Verbrennungsmotoren können Elektroantriebe bei CO2-Gesamtbilanz unterbieten

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Während der Ausbau der Elektromobilität in Deutschland durch die mangelnde Infrastruktur behindert wird, ist um die beschlossenen direkten Kaufzuschüsse von 4000 Euro für reine Elektro- und 3000 Euro für Plug-in-Hybridautos - getragen je zur Hälfte von Bund und Industrie - eine Diskussion entbrannt. Dass Elektrofahrzeuge lokal emissionsfrei fahren, stimmt nur zum Teil: Bereits 2009 zeigten gemessene und analysierte Feinstäube einer Station in der Friedberger Straße in Frankfurt, dass etwa 26,4 Prozent ihrer Gesamtemission auf die Abgase von Kraftfahrzeugen zurückzuführen sind. 22,8 Prozent waren dem Abrieb von Bremsen, Reifen und Kupplungen und der Aufwirbelung geschuldet. Der Rest entfällt auf andere Quellen, die nichts mit dem Straßenverkehr zu tun haben.

Noch entscheidender ist jedoch die Frage, ob ein weltweiter Zuwachs der Elektromobilität tatsächlich den Treibhauseffekt bremsen würde. Dazu müsste die CO2-Gesamtbilanz von E-Fahrzeugen günstiger sein als die von konventionellen mit Verbrennungsmotor. Ichiro Hirose und Mitsuo Hitomi von der Mazda Motor Corporation im japanischen Hiroshima zeigen sich in ihrem Artikel Mazdas Weg zu effizienteren Verbrennungsmotoren aus der MTZ 5-2016 davon überzeugt, dass Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor durch systematische Effizienzsteigerung in der CO2-Gesamtbilanz mit elektrischen Fahrzeugen gleichziehen können - und durch eine Hybridisierung sogar insgesamt niedrigere Werte erreichen.

Dazu stellen die beiden Japaner fest, dass etwa 70 Prozent aller Kraftwerke weltweit während ihres Betriebs CO2 emittieren. Der restliche Anteil verteilt sich auf Nuklearkraftwerke sowie regenerative Energiequellen wie Wasser, Wind oder Sonne. Anhand von neun Ländern - Frankreich, Kanada, Italien, Japan, Großbritannien, Deutschland, USA, China und Indien - haben Hitomi und Hirose einen Durchschnittswert von 500 g CO2 errechnet, die bei der Produktion einer kWh Strom anfallen.

Vergleich zwischen NEFZ- und Realverbräuchen

Ein weiterer Vergleich zwischen NEFZ- und Realverbräuchen - letztere auf Basis des ADAC-Eco-Tests - ergibt bei Elektrofahrzeugen eine Diskrepanz von rund 30 bis 40 Prozent. Demnach beträgt der durchschnittliche reale Stromverbrauch im C-Segment 21,2 kWh pro 100 km - damit stehen 106 g CO2 pro km im Raum. Zusätzlich flossen in die Untersuchung noch die CO2-Emissionen ein, die sich durch eine Lebenszyklusanalyse von Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge ergeben - und jene, die bei der Kraftstoffbereitstellung anfallen. Somit beträgt das Benzinverbrauchsäquivalent von E-Autos im C-Segment 4,2 l/100 km. Ein aktueller Mazda 3 mit 2,0-l-Skyactiv-G-Ottomotor, den bereits der Fachartikel Der neue Ottomotor Skyactiv-G von Mazda aus der MTZ 6-2011 näher beschrieb, liegt mit einem Realverbrauch von 5,2 l pro 100 km darüber.

Auf Grundlage der Testergebnisse mit einem Einzylinder-Versuchsmotor gehen die japanischen Ingenieure davon aus, dass gegenüber der aktuellen Skyactiv-Generation in naher Zukunft ein um 30 Prozent geringerer Realverbrauch durch mehrere Maßnahmen , unter anderem ein Magerbrennverfahren mit homogener Kompressionszündung, erreicht werden kann. Damit sehen sie das Potenzial, mit Verbrennungsmotoren eine mindestens ebenbürtige CO2-Bilanz zu erreichen. Und merken an, dass ein Hybridfahrzeug, das mit einem solchen Verbrennungsmotor ausgerüstet ist, sogar eine bessere CO2-Gesamtbilanz als E-Fahrzeuge aufweisen kann. Auf Deutschland bezogen wäre das unter den derzeitigen Voraussetzungen sogar noch schneller möglich: 511 g CO2 fallen aktuell durchschnittlich pro kWh für die Stromproduktion an. Zwar stammen bereits 21,9 Prozent des deutschen Stroms aus nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geförderten regenerativen Quellen sowie 4,0 Prozent aus sonstigen erneuerbaren Energiequellen - aber die Kohleverstromung macht mit 46,4 Prozent noch immer den größten Anteil aus.