Verursachen Elektroautos mehr Feinstaubbelastung als vergleichbare Benziner?

Sie verursachen sicherlich nicht mehr Partikelemissionen , aber je nach betrachtetem Automodell möglicherweise nicht viel weniger als ein benzinbetriebenes Auto.

Erstens, was wurde vorher gedacht? Gemäß Punkt IV.a.55 dieses Berichts des ständigen Ausschusses für Wissenschaft und Technologie des Europarates erzeugen Elektrofahrzeuge keine Feinstaubemissionen. Der Bericht ist jedoch auf das Jahr 1998 datiert, daher können sich die Dinge seitdem geändert haben.

Die neue Studie (vielleicht wäre „Review“ oder „Artikel“ besser? Es handelt sich um eine interne Veröffentlichung eines Think Tanks, nicht Peer-Review) kann hier vollständig gelesen werden , aber Sie müssen sich die niederländische Version für die Grafiken ansehen.

Bereits der erste Abschnitt beantwortet unsere Frage. Der Autor behauptet nie, dass Elektroautos mehr Feinstaubemissionen verursachen als gewöhnliche Autos. Der Titel des Abschnitts sagt alles: „Elektroautos produzieren fast so viel Feinstaub (PM) [wie] moderne Benzin- oder Dieselautos“.

Die erste Grafik in diesem Abschnitt verfestigt dies. Die berücksichtigten Elektroautos haben alle niedrigere PM-Gesamtemissionen als alle Autos ähnlicher Größe, die keine Elektrofahrzeuge sind, wenn auch größtenteils nur geringfügig niedriger. Ein kleines Benzinauto verursacht jedoch etwas weniger Emissionen als ein mittelgroßes Elektrofahrzeug.

Die Abbildungen 3 und 4 deuten darauf hin, dass der Vorteil jetzt so gering ist, weil strengere Emissionsnormen den Feinstaub von Autos in den letzten 25 Jahren dramatisch reduziert haben. Als der Bericht des Europarates geschrieben wurde, war es wahrscheinlich fair zu sagen, dass Elektrofahrzeuge überhaupt keine PM-Emissionen hatten (im Vergleich zu bestehenden benzinbetriebenen Autos), aber das stimmt anscheinend nicht mehr.

Der letzte Teil des Abschnitts, der sich mit Emissionen befasst, erscheint mir sehr schlecht gemacht und ist bestenfalls fundierte Spekulation. Der Autor versucht, mathematisch eine Schätzung für den Anstieg der PM-Emissionen durch das zusätzliche Gewicht eines Elektroautos zu berechnen, verwendet jedoch eine Formel ohne Quelle mit sehr schönen runden Zahlen, von der ich glaube, dass sie wahrscheinlich vor Ort erfunden wurde (33,33% Faktoren für alles?). Selbst diese schlampige Analyse zeigt, dass die Elektroversion eines normalen Familienautos in Bezug auf PM-Emissionen nicht schlechter ist als die Benzinversion, und kleinere Elektrofahrzeuge sind viel besser.

Im Großen und Ganzen denke ich, dass die Nachricht hätte lauten sollen: "Emissionsstandards so gut, dass Benzinautos jetzt mit Elektrofahrzeugen konkurrenzfähig sind!" Das ist immer noch spannend, verleitet den Leser aber nicht zu der Annahme, dass dies schon immer so war oder dass dies ein Argument gegen EVs an und für sich ist (denken Sie daran, dass EVs unverändert auf dem Niveau von PMs liegen, das der Europarat als Null ansah Benzinbetriebene Autos sind um > 75 % bei Benzin und sogar noch mehr bei Diesel gefallen, seit der Bericht geschrieben wurde).

(Bearbeiten: Einige der ursprünglichen Links sind verrottet. Der Titel des niederländischen Berichts lautete belang niet uitlaat fijn stof emissies , was übersetzt „ Die Bedeutung von Feinstaubemissionen“ bedeutet . Der Autor ist Bruno Van Zeebroeck. Es gibt derzeit eine Version hier oben . Ich kann es nicht finde jetzt den Bericht des Europarates, weil er von einem doi indiziert wurde, das auf nichts mehr hinweist.).

