Die große Unbekannte

Der Rohstoffbedarf für die Batterie eines Elektroautos ist ein Problem

Das Rennen um den besten Antrieb ist beendet. Batterie-elektrische Autos, so argumentieren die Befürworter, sind unschlagbar effizient. Die Speicher werden rapide billiger, und gleichzeitig steigt die Ladegeschwindigkeit. Kritiker dagegen verweisen auf den Energieaufwand bei der Produktion. Noch schwerwiegender aber könnte der hohe Materialverbrauch sein: Eine Batterie wiegt mehrere hundert Kilogramm und besteht vorwiegend aus Metallen. Vor diesen Hintergrund ist es allem Fortschritt zum Trotz fragwürdig, ob der elektrochemische Speicher die allein sinnvolle Lösung ist – das Brennstoffzellenauto könnte die ideale Ergänzung werden.

Batterie-elektrische Autos haben keinen Auspuff, aus dem gesundheitsschädliche Abgase wie Stickoxide oder Partikel kommen. Außerdem emittieren sie kein Kohlendioxid, jedenfalls nicht unmittelbar. Bei der Stromerzeugung fürs Fahren und die Akkufertigung allerdings werden je nach Kraftwerksmix erhebliche Mengen CO2 frei. Und jede Woche veröffentlichen Institute Studien, wie das E-Auto bei unterschiedlichen Produktionspfaden abschneidet.

Hierzu sollen zwei stellvertretend genannt sein: So schrieb das Öko-Institut im September, dass der negative CO2-Rucksack der Batterie eines Volkswagen e-Golf nach etwa 52.000 Kilometern hereingefahren ist. Dann ist er sauberer als ein vergleichbares Fahrzeug mit Dieselmotor. Berechnungsgrundlage war ein Verbrauch von 16,5 Kilowattstunden (kWh) pro 100 Kilometer bei 485 Gramm CO2 pro kWh. Macht 80 g / km für die komplette Well-to-Wheel-Kette. Beim Selbstzünder geht das Öko-Institut von 5,77 Litern sowie 3,01 kg CO2 / l aus. In Summe also 174 g / km, mithin gut das Doppelte des e-Golfs.

Ausgleich des negativen CO2-Rucksacks

Dieser Vorteil ermöglicht es, den üblen CO2-Nachteil beim Bau mehr als auszugleichen: 5,9 Tonnen werden bei der Produktion eines Dieselautos der Kompaktklasse frei, sagt das Öko-Institut. Beim e-Golf sind es 10,7 Tonnen, von denen fünf auf die Batterie entfallen.

Die Schwäche an allen Vergleichsrechnungen ist die große Unbekannte: Wie viel Kilogramm CO2 werden pro Kilowattstunde Batteriekapazität frei? Hierzu schweigen die Autohersteller. Sie wahren das Betriebsgeheimnis, weil aus diesem Wert genau ablesbar wäre, wie effizient die Zellfabrik funktioniert. So sind alle Rechenbeispiele auf Annahmen zurückzuführen, die genau an diesem Punkt stark schwanken. Das Öko-Institut geht von 140 kg CO2 / kWh aus. Transport & Environment aus Belgien dagegen meldet im Oktober eine große Spannbreite von 40 bis 350 kg CO2 / kWh, wobei die Umweltorganisation durchschnittlich 110 kg / kWh zu Grunde legt.

Es könnte so oder so sein – ist das die Antwort auf die Frage nach der Klimabilanz Batterie-elektrischer Autos? Vorerst ja. Hieran reden sich die Diskutanten die Köpfe heiß, obwohl zwei Dinge offensichtlich sind:

Zum einen steigt der Anteil erneuerbarer Energien weltweit stetig an. Zum anderen beginnt der Aufbau großer Batteriefabriken gerade erst, und aus Kostengrüngen muss die Fertigung immer effizienter werden. Der CO2-Rucksack wird im Gegensatz zu dem der traditionellen Kraftstoffe langfristig kleiner.

So weit, so gut.

Hoher Ressourceneinsatz, zweifelhafte Herkunft

Die Fakten sprechen bei lokaler Luftbelastung und der Klimabilanz eindeutig fürs Batterie-elektrische Auto. Schwierig wird es, wenn der Materialeinsatz betrachtet wird.

In diesem Themenfeld stehen viele Akteure noch am Anfang. Klar ist: Ein Volkswagen e-Golf, um im Standardbeispiel zu bleiben, wiegt 1.615 Kilogramm. Rund 300 kg mehr als ein gleich starker Golf TSI mit Doppelkupplungsgetriebe, und über 400 kg mehr als der häufig verkaufte Basis-Golf.

Von Stahl für die Verpackung über das Alkalimetall Lithium und diverse Kunststoffe bis zu Kobalt, dem Konfliktmineral Coltan, Kupfer für die Kabel und Graphit sind die meisten Batteriesysteme eine vielfältige Mischung. Material, das irgendwo herkommen muss.

BMW hat den Problemkomplex erkannt und ist der Responsible Cobalt Initiative (RCI) beigetreten. Das Ziel ist die Verbesserung der Arbeitsbedingungen zum Beispiel in der Demokratischen Republik Kongo, einem der wichtigsten Lieferanten. Man wolle mehr Transparenz schaffen, so heißt es, nennt aber für den BMW i3 keine Zahl, wie viel Kobalt denn pro Fahrzeug verbaut ist.

Amnesty International kritisiert darum etliche Unternehmen scharf. Man habe „vor zwei Jahren nachgewiesen, dass schon Kinder ab sieben Jahren ihre Gesundheit in den Kobaltminen riskieren“, sagt Mathias John von Amnesty International in Deutschland. Konzerne wie Apple, Samsung oder BMW profitierten von der Arbeit „von Schätzungsweise 40.000 Kindern“, so John.

Es ist, als würde sich die Autoindustrie aus der Abhängigkeit der Mineralölkonzerne in eine andere begeben. Was für China, wo etliche Rohstoffe wie seltene Erden für die E-Motoren im Land abgebaut werden, ein strategisches Plus ist, ist für Nationen wie Deutschland nur ein anderes Problem.

Alternativkonzept Brennstoffzelle

Wenn man davon ausgeht, dass der Anteil erneuerbarer Energien hierzulande weiterwächst, könnten mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellenfahrzeuge sukzessive wichtiger werden. Zwar benötigen diese Autos nach einer aktuellen Studie von Pricewaterhouse Coopers rund doppelt so viel Strom für die Fahrenergie. Aber dem stehen andere Vorteile entgegen.

So sind die Wasserstofftanks ungleich simpler aufgebaut als Batterien. Sie bestehen aus schlichtem Kohlefaserverbundwerkstoff, sind in drei Minuten gefüllt, und die Reichweite ähnelt der von traditionellen Autos. Der Ressourceneinsatz ist vergleichsweise gering. Dieser Erkenntnis haben sich japanische und koreanische Hersteller nicht verschlossen. Im Gegenteil, Hyundai zum Beispiel stellt im Januar in Las Vegas bereits die zweite Generation des Brennstoffzellen-SUVs vor. Dazu gibt es immer mehr Anzeichen, dass China massiv in die Technik einsteigt. Der Verbrennungsmotor wird zunehmend unnötig – zumindest aus Sicht der asiatischen Industrienationen.

Erschienen am 21. Dezember bei ZEIT ONLINE.

Bildquelle: Nissan

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