E-Mobilität
27.02.2021

Kohlestrom im Elektroauto - Klimakatastrophe?

Immer und immer wieder wird Nutzer:innen von Elektrofahrzeugen vorgeworfen, diese laden große Mengen Kohlestrom, die CO2-Emissionen würde nur vom Auto zum Kraftwerk verschoben und ein Nutzen für den Klimaschutz sei gar nicht vorhanden. Ist das wirklich so?

Keine Frage, das Ziel ist natürlich, dass wir zukünftig nur noch Strom aus erneuerbaren Quellen, z.B. Sonne, Wind, Wasser und Biomasse, nutzen - nicht nur zum Autofahren, sondern auch zum Heizen und Kühlen, für alle Anwendungen zuhause, in der Industrie, in öffentlichen Gebäuden usw. Im Jahr 2020 kam bereits jede zweite Kilowattstunde aus erneuerbaren Energien, bis 2030 sollen es 65% sein und spätestens 2050 dann 100%. Bis es aber soweit ist, wird auch weiterhin ein schrumpfender Anteil aus fossilen (vor allem Kohle und Erdgas) und (bis Ende 2022) aus nuklearen Quellen stammen.  Da unser Stromnetz europäisch vernetzt ist, kommt auch Strom aus solchen Quellen aus dem Ausland zu uns, gleichwohl exportieren wir z.T. große Mengen an Grünstrom ins Ausland. 

Wer ein Elektroauto fährt, lädt mehr und mehr  Strom, der aus erneuerbaren Quellen stammt. Die Ökobilanz ist dann unbestritten positiv gegenüber einem Fahrzeug, das Benzin oder Diesel verbrennt. Wie ist es aber, wenn dann doch Kohlestrom im Akku landet? Ist das Elektroauto dann eine "Umweltsau"?

Nun, mal abgesehen davon, dass unser Strom schon immer aus verschiedenen Quellen stammt (auch die Franzosen können sich nicht zu 100% aus ihren Atomkraftwerken versorgen, umgekehrt können wir unsere Stromversorgung zu keinem Zeitpunkt zu 100% aus den verbleibenden Kohlekraftwerken sicherstellen), können wir ja dennoch diesen Worst-Case mal durchrechnen.

Strom aus Braunkohle ist besonders CO2-intensiv, rund 1,1 kg CO2 entstehen, um eine Kilowattstunde Strom zu erzeugen. An vielen Kohlekraftwerken, insb. in Ostdeutschland, wird ein Teil der entstehenden Abwärme zur Beheizung von Wohnungen, Gewächshäusern und Industriebetrieben genutzt. Diese Fernwärmenutzung reduziert bereits die Gesamtemissionen, weil lokale Heizanlagen, die auf Erdgas basieren könnten, vermieden werden. Die CO2-Bilanz verbessert sich damit bereits etwas. Wir wollen diesen Umstand hier aber mal außer Acht lassen, um die Rechnung zu vereinfachen.


Ein durchschnittliches Elektroauto, z.B. der eGolf von Volkswagen, verbraucht laut sprtmonitor.de in der Praxis 14,8 kWh pro 100 km. Hinzu müssen noch die Ladeverluste addiert werden, wir rechnen also mit 17,3 kWh/100 km (Quelle: https://www.adac.de/_ext/itr/tests/autotest/AT5678_VW_e-Golf/VW_e-Golf.pdf). Die realen Verbrauchswerte für andere Elektrofahrzeuge können nach oben oder unten abweichen.


Würde der eGolf also mit 100% Kohlestrom geladen, entstünden Emissionen in Höhe von 18,7 kg CO2 pro 100km bzw. 187 g CO2 pro km. Ein, auf der ersten Blick, stolzer Wert. Nun rechnen wir diesen in Benzin- und Dieselverbrauch um.

Pro Liter Benzin, der verbrannt wird, entstehen bereits 2,33 kg CO2; hinzu müssen die Emissionen der Vorkette (Bohrung und Förderung, weltweiter Transport - meist mit Tankschiffen, Raffinierung, erneuter Transport mit LKWs und Betrieb des Tankstellennetzes) addiert werden, die sog. graue Energie. Diese kann mit 15% angesetzt werden, somit entstehen pro Liter Benzin 2,68 kg CO2. Umgerechnet müsste ein PKW mit Ottomotor weniger als 7 Liter auf 100 km verbrauchen, um weniger CO2 zu erzeugen, als ein Elektroauto, das mit 100% Kohlestrom betrieben wird. 


