Produziert die Produktion einer Tesla-Batterie so viel CO2 wie 200.000 km fahren?

tl;dr: Die behauptete Reichweite ist 50 % höher als die schlechtesten Annahmen für die Batterieproduktion und 500 % höher als die besten Annahmen. Aber es ist kein Vergleich von Äpfeln zu Äpfeln.

CO2-Emissionen aus der Batterieproduktion

Die Bandbreite der geschätzten Werte für Emissionen aus der Batterieproduktion variiert in der Literatur stark:

1. In einer Antwort auf Sustainability.SE zitierte ich eine Studie aus dem Jahr 2011 ( „Life Cycle Environmental Assessment of Lithium-Ion and Nickel Metal Hydride Batteries for Plug-In Hybrid and Battery Electric Vehicles“), die die höchste Schätzung angab, die ich finden konnte. Der Volltext dieses Artikels ist nicht mehr verfügbar, aber ich habe die zuvor zitierten Werte eingefügt.

2. „Life Cycle Assessment of Lithium-Ion Battery for Plug-in Hybrid Electric Vehicles – Critical Issues“ liefert basierend auf dieser Abbildung ähnliche Werte:

3. „Life Cycle Assessment of Greenhouse Gas Emissions from Plug-in Hybrid Vehicles: Implications for Policy“ ergibt einen deutlich geringeren Wert (im Zusatzmaterial).

4. Kommentatoren wiesen darauf hin, dass der von Greenpeace zitierte Bericht aktualisiert wurde und eine Reihe von Werten angibt, die noch niedriger sind.

Hier die Werte aus allen Quellen zum Vergleich, die die Bandbreite zeigen:

[1] Li-ion (LFP-type):  0.250 kg CO2eq / Wh
[1] Li-ion (NCM-type):  0.200 kg CO2eq / Wh
[3] Li-ion:             0.120 kg CO2eq / Wh
[4] Li-ion (high end):  0.106 kg CO2eq / Wh
[4] Li-ion (low end):   0.061 kg CO2eq / Wh

Ergebnis für ein Tesla Model S

Mit diesen Werten führt die Produktion der 100-kWh-Batterie für ein Tesla Model S zu Emissionen von 6.100 bis 25.000 kg CO ₂ eq .

Vergleich mit ICE-Fahrzeug

Bei der Verbrennung von einem Liter Benzin werden 2,3 kg CO ₂ freigesetzt ( Quelle (PDF) ). So entspricht die Produktion einer Tesla-Batterie dem Verbrauch von etwa 2.700 bis 10.900 Litern Benzin.

Bei einem "normalen Auto" (in der Frage erwähnt) mit einer Kraftstoffeffizienz von 8 Litern / 100 km entspricht diese Kraftstoffmenge einer Reichweite von 33.150 bis 136.250 km .

Das liegt deutlich unter den im Claim genannten 200.000 km. Der Anspruch ist 47 % hoch für die Emissionen der Batterieproduktion im schlimmsten Fall und 503 % im besten Fall.

Was die Behauptung (und diese Analyse) ignoriert

Wenn wir Greenpeace den Vorteil des Zweifels geben, versuchen sie nicht wirklich , EVs mit ICEVs zu vergleichen. Sie weisen darauf hin, dass die Produktion von Batterien kohlenstoffintensiv ist, und geben eine praktische Referenz, um zu verstehen, wie intensiv sie ist.

Aber der Vergleich, so wie er geschrieben wurde, bricht wegen all dessen zusammen, was er ignoriert (danke an die Kommentatoren, die auf all diese Faktoren hingewiesen haben):

• 8 L/100 km ist willkürlich. Einige ICEV sind besser/schlechter.
• Auch die Herstellung von Benzin verursacht CO ₂ -Emissionen, noch bevor es im Tank ist.
• Die Produktion aller Komponenten sowohl von ICEVs als auch von Elektrofahrzeugen führt zu unterschiedlichen Mengen an Kohlenstoffemissionen und kann am Ende der Lebensdauer bis zu einem gewissen Grad recycelt werden.
• Die für die Batterieproduktion verwendete elektrische Energie könnte aus erneuerbaren Energien stammen – die zitierten Studien gehen von einem „durchschnittlichen“ Mix aus etwas Kohle und Erdgas aus.

