Anmerkungen zum WIWO-Beitrag „Woher kommt der Strom für all die E-Autos?“

Über die irreführende Verwendung des Marginalmix-Begriffs

Am 14. Juli 2021 versuchte Stefan Hajek in der Wirtschaftswoche zu begründen, warum Elektroautos angeblich schon heute zur Senkung der Treibhausgasemissionen beitragen. Der Text scheint von einigem Unverständnis zu zeugen.

Hajek

● möchte den Begriff „Nullemissionsfahrzeug“ umdeuten

● leugnet das Treibhaus-Einsparungspotential von Autos mit Verbrennungsmotoren

● propagiert de facto den Denkfehler einer Doppelverbuchung grünen Stroms für bisherige und neue Verbraucher (weil Ökostrom bereits Abnehmer hat und nicht noch einmal verbraucht werden kann)

● verkennt, dass auch die Herstellung von E-Auto-Akkus meist die Produktion von Marginalstrom mit hohen Emissionen auslöst

● vermag offenbar nicht zwischen positivem Marginalstrom bei Zusatzbedarf und negativem Marginalstrom bei Stromeinsparungen zu unterscheiden und kommt daher beim Vergleich alter mit neuen Modelle derselben Produktgruppe zu absurden Ergebnissen

● scheint nicht verstanden zu haben, dass der Marginalstromansatz auf grundsätzlich alle neuen stromverbrauchenden Produkte anzuwenden ist, um die Auswirkungen auf die Treibhausgasbilanz im Vergleich zu bisherigen Produkten belastbar bewerten zu können

blendet beim Effizienz-Vergleich zwischen E-Auto und Verbrenner die fossile Stromerzeugung einfach aus

● gibt kritiklos eine schon auf den ersten Blick unhaltbare Behauptung eines Interviewpartners über die Effizienz eines hypothetischen dieselelektrischen Antriebs wieder

versucht den Marginalstromansatz zu widerlegen, indem er ihn für einen Zweck verwendet, für den er weder gedacht noch geeignet ist

● scheint an Überschüsse im Netz von Strom aus EE zu glauben (obwohl es nicht an Bedarf, sondern an Netzkapazität mangelt)

● unterstellt dem Marginalstromansatz wider alle Fakten, an Durchschnittswerte gebunden zu sein (statt je nach Datenverfügbarkeit selbstverständlich auch stunden- oder minutengenauen Auflösungen nutzen zu können).

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(Leser meines Buches haben diese Fehler übrigens sicher sofort erkannt.)

Die Kritik im Einzelnen:

Zu Beginn möchte Hajek einen Kommentar von Wolfgang Reitzle entkräften, der es „eine absurde Manipulation“ nannte, E-Autos als Nullemissionsfahrzeuge zu bezeichnen. Zitat von Hajek:
Wer elektrisch fährt, emittiert natürlich indirekt CO2. Der Strom zum Laden der Autos wird noch lange nicht emissionsfrei erzeugt. Kein seriöser Wissenschaftler, kein Tesla- oder VW-Chef und keine Politikerin der vielen Parteien weltweit, die E-Autos massiv fördern, würde ernsthaft etwas anderes behaupten.“

Über die Vorstellung des „Fit for 55“-Programms der EU-Kommission hat jedoch das Manager Magazin berichtet: „Bis 2030 sollten auf Europas Straßen mindestens 30 Millionen emissionsfreie Fahrzeuge in Betrieb sein, fordert eine neue Strategie, die Kommissionsvize Frans Timmermans (59) am Mittwoch vorstellte.“

„Emissionsfreie Fahrzeuge“ – da ist sie, die Behauptung, die es laut Hajek nicht gibt, die jedoch von vielen Medien in genau dieser Form wiedergegeben wurde. Die faktenwidrige Einstufung als emissionsfrei ist weit mehr als nur ein regulatorischer Kniff, um Autohersteller zu einem von der EU-Kommission für richtig gehaltenen Verhalten anzureizen. Anders als Hajek den Leser glauben machen will, dient dies zugleich als Kernbotschaft einer Kampagne zur Täuschung der Öffentlichkeit. Ziel ist es, unter Vorspiegelung falscher Tatsachen die Abschaffung des Verbrenners zu legitimieren.

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Hajek schreibt weiter:
„Neue Modelle mit Verbrennungsmotor, deren CO2-Ausstoß je Kilometer seit Jahrzehnten kaum noch sinkt und die diesen hohen CO2-Ausstoß auf Jahre zementieren würden, sollen möglichst nicht mehr viele in den Markt.“

Der CO2-Ausstoß steigt aufgrund der immer stärkeren Motorisierung und des wachsenden Anteils schwererer Stadtgeländewagen. Selbstverständlich wäre es möglich, diese Tendenz regulatorisch zu bremsen und umzukehren, z.B. mit einer stark progressiven Besteuerung größerer Pkw.
Dass Verbrenner den hohen CO2-Ausstoß zementieren würden, stimmt nicht. Hajek unterschlägt, dass es durchaus Möglichkeiten gibt, die Emissionen schnell, preiswert und vor allem ohne Disruptionen zu verringern.