Doch der Vergleich zeigt, dass der Durchschnitt der Benziner mehr als 7 Liter auf 100 km verbrauchen. Beim VW Golf (BJ 2018-2021) sind es im Durchschnitt 7,3 Liter auf 100 km. Das Elektroauto erzeugt also, selbst mit 100% Kohlestrom, weniger CO2 pro km, als ein einfacher Golf mit Ottomotor.


Und beim Diesel? Hier errechnet sich ein Wert von 3,06 kg CO2 pro verbranntem Liter, das Fahrzeug müsste weniger als 6 Liter verbrauchen, um weniger CO2 zu erzeugen, als der eGolf mit 100% Kohlestrom.


Spritmonitor zeigt, dass die meisten Diesel-PKW (BJ 2018-2021) mehr als 6 Liter Diesel pro 100 km benötigen, nämlich 6,8 Liter auf 100 km. Der Golf mit Dieselmotor liegt mit 5,8 Litern knapp darunter, jedoch kommen hier noch die CO2-Emissionen aus der Produktion und Verteilung des AdBlue hinzu, das in modernen Diesel-PKW zur Abgasreinigung benötigt wird. Erneut Gleichstand also.

Fazit: Selbst im schlimmsten Fall (Stromversorgung zu 100% aus Braunkohlestrom) und selbst unter Vernachlässigung der CO2-Gutschriften der Kohlekraftwerke durch die Fernwärmenutzung, erzeugt ein durchschnittliches Elektroauto nicht mehr CO2 pro km, als ein Diesel- oder Benziner, in den Tendenz sogar weniger, da aktuell mehr Benziner als Diesel verkauft werden. Während aber Diesel- und Benzin-PKW immer die gleichen Emissionen erzeugen, nutzt das Elektroauto den immer besser werdenden Strommix, da täglich neue Anlagen zur Stromerzeugung aus Sonne und Wind ans Netz und die Kohlekraftwerke vom Netz gehen. Weiterhin sorgt u.a. der europäische CO2-Zertifikatehandel dafür, dass durch den steigenden Strombedarf kein Gramm CO2 mehr emittiert werden darf und die verbleibenden Mengen laufend reduziert werden müssen.

Der (noch) hohe Anteil an Kohlestrom im Strommix ist also kein Argument gegen die Elektromobilität. Im Gegenteil zeigt die Elektromobilität, dass sie selbst mit dem aktuell noch hohen Anteil an Kohlestrom bereits zur Reduzierung der CO2-Emissionen beiträgt. Und dieser Beitrag wird jeden Tag größer. 

6 Kommentare
2021-04-02T20:40:00Z
Freitag, 02.04.2021 um 22:40 Uhr
Dem ist nichts hinzuzufügen euer Ehren.

Vielen Dank Julian für diese anschauliche Zusammenfassung!

2022-08-04T18:34:04Z
Donnerstag, 04.08.2022 um 20:34 Uhr
Laut strom-report.de, Volker Quaschning und anderen Quellen entstehen 1,17 kg CO2 pro kWh Strom aus Braunkohle. Das ergibt dann also 20,24 kg pro 100 km eGolf beim Durchschnittsverbrauch angegeben vom Hersteller. Dass der Verbrauch im Winter deutlich höher liegt sollte man auch bedenken (Laut ADAC im Schnitt 20 - 30 Prozent). Außerdem wird zwar die Herstellung von Benzin in der Rechnung berücksichtigt, die Gewinnung von Kohle jedoch nicht. Diese wird unter Umständen auch importiert mittlerweile. Auch der Bau des Kraftwerks an sich und der Abbau werden nicht berücksichtigt. Bei der Steinkohle muss man auf unbestimmte Zeit giftiges Wasser pumpen, damit es nicht ins Grundwasser gerät. Würde man so etwas hineinrechnen (praktisch kaum möglich) sähe die Rechnung auch anders aus.
2022-08-05T05:23:49Z
Freitag, 05.08.2022 um 07:23 Uhr
Mal abgesehen davon, dass Braunkohlekraftwerke auch Fern- und Prozesswärme liefern - wenn man sie abschaltet, muss die Wärme (siehe aktuelle Debatte) ja woanders herkommen - laden wir ja niemals 100% Kohlestrom, denn diese Kraftwerke speisen in das Höchstspannungsnetz ein, Wallboxen und Ladesäulen sind aber an der Niederspannungs- bzw. Mittelspannungsebene angeschlossen. Zwischen den großen Kraftwerken und der Ladestelle speisen tausende an Windkraft- und Solaranlagen ein. Der aktuelle Durchschnittswert liegt daher bei rund 400g CO2 pro kWh, also weit weniger als die angesprochenen 1,1 oder 1,17 kg CO2 pro kWh, die Diskussion ist daher überflüssig.


