Elektroautos – Lithium-Batterie versus Öl als Treibstoff
Elektroautos fahren meist mit grünem Strom, konventionelle Autos verbrennen große Mengen an Erdöl und belasten dabei Gesundheit und Klima. Anstatt eines Tanks haben Elektroautos Stromspeicher für den Antrieb, die nach der Nutzung als stationäre Speicher weiterleben. Das Lithium in den Akkus kann wie andere Bestandteile recycelt werden, das Erdöl ist verbraucht.
Die Batterie im Elektroauto
Elektroautos fahren mit Strom, konventionelle Autos benötigen Erdöl. Anstatt eines Tanks haben Elektroautos Stromspeicher für den Antrieb. Lithium ist ein Schlüsselrohstoff in aktuellen Batterien. Für die derzeitigen Batteriegrößen werden rund fünf Kilogramm Lithium benötigt. Dieses Lithium und auch andere Rohstoffe in der Batterie können recycelt werden und stehen weiterhin zur Verfügung. Im Unterschied dazu verbraucht ein Auto mit Verbrennungsmotor dauerhaft große Mengen an Erdöl. Dieser Rohstoff wird unwiederbringlich verbraucht und zu klimaschädlichem CO2 umgewandelt. Bei der Verbrennung entstehen auch Schadstoffe wie die giftigen Stickoxide (NOx).
Der Akku kommt als neuer Bauteil bei Elektroautos hinzu. So werden zum Teil „neue“ Rohstoffe wie Lithium, Mangan, Graphit, Kobalt & Co benötigt, die bisher bei der Autoproduktion keine Rolle gespielt haben. Aktuelle Antriebsbatterien im Elektroauto wiegen 300 bis 400 kg. Dafür fallen andere Komponenten im Vergleich zum Verbrennungsmotor weg. Es gibt keinen aufwendigen Verbrennungsmotor mit Getriebe, Öl-/Kraftstofffilter, Auspuff usw. Durch zusätzliche Leichtbauweise wiegen Elektroautos meist nicht mehr als vergleichbare Autos mit Verbrennungsmotor. Die einfache Bauweise von E-Autos benötigt viel weniger Bauteile, deshalb sind auch Wartungskosten deutlich geringer.
Woher stammen nun die Rohstoffe? Graphit kommt größtenteils aus China, Kobalt aus dem Kongo, Aluminium aus Australien, Mangan aus Südafrika sowie Nickel aus Russland, Philippinen, Kanada und Indonesien. Die Umweltauswirkungen beim Abbau, Arbeits- und Sozialbedingungen sind je nach Abbaulagerstätte sehr unterschiedlich - von unproblematisch bis kritisch. Es gibt teilweise Initiativen von Autoherstellern, um entsprechende soziale und ökologische Standards sicher zu stellen. Hier gilt es zukünftig ein Hauptaugenmerk zu legen, um weitere Verbesserungen zu erreichen.
Es ist davon auszugehen, dass sich die Inhaltsstoffe in zukünftigen Batterien zum Teil verändern. So werden bereits aktuell zunehmend Batterien in Elektroautos eingebaut, die ohne Kobalt auskommen. Je nach technologischer Entwicklung ändert sich somit auch die Zusammensetzung.
Es gibt ausreichend Lithium
Lithium ist zweifelsfrei ein Schlüsselrohstoff aktueller Batterien. Man kann von etwa fünf bis acht Kilogramm Lithium in einer Batterie eines durchschnittlichen Elektroautos ausgehen. Für die gesamte Lithiummenge einer Batterie liegt der Marktpreis bei nur etwa 100 Euro! Diese geringe Menge Lithium kann wie auch andere Rohstoffe in der Batterie wieder recycelt werden und steht damit weiterhin zur Verfügung.
Lithium ist ein Rohstoff, der nicht besonders knapp ist. Derzeit findet der Abbau hauptsächlich in Australien, Argentinien und Chile statt. Die weltweit größten Vorräte in Bolivien werden bislang erst zum Teil genutzt. Mit den aktuell weltweit bekannten Lithiumvorräten könnte man 10 Mrd. PKW mit Batterien ausstatten. Auch Österreich verfügt u. a. über Lithium- und Graphitvorräte. Die Lithiumlagerstätte in Kärnten würde für ca. 10 Millionen Traktionsbatterien reichen! Nachdem dieses Lithium und auch andere Rohstoffe in der Batterie in weiterer Folge recycelt werden können, gehen diese Ressourcen nicht verloren und können erneut für die Batterieproduktion eingesetzt werden. Die eigentliche Ressourcenverschwendung findet beim Auto mit Verbrennungsmotor statt, da das eingesetzte Erdöl für Benzin und Diesel nach der Nutzung verloren ist.
Wichtig ist, den Abbau von elektroauto-spezifischen Rohstoffen ökologisch und sozial verträglich zu gestalten. Dies gilt natürlich nicht nur für Batterien von Elektroautos sondern auch für andere Elektronikprodukte, die man nutzt. Entsprechende Informationen über die Rohstoffgewinnung sind je nach Hersteller mehr oder weniger gut vorhanden. Auch hier gilt der Vergleich mit der bisherigen Mobilitätsform und demgemäß mit der Erdölgewinnung.