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Weiter geht‘s mit dem nächsten Hajek-Zitat:
E-Autos dagegen emittieren indirekt in fast allen europäischen Ländern schon heute weniger CO2 als Benziner und Diesel, und sie haben vor allem Potenzial: Gelingt die Energiewende und wird die Kilowattstunde (kWh) Strom künftig mit immer weniger CO2 erzeugt, nähern sich die E-Autos auch physisch dem Ziel, das das Gesetzespapier schon vorgaukelt.“

Hajek scheint zu glauben, dass die Klimabilanz des E-Autos umso besser ausfällt, je sauberer der Durchschnittsstrom ist. Doch das stimmt nicht. Sein Denkfehler lässt sich recht einfach aufklären.

Angenommen, Hajek möchte sein eigenes E-Auto nachladen. Er will die Umwelt schonen und verlegt den Ladevorgang auf eine Tageszeit mit relativ sauberem Strom. Anhand dieses Durchschnittsstroms errechnet er seine Emissionen je Kilometer – und präsentiert stolz einen niedrigeren Wert, als sein Nachbar mit einem Diesel erreicht.

Doch damit liegt er falsch. Wenige Fragen genügen, um sein Missverständnis aufzuklären.

Zunächst ist zu klären, welchen Strom er eigentlich tankt. Eine weit verbreitete Legende besagt, der Marginalstromansatz weise Elektroautos anderen Strom zu als z.B. dem Handy oder dem Kühlschrank. Tatsächlich ist aber völlig unstrittig, dass jeder Verbraucher den regionalen Durchschnittsstrom erhält. Für Klimabilanzen ist dies jedoch von untergeordneter Bedeutung, wie sich dieser Definition einer bekannten Online-Enzyklopädie entnehmen lässt:
Die CO2-Bilanz … ist ein Maß für den Gesamtbetrag von Kohlenstoffdioxid-Emissionen, der direkt bzw. indirekt durch Aktivitäten oder Lebensstadien von Produkten oder Personen entstehen bzw. verursacht werden.

Dazu ist nicht der Ist-Zustand des Stromnetzes zu betrachten, sondern die Veränderung, die sich daraus ergibt, dass weitere Verbraucher hinzukommen. Stefan Hajeks Ausgangsfrage weist in die richtige Richtung, muss aber präzisiert werden: Woher kommt der zusätzliche Strom?

Der von Hajek bezogene Durchschnittsstrom setzt sich zusammen aus Fossil-, Atom- und Ökostrom. Gehen wir diese der Reihe nach durch und achten dabei vor allem auf die Herkunft der zusätzlichen Energie:

1.) Fossilstrom

Unmittelbar vor Beginn des Ladevorgangs produzierten die Fossilkraftwerke gerade so viel Strom, wie nötig war, um den über Öko- und Atomstrom hinausgehenden Bedarf zu decken. Hajek bezieht für sein Auto nun aber zusätzlichen Durchschnittsstrom.

Hajeks Fossilstromanteil muss von fossilen Kraftwerken zusätzlich produziert werden.

2.) Atomstrom

Dieser Strom ist so billig, dass Kernkraftwerke in der Regel mit voller Leistung durchlaufen. Für Hajeks Auto werden sie daher meist keinen zusätzlichen Strom produzieren können. Da Hajek aber wie alle anderen auch Durchschnittsstrom mit einem Anteil Atomkraft erhält, muss jemand diese anderswo entstehende Lücke füllen.

Die Stromversorger sind darauf vorbereitet. Sie verfügen über regelbare Kraftwerke und können auf Bedarfsschwankungen schnell reagieren. Schon aufgrund der EE-Vorrangregelung können dies aber keine Solar- oder Windkraftanlagen sein. In Deutschland wie auch in den meisten anderen Ländern wird Regelleistung fast ausschließlich von fossilen Kraftwerken erbracht. Nur diese können ihre Leistung an den Bedarf anpassen.

Daher muss auch Hajeks Atomkraftanteil von fossilen Kraftwerken zusätzlich erzeugt werden.

3.) Grünstrom

Im Schnitt beträgt die deutsche Ökostromquote 45 bis 50 %, an Tagen mit viel Wind und Sonne kann es vorübergehend auch deutlich mehr sein.

Auch Hajeks Durchschnittsstrom enthält einen Anteil Grünstrom. Doch wer liefert ihm diese Energie wirklich? Nur weil Hajek sein Auto laden möchte, scheint die Sonne nicht heller und weht der Wind nicht stärker. Die Ökostromproduktion schwankt zwar stark, sie ist aber nicht regelbar und kann daher nicht auf Hajeks Zusatzbedarf reagieren.