Weiterhin muss erwähnt werden, dass die CO2-Emissionen aus der Stromwirtschaft europaweit gedeckelt sind (ETS). Die Stromwirtschaft darf also nicht, im Gegensatz zur Mineralölwirtschaft, unendlich viel CO2 emittieren. Dass Elektroautos oder Wärmepumpen zu mehr CO2 führen, ist also faktisch nicht korrekt.

2022-08-06T09:42:50Z
Samstag, 06.08.2022 um 11:42 Uhr
Okay, hier nochmal ausführlicher und ergänzt:

Laut strom-report.de, Volker Quaschning und anderen Quellen entstehen 1,17 kg CO2 pro kWh Strom aus Braunkohle.
Auch wenn die Energieverluste durch den Ladevorgang in der obigen Rechnung erfreulicherweise berücksichtigt werden, werden die Stromverluste durch die Leitung (Übertragungsverluste) jedoch vernachlässigt. Diese sind natürlich abhängig davon, wie weit die Distanz zwischen Kraftwerk und Wallbox ist. Laut Wikipedia gehen in Deutschland jährlich durch Netzverluste rund 5,7 % der bereitgestellten Elektroenergie im Stromnetz verloren. Nimmt man diesen Prozentsatz zur Grundlage, erhöhen sich die 17,3 kWh/100 km auf 18,28 kWh/100 km. Multipliziert mit den 1,17 kg CO2 pro kWh ergibt das 21,4 kg CO2 pro 100 km.
Die Herstellung von Benzin und Diesel wird in der Rechnung berücksichtigt, die Gewinnung von Kohle jedoch nicht. Diese wird heutzutage auch importiert, z. B. Steinkohle aus Kolumbien https://m.dw.com/de/deutschlands-schmutzige-kohle-aus-kolumbien/a-61919748

Es wird zwar beschrieben, dass die Abwärme von Kohlekraftwerken energetisch weiterverwendet wird – was ja echt super ist und die Energiebilanz mega verbessert. Aber es wird verschwiegen, dass auch im Produktionsprozess von Benzin Abwärme genutzt wird, wie man in Karlsruhe sieht, wo das Fernwärmenetz mit Abwärme aus der Raffinerie gespeist wird. Diese Dinge zu betrachten wäre allerdings ziemlich essentiell, da der Wärmesektor am meisten CO2 produziert.
Sei es drum, wenn man eine reine Betrachtung der Verbrennungsprozesse durchführen möchte, so muss man dies beim Diesel und beim Benzin ja wohl auch tun.

Wenn ein Fahrzeug einen Liter Benzin verbraucht, stößt es etwa 2,37 Kilogramm CO2 aus. Wurde Diesel getankt, sind es 2,65 Kilogramm CO2. https://www.helmholtz.de/newsroom/artikel/wie-viel-co2-steckt-in-einem-liter-benzin/

Es ergibt sich also, dass ein Benziner weniger als 9 Liter pro 100 km verbrauchen muss und ein Diesel weniger als 8 l pro 100 km um besser zu sein als der E-Golf gespeist mit Kohlestrom mit dem Verbrauch laut Herstellerangabe. Mein Polo schafft das locker - auch ohne AdBlue 😉
(Mal ganz abgesehen davon, dass der Verbrauch eines Elektroautos im Winter durch die Heizung deutlich höher liegt (Laut ADAC im Schnitt 20 - 30 Prozent) und der Verbrauch von vielen Faktoren abhängt.)

Das Auseinandernehmen der obrigen Werte mag als haarspalterisch empfunden werden, mein Hauptkritikpunkt ist jedoch das alleinige Betrachten des Verbrennungsprozesses. Vor allem die Folgen und auch in der Folge entstehenden CO2-Emissionen von Braunkohle und vor allem Steinkohle dürfen nicht einfach außer Acht gelassen werden aus meiner Sicht.

