Wer ein Elektroauto besitzt, kann sich sicher sein, moralisch auf der besseren Seite zu stehen. Falsch – besagt eine aktuelle Studie der Unternehmensberatung Stahl Automotive Consulting (SAC) aus Grünwald bei München. Befürworter der Elektromobilität unterlägen einer Illusion, warnt in der Studie der ehemalige BMW-Manager Martin Stahl, der SAC 2011 gründete. Denn die vermeintlich positive Klimabilanz von Elektroautos beruhe auf falschen Annahmen. Besser für die Umwelt wäre es, die Produktion von synthetischen Kraftstoffen zu beschleunigen.
„Die Elektromobilität als Königsweg zur CO2-Reduktion – dieser Schluss ist falsch“, schreibt die SAC in dem White Paper. Die geläufige Klimabilanz von Elektromobilität unterliege einem Irrtum, weil sie einen wesentlichen Faktor ausblende: Je mehr Strom für den Betrieb einer wachsenden Flotte von Elektroautos benötigt wird, desto länger verzögere sich der Ausstieg aus der Kohleverstromung, weil andernfalls Versorgungsengpässe drohen würden. Eine steile These, die in Expertenkreisen sicher für Diskussionen sorgen sollte.
Um die im Pariser Klimaschutz-Abkommen von 2015 vereinbarten Emissionsziele zu erreichen, müssten laut Hochrechnung im Jahr 2030 über 10 Millionen E-Mobile auf deutschen Straßen fahren. Diese bräuchten enorme Mengen Strom, der laut SAC so schnell nicht aus erneuerbaren Energien gewonnen werden können. Die CO2-Emissionen in Deutschland könnten zwischen 2020 und 2030 deshalb um bis zu 40 Millionen Tonnen steigen statt spürbar zu sinken.
Continental hat vor drei Jahren Diesel den synthetischen Kraftstoff Oxymethylenether (OME) beigemischt, ohne dass die Motorleistung litt. Bild: Continental
Zudem würde E-Mobilität bis 2030 das Gemeinwesen zwischen 47 bis 75 Milliarden Euro kosten, je nach Entwicklung der Fahrzeugpreise. Die Summe ergibt sich nach der Studie vor allem aus den höheren Kosten für Bau der Autos, den weiteren Ausbau der Ladeinfrastruktur sowie den Belastungen aus den zusätzlichen CO2-Emissionen.
Synthetischer Sprit als bequeme Lösung
Die Herausgeber der Studie stellen fest: Elektrofahrzeuge liegen in ihrer CO2-Bilanz hinter Wasserstoff-Fahrzeugen mit Brennstoffzelle und Fahrzeugen mit synthetischen Kraftstoffen, auch Synfuels genannt. Letztere seien die effizienteste Variante, um CO2 einzusparen.
Denn was Synfuels aus Sicht der Unternehmensberater besonders attraktiv macht: Sie erfordern kaum Kosten für Veränderungen, weder an den Fahrzeugen, noch an der Infrastruktur. Während Brennstoffzellen- oder Batterieautos komplett neue Maschinen, Komponenten und Infrastrukturen (Wasserstoff-Tankstellen oder Ladestationen) benötigen, können synthetische Kraftstoffe problemlos über das vorhandene Tankstellen-Netz verteilt und in konventionellen Verbrennungsmotoren verbrannt werden. Für die Autoindustrie wäre es also eine ebenso kostengünstige wie bequeme Lösung: Im Grunde müssten sie nichts machen.
Die Unternehmensberater schlussfolgern: „Würde man die Ausgaben für E-Mobilität zur Subvention synthetischer Kraftstoffe einsetzen, ließen sich damit bis 2030 bis zu 600 Millionen Tonnen CO2 einsparen.“
Was die Studie nicht benennt
Klimaneutral und günstig für die Autoindustrie – das klingt gut. Doch auch Synfuels sind umstritten. Das Heidelberger Institut für Energie- und Umweltforschung ifeu etwa hat untersucht, ob die Herstellung der Umwelt schadet. Ihr Ergebnis: Synthetische Energieträger hätten das Potential Treibhausgase einzusparen, aber selbst bei hundertprozentiger Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen bestünde die Gefahr, dass Luft, Gewässer und Umwelt stärker belastet werden.