Trotzdem erhält auch Hajek Ökostrom. Wo kommt der her?

Das ist ganz einfach zu beantworten: Dieser Grünstrom wird anderen Verbrauchern entzogen! Dort würde eine Versorgungslücke drohen, wenn die Versorger mittels regelbarer Kraftwerke nicht gegensteuern könnten.

Tatsächlich muss auch der Ökostromanteil in Hajeks Durchschnittsstrom mit Fossilstrom ersetzt werden.

Fazit:

  • Der Differenzstrom zusätzlicher Verbraucher muss nahezu vollständig durch die Hochregelung von Fossilkraftwerken erzeugt werden
  • Obwohl Hajeks Auto unzweifelhaft mit Durchschnittsstrom geladen wird, der einen Anteil Grünstrom enthält, löst er damit im Stromerzeugungssystem die Produktion von Fossilstrom in der Menge des von ihm benötigten Ladestroms aus
  • Ob die Ökostromquote zum Zeitpunkt des Ladevorgang bei 10 oder bei 60 Prozent liegt, hat hierauf keinen Einfluss
  • Ernstzunehmende Klimabilanzen müssen daher auf dem Differenzstrom, auch Marginalstrom genannt, basieren

Diese im Grunde recht einfachen Zusammenhänge sind unter Fachleuten völlig unstrittig, werden aber dennoch gerne missverständlich dargestellt.

Korrigiert man einen häufigen Fehler in Klimabilanzen und ersetzt den sachlich unhaltbaren Durchschnittsstrom mit einem plausiblen Fossilstrommix, so bleibt vom angeblichen CO2-Vorteil des E-Autos nichts übrig, wie dieses Beispiel zweier etwa gleich großer Kleinwagen zeigt:

Grafik 1 – Quelle: https://derelektroautoschwindel.wordpress.com/das-buch/

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Nächstes Zitat von Hajek (Nr. 4):
Insgesamt würde der Energiebedarf des Verkehrs durch seine Elektrifizierung zwar sinken, weil E-Autos effizienter als Diesel und Benziner sind, aber der Stromverbrauch nähme zu.
Und wie viel CO2 sparte das ein? Das kommt dann vor allem auf den Strommix an, mit dem man diese E-Autos lädt. Geht man davon aus, dass Elektroautos übers Jahr gesehen ungefähr den Durchschnittsstrom laden, ist ihr indirekter Klimafußabdruck leicht zu errechnen: Man benötigt ihren Verbrauch (in kWh pro Kilometer), und die Menge an CO2, die im Jahresmittel mit dem deutschen Kraftwerkspark pro kWh anfällt.“

Diese Behauptung wurde bereits mit dem Kommentar zum vorherigen Zitat umfassend widerlegt. Nun wollen wir prüfen, ob der Marginalstromansatz auch für das Gesamtsystem der Elektromobilität plausibel ist.

Klimabilanzen sollen u.a. Politiker darüber informieren, welche Auswirkungen auf die Treibhausgasemissionen die Einführung eines neuen Verbrauchers hat. Um darüber sinnvolle Aussagen machen zu können, ist eine Was-wäre-wenn-Betrachtung notwendig: Wie wirkt sich der kumulierte Zusatzstrombedarf des neuen Produktsegments auf die Stromproduktion aus? Welche Kraftwerke werden ihre Leistung ändern? Was bedeutet dies für den gesamten CO2-Ausstoß – verglichen mit dem Fall, auf die Einführung des neuen Produkts zu verzichten?

Die Fragen lassen erkennen, dass zur Erstellung von Klimabilanzen die Froschperspektive zu verlassen ist – hier geht‘s nicht mehr um einzelne E-Autos, sondern um das Produkt an sich, also die Gesamtheit aller Elektroautos. Der Blick ist nicht auf die einzelne Wallbox, sondern auf das Gesamtsystem aus Energieerzeugern und Verbrauchern zu richten. Anschließend sind genau zwei Zustände dieses Gesamtsystems zu vergleichen – in unserem Fall Deutschland mit und ohne E-Autos.

Welche Kraftwerke den zusätzlichen Strombedarf für Elektroautos decken, ist im Grunde schon auf den ersten Blick aus einer Prinzipdarstellung der Merit Order erkennbar: *

Grafik 2: Merit Order -Quelle: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Merit_Order_2008_edited_by_Source_crtitic_necessary_-edited_in_PPT.png

„Residuallast“ ist die Leistung, die vom Ökostrom nicht gedeckt werden kann. Die Merit Order gibt die Reihenfolge beim Zukauf von Strom aus nichtregenerativen Quellen an. Die senkrechten Striche markieren beispielhaft zwei unterschiedliche Residuallasten.

