Umwelt & Rahmenbedingungen

Elektrofahrzeuge machen unsere Mobilität effizienter, verbrauchen im Betrieb keine kostbaren fossilen Rohstoffe und verursachen lokal keine Emissionen. 

Ein Elektrofahrzeug zu fahren macht Spaß und beim Abbremsen oder bergab Fahren kann der Motor als Generator arbeiten und lädt dabei die Batterie. Die Energie wird zurückgewonnen.

Elektrofahrzeuge machen unsere Mobilität effizienter, verbrauchen im Betrieb keine kostbaren fossilen Rohstoffe und verursachen lokal keine Emissionen. Elektromobilität könnte die Belastung durch Feinstaub und Schadstoffe wie NOX oder CO2 deutlich reduzieren. Besonders im innerstädtischen Verkehr sind Elektrofahrzeuge den konventionell angetriebenen Autos in jeder Hinsicht überlegen. Sie sind leise, sprintstark und unterliegen im Stopp-and-Go-Verkehr kaum erhöhten Verschleiß.

Dies ist aber nur eine Seite der Medaille, denn der Strom wird in Deutschland auch unter Einsatz fossiler Energieträger erzeugt. Somit stecken in jeder Kilowattstunde (kWh), die in die Batterie eines Elektroautos geladen wird auch die anteiligen Emissionen der Kraftwerke. Wirklich gewinnen kann die Umwelt also nur dann, wenn Elektrofahrzeuge, die Verbrenner ersetzten, mit Strom aus erneuerbaren Energien geladen werden. Das geht nicht nur über einen Ökostromtarif zuhause, sondern auch mit Park- und Ladestationen, die direkt Photovoltaikanlagen und Windkraftanlagen nutzen. Erste Musteranlagen sind bereits in Betrieb und der Ausbau wird auch hier voranschreiten.

Können unsere Stromnetze überhaupt so viele neue Elektrofahrzeuge mit Ladestrom versorgen?

Die gute Nachricht: Unsere Stromversorgung wird bis 2020 nicht zusammenbrechen. Aber ein Ausbau der Energietrassen und eine intelligente Steuerung von Erzeugung, Speicherung und Verbrauch (das sogenannte Smart Grid) sind mittelfristig unumgänglich.

 

Ein Elektrofahrzeug, das im Jahr 25.000 Kilometer zurücklegt, verbraucht ungefähr so viel Strom, wie ein Vierpersonenhaushalt im selben Zeitraum. Wenn dieser zusätzliche Bedarf an Energie immer genau zu den Spitzenzeiten abgerufen werden sollte, könnte es in der Tat zu Lastspitzen kommen, die das Stromnetz nicht tragen kann. Wenn die Ladevorgänge allerdings zu verbrauchsarmen Zeiten, zum Beispiel in der Nacht durchgeführt werden, könnte das Netz damit sogar entlastet werden, da zu diesen Zeiten häufig ein Überangebot an Energie vorliegt.


Ein Elektrofahrzeug zu fahren ist bereits heute ökologisch sinnvoll

Der elektrische Antrieb hat von der Ladung der Batterie bis zum Vortrieb durch die Räder einen Wirkungsgrad von 60 bis 70 Prozent, während ein Verbrennungsantrieb vom Tank zum Rad bestenfalls 22 Prozent erreicht. Hinzu kommt, dass der Wirkungsgrad des Elektroantriebs fast unabhängig ist von Geschwindigkeit, Drehzahl und Verkehrssituation. Zudem sorgt der Ausbau erneuerbarer Energien sehr schnell für eine deutlich bessere Gesamtbilanz beim Elektroantrieb - und das ganz ohne das Zutun des Fahrers.

Nutzung Erneuerbarer Energien ist entscheidender Faktor

Wer schon einmal ein Elektrofahrzeug gefahren hat, ist in aller Regel von dem hohen Drehmoment des Elektromotors, das bei jeder Drehzahl sofort zur Verfügung steht, begeistert – keine Verzögerung, kein Schlupf, kein Schalten mehr. Und wenn es gerade nicht vorwärts geht, an der Ampel oder im Stau, verbraucht der Motor keine Energie. Noch besser: Beim Abbremsen oder bergab Fahren kann der Motor als Generator arbeiten, bremst das Fahrzeug sanft und lädt dabei die Batterie.

