicht grundsätzlich auszuschließen. Hier kommt ihre grundsätzlich skeptische bis ablehnende Haltung zur von der Bundesregierung beschlossenen Energiewende hin zu erneuerbaren Energien ganz offen zum Ausdruck. Sie vermuten, dass nach sukzessiver Abschaltung der Braunkohlekraftwerke, vermehrt Erdgas zur Verstromung eingesetzt wird. Sie empfehlen jedoch, dieses Erdgas direkt in Verbrennungsmotoren einzusetzen so wie dies seit Jahren in abnehmendem Umfang schon geschieht. Sie übersehen dabei, dass man mit Erdgas nicht das verbindliche Ziel der Decarbonisierung der Energieerzeugung erreichen wird auch wenn Erdgas pro erzeugter Energiemenge weniger CO2 emittiert als Kohle. Im Gegensatz zu einem Auto mit Erdgasmotor kann ein Elektroauto mit ausschließlich CO2-freiem Strom aus erneuerbaren Quellen betrieben werden. Unberücksichtigt in dem Artikel bleibt, dass die CO2-Bilanz der Elektroautos von Jahr zu Jahr besser wird, weil der Anteil CO2-freier Stromerzeugung weiter steigen wird.
Zur Stützung ihrer These legen die Verfasser eine Annahme zugrunde, für die es keine Belege oder auch nur Hinweise gibt und die das Blatt in die gewünschte Richtung wendet: Sie behaupten, dass ein Fahrakku in einem Elektroauto nach 150.000 km ersetzt werden müsse. Damit könne der „CO2-Rucksack“ dem Elektroauto zum zweiten Mal aufgebürdet werden und in der Folge wendet sich die CO2-Bilanz unabwendbar ins Negative. Im Widerspruch dazu gibt es aktuell eine größere Zahl von Elektroautos, die mit dem ersten Akku weit über 200.000 oder 300.000 km gefahren sind. Vielmehr mehren sich die Hinweise, dass der Akku über die Lebensdauer des Autos hinaus funktionsfähig bleiben wird. Für den zum Vergleich herangezogenen Akku des Model 3 gewährt der Hersteller eine Garantie über 192.000 km. Zur Zeit sind noch so gut wie alle Akkus im Fahrbetrieb. Geplant ist, nach Ablauf der Nutzungsdauer des Autos, die Akku stationär als Speicher für Photovoltaik-Anlagen einzusetzen.
- Die Verfasser berufen sich auf die Studie vom Romare und Dahllöf (2017)4, die den Versuch unternommen haben, die Treibhausgas-Emissionen bei der Produktion von Lithium-Ionen-Akkus abzuschätzen. Eingeschlossen war dabei alles von der Gewinnung der Rohstoffe, deren Verarbeitung bis zum fertigen Akku-Paket. Sie beklagen dabei die schlechte Datenlage („Very little data are available on this subject“), die daher auch alte Untersuchungen umfasste. Die Autorinnen selbst haben später in der aufflammenden internationalen Diskussion darauf hingewiesen, dass neuere Entwicklungen nach 2017 nicht berücksichtigt werden konnten und dass die heutige Situation günstiger sein kann. In der Presse wurden dann weiterführende Hochrechnungen präsentiert, die aber in Unkenntnis der schwedischen Berechnungsgrundlagen zu falschen Ergebnissen kamen. Der Vergleich der CO2-Emissionen mit einem durchschnittlichen schwedischen Benzin-Pkw kommt zu für den Rest der Welt zu nicht übertragbaren Ergebnissen: in Schweden fließt bei der durchschnittlichen CO2-Emission eines Benziners die Tatsache mit ein, dass ein Teil des schwedischen Kraftstoffs zu 85 % aus Bio-Äthanol besteht, der mit einer CO2-Null-Emission einfließt. Zudem werden in Schweden alle Hybride mit ihren überwiegend abstrus niedrigen Benzinverbräuchen (Plug-in-Hybrid) bei den Benzinern eingerechnet. Dies ist im Detail von der Online-Ausgabe des Handelsblatts im Januar 2019 recherchiert worden.5