Ladestrom ist zusätzlicher Strombedarf, den es ohne E-Autos nicht gäbe. Da PV-Anlagen und Windräder außerstande sind, ihre Leistung auf Anforderung zu steigern, erhöht der Ladestrombedarf die Residuallast. Da diese nur von fossilen Kraftwerken zu decken ist, bedeuten mehr E-Autos mehr Fossilstrom.

Dieser Befund deckt sich mit dem obigen Fazit aus der Betrachtung eines einzelnen Fahrzeugs. Und er wird auch von der Empirie bestätigt. Die Merit Order-Grafik macht verständlich, dass sich bei sinkendem Stromverbrauch etwa der gleiche Effekt einstellt, dann jedoch spiegelbildlich: Nur fossile Kraftwerke verringern ihre Produktion. Eine empirische Bestätigung dieses Zusammenhangs lieferte zuletzt die Denkfabrik AGORA mit einem Bericht über das Jahr 2020, als der Stromverbrauch wegen der Corona-Krise sank:
„Insbesondere die Kohleverstromung erreichte einen neuen Tiefststand seit Beginn der ganzheitlichen Aufzeichnung im Jahr 1990. … Der Nachfragerückgang wirkte sich fast ausschließlich auf die fossile Energieerzeugung aus, da diese in der Merit-Order – die Einsatzreihenfolge der Kraftwerke beim Verkauf von Strom an der Börse – hinter den Erneuerbaren Energien stehen und somit als erste ihre Erzeugung reduzieren.“

Diese Zahlen lassen nur einen Schluss zu: Weniger E-Autos bedeuten weniger Kohlestrom.

Strombedarfssteigerungen aufgrund neu hinzukommender stromverbrauchender Produkte haben nahezu weltweit stets den gleichen Effekt auf die Stromerzeugung: Der erhöhte Strombedarf, der Marginalstrom, kann nur von fossilen Kraftwerken gedeckt werden. Die zur Deckung des Zusatzbedarfs erhöhte Fossilstromproduktion bewirkt eine Verringerung der Ökostromquote.

Wer Elektroautos mit Durchschnittsstrom-Emissionen bilanziert, ohne diese Effekte zu berücksichtigen, arbeitet wissenschaftlich unsauber, sofern das Ziel der Arbeit in einer Abschätzung besteht, wie stark sich die Treibhausgasemissionen (direkter oder indirekter Art) durch die Elektromobilität erhöhen.

Das ist auch die Essenz der wissenschaftlichen Veröffentlichung mit dem Titel „The averaging bias – a standard miscalculation, which extensively underestimates real CO2 emissions“ der Professoren Thomas Koch und Thomas Böhlke.

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Hajek schreibt ferner:
Nicht vernachlässigbar ist dagegen das CO2, das bei der Herstellung der jeweiligen Autos entsteht.“

Auch das ist falsch – wenn auch auf etwas andere Weise, als Hajek glaubt.
Denn wenn das E-Auto korrekterweise genau mit den fossilen Emissionen bilanziert wird, die es zu verantworten hat (weil es diese Emissionen ohne die Elektromobilität gar nicht geben würde), dann weist die Klimabilanz des Elektroautos derart hohe Fahremissionen aus, dass die Akkuproduktion durchaus beinahe vernachlässigbar sind (siehe Grafik 1).

Tatsächlich stimmen aber auch die von Hajek zitierten Angaben zu den Emissionen bei der Akkuherstellung nicht. Weil das Marginalstrom-Argument natürlich auch für Produktionsprozesse gilt, werden auch die Emissionen der Akkuherstellung durchweg zu niedrig angegeben.

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Zitat Nr. 6:
Man kann aber einem einzelnen Verbraucher-Typus nicht seriös immer den Strom aus dem marginalen Kraftwerk zuordnen. Nach Kochs Logik wäre auch ein Uralt-Kühlschrank mit 1940er-Jahre-Effizienz einem neuen A++ Model vorzuziehen, solange er nur früh genug eingeschaltet wird – nämlich bevor andere, konkurrierende Verbraucher ans Netz gehen.“

Hajek scheint nicht zu wissen, dass Marginalstrom auch negativ sein kann. Negativer Marginalstrom wird als Verdrängungsstrom bezeichnet und ermöglicht eine realistische Erfassung der Treibhausgaseinsparungen von Energiesparmaßnahmen. Prof. Koch werden Hajeks Worte daher allenfalls amüsieren:

  • Den Uralt-Kühlschrank abzuschalten, spart viel Fossilstrom ein; das ist ein gutes Beispiel für Verdrängungsstrom.
  • Der neue sparsame Kühlschrank ist im Rahmen einer Klimabilanz natürlich auch mit Fossilstrom zu bilanzieren. Aufgrund der moderneren Technik wird er aber nur wenig Fossilstrom benötigen.
  • Wird einerseits viel Fossilstrom eingespart und andererseits deutlich weniger zusätzlicher Fossilstrom verbraucht, ergibt sich unterm Strich natürlich eine positive Klimabilanz: Die Emissionen sinken.