Die Produktion des Kraftstoffs ist sehr energieintensiv, der Wirkungsgrad der Antriebe entsprechend gering. In der SAC-Stude wird der Aspekt nur mit einem Satz erwähnt: „Setzt man erneuerbare Energien vor allem in sonnenreichen Gebieten ein, um diese Kraftstoffe zu erzeugen, wird der Effizienznachteil mehr als ausgeglichen.“
Bei der Herstellung von Synfuel bleiben von 100 Prozent der investierten Energie laut Hochrechnungen nur zwei Prozent übrig, die als Treibstoff dienen können. Der Rest geht auf dem Produktionsweg verloren.
Wirtschaftlich würde es in Szenarien erst, wenn der Öko-Sprit in sonnenreichen Gebieten Afrikas wie in Ghana oder im Senegal mit Hilfe von Fotovoltaik gewonnen wird. Der Aufbau der Produktionsanlagen in diesen Ländern sowie der Logistik würde allerdings Milliardensummen verschlingen. Gäbe es in diesem Ausmaß Fotovoltaik-Anlagen, könnte die gewonnene Energie ebenso gut in Elektroantriebe fließen – mit einem niedrigeren Energieverlust.
Auch das blendet die Studie aus.
Erinnert mich irgendwie an die ‚Studien‘ der Zigarrettenindustrie, die beweisen sollten, dass Rauchen gar nicht gesundheitsschädlich ist.
Es ist stets interessant, wie die Technik berechnet wird, die irgendwelche Leute verkaufen wollen, seien das nun synthetische Kraftstoffe oder E-Fahrzeuge…Es zeigte sich in der Vergangenheit, dass unterschiedliche Alternativen entwickelt werden sollten – „Lege nicht alle Eier in einen Korb.“ Die Idee der synthetischen oder biologischen Kraftstoffe ist die, dass man bestehende Fahrzeuge damit betreiben kann, was ja offensichtlich mit Strom nicht funktioniert! Aus Umweltgründen sind Langzeitfahrzeuge gefordert, so dass wir die heutige Flotte nur langsam ersetzen können. Der Vorteil konventioneller flüssiger Treibstoffe ist, dass man sie einfach im Fahrzeug transportieren kann. Gas, Wasserstoff und Strom haben da so ihre Probleme! Das gilt auch für die Speicherung an der Tankstelle und die saisonale Speicherung.
Ein grundsätzlicher Fehler in allen Stromdiskussionen ist, dass man die durchschnittliche CO2-Emission zugrunde legt, für die zusätzliche kWh benötigt wird. Diese kWh stammen typischerweise aus Kohle und Gas, denn wenn ein Elektrofahrzeug geladen wird, bläst der Wind nicht stärker und die Sonne scheint nicht länger. Das gilt natürlich für jeden, der im Netz Strom verbraucht! Mit anderen Worten: Wenn wir 5 Prozent weniger Strom verbrauchen würden, dann würden die CO2-Emissionen vielleicht schon um 12 bis 15 Prozent zurückgehen! Dieses Coronajahr wird das deutlich zeigen. Der Rückgang des Strombedarfs führt eben nicht zu einem Rückgang der Erneuerbaren, sondern zu einem Rückgang beim Kohlestrom.
Bei 100 % erneuerbarer Stromversorgung kommt es zur „Dunkelflaute“, die überbrückt werden muss. Rechnet man nach, kann man mit Pumpspeichern die Tagesschwankungen ausgleichen. Man kommt mit einem ausgeglichenen Verhältnis Solar-/Windstrom weiter, braucht aber dennoch Gaskraftwerke, die natürlich auch mit Biogas betrieben werden können. Das etwas Überaschende ist, dass die benötigten Gasspeicher bereits vorhanden sind. Diese Dunkelflaute ist also ziemlich einfach mit den vorhandenen Speichern zu überbrücken, die Menge der Gaskraftwerke muss nicht reduziert werden, sondern ist eher auszubauen.
