Verschmutzt ein Auto mit Hybridmotor und Lithiumbatterien mehr als ein Auto mit konventioneller Technik?

Wenn Sie nach Nickel-Metall-Hybridbatterien fragen würden, wäre die Antwort sehr einfach. Mit diesen wurde eine große Anzahl von Studien durchgeführt, die normalerweise zu dem Schluss kamen, dass sie eine Lebensdauer haben, die mit der von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor vergleichbar ist. Um die 100.000-Meilen-Bewertung der Toyota RAV4 EV-Studie zu zitieren ,

Der Test mit fünf Fahrzeugen demonstriert die Langzeithaltbarkeit von Nickel-Metallhydrid-Batterien und elektrischen Antriebssträngen. Bei Fahrzeugen mit der höchsten Laufleistung ist bisher nur ein geringer Leistungsabfall zu beobachten. Testdaten liefern starke Beweise dafür, dass alle fünf Fahrzeuge die 100.000-Meilen-Marke überschreiten werden, und die positiven Erfahrungen von SCE weisen auf die sehr hohe Wahrscheinlichkeit einer Batterie- und Antriebsstranglebensdauer von 130.000 bis 150.000 Meilen hin. Dies wird durch volle oder überwiegend volle Reichweitennutzung nach jeder Ladung erreicht. EVs können daher die Lebenszyklusmeilen vergleichbarer Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor erreichen oder übertreffen.

Somit ist die Reduzierung von Treibhausgasen lediglich ein Nettonutzen für die Umwelt. Sie haben jedoch nach Lithium-Ionen-Batterien gefragt. Das macht die Antwort schwerer zu beantworten. Lithium-Ionen-Batterien werden erst seit kurzem in Hybridautos eingesetzt. Zu diesem Thema liegen nur wenige Informationen vor.

Nehmen Sie nicht mein Wort dafür. Es ist das erste, was in der einzigen Peer-Review-Studie, die ich zu diesem Thema finden konnte, gesagt wurde und im August 2010 veröffentlicht wurde:

Batteriebetriebene Elektroautos (BEVs) spielen eine Schlüsselrolle in zukünftigen Mobilitätsszenarien. Über die Umweltauswirkungen der Herstellung, Nutzung und Entsorgung der Lithium-Ionen (Li-Ion) Batterie ist jedoch wenig bekannt. Dies macht es schwierig, die Umweltauswirkungen von BEVs mit denen von Autos mit Verbrennungsmotor (ICEVs) zu vergleichen.

Die Studie machte mehrere Annahmen, die für ICEV günstig waren:

• 2009 ein energieeffizienteres Auto als der durchschnittlich in Europa verkaufte Pkw benutzten. Sie verbrauchten 5,2 L Benzin pro 100 km, statt 5,7 L Diesel/100 km 6,6 L Benzin/100 km.
• „Alle Ausgaben für die Verwertung der Lithiumsalze wurden den Lithiumsalzen zugeordnet, obwohl die Salzsole auch andere Nebenprodukte liefert.“
• Alle Belastungen aus der Produktion werden dem ersten Lebenszyklus jedes Produkts zugeordnet, auch wenn das Produkt wiederverwendet oder recycelt werden kann. Wie in der Studie erläutert, werden BEV durch diese Annahme stark benachteiligt, da das Recycling von Elektrobatterien hoch ist und das Recycling von Lithium energieeffizienter ist als die Herstellung.

Trotzdem schneiden Elektroautos bei allen vier Indikatoren (abiotischer Abbau, Treibhauspotenzial, kumulierter Energiebedarf und Öko-Indikator 99) deutlich besser ab als konventionelle Autos:

Tatsächlich kommt die Forschung zu dem Schluss

Alle Fakten zusammengenommen, die Ergebnisse der LCA, die verschiedenen Sensitivitätsanalysen, die angewandte Modellierung für EOL, die Annahme für den verwendeten Strommix etc. legen nahe, dass die E-Mobilität im Vergleich zur konventionellen Mobilität ökologisch vorteilhaft ist. Die Li-Ionen-Batterie spielt bei der Bewertung der Umweltbelastung durch E-Mobilität eine untergeordnete Rolle. Somit führt eine Li-Ionen-Batterie in einem BEV nicht zu einer Überkompensation der potenziellen Vorteile der höheren Effizienz eines BEV im Vergleich zu einem ICEV.

Sie stellen jedoch fest, dass dies nicht immer notwendigerweise immer der Fall ist. Einige sehr kleine und effiziente Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor können genauso gut abschneiden wie Elektroautos:

Eine Break-Even-Analyse zeigt, dass ein ICEV weniger als 3,9 l/100 km verbrauchen müsste, um einen niedrigeren CED als ein BEV zu verursachen, oder weniger als 2,6 l/100 km, um einen niedrigeren EI99-H/A-Wert zu verursachen. Verbräuche in diesem Bereich werden von einigen kleinen und sehr effizienten Diesel-ICEV beispielsweise von Ford und Volkswagen erreicht ( 13 , 39 ).