Der Marginalstromansatz steht zu diesem Ergebnis in keinerlei Widerspruch. Hajeks Erwähnung des Einschaltzeitpunkts ist abwegig – jedoch wahrscheinlich nicht einmal seine eigene Idee. Tatsächlich versucht er mit dieser steilen These wohl zu „wietscheln“.

Prof. Wietschel vom Fraunhofer Institut hat einige Kreativität bei der Formulierung von Rechtfertigungen für die Anwendung des Durchschnittsstroms in Klimabilanzen bewiesen. Seine kuriose These lautet im Kern: Gewiss handelt es sich beim E-Auto um ein neues Produkt und somit um einen zusätzlichen Stromverbraucher, der den Differenzstrombedarf erhöht. Da sich aber nicht für jedes einzelne E-Auto bestimmen lasse, wann genau der Ladevorgang beginnt, sei nicht bekannt, welches Grenzkraftwerk genau den Ladestrom liefert. Wietschel präsentiert diese Unschärfe allen Ernstes als Begründung, um den Durchschnittsstrommix zu verwenden – obwohl er natürlich weiß, dass dieser auch Ökostrom enthält, der bereits Abnehmer hat und nicht noch einmal verbraucht werden kann (siehe Professor Wietschels vergebliche Suche nach dem „Grenznachfrager“). Dass die doppelte Verbuchung des Grünstroms mittels plausibler Marginalmix-Emissionswerte vermieden werden kann, erwähnt er nicht (mehr dazu dort: EU Verdrängungsmix – Ein vereinfachter marginaler Ansatz zur Bestimmung der Umweltwirkungen für gekoppelte Wärme- und Stromtechnologien).

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Wir kommen zum nächsten Hajek-Zitat:
Und man müsste den dreckigen Marginalstrom allen neu ans Netz gehenden Verbrauchern zurechnen, sofern es nicht-elektrische Ausweichtechnologien gibt, denn sie erzeugen in dieser Logik alle einen vermeidbaren Mehrverbrauch. Man müsste Ölheizungen statt Wärmepumpen fördern, E-Loks durch Dampfloks ersetzen, neue Gas- statt E-Herde in der Küche installieren, und kaputte Glühbirnen gegen Petroleumlampen statt mit LEDs austauschen.“

Für die Hoffnung, er könnte den letzten Satz vielleich doch ironisch gemeint haben, findet sich leider kein Anlass.

Dabei bewegt Hajek sich anfangs sogar in die richtige Richtung: Selbstverständlich ist allen neu ans Netz anzuschließenden Verbrauchern im Kontext von Klimabilanzen Marginalstrom zuzurechnen – das ist der einzige Weg, um zu realistischen Ergebnissen zu kommen, die es erlauben, die Auswirkungen auf die Treibhausgasbilanz im Vergleich zu anderen Produkten belastbar zu bewerten. Und in der Tat müssen neue Verbraucher unter diesen schwierigen Bedingungen beweisen, im Vergleich zu alternativen (und häufig nichtelektrischen) Produkten netto CO2 einzusparen.
Gelingt dies nicht, so hat sich die untersuchte Form der Elektrifizierung als klimapolitisch unsinnig oder zumindest verfrüht erwiesen.

Das ist der Grund, warum E-Auto-Fans sich so vehement gegen den Marginalstrom wehren.

Hajek weiter:
Immer wäre der Strommix einfacher zu handhaben und tendenziell auch „grüner“, wenn es die neuen Strom-Verbraucher nicht gäbe.“

So ist es in der Tat. Da Mehrverbrauch stets fossil gedeckt werden muss – denn die Ökostromkraftwerke können nun mal nicht mehr leisten – verringert jeder höhere Verbrauch die Ökostromquote. Dieser Zusammenhang ist evident, er ist vollkommen logisch und eigentlich auch ganz einfach zu verstehen. Eingeschworenen E-Auto-Fans mit starken Überzeugungen ist er aber dennoch häufig nicht vermittelbar.

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Hajek-Zitat Nr. 9:
Selbst wenn man dem Argument folgt, dass E-Autos von allen neuen Verbrauchern die überflüssigsten seien, weil es eine gute Alternative, den Diesel gebe, geht die Rechnung nicht auf. Denn E-Autos sind unbestritten etwa um den Faktor 2,5 Energie-effizienter als Autos mit Verbrennungsmotor.“

Damit blendet Hajek die Stromerzeugung aus. Da E-Autos (aus den weiter oben beschriebenen Gründen) noch für lange Zeit die Produktion von Fossilstrom etwa in der Menge des Ladestroms bedingen werden, ist die Primärenergie de facto Gas oder häufiger noch Kohle. Deren Verstromung plus der Verluste vom Generator bis zum Antriebsmotor ist keineswegs um den „Faktor 2,5 Energie-effizienter als Autos mit Verbrennungsmotor“ – im Gegenteil, siehe Grafik 1.