Batteriegewicht

Batterien sind schwer – eine Tesla 85kWh Batterie wiegt 540kg. - VW Golf 55,7 kWh Batteriegewicht 330 kg Sie sehen etwa 6 kg pro kWh.

Der obige Artikel von flanderstoday.eu sagt: „Diese sogenannten Nicht-Abgasemissionen sind bei Elektroautos höher, weil die meisten von ihnen schwerer sind als andere Arten von Autos.“ Ich denke, ein großer Teil dieser Behauptung basiert darauf, wie viel schwerer ein EV ist und wie viel mehr Abwurf der Komponenten und der Straße aufgrund dieses zusätzlichen Gewichts auftreten wird. Daher ist es zunächst wichtig zu bestimmen, wie viel schwerer ein Elektroauto im Vergleich zu einem Benzinauto ist.

Wie viel schwerer sind Elektroautos?

Ich habe Fahrzeuge verglichen, die eine elektrische Version und eine nicht elektrische Version desselben Modells hatten. Auf diese Weise können wir die Gewichtsunterschiede bei Autos vergleichen, die in Bezug auf Größe und Ausstattung gleich sind, mit Ausnahme des Unterschieds zwischen elektrisch und nicht elektrisch. Wir wollen ein Tesla ModelX nicht mit einem Smart ForTwo Benziner vergleichen!

Mittlere Autos

Der 235 Meilen lange Kia e-Niro 64 kWh passt gut zum Vergleich – er wiegt 1.812 kg und die Benzinversionen liegen je nach Modell zwischen 1.490 kg und 1.594 kg. Hier wäre also die elektrische Version 12% - 18% schwerer.

Das zusätzliche Gewicht ist nur das zusätzliche Gewicht der Batterie; Elektrische Komponenten wiegen weniger und sind einfacher (keine Kupplung, Verbrennungsmotoren sind schwer und hängen von der Motorgröße ab).

Für Kleinwagen

Das Smart EQ ForTwo Coupé mit 79 Meilen Reichweite und 17,2 kWh Batterie wiegt 1.095 kg. Die ältere ForTwo-Benzinversion wog 880 kg. Die elektrische Version wäre also etwa 20% schwerer. Wenn es möglich wäre, einen Akku mit einer Reichweite von 235 m zu haben, würden Sie einen weiteren Akku benötigen

((17.2kWh / 79m) x 235m) - 17.2kWh = 54kWhBatterie

was weitere 203kg wiegen würde. Damit wäre der Kleinwagen bei gleicher Reichweite 33 % schwerer als der Kia.

Das Gewicht in Elektrofahrzeugen vergleicht sich auch stark mit der Reichweite, je größer die Reichweite, desto größer die zusätzliche Größe. Dies sind schwierige Vergleiche, aber es scheint, als könnte man sagen, dass Elektrofahrzeuge zwischen 10 und 30 % schwerer sind als Elektroautos. Es ist auch offensichtlich, dass einige Fahrzeuge unnötig schwer sind.

Weitere Vorteile von Elektroautos in Bezug auf Partikelemissionen

Elektroautos werden viel weniger Bremsbelagverschleiß haben, weil sie regenerative Bremsen haben werden. Der Bremsbelagverschleiß kann normalerweise 30 % (etwa) der Partikelemissionen von Autos ausmachen (obwohl Trommelbremsen auch die Menge an Bremsbelagpartikeln reduzieren würden und das Auto nicht elektrisch sein müsste).

Elektrofahrzeuge haben eine gleichmäßigere Beschleunigung, sodass die Reifen möglicherweise nicht so stark verschleißen, aber ... aufgrund des zusätzlichen Drehmoments in einem Elektromotor gibt es möglicherweise keinen Unterschied (bitte korrigieren Sie mich hier!). Auch Elektrofahrzeuge werden keine Kupplung haben, die den Verschleiß etwas erhöhen könnte.