Wie aber soll so viel Biogas entstehen? Nun zum einen, indem man die Verbrennung von Biogas in ineffizienten Anlagen untersagt und das Gas ins Gasnetz einspeist. Und zum anderen, indem man überschüssigen Strom für die Produktion von Wasserstoff verwendet und diesen in Biogasanlagen einspeist. Die Organismen bauen aus Wasserstoff und CO2, das im Biogas gebunden ist, CH4 und H2O auf. Damit ist die Grundlage für andere Synthesen gegeben. Wasserstoff ist darüber hinaus für die Ammoniaksynthese erforderlich und ersetzt hier Erdgas u.a. Mit anderen Worten: PV-Anlagen, die bei heftigem Ausbau abgeregelt werden müssten, könnten für die Produktion von Wasserstoff verwendet werden. Natürlich macht es Sinn, Elektrofahrzeuge mittags zu laden. Dazu müsste es auf Firmenparkplätzen Ladestationen geben, die nur überschüssigen Solarstrom abgeben – wenn wir den erst einmal haben!
Fazit: Wir brauchen Pumpspeicher, die die Regelfunktionen der Kohlekraftwerke übernehmen. Derzeit sind Elektrofahrzeuge bei genauer Betrachtung bei weitem nicht kosteneffizient, wenn man die CO2-Ersparnis einrechnet. Eine einfache Rechnung: Wie viele kWh Strom sind erforderlich um einen Liter Diesel oder Benzin einzusparen? Und wie viel ist das bei der Wärmepumpe? Ergebnis: Eine Wärmepumpe ist deutlich effizienter! Sie spart Gas oder Heizöl ein und ist in der Regel kosteneffizienter. Am Markt nicht so ganz, da Heizöl und Gas geringer besteuert werden als Kraftstoffe. Also: CO2-Steuer hoch und Kraftstoffsteuer runter. Schon würden wir deutlich mehr CO2 einsparen insbesondere bei den stationären Anwendungen als bei den technisch schwerer zugänglichen mobilen Anwendungen! Wenn man mit begrenzten Finanzmitteln möglichst viel CO2 einsparen will, muss man in mehr PV, mehr Windkraft und in Pumpspeicher und Wärmepumpen investieren. Dass später unter anderen Voraussetzungen auch das Elektrofahrzeug helfen können, ist unbestritten.
Ich beschäftige mich nun seit Jahren aus wissenschaftlicher Perspektive mit dem Thema und kann über die SAC-„Studie“ auch nur die Strin runzeln. Größter Kritikpunkt neben vielen anderen ist, dass eine Vielzahl an Werten und Parametern einfach aufgeführt wird, ohne Quellen zu liefern.
Einen Kritikpunkt / Frage zum Edison-Artikel habe ich aber dennoch: Woher kommt die Aussage dass „Bei der Herstellung von Synfuel bleiben von 100 Prozent der investierten Energie laut Hochrechnungen nur zwei Prozent übrig, die als Treibstoff dienen können. Der Rest geht auf dem Produktionsweg verloren.“
Wenn diese Aussage nicht mal die Tank-to-Wheel Effizienz moderner Verbrenner einschließt, würde das bedeuten dass ein Synfuel-Pfad nur 2% Effizienz hat. Das ist falsch und sollte korrigiert werden.
Mehr Informationen sind hier zu finden:
[1] https://www.agora-verkehrswende.de/veroeffentlichungen/klimabilanz-von-strombasierten-antrieben-und-kraftstoffen-1/
[2] https://www.oeko.de/publikationen/p-details/positionen-zur-nutzung-strombasierter-fluessigkraftstoffe-efuels-im-verkehr
[3] https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/se/c9se00658c#!divAbstract
Immer das gleiche „Argument“ von E-Autogegnern. Wenn so und so viele E-Autos in Betrieb sein werden, dann brauchen wir _zusätzlich_ x MWh mehr elektrische Energie. Ja, richtig! Siehe z.B. die „Studie“ des IWF.
Und dann wird immer im Folgenden behauptet, dass Wasserstoff und/oder Synfuels viel sinnvoller wären.
1. Wenn wir aber stattdessen auf Wasserstoff umstellen, dann brauchen wir für die gleiche Anzahl an H2-Autos … ungefähr die 2,5 fache Menge an elektrischer Energie für die gleiche Fahrleistung im Vergleich zum E-Auto.
2. Wenn wir auf Synfuels umstellen, dann brauchen wir ein vielfaches der elektrischen Energie um die gleiche Laufleistung zu erhalten. S. Artikel.