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Zitat Nr. 10:
Es wäre im Gesamtsystem daher sogar effizienter, Diesel in ein Kraftwerk zu schütten und zu verstromen, um damit E-Autos zu laden, als ihn im Auto mit einem schlechteren Wirkungsgrad zu verfahren“, sagt Max Fichtner, Professor für Energiespeichersysteme am Helmholtz Institut in Ulm und am Karlsruhe Institut für Technologie. „Selbst wenn man dem E-Auto die CO2-Emissionen des marginalen Kraftwerksparks zurechnet, wäre es noch weniger CO2 als bei einem Diesel“, so Fichtner.

Wer sich je auch nur ein klein wenig mit dieselelektrischen Antrieben beschäftigt hat, dem stockt bei diesem Satz vor Verblüffung der Atem.
Prof. Fichtner muss doch wissen, dass diese Kombination nur dann so effizient wie ein direkter Dieselmotorantrieb arbeiten kann, wenn zwischen Generator und Elektromotor keine größeren Verluste entstehen. Davon kann aufgrund des Eigenbedarfs der Kraftwerke, der Verluste in Übertragungs- und Verteilnetz sowie den Ladeverlusten aber keine Rede sein. Tatsächlich muss ca. 45 % mehr Strom erzeugt werden, als der Bordcomputer des E-Autos als Verbrauch anzeigt.

Fichtners Behauptung ist auf den ersten Blick erkennbarer haarsträubender Unsinn. Auf Nachfrage äußerte er sich zu diesem Punkt nicht und räumte nur ein, „auch mal plakative Aussagen zu tätigen, wenn der Verbrenner schöngerechnet werden soll.“

Solche offensichtlich falschen Aussagen kritiklos wiederzugeben, spricht nicht für Hajek.

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Nr. 11:
Mit der Empirie ist die Marginalmix-Theorie kaum in Einklang zu bringen. Denn natürlich laden viele ihr E-Auto auch im Sommer und bei viel Wind, wenn ein Überschuss an Erneuerbaren im Netz ist.“

Diese Sätze scheinen auf recht umfassende Konfusion hinzudeuten.
Der Marginalstromansatz ist zur Bestimmung der Zusammensetzung des Ladestroms einzelner Fahrzeuge als Analysewerkzeug prinzipiell ungeeignet und daher nicht gebräuchlich. Dass alle Verbraucher den lokalen Durchschnittsstrom mit schwankenden Anteilen von Grünstrom erhalten, ist völlig unstrittig. Auf diese Weise eine Kollision des Marginalstromansatzes mit der Empirie belegen zu wollen, ist ein von vornherein aussichtsloses Unterfangen.

Hajek scheint zudem ernsthaft an anderweitig nicht verwertbare Überschüsse an Erneuerbaren im Netz zu glauben. Damit ist er einer Urban Legend aufgesessen, denn das entspricht nicht den Tatsachen. Die Abschaltquote des EE-Stroms lag 2019 z.B. bei 2,8 Prozent, d.h. der Ökostrom wird nahezu vollständig verbraucht.
Grund für die gelegentlichen Abregelungen ist nicht etwa, dass es für diesen Strom keine Abnehmer gäbe. Rüdiger Paschotta hat dies in seinem Energie-Lexikon erklärt: „Zwar könnte man im Prinzip immer einen Ort finden, an dem die jeweilige Leistung genutzt werden könnte, jedoch stehen die nötigen Leitungskapazitäten hierfür manchmal nicht zur Verfügung.“

Um die abgeregelten 2,8 Prozent als Ladestrom aufnehmen zu können, hätten Elektroautos also zufällig gerade in der Nähe genau dieser Stromerzeuger stehen müssen. Dabei wird es einer Studie des Öko-Instituts zufolge noch für einige Zeit bleiben„Die Forscher haben untersucht … ob … die Überschüsse an Strom aus fluktuierenden erneuerbaren Energien gezielt durch Elektroautos genutzt werden könnten. Sie kamen zu überraschenden Resultaten: Wenn der Ausbau der Leitungsnetze bis 2030 so funktioniert, dass Netzengpässe kein Problem mehr darstellen, dann wird der fluktuierende erneuerbare Strom aus Wind und Sonne fast immer vollständig durch herkömmliche Verbraucher genutzt – auch ganz ohne Elektrofahrzeuge.“

Grünen Strom, der ohne Elektroautos keine Verwendung fände, gibt es nicht. Aufgrund der Abschaltung der Kernkraftwerke, der Hindernisse beim EE-Ausbau, der Notwendigkeit, sich gegen Dunkelflauten abzusichern und dem hohen Strombedarf der vielen weiteren Elektrifizierungsideen auch in Zukunft für lange Zeit noch nicht geben. Allein die chemische Industrie meldet einen Strombedarf von 628 TWh an, um bis 2050 vollständig zu dekarbonisieren – das ist mehr als die gesamte aktuelle Stromversorgung!