E-Fahrzeug am Wiesenrand.
Ausblick aus einem Elektrofahrzeug in eine Allee.

Die Herkunft des getankten Stroms entscheidet über die Umweltverträglichkeit des Elektrofahrzeugs

Ob in Deutschland oder anderswo – der Strommix entscheidet über die Emissionen der E-Mobilität.

Strommix in Deutschland

Deutschland setzt bei der Erzeugung von Strom auf mehrere sogenannte Primärenergieträger. Insgesamt wurden 2015 in Deutschland 583 Milliarden Kilowattstunden erzeugt, dabei wurden 312 Millionen Tonnen CO2 in die Atmosphäre entlassen.

Im Mittel wurde also für jede Kilowattstunde 535 Gramm CO2 emittiert. Dabei nehmen die Kernenergie und die regenerativen Energien eine Sonderrolle ein, da sie praktisch keine atmosphärischen Schadstoffemissionen verursachen. Der Anteil der Kernenergie wird im Rahmen der Energiewende weiter abnehmen und soll 2022 bei Null liegen, während die erneuerbaren Energien ausgebaut werden.

Der völlige Verzicht auf fossile Energieträger ist in Deutschland derzeit kaum möglich, aber für die Zukunft nicht unrealistisch. Voraussetzungen dafür sind der Ausbau der Stromnetze und der Einsatz effizienter Energiespeicher. Dies ist unumgänglich, da in Deutschland hauptsächlich Wind- und Solarenergie als erneuerbare Energien genutzt werden, diese fallen aber leider nicht immer genau dort und zur rechten Zeit an, wo gerade Energie benötigt wird.

Smart Grid

Unter Smart Grid versteht man in Bezug auf Energienetze ein intelligentes selbststeuerndes Stromnetz, das die Entnahme- und Einspeisepunkte steuern kann, um zu jeder Zeit ausreichend Energie an alle Verbraucher zu liefern und ebenso die dezentral erzeugten Strommengen, zum Beispiel aus Windkraft oder Photovoltaik, aufnehmen kann.

Die Steuerung kann nach dem Marktprinzip über einen flexiblen Preis pro Kilowattstunde erfolgen. Das funktioniert mit der Stromabgabe genauso, wie mit der Einspeisung, für die eine flexible Vergütung berechnet wird. Damit die flexiblen Tarife wirklich genutzt werden können, müssen die Haushalte über intelligente Geräte verfügen, die mit dem Stromnetz kommunizieren können. So kann eine Waschmaschine am Nachmittag beladen werden mit dem Auftrag, bis zum nächsten Morgen um 9 Uhr die Wäsche gewaschen zu haben. Die Waschmaschine fragt nun das Stromnetz, wann der günstigste Strompreis angeboten wird, bucht die benötigte Energiemenge vor und startet zum angegebenen Zeitpunkt den Waschvorgang. Viele Verbraucher im Haushalt könnten so für eine Reduzierung der Lastspitzen und einen gleichmäßigeren Energiebedarf sorgen. Zusätzlich spart der Verbraucher, da er günstigere Preise kurzfristig nutzen kann.

Einige Verbraucher sind hinsichtlich der Betriebszeiten allerdings nicht so flexibel. Eine Klimaanlage soll ja genau dann laufen, wenn Kühlung benötigt wird. An dieser Stelle können Stromspeicher, die auch in Haushalten installiert werden können, eine Lösung sein. Besonders im Zusammenwirken mit erneuerbaren Energien, die eben auch nicht immer dann produziert werden, wenn der Bedarf da ist, kann damit das Netz stabilisiert und können Kosten gespart werden. Erste Hausspeicher sind bereits am Markt verfügbar.

Wird nun in einen Haushalt auch noch ein Elektrofahrzeug mit einem vergleichsweise hohen Energiebedarf und hoher Speicherkapazität integriert, bedeutet das nicht zwangsläufig, dass das Netz zusätzlich belastet wird. Der Ladevorgang kann von der Wallbox (die heimische Ladestation) so gesteuert werden, dass über Nacht, wenn das Stromangebot höher als die Nachfrage ist, zu einem sehr günstigen Tarif geladen wird.

Im Idealfall könnte zu Spitzenlastzeiten auch wieder Strom vom Auto ins Netz zurückgespeist werden - natürlich gegen eine angemessene Vergütung.