Zusätzlich zu all den anderen großartigen Antworten gibt es eine sehr wichtige Tatsache, die in diesen Vergleichen immer ignoriert wird (Google-Übersetzung, von mir leicht korrigiert):

Die Gesamtemissionen von Benzin und Diesel werden in diesem Beispiel beschönigt.

Für die Ölförderung, Raffinerie und den Transport auf Tankern, in Pipelines und LKWs wurden für unsere 6,4 Liter Dieselkraftstoff 44 kWh Energie verbraucht. Mit dieser Energie wäre ein Elektroauto also 250 Kilometer weit gefahren, bevor der Dieselkraftstoff überhaupt im Tank ist.

Der Vergleich war „pro 100 km“, also hat das Elektroauto tatsächlich einen Vorteil von fast Faktor 3 im Wirkungsgrad, es sei denn, Sie gehen davon aus, dass Kraftstoff magisch an der Tankstelle erscheint. Der Transport von Strom erfolgt dagegen nahezu kostenlos und verlustfrei.

Auch dazu habe ich leider nur eine deutschsprachige Quelle: https://www.wiwo.de/technologie/mobilitaet/hajeks-high-voltage-1-nachgerechnet-wann-elektroautos-sauberer-sind-als-verbrenner /25218614.html

Originalzitat:

Dabei sind die Gesamtemissionen bei Benziner und Diesel hier noch geschönt.

Denn für Ölförderung, Raffinade und Transport auf Tankern, in Pipelines und Lkws wurden 44 kWh Energie für unsere 6,4 Liter Diesel verbraucht. Mit anderen Worten: Mit dieser Energie wäre ein E-Auto bereits 250 Kilometer gefahren, ehe der Diesel-Kraftstoff auch nur den Tank erreicht hätte.

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Zweitens geht der Vergleich von einer Batterieproduktion in Asien (wie beispielsweise beim Nissan Leaf) mit einem durchschnittlich kohlelastigen Strommix aus. Aber Automobilunternehmen, insbesondere Tesla, nutzen zunehmend erneuerbare Energien für die Produktion von Batterien und Autokomponenten mit dem Ziel, 100 % erneuerbare Energie aus Sonnenkollektoren zusätzlich zu jeder Gigafactory zu verwenden. Auch ohne diese erneuerbaren Quellen vor Ort hat die Produktion der Batterie in den USA oder der EU bereits einen höheren Anteil an erneuerbarer Energie aus dem Netz.

Siehe https://www.carbonbrief.org/factcheck-how-electric-vehicles-help-to-tackle-climate-change

Fazit: Wenn Sie ein Tesla Model S mit dem sparsamsten Dieselauto vergleichen, das Sie finden können, ignorieren Sie die Produktions- und Transportemissionen für konventionellen Kraftstoff, nehmen Sie die Emissionen aus der Batterieproduktion eines Nissan Leaf und gehen Sie davon aus, dass sie gleich sind Für eine Tesla-Batterie drehen Sie die Zahlen etwas mehr, um Ihre Voreingenommenheit zu untermauern, dann könnten Sie am Ende einen Vorteil von 200.000 km haben.

IVL, die Quelle der 150 bis 200 Kilogramm CO ₂ -Zahl, veröffentlichte kürzlich eine neue Studie , die zu einer viel niedrigeren Schätzung führte: 61 bis 106 kg pro kWh Batteriekapazität, abhängig von den Energiequellen und der Effizienz verschiedener Produktionsanlagen. "[Damit] stimmt es viel mehr mit anderen Studien überein." ¹

Gründe für den Unterschied:

