Lithium ist besser als Benzin
Die Elektrofahrzeuge mit Lithium-Ionen-Batterien sind im Kommen. Die Empa hat die Umweltfreundlichkeit der E-Mobile untersucht: Ihr ökologischer Fussabdruck ist günstiger als jener von Benzinautos.
Die Autozukunft sei elektrisch, sagen die einen Experten, während andere das Ende des Verbrennungsmotors als Utopie bezeichnen. Fakt ist, dass die Autoindustrie immer mehr Fahrzeuge auf den Markt bringen will, die elektrisch angetrieben werden. Mitsubishi lässt gerade ein serienreifes E-Mobil vom Stapel, Nissan auch, Daimler bringt in Kürze den elektrischen Smart.
Diese batteriebetriebenen Autos haben den Vorteil, dass sie beim Fahren keine Abgase produzieren. Zudem scheinen sie vielen eine gute Alternative, wenn das Erdöl irgendwann rar und damit viel teurer werden wird. Als Energiespeicher haben sich Lithium-Ionen-Batterien durchgesetzt. Im Vergleich zu Bleiakkus und solchen mit Nickel-Metallhydriden sind sie leichter und können mehr Energie speichern. Die Lithiumtechnologie kombiniert Energiedichte mit hohem Wirkungsgrad.
Lithium-Ionen-Akkus sind praktisch wartungsfrei, kennen keinen Kapazitätsverlust bei häufiger Teilentladung, das heisst, sie haben keinen «Memory-Effekt». Sie haben eine geringe Selbstentladung und gelten als sicher und langlebig. Zurzeit werden sie nicht in erster Linie für Autobatterien eingesetzt, sondern in Laptops und Handys.
Begehrter Rohstoff
Das Leichtmetall Lithium sei die einzige funktionierende Technologie zurzeit, sagte am Mittwoch Erich Papke, Chef von BMW Schweiz in der «Rundschau» auf SF 1. Sollten die Autohersteller tatsächlich E-Mobile in Grossserien herstellen, wird das Lithium zu einem der begehrtesten Rohstoffe der Welt werden.
Darauf hoffen viele Menschen in Bolivien.
Dort liegen die grössten bekannten Lithiumvorkommen der Welt: 3600 Meter über Meer in den Bergen Boliviens in der grössten Salzwüste der Welt, im Salar de Uyuni. Die dicke Salzkruste des Salar de Uyuni soll Bolivien, eines der ärmsten Länder der Welt, ein bisschen reicher machen.
Sollten tatsächlich, wie in einer Studie angekündigt, im Jahr 2020 bis zu 15 Prozent der Autos in westlichen Ländern elektrisch fahren, stellt sich eine andere Frage, welcher die Empa nachgegangen ist. Wie umweltfreundlich sind Elektroautos mit Lithium-Ionen-Akkus wirklich?
Ökologischer Fussabdruck
Die Forscher der Empa-Abteilung «Technologie und Gesellschaft» berechneten den ökologischen Fussabdruck von mit Lithium-Ionen-Akkus ausgestatteten Elektroautos. Dabei berücksichtigten sie alle massgeblichen Faktoren von der Produktion der Einzelteile über die Betriebszeit bis zur Verschrottung des Fahrzeugs.
Dafür mussten die Forscher die Daten eigens erheben. Bewusst wählten sie ungünstige Annahmen aus: Obwohl eine ausrangierte Fahrzeugbatterie durchaus stationär weiterverwendet werden kann, wurde dieser Öko-Vorteil nicht berücksichtigt in der Bilanz. Das untersuchte E-Mobil entsprach in Grösse und Leistung der Golf-Klasse, als Treibstoff diente Strom aus dem durchschnittlichen europäischen Strommix. Als Vergleichsfahrzeug wurde keine «Dreckschleuder» gewählt, sondern ein neues schadstoffarmes Benzinauto nach Abgasnorm Euro 5, das nur 5,2 Liter Benzin auf 100 Kilometer verbraucht – eine Herausforderung für das E-Mobil.
Die Empa-Studie kam zu einem günstigen Resultat für die «Lithium-Fahrzeuge». Diese belasten die Umwelt nur mässig. Nur maximal 15 Prozent der Gesamtbelastung durch das Elektroauto entfallen auf die Batterie, durch deren Herstellung, Unterhalt und Entsorgung. Die Hälfte davon machen die Gewinnung und Herstellung der Batterierohstoffe Kupfer und Aluminium aus. Die Lithiumgewinnung schlägt nur mit 2,3 Prozent der Gesamtbelastung zu Buche.
Besser als angenommen
«Lithium-Ionen-Akkus sind also nicht so schlecht wie bisher angenommen» wird Dominic Notter, Mitautor der Studie, im Fachjournal «Environmental Science & Technology» zitiert.
Nicht ganz so gut sieht die Betrachtung der gesamten Lebensdauer von 150 000 Kilometer aus. Der Akku braucht Sprit in Form von Strom und muss deshalb regelmässig geladen werden. Das Laden der Batterie ist denn auch die grösste Umweltbelastung. Sie ist aber abhängig von der Art des Stroms. Der in Europa übliche Strommix aus Atom-, Wasser- und Kohlekraftwerken belastet die Umwelt dreimal mehr als durch den Akku an sich. Um 40 Prozent besser sieht es aus, wenn der Strom aus Wasserkraft stammt.
Gesamthaft betrachtet ist das E-Mobil im Vorteil, schreiben die Empa-Forscher. Um gleich umweltfreundlich zu sein wie ein E-Mobil, dürfe ein Benzinauto zwischen drei und vier Liter auf 100 Kilometer verbrauchen. Das könnten zukünftige Benziner aber vielleicht bald schaffen.
