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Studie der Empa

Ökobilanz von Li-Ion-Akkus für Elektroautos: Umweltfreundlicher als erwartet!

27. August 2010, 15:51 Uhr | Corinna Puhlmann

Eine Studie der Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt – belegt, dass der ökologische Fußabdruck der Antriebsbatterie von Elektroautos, typisch der Lithium-Ionen-Batterie, umfeldfreundlicher ausfällt als von vielen erwartet. Anders ausgedrückt: Max. 4 Liter Benzin pro 100 km darf ein herkömmliches Auto schlucken, um ähnlich umweltverträglich zu sein wie moderne Elektroautos.

Die Umweltauswirkungen Batterie betriebener Autos mit denjenigen konventionell angetriebener Autos zu vergleichen, ist nicht einfach. Denn es ist nicht genau bekannt, wie stark Herstellung, Nutzung und Entsorgung der elektrischen Energiespeicher die Umwelt belasten. Erstmals hat nun ein Empa-Team die Ökobilanz von Li-Ion-Akkus genauer untersucht. Gegenstand der Analyse war eine chemisch verbesserte bzw. umweltverträglichere Version der heute am häufigsten eingesetzten Batterie. Die Studie zeigt: Stammt der Strom nicht allein aus Wasserkraft, dann ist es, genau wie bei Autos mit konventionellen Verbrennungsmotoren, vor allem der Betrieb der Autos, der die Umwelt belastet – je nachdem, welcher Strommix für das Laden der Batterien benutzt wird. Die Li-Ion-Batterie selbst hat dagegen einen geringen Einfluss auf die Ökobilanz der Elektroautos – entgegen ursprünglicher Befürchtungen, die Herstellung der technisch aufwändigen Batterien könnte den Vorteil des Elektroantriebs wieder wettmachen.

Die Forscher der Empa-Abteilung »Technologie und Gesellschaft« haben bei der Berechnung des ökologischen Fußabdrucks der mit Li-Ion-Akkus ausgestatteten Elektroautos alle maßgeblichen Faktoren von der Produktion der Einzelbestandteile über die Betriebszeit bis zur Verschrottung des Fahrzeugs einbezogen. Die Daten für die Beurteilung der Akkus mussten dafür eigens erhoben werden. Dabei trafen die Forscher eine bewusst ungünstige Annahmen: So wurde etwa nicht berücksichtigt, dass eine ausrangierte Fahrzeugbatterie noch stationär weiterverwendet werden kann. Die Daten für die Ökobilanzierung der restlichen Fahrzeugbestandteile stammen aus der von der Empa betreuten »ecoinvent«-Datenbank. Das untersuchte e-Fahrzeug entsprach in Größe und Leistung der Golfklasse, als Treibstoff diente Strom aus dem durchschnittlichen europäischen Strommix.

Als Vergleichsfahrzeug wurde ein neues Benzinauto – schadstoffarm nach Abgasnorm Euro 5 – eingesetzt, das im neuen Europäischen Fahrzyklus (NEDC) durchschnittlich 5,2 Liter auf 100 km verbraucht. Dieser Verbrauch ist wesentlich tiefer als der europäische Durchschnitt; das Fahrzeug gehört damit zu den Klassenbesten Benzinautos auf dem Markt.

Der Strom schlägt ordentlich zu Buche – weniger die Batterie

Die Studie zeigt, dass der eigentliche Li-Ion-Antrieb des Elektroautos die Umwelt nur mäßig belastet; nur maximal 15 Prozent der Gesamtbelastung durch das Elektroauto entfallen auf die Batterie, durch deren Herstellung, Unterhalt und Entsorgung. Die Hälfte davon wiederum – also rund 7,5 Prozent der Belastung – machen die Gewinnung und Herstellung der Batterierohstoffe Kupfer und Aluminium aus; die Lithiumgewinnung schlägt dagegen nur mit 2,3 Prozent zu Buche. »Lithium-Ionen-Akkus sind also nicht so schlecht wie bisher angenommen«, sagt Dominic Notter, Mitautor der Studie, die soeben im Fachjournal »Environmental Science & Technology« publiziert wurde.

Anders sieht es dagegen für den Betrieb des Elektroautos über eine erwartete Lebensdauer von 150.000 km aus: Die größte Umweltbelastung verursacht das regelmäßige Laden der Batterie, also der »Sprit« Elektroautos. Tankt man einen in Europa üblichen Strommix aus Atom-, Wasser- und Kohlekraftwerken, wird die Umwelt dreimal mehr belastet als durch den Li-Ion-Akku an sich.