• Die neue Studie lässt Emissionen im Zusammenhang mit dem Recycling der Batterie aus, die in der Studie von 2017 15 kg CO ₂ ausmachten . ¹ 1 Impliziert, dass dies zu einem faireren Vergleich von Äpfeln zu Äpfeln führt.
• Die Chemie neuerer Batterien verändert sich. Da ein Großteil der batteriebedingten Emissionen aus dem Abbau und der Verarbeitung der benötigten Rohstoffe stammt, wirkt sich dies auf die Emissionen aus. "Es gibt einen Trend, Nickel zu erhöhen und Kobalt in der verwendeten Kathodenchemie zu verringern." ¹

• Die neue Studie nutzte neuere Daten, die Emissionen während kritischer Schritte im Herstellungsprozess messen. ¹ Die Batterieproduktion wird mit zunehmender Reife des Prozesses effizienter.

  • Der Hauptenergieaufwand während des Prozesses entsteht, wenn die Kathoden und Anoden der Batterien durch Mischen von Materialien in einem Lösungsmittel (Wasser oder anderes) hergestellt werden und das Lösungsmittel verdampft wird, um ein Pulver zurückzulassen. ¹
    Neuere Messungen in laufenden Anlagen ergaben einen viel niedrigeren Wert als die Studie von 2017, „die den 1,6- bis 3-fach höheren Energieverbrauch für die Trocknung schätzte“. ¹

  • Die neue Version erkennt auch an, dass der im Herstellungsprozess verwendete Strom aus saubereren Quellen stammt und möglicherweise vollständig aus erneuerbaren Energien stammen könnte. Das hilft, das untere Ende des geschätzten Bereichs nach unten zu bringen. Von den geschätzten 61-106 kg CO ₂ -Emissionen pro Kilowattstunde Batteriekapazität stammen 59 kg von den in der Batterie verwendeten Rohstoffen. Dann macht der Herstellungsprozess je nach Mischung der verwendeten Energieträger 2-47 kg aus. ¹

  • Die Studie von 2017 verwendete eine etwas höhere Zahl für Rohstoffe – 60–70 kg CO ₂ –, schätzte aber die Herstellungsemissionen auf 70–110 kg. ¹

Inwieweit jeder Schritt des Herstellungsprozesses zu den mit der Batterieproduktion verbundenen CO _{2 -Emissionen beiträgt, aus der IVL-Studie 2019:} ¹

NEIN.

Es gibt den Rechner des finnischen Panels zum Klimawandel unter https://www.ilmastopaneeli.fi/autokalkulaattori/

Leider ist der Rechner auf Finnisch, aber das Tool hat recht gute Voreinstellungen. Das Fahrzeug 1 ist ein benzinbetriebenes Auto (Bensiini), und das zweite Fahrzeug ist ein reines Elektrofahrzeug (Sähkö) mit einer Batteriegröße von 42,1 kWh.

Die Lebenszyklusemissionen bei 14000 km pro Jahr gleichen sich zwischen 2 und 3 Jahren aus. Sagen wir 2,5 Jahre (obwohl es fairerweise eher 2 Jahre als 3 Jahre sind). Es werden also ca. 35000 km und die zusätzlichen Emissionen der Batterieproduktion kompensiert.

Die Stromemissionen, 0,137 kg/kWh, entsprechen in etwa dem, was die eher saubere Stromerzeugung/Importe von ausländischem Strom in Finnland produzieren. Die Benzinverbrennungsemissionen (2,348 kg / Liter) sind real und ich gehe davon aus, dass die indirekten Benzinproduktionsemissionen (0,655 kg / Liter) ungefähr korrekt sind.

Das batterieelektrische Fahrzeug verbraucht 17 kWh / 100 km und das Benzinfahrzeug verbraucht 7,1 Liter / 100 km. Ziemlich realistische Zahlen wie ich finde.

Durch Drücken des "Info"-Buttons wird eine ziemlich ausführliche Beschreibung der theoretischen Grundlagen und Berechnungsformeln angezeigt, wiederum leider nur auf Finnisch.

Wenn Sie das Tool interessant finden, senden Sie bitte Feedback an die Autoren unter palaute@autokalkulaattori.fi und bitten Sie freundlich um eine englischsprachige Version des Tools.