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Hajeks folgender Text scheint noch weitere Verständnislücken zu offenbaren. Wolf-Peter Schill, Ingenieur und Ökonom am DIW in Berlin, hatte zurecht darauf hingewiesen, dass „verlässliche Daten darüber, wann wie viele E-Autos tatsächlich laden“, Voraussetzung für die Ermittlung der tatsächlichen Emissionen sind. Und was macht Hajek daraus?
Nr. 12: „Solche Modellrechnungen gibt es. Sie zeigen: Es ist nicht möglich, mit einem E-Auto das ganze Jahr fossilen Strom zu laden.“

Hajek will die für Klimabilanzen ungeeignete Perspektive einer Strombilanz des einzelnen E-Autos partout nicht verlassen.
Auch ein deutlich sauberer Durchschnittsstrom mit viel Wind- und Sonnenanteil würde nichts daran ändern, dass bei Trennung aller E-Autos vom Stromnetz praktisch nur fossile Kraftwerke die Leistung verringern würden. Dass für die Klimabilanz des E-Autos nur dieses Faktum zählt, scheint er einfach nicht zu verstehen.

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Nr. 13:
Richtig ist aber auch: Solange Erneuerbare nicht in beliebiger Menge zur Verfügung stehen, erhöhen viele neue Verbraucher den Anteil marginaler Kraftwerke. Das gilt für Wärmepumpen ebenso wie für Millionen neuer E-Autos oder spät elektrifizierter Bahnstrecken.“

Mit viel gutem Willen ließe sich aus diesem Absatz herauslesen, dass Hajek ein erster, zaghafter Schritt in Richtung eines tieferen Verständnisses gelungen ist. Das erweist sich aber leider gleich darauf als Illusion:

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Nr. 14:
Die Marginal-Theorie übersieht auch, dass die Strom-Nachfrage durch E-Autos flexibel handhabbar ist. „Elektroautos müssen nicht sofort geladen werden, nachdem die Besitzer nach Hause gekommen sind“, sagt Matthias Huber, Professor für Energiewirtschaft an der Technischen Hochschule Deggendorf.“

Der Marginalstromansatz ist keineswegs mit einer flexiblen Steuerung der Stromnachfrage inkompatibel, im Gegenteil. Sollte in vielen Jahren auch der EE-Strom regelbar und der Differenzstrom nicht mehr durchgängig fossil sein, dann wird der Marginalstromansatz helfen, optimale Zeitfenster zu ermitteln, um möglichst wenig Regelleistung von Fossilstromkraftwerken zu beziehen.

Solange jedoch Residualleistung fossil erzeugt werden muss, bleiben diese Steuerungsmöglichkeiten ohne Einfluss auf die Klimabilanz des E-Autos. Denn selbst wenn alle E-Auto-Fahrer dem folgten, würde sich nichts daran ändern, dass beim hypothetischen Entfall aller Elektroautos nur fossile Kraftwerke ihre Leistung reduzierten – weshalb unverändert nur deren Emissionen in fachlich korrekten Klimabilanzen Verwendung finden dürfen.

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Das kurz darauf folgende Zitat eines Doktoranden wurde von Hajek wahrscheinlich auch missverstanden:

Nr. 15:
Anders als bei der reinen Marginalmix-Methode unterstellt, ist der CO2-Ausstoß des Strommix keine Konstante, sondern er ändert sich quasi stündlich“, sagt Husarek.

Was Husarek im Gespräch mit Hajek mit dem Begriff der „reinen Marginalmix-Methode“ tatsächlich meinte, ist aus Hajeks Beitrag nicht erkennbar. Dass der CO2-Ausstoß sich laufend ändert, ist indes eine allgemein anerkannte Selbstverständlichkeit und steht keineswegs im Widersprich zum Marginalstromansatz. Durchschnittswerte werden nur dort verwendet, wo es an Daten für eine stündliche Auflösung mangelt oder der Aufwand unvertretbar groß wäre. Siehe dazu das folgende Zitat aus der Arbeit „EU Displacement Mix“ der Forschungsstelle für Energiewirtschaft (ins Deutsche übersetzt):
Die Verwendung des Marginalansatzes ist geeignet, um die Auswirkung einer zusätzlichen Erzeugung oder eines zusätzlichen Verbrauchs auf das Versorgungssystem realistisch abzuschätzen. Leider sind für Abschätzungen diverser Strommärkte, wie dem der EU, umfangreiche und zeitlich fein auflösende Datenerhebungen notwendig (z.B. Stromerzeugungszusammensetzung, länderspezifische Merit-Order-Kurven).
Aufgrund der zeitlichen Beschränkung dieser Studie ist eine zeitlich hochauflösende genaue Quantifizierung des Anteils der Kraftwerke, die durch zusätzliche Stromerzeugung ersetzt werden, für alle EU-Mitgliedsstaaten nicht durchführbar: Daher wurde eine vereinfachte Abschätzung eines plausiblen Verdrängungsmixes abgeleitet.“