Bei der Braunkohle ist noch gar nicht absehbar welche Folgemaßnahmen noch getroffen werden müssen, mindestens sollen die Gruben mit Rheinwasser geflutet werden. Hier kann man kaum beziffern wieviel CO2 in der Folge noch entsteht und an dieser Stelle die einseitige Fokussierung auf CO2 auch in Frage stellen. https://www.bund-nrw.de/themen/braunkohle/hintergruende-und-publikationen/braunkohle-und-umwelt/braunkohle-und-wasser/

Bei der Steinkohle muss man auf unbestimmte Zeit giftiges Wasser abpumpen, damit es nicht ins Grundwasser gerät: https://www.spektrum.de/news/ewigkeitskosten-wasser-pumpen-bis-in-alle-ewigkeit-spektrum-de/1222444

Für Steinkohle könnte man die Rechnung also überhaupt nicht machen und überhaupt nichts beziffern, da hier bis in alle Ewigkeit die Pumpen CO2 produzieren (auch wenn das vielleicht irgendwann mal vernachlässigtbar wird, wenn es mit Erneuerbaren abgepumpt wird).

"Im Jahr 2020 stammte der Primärenergieverbrauch in Deutschland aus Mineralöl (33,7 Prozent), Erdgas (26,6 Prozent), Braunkohle (8,1 Prozent) und Steinkohle (7,7 Prozent)"
23,7 % der Bruttostromerzeugung stammten 2020 aus Kohle https://www.verivox.de/strom/themen/energiemix/

Vielleicht ist die Denkweise, dass man jetzt schon oder mindestens mal früher aus der Steinkohleverstromung aussteigen könnte, wenn es den gestiegenen Strombedarf durch Elektroautos nicht gäbe aufgrund der Schwankungen in der Stromproduktion durch Wind und Sonne, den Schwankungen im Bedarf durch die Verbraucher (Lastprofil, https://de.m.wikipedia.org/wiki/Lastprofil
) und der Komplexität des Systems zu vereinfacht gedacht. In jedem Fall macht es aber ja wenig Sinn, die Strombedarfsspitzen ( Spitzen im Lastprofil) dadurch größer zu machen, dass man das Elektroauto auch noch lädt wenn ohnehin gerade viel verbraucht wird. Mindestens diese Spitzen werden durch den erhöhten Strombedarf durch Elektroautos dann noch höher und es werden logischerweise mehr Kraftwerke gebraucht um Energie bereit zu stellen, mindestens in Zeiten, in denen wenig Sonne scheint und wenig Wind weht.
Dabei könnten Elektroautos doch einen wertvollen Beitrag dazu leisten die Kurve des Strombedarfs, also das Lastprofil, abzuflachen und dadurch weniger Kraftwerke zu brauchen. Dies wäre einfach möglich, wenn es intelligente Wallboxen gäbe, bei denen man das Auto nach Feierabend einstecken könnte und eingeben 'lade bis morgen früh 8 Uhr' und die Wallbox dann lädt wenn der Verbrauch bzw. die Last gerade gering und die Energieerzeugung gerade hoch ist, also viel Strom im Netz ist. (Das sollte dann auch die Standardeinstellung sein und man sollte eine Sofortaufladung extra einstellen müssen.) Die Elektroautos wären dann eine Art Energiespeicher und ein Teil des Systems; sie würden Energieschwankungen durch erneuerbare Energien in der Produktion und Schwankungen in den Verbräuchen durch menschliches Verhalten ausgleichen. So würde man im Gesamtsystem mit Sicherheit deutlich weniger fossile Energieträger verbrennen und würde sowohl weniger Benzin und Diesel als auch weniger Kohle brauchen.
2022-08-06T09:47:52Z
Samstag, 06.08.2022 um 11:47 Uhr
Ihr Argument, dass wenn man die Kohleverstromung abstellt, die jetzt durch Fernwärme versorgten Haushalte etc anders geheizt werden müssen ist natürlich völlig korrekt und stark. Allerdings wird ja nicht im Zweifel gezogen, dass Deutschland aus der Kohleverstromung aussteigen will und es gibt eben auch Alternativen wie Wärmepumpen, die natürlich auch Strom brauchen, der erneuerbar sein soll. Natürlich ist das alles eine Mammutaufgabe.
2022-08-08T04:11:19Z
Montag, 08.08.2022 um 06:11 Uhr
Niemand lädt zu 100% Kohlestrom, das geht technisch gar nicht. Die Diskussion ist überflüssig.
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