Sofern sich die Berechnungen, wie in diesem Fall, auf das Tesla Model 3 beziehen, ist in dem IFO-Artikel nicht berücksichtigt worden, dass sowohl die Produktion der Zellen als auch der Zusammenbau zum Akku mit mindestens ganz überwiegend, wenn nicht ausschließlich erneuerbarem Strom aus Wind und Sonne in der Gigafactory in Nevada geschieht. Es bliebe allenfalls die CO2-Emission bei der Gewinnung der Rohstoffe,
- Bei den Ausführungen zur Brennstoffzelle fällt auf, dass unvermittelt von Wasserstoff als emissionsfreiem Kraftstoff die Rede ist. Legte man hier – zu Recht – dieselbe penible Sichtweise zugrunde wie beim Elektroauto, dürfte man natürlich nicht die sog. Vorkette, auch well-to-tank-Betrachtung genannt, außer acht lassen. Wasserstoff muss hergestellt werden. Anstelle umständlicher Rechnungen mit vermuteten Wirkungsgraden können wir hier auf eine Zahl zurückgreifen, die uns freundlicherweise die Wasserstoffwirtschaft selbst zur Verfügung stellt. Danach werden 55 kWh Strom benötigt, um ein kg Wasserstoff im Wege der Elektrolyse herzustellen6. Die Elektrolyse ist das einzige CO2-freie Verfahren zu dessen Herstellung. Für Kompression und Transport des Wasserstoffs müssen etwa weitere 20 % der Energie nach Darstellung der Verfasser aufgewandt werden. Das sind zusammen dann 66 kWh, damit 1 kg Wasserstoff in einen 700-bar-Tank eines Brennstoffzellenautos (FCEV) gelangen. Damit kann das FCEV dann bei behutsamer Fahrweise 100 km zurück legen. Ein Batterie-elektrisches Auto fährt mit 66 kWh eher 400 als 300 km weit und hat damit in der Energieeffizienz einen Vorsprung mit dem Faktor 3 bis 4 gegenüber einem FCEV. Energieeffizienz ist ein wichtiger Baustein der Energiewende, denn auch Strom aus erneuerbaren Quellen steht nicht kostenfrei oder unbegrenzt zur Verfügung.
Wasserstoff mag als Speicher unverzichtbar sein für den zunehmend unabhängig vom Bedarf durch Wind und Sonne produzierten Strom — es ist aber volkswirtschaftlich unsinnig, ihn in Konkurrenz zum sehr viel effizienteren Akku im Pkw einzusetzen.
Die Verfasser verfolgen einen auf den ersten Blick naheliegenden Gedanken, wenn sie ausschließlich den abgeregelten Strom für die Herstellung von Wasserstoff einsetzen wollen. Also den Strom, der nicht produziert werden kann, weil bei Starkwind zu viel Strom produziert werden würde, als dass er über das vorhandene Netz abtransportiert werden könnte. Dass er, richtigerweise, obwohl gar nicht produziert, dem Erzeuger vergütet wird, erhöht nachvollziehbarerweise den Druck, diesen Strom irgendwie sinnvoll einzusetzen. 2017 wurden laut Bundesnetzagentur 5,52 TWh Strom aus erneuerbaren Quellen abgeregelt, d.h. nicht eingespeist.7
Dem Gedanken, ausschließlich den abgeregelten erneuerbaren Strom in Wasserstoff und möglicherweise weiter in Methan und synthetischen Kraftstoffen umzuwandeln, stehen mehrere Probleme entgegen:
— Zur Reduzierung der abgeregelten Strommenge werden aktuell große überregionale Stromtrassen geplant, gebaut bzw. sind schon fertig, so dass der zu beobachtende Rückgang der abgeregelten Strommenge weiter voranschreiten wird.
— Zum Zweiten planen viele Nutzer, diesen Strom zu nutzen, möglicherweise unter der irrigen Annahme, er sei kostenlos oder nahezu kostenlos verfügbar.
— Zum Dritten werden leistungsstarke Elektrolyseure nicht wirtschaftlich zu betreiben sein, wenn sie nur dann laufen, wenn abgeregelter Strom zur Verfügung steht.
Wegen der sehr schlechten Energieeffizienz der Wasserelektrolyse und der Brennstoffzelle werden sehr große Strommengen benötigt werden (siehe Punkt 6), die nicht zur Verfügung stehen werden. Nicht aus erneuerbaren Quellen und auch nicht, wenn man Kohle oder Atomkraft einschließt. Der aktuell noch abgeregelte Strom wird nicht annähernd ausreichen.