Wie schaut ein aktueller Mengenvergleich aus? Das Lithium kann etwa 20 Jahre lang verwendet werden, in denen der Erdölverbrauch Jahr für Jahr anfällt. Demnach wäre der Erdölverbrauch um den Faktor 2.000 höher, wenn auch das Recycling des Lithiums berücksichtigt wird, liegt der Faktor bei 20.000! Ein Flächenvergleich macht das Verhältnis plastischer. Setzt man dem Erdölverbrauch flächenmäßig einem Fußballfeld gleich, entspricht die Lithiummenge gerade einmal 4 Elfmeterpunkten!
Elektroautos erhöhen Stromverbrauch und senken Erdölbedarf
In Bezug auf die Elektromobilität muss man auch einen Vergleich mit dem bisherigen Antrieb anstellen. So kann man durch 50.000 Elektroautos jedes Jahr mehr 35 Millionen Liter Erdöl einsparen! Das bringt nicht nur ökologische Vorteile sondern ermöglicht Wertschöpfung in Niederösterreich anstatt finanziellen Abfluss ins Ausland.
Der Betrieb von Elektroautos führt natürlich zu einem steigenden Stromverbrauch. Geht man von einer kompletten Umstellung auf 100 % Elektroautos aus, bedeutet das einen Mehrverbrauch von lediglich etwa 15 % zum aktuellen Strombedarf in Niederösterreich.
Mit 2.000 bis 2.500 kWh bei durchschnittlicher Fahrleistung ergibt sich für einen einzelnen Haushalt ein Mehrverbrauch, der mit nur 15 m² Photovoltaik im Jahresverlauf selbst hergestellt werden kann. Im Gegenzug dazu erspart man sich etwa 700 l Sprit bei einem Neuwagen. Den zusätzlichen Stromkosten von ca. 400 Euro stehen daher Einsparungen bei Benzin/Diesel in der doppelten Höhe gegenüber!
Für die optimale ökologische Wirkung ist natürlich erneuerbarer Ökostrom einzusetzen. Wir erzeugen in Niederösterreich bereits seit 2015 über die Jahresbilanz betrachtet mehr erneuerbaren Strom als wir verbrauchen. Diese gute Voraussetzung können wir nun für die Elektromobilität nützen.
Alte Batterien als Speicher für Photovoltaikanlagen nutzen oder recyceln
Eine Batterie hält tausend(e) Vollladezyklen und somit mehrere 100.000 Kilometer. Wenn ihre Kapazität nicht mehr für den mobilen Einsatz im Auto ausreicht, stehen 2 klassische Möglichkeiten zur Verfügung:
- Second-life als stationärer Speicher: Die alte Autobatterie eignet sich gut als Stromspeicher für die eigene Photovoltaikanlage. Der Stromüberschuss kann tagsüber in der Batterie gespeichert werden und nachts wieder im Haus verbraucht werden. Rein technisch betrachtet geht das natürlich auch bereits, wenn die Batterie noch im Auto eingebaut ist und für Fahrzwecke verwendet wird. Hier spricht man von einem „vehicle to grid“ System.
- Recycling: Wenn die Kapazität auch als stationäre Batterie nicht mehr ausreicht oder die Batterie im Zuge eines Unfalls Schaden genommen hat, sind die darin enthaltenen Ressourcen nicht verschwendet. Das Recycling und damit die rohstoffliche Wiederverwertung von Batterien ist größtenteils möglich. Aufgrund der Langlebigkeit von Traktionsbatterien fehlen aktuell noch die Mengen für großtechnische Anlagen. Gemäß EU-Vorgabe müssen mindestens 50 % der Altbatterien recycelt werden aber auch mindestens 95 Gewichtsprozent des gesamten Autos wieder verwendet oder verwertet werden. Somit ist sichergestellt, dass auch die Batterie recycelt wird.
Vergleich ökologischer Auswirkungen von Lithium, Erdöl & Co
Die objektive Aussage, welche Antriebsform vorteilhafter ist, liefert die Ökobilanz vom Umweltbundesamt. Dabei wird jeglicher Rohstoff- und Energieverbrauch auf CO2-Emissionen umgerechnet und vergleichbar gemacht. Autos mit Benzin bzw. Diesel emittieren ca. 255 bis 260 g CO2 pro Kilometer, Elektroautos der Kompaktklasse I (50 kWh Akku) beim Österreichischen Strommix nur ca. 109 g CO2. Den vollen ökologischen Vorteil spielen Elektroautos natürlich beim sinnvollen Einsatz von Ökostrom aus – hier sind es lediglich ca. 67 g CO2-Ausstoß über den gesamten Lebenszyklus. Mit etwa 75 % weniger Ausstoß vom klimaschädlichen CO2 liegt der Elektroantrieb ganz klar im Vorteil.
Darüber hinaus stellen Ölkatastrophen ein massives Problem dar. Immer wieder kommt es zu Unglücken im Zusammenhang mit Erdöl. Diese können kleinräumig wie bei einem Tanklastwagen sein aber auch von weiterreichender Bedeutung. Es ist kein Einzelfall, dass Öltanker sinken, Erdölplattformen im Meer verunglücken oder auch Ölpipelines Lecks bekommen.
Die Lithiumgewinnung geht wegen der Verdunstung mit einem Wasserverbrauch einher. Bei einer 60 kWh großen Batterie kann man von knapp 4.000 Liter Wasser ausgehen. Auch hier schafft der Vergleich wieder greifbare Relationen. Die in etwa gleiche Wassermenge verbraucht man im Zuge der Produktion eines Steaks, 30 Tassen Kaffee, 10 Avocados oder einer halben Jeans!