Camouflage: Zur vorgetäuschten Wissenschaftlichkeit eines Kampagnen-Pamphlets

Review von „How clean are electric cars? T&E’ s analysis of electric car life cycle CO₂ emissions“ (April 2020)


Die „European Federation for Transport and Environment“, der europäische Dachverband einiger Nichtregierungsorganisationen, gab im April 2020 bekannt: [1]

Um Klarheit und Transparenz in diese Debatte zu bringen, hat T&E einen umfassenden und zukunftsweisenden Vergleich von Elektro-, Diesel- und Benzinmotoren in verschiedenen Fahrzeuggrößen für 2020 und 2030 erstellt. Das Online-Tool, das zusammen mit diesem Papier veröffentlicht wird, basiert auf den neuesten Erkenntnissen, die zeigen, dass ein durchschnittliches Elektroauto in der EU bereits heute fast dreimal besser ist als ein gleichwertiges konventionelles Auto. Entscheidend ist, dass Elektroautos in den nächsten Jahren im Zuge der Dekarbonisierung der EU-Wirtschaft erheblich sauberer werden, wobei die durchschnittlichen Elektroautos im Jahr 2030 mehr als viermal sauberer sein werden als entsprechende konventionelle Fahrzeuge.

Drei- oder viermal besser als herkömmliche Autos?! Das wäre mehr als erstaunlich. Die meisten elektroautofreundlichen Studien behaupten lediglich eine Reduzierung im zweistelligen Prozentbereich. Wir wollen untersuchen, wie dieses Ergebnis zustande kam.

Die Klimabilanz des Elektroautos hängt bekanntlich vor allem von den Treibhausgasemissionen der Ladestromerzeugung ab. Welchen Strommix hat T&E zur Abschätzung dieser Emissionen verwendet? Die folgenden Zitate erlauben eine Antwort (Fettdruck wurde später hinzugefügt):

Die Berechnung der Kohlenstoffintensität des Stromnetzes eines Landes durch T&E erfolgt auf der Grundlage einer Bottom-up-Berechnung auf der Grundlage einer realistischen Entwicklung des Stromerzeugungsmixes

…die berechnete durchschnittliche Kohlenstoffintensität