- Die Verfasser drücken im Teil 4 (Zwei mögliche Szenarien zur Elektrifizierung des Verkehrs) ihre Sorgen darüber aus, wie der Strombedarf für die Elektrifizierung des deutschen Pkw-Bestandes gedeckt werden kann. Dabei gehen sie von falschen Zahlen aus. Sie nehmen an, dass allein für alle deutschen Pkw (ca. 46 Mio.) 200 TWh Strom im Jahr benötigt würden. Eine einfache Rechnung kann das korrigieren: Geht man von 15.000 km/a aus und einem Verbrauch von 18 kWh/100 km (einschließlich Lade- und Leitungsverluste) so kommt man auf 2,7 MWh pro Elektroauto und Jahr. Eine Million Elektroautos kämen auf 2,7 TWh pro Jahr. Das wären 0,5 %der deutschen Nettostromproduktion. Eine Steigerung, die im Grundrauschen verschwinden würde. Eine Million Elektroautos werden voraussichtlich erst in einigen Jahren erreicht werden. 10 Millionen E-Autos werden 5 % der deutschen Nettostromproduktion in Anspruch nehmen und 40 Mio. E-Autos etwa 20 %. Das wären 110 TWh (und nicht 200 TWh) von 550 TWh Gesamtproduktion. Das wird aber sicherlich nicht mehr vor 2030 erreicht werden. Abzuziehen ist der Strombedarf für die Herstellung von ca. 36 Milliarden Liter Benzin und Diesel im Jahr.
Der Gesamt-Energiebedarf Deutschlands würde bei der Annahme von 7 l Benzin/100 km (= 60 kWh/100 km) bei einem durchschnittlichen Benziner und 18 kWh/100 km bei einem durchschnittlichen E-Auto für den Sektor Pkw-Verkehr auf 30 % zurückgehen.
Für das von den Verfassern bevorzugte Wasserstoff-/Brennstoffzellenauto würden etwa 400 TWh nötig sein.
Der Gesamt-Energiebedarf Deutschlands würde bei identischen Annahmen wie, für das FCEV allerdings 66 kWh/100 km um 10 % ansteigen.
Nur 5,52 TWh (1,4 %) würden theoretisch aus abgeregeltem Strom kommen können. Allein schon aus diesem Grund wäre eine Umstellung auf FCEV nicht möglich und auch nicht sinnvoll.
Zusammenfassend:
Eine Durchsicht des Artikels hinterlässt den Eindruck einer Vermischung persönlicher politischer Ansichten der Verfasser mit einer Auswahl geeignet erscheinender wissenschaftlicher Untersuchungen sowie statistischer Erhebungen, die das offenbar gewünschte Ergebnis des Artikels scheinbar unterstreichen.
Insgesamt drängt sich der Eindruck auf, die Verfasser haben zu sehr die Bestätigung ihrer persönlichen Meinung im Blick gehabt, denn sie haben weder aktuelle Studien zu Rate gezogen noch in mehreren Fällen die richtigen Zahlen verwendet. Es gibt eine Fülle aktueller, seriöser Studien, die die im IFO-Artikel genannten Probleme nicht übersehen und die zu einheitlich anderen Ergebnissen kommen.
1 zuletzt: Agora Verkehrswende (2019): Klimabilanz von Elektroautos. Einflussfaktoren und Verbesserungspotential.
Wietschel et al. (2019): Die aktuelle Treibhausgasemissionsbilanz von Elektrofahrzeugen in Deutschland. Fraunhofer ISI. Working Paper Sustainability and Innovation No. S 02/2019
2 https://www.welt.de/motor/article172993561/Herbst-2018-Dank-WLTP-verbrauchen-Autos-20-Prozent-mehr.html
3 https://www.spritmonitor.de/de/uebersicht/28-Mercedes-Benz/270-C-Klasse.html?fueltype=1&fuelsort=1&vehicletype=1&constyear_s=2017&constyear_e=2019&page=2&gearing=2&exactmodel=C+220d&powerunit=2
4 Romare, M. und L. Dahllöf (2017): The Life Cycle Energy Consumption and Greenhouse Gas Emissions from Lithium-Ion Batteries. No. C 243, IVL Swedish Environmental Research Institute.
5 https://edison.handelsblatt.com/erklaeren/elektroauto-akkus-so-entstand-der-mythos-von-17-tonnen-co2/23828936.html
6 https://cleanenergypartnership.de/faq/wasserstoffproduktion-und-speicherung/?scroll=true
7 https://www.bundesnetzagentur.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/DE/2018/20180618_NetzSystemSicherheit.html