Fazit

Wenn die erzeugte Menge an Reifen- und Straßenpartikeln proportional zum zusätzlichen Gewicht ist, dann denke ich, dass es im Allgemeinen keinen großen Unterschied bei den Partikelemissionen geben wird, insbesondere wenn Sie die Einsparungen bei der regenerativen Bremsung berücksichtigen. Allerdings muss das Batteriegewicht berücksichtigt werden, und je größer die Batterie, desto mehr Partikel werden durch Reifen- und Straßenabrieb erzeugt.

Weitere Verbesserungen

Es gibt nur wenige Vorschriften zu Materialien und Partikelemissionen für Bremsbeläge, Reifen, Kupplungen und wie Straßen gebaut und gewartet werden. Außerdem gibt es nur wenige verlässliche Studien und viele Variablen (ein feuchtes Land hätte nicht so viel Umverteilung von Feinstaub wie ein trockenes Land). Außerdem, wie vergleicht ihr? Vergleichen Sie ein Auto mit oder ohne Trommelbremsen?

Ich denke, das eigentliche Problem sind unnötig schwere Autos, schlechtes Verkehrsmanagement mit vielen Stopps während einer Fahrt, schlechte Vorschriften für die Zusammensetzung von Reifen und anderen Komponenten und ein besseres Fahrverhalten, das unnötiges Beschleunigen und Bremsen reduziert. Elektrofahrzeuge haben offensichtlich andere Vorteile wie keine Partikel aus dem Auspuff, kein NO2 aus dem Auspuff, viel weniger CO2-Emissionen (50 % einschließlich der Herstellung??? wenn hauptsächlich erneuerbare Energien verwendet werden), sie haben auch eine längere Lebensdauer.

Höhere Reichweiten von Elektrofahrzeugen könnten auch an Batteriewechselstationen ähnlich wie in China erzielt werden, sodass große schwere Batterien seltener zum Einsatz kommen oder nur auf längeren Fahrten getauscht werden.

https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC89231/jrc89231-online%20final%20version%202.pdf

https://uk-air.defra.gov.uk/assets/documents/reports/cat09/1907101151_20190709_Non_Exhaust_Emissions_typeset_Final.pdf

Die Stromquelle kann ein größeres Problem sein als Reifen und Bremsen.

Der Economist hatte kürzlich einen Artikel mit dem Titel „Cleaner than what? Why an electric car may be much dirty than a Petrol one“ . Es schloss

Insgesamt zeigt die Untersuchung, dass Elektroautos nur dann sauberer sind als solche, die auf Verbrennungsmotoren setzen, wenn der Strom, mit dem sie aufgeladen werden, auch sauber ist. Das ist kaum eine Überraschung, aber die Größenordnung des Unterschieds ist es. Wie grün Elektroautos wirklich sind, wird also vor allem davon abhängen, wo sie gefahren werden. In Frankreich, das mehr als die Hälfte seines Stroms aus Kernkraftwerken bezieht, scheinen sie eine gute Wahl zu sein. In China, das auf Elektroautos steht, aber rund 80 Prozent seines Stroms aus Kohle produziert, eher weniger.

Es verwies auf einen kürzlich erschienenen Artikel „Lifecycle air quality impacts of contemporary and alternative light-duty transport in the United States“ von Christopher W. Tessuma, Jason D. Hill und Julian D. Marshall in PNAS vol. 111 nr. 52, 18490–18495, doi: 10.1073/pnas.1406853111 , einschließlich der folgenden Tabelle

Abb. 2. Gesundheitliche Auswirkungen der Luftqualität in den Vereinigten Staaten für jedes Szenario: zurechenbare Zunahmen der jährlichen Sterblichkeit (obere Skala) und die daraus resultierenden monetarisierten Gesundheitsauswirkungen (untere Skala).