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Mit dem Zitat Nr. 16 kehrt Hajek zu seinem Ausgangsfehler zurück:
Nach seinen Berechnungen verursachen E-Autos heute zwar etwas mehr CO2 als die weiter oben errechneten 66 Gramm, wenn man nicht einfach den Jahresstrommix annimmt, sondern die tatsächlichen Ladezeitpunkte und den jeweiligen zeitgenauen Mix einbezieht. 75 Gramm sind es laut Husarek. Aber das Potenzial ist immens: „Bis 2030 kann sich dieser Wert um 91 Prozent verringern.“ Allein das flexible Laden je nach Angebot an Grünstrom im Netz senke die Emissionen dabei um 32 Prozentpunkte.“

Was Hajek scheinbar nicht versteht oder nicht verstehen will:
Dass die Residuallastschwankungen von fossilen Kraftwerken kompensiert werden müssen, bedeutet in anderen Worten, dass jeglicher Differenzstrom fossil ist. Daran ändert sich auch dann nichts, wenn ein Verbraucher den Zeitpunkt des Strombezugs in Phasen mit geringeren Emissionen des Durchschnittsstroms legt. Auch dann muss irgendjemand den Zusatzbedarf decken, und das sind nun einmal die Fossilkraftwerke. Das ist der Grund, warun die Klimabilanz des E-Autos nicht vom Durchschnitts-, sondern vom Marginalstrom abhängt.

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Ein paar grundsätzliche Worte zum Schluss:
Unklar ist, was sich die akademischen Interviewpartner dabei gedacht haben, ihre Zitate nach den Interviews Hajek gegenüber zu bestätigen, ohne korrigierend oder warnend einzugreifen. Erkannten sie seine Verständnisdefizite und nahmen sie hin, weil er für die aus ihrer Sicht richtige Sache wirbt? Oder propagieren sie tatsächlich selbst, was Hajek schreibt?

Der zweite Fall wäre sehr viel beunruhigender. Denn dann wäre es dringend an der Zeit für klärende Auseinandersetzungen innerhalb der Wissenschaftsgemeinde über die Verbindlichkeit wissenschaftlicher Standards.

Kai Ruhsert, 25. Juli 2021


*) Diese Grafik wurde aus Copyright-Gründen gewählt. Die absoluten Zahlen sind nicht mehr aktuell, auch ist die Braunkohle aufgrund des CO2-Preises inzwischen nach rechts gewandert. Das spielt für die Erklärung der Zusammenhänge aber keine Rolle.

Bildquelle des WIWO-Logos: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/08/WirtschaftsWoche_Logo.png

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3 Antworten auf “Anmerkungen zum WIWO-Beitrag „Woher kommt der Strom für all die E-Autos?“”

  1. Eine Verständnisfrage an den Autor: „Zusätzliche“ Verbraucher verursachen (laut Marginalstromansatz) ja eine „zusätzliche“ Stromerzeugung (aktuell durch fossile Regelenergie). Wenn es nun aber dauerhaft viele neue Verbraucher gäbe, bspw. 10 Millionen E-Autos, von denen zu jedem Zeitpunkt mind., sagen wir 2 Mio. am Ladepunkt hingen … und man für diesen Strombedarf dann bspw. ein neues Atomkraftwerk zur Bedarfsdeckung hätte … Könnte man dann (vereinfacht) sagen, dass die Marginalstromproblematik diese 2 Mio. Fahrzeuge nicht mehr beträfe? (Anders formuliert: 10 Mio. zusätzliche Verbraucher führen zu dauerhaft erhöhtem Strombedarf, der zum Teil durch zusätzlichen „CO2-freundlichen“ Atomstrom gedeckt werden könnte… ?)

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    1. Vielen Dank für die sachliche Rückfrage.
      Auf den ersten Blick könnte man das meinen. Tatsächlich könnte dieses Atomkraftwerk aber nicht die Lücke zwischen Strom aus EE und Bedarf schließen. Die Residuallast müsste weiterhin überwiegend von fossilen Kraftwerken erzeugt werden. Das Kraftwerk würde also zwar die Emissionen des Durchschnittsstroms senken, nicht aber die des Fossilstroms, und nur auf diese kommt es für die Klimabilanz zusätzlicher Stromverbraucher an.
      Mehr dazu dort: https://derelektroautoschwindel.wordpress.com/warum-durchschnittsstrom-studien-uber-elektroautos-wissenschaftlich-wertlos-macht/

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