Also wenn wir den Ausstieg aus der Kohleverstromung verzögern, dann mit 1. und 2. da hier ein viel größer zusätzliche Energiemenge benötigt wird als bei E-Autos. (Ja, auch selbst wenn man die Akkuproduktion noch mit einrechnet)
Im Prinzip haben Sie Recht. Doch ist der konstruktive Gedanke hinter den Power to X Lösungen, ganz egal, ob man das X nun zu synthetischen Kraftstoffen nutzt oder wieder verstromt, damit vor allem die Überkapazitäten, der erneuerbaren Energien abzuschöpfen.
Denn schon heute gibt es selbst in Deutschland immer wieder Zeiten, in denen eigentlich zu viel Strom zur Verfügung steht, der nicht selten dann den Preis ins Minus drückt.
Und gerade in den sonnenintensiven Regionen des Südens gibt es im Prinzip einen gewaltigen Überschuss an Sonnenenergie, der im Grunde Tag für Tag verpufft und den man mit überschaubaren Kosten abschöpfen könnte. Der Überfluss könnte am Ende die schlechten Wirkungsgrade kompensieren.
Ob das wirklich technisch umsetzbar ist, das müssen am Ende die Ingenieuere rausfinden.
„ganz egal, ob man das X nun zu synthetischen Kraftstoffen nutzt oder wieder verstromt, “
Nein, das ist nicht egal, denn die Verstromung ist ungleich effizienter als das Synfuel zum Fahrzeug zu transportieren (kostet auch Energie) und dort dann mit 85% Verlusten zu verbrennen, sodass am Schluss wenig mehr als 10% der ursprünglich gespeicherten Energie tatsächlich genutzt werden kann, während es in modernen Kraftwerken 35-40% sind (und erheblich mehr mit KWK oder GuD) . Selbst wenn diese Energie dann schlussendlich im E-Auto landet, werden davon immer noch gut 75% genutzt, also gut der doppelte Wirkungsgrad gegenüber der direkten Verbrennung. D.h. selbst wenn sämtliche für BEV gedachte Energie erst per power-to-gas verfahren zwischengespeichert würde, würde die Verbrennerflotte immer noch das Doppelte an Energie benötigen. Im Idealfall könnten alle BEV direkt mit Strom beladen werden wenn er erzeugt wird (das ist natürlich nicht immer möglich), dann wäre es ein Faktor 8 den die Verbrennerflotte mehr an Energie benötigt. Fakt ist auch dass es effizientere Speichermethoden gibt, denn allein bei der Herstellung von Synfuel gehen schon gut 50% der Energie verloren. Pumpwasser- Druckluftspeicher, Batterie- Flüssigsalz- oder Schwungradspeicher erreichen Wirkungsgrade (Ein- und Rückspeisung) von 70-90% und eignen sich für unterschiedliche Szenarien. Power-to-Gas wird also nur in bestimmten Fällen für Speicherung oder Transport der Energie erforderlich sein. In der Realität wird der Mehrbedarf der Verbrennerflotte daher irgendwo zwischen Faktor 2 und Faktor 8 liegen (und wahrscheinlich eher am oberen Ende der Skala, als am unteren).
Dass die Tatsache einfach verschwiegen wird zeigt mit welchen Karten hier eigentlich gespielt wird.
Unter aller Sau diese Studie.
Die Studie an sich ist offenbar schon ausreichend lückenhaft. Beweggründe könnten psychologisch sein, oder natürlich Lobby getrieben. Wir haben die Transformation zur BEM parallel zum Ausbau der EE für das Umweltbundesamt schon mal simuliert – da sind keine Engpässe zu erwarten. Im Gegenteil – der Öffentlichkeit vorenthalten ist, dass wir schon jetzt zumindest die Braunkohle abschalten könnten – nur ist die Wertschöpfung bei Braunkohle höher. Bei EE wäre sie noch höher, wenn diese von deutschen Unternehmen angeboten würden, was nur passiert, wenn diese eine Perspektive aufgezeigt bekämen ….
Solche Studien finden sich auf der Consideo Seite, so uch diese zur BEM: https://www.imodeler.de/a/ConsideoPaper-BEM-Dt.pdf