Sie stellen auch fest, dass die Art und Weise, wie die Energie erzeugt wird, die Umweltfreundlichkeit von BEV beeinflusst. Die Studie verwendete den durchschnittlichen Stromerzeugungsmix in Europa, um eine allgemeine Vorstellung zu vermitteln. Kommt der Strom aus „einem durchschnittlichen Steinkohlekraftwerk“, erhöht sich die Umweltbelastung um 13,4 %. Kommt der Strom dagegen aus Wasserkraftwerken, sinkt die Umweltbelastung um 40,2 %. Je mehr Länder auf grüne Energie umsteigen, desto geringer wird die Umweltbelastung durch Elektroautos.

Die Studie befasst sich nicht mit den Herstellungskosten der Automobile, aber diese Kosten sind nicht signifikant. Wie eine kürzlich durchgeführte Studie des Argonne National Lab zu dem Schluss kam, dass Hybridautos zwar teurer in der Herstellung sind, Hybridautos ihre höheren Energiekosten bei der Herstellung jedoch dadurch ausgleichen, dass sie umweltfreundlicher unterwegs sind – insbesondere wenn bei der Herstellung des Fahrzeugs recycelte Materialien verwendet werden.

Um das Fazit der Studie zu zitieren,

Der Energieverbrauch und die Treibhausgasemissionen, die aus der Fahrzeugherstellung und -entsorgung von Fahrzeugen mit fortschrittlichem Antriebsstrang (HEV und FCV) resultieren, können aufgrund (1) der Verwendung von energieintensiven Materialien im Brennstoffzellensystem des FCV höher sein als die für ICEV und (2) die erhöhte Verwendung von Aluminium sowohl im HEV als auch im FCV. Die Verwendung von recycelten Materialien kann diese Auswirkungen jedoch verringern. Umgekehrt erhöht die Verwendung von energieintensiven Materialien wie Aluminium und Kohlefaserverbundwerkstoffen nicht unbedingt den Energieverbrauch im Fahrzeugzyklus und die Treibhausgasemissionen von Leichtfahrzeugen; bei einer Reduzierung des Gesamtgewichts sind die Ergebnisse etwa gleich und könnten durch zusätzliches Recycling verbessert werden.

Um die Ergebnisse des Fahrzeugzyklus in eine breite Perspektive zu rücken, führten wir eine Analyse des gesamten Energiezyklus durch, die die Phasen des Fahrzeugzyklus, des Kraftstoffzyklus und des Fahrzeugbetriebs umfasste. Unsere Fahrzeugzyklusanalyse ergab, dass leichte Materialien das Gewicht eines Fahrzeugs reduzieren und den Kraftstoffverbrauch verbessern können, dass die Herstellung dieser Materialien jedoch energieintensiv sein kann, wenn keine recycelten Materialien verwendet werden. Unsere Analyse des gesamten Energiekreislaufs zeigt ferner, dass bei der Untersuchung von Fahrzeugtechnologien und Leichtbaumaterialien auf Basis des gesamten Energiekreislaufs ein erheblicher Nettovorteil in Bezug auf den Energieverbrauch und die Reduzierung von Emissionen erzielt werden kann, wenn herkömmliche Materialien durch Leichtbaumaterialien ersetzt werden.

Dieser Artikel erklärt, dass, wenn das Ziel darin besteht, den Gesamtbenzinverbrauch zu reduzieren, die größten Einsparungen erzielt werden, indem kleinere Batterien auf mehr Autos verteilt werden, anstatt größere Batterien auf wenige Autos. Denn eine Knappheit an Batteriematerialien schränkt die Produktion ein.

Die größten Einsparungen pro Batteriematerial ergeben sich aus der Aufrüstung der Batterie eines Benzinautos, so dass sie die Belastung bewältigen kann, das Auto jedes Mal abzuschalten, wenn es anhält. Das Aufrüsten von N-Autos mit solchen Batterien spart mehr Benzin als das Aufrüsten von proportional weniger Autos als Hybrid- oder Elektroautos.

Selbst wenn man mal davon absehen würde, wie viel Schadstoffe bei der Herstellung von Batterien entstehen, ist allein die Kraftstoffeffizienz von Hybridautos tatsächlich viel schlechter als die von modernen Öko-Turbodieseln. Besonders die BlueMotion -Motorenreihe von VolksWagen (alias EcoMotive in SEATs und Greenline in Škodas) ist außergewöhnlich sparsam im Kraftstoffverbrauch. Kraftstoffeffizienz bedeutet weniger Umweltverschmutzung.

• Hybrid: 2010 Toyota Prius – 4,0 l/100 km (58,8 mpg _us ), CO ₂ -Emission von 92 g/km ,

• Diesel: 2010er VolksWagen Polo – 3,50 l/100 km (67,2 mpg _us ), CO ₂ -Emission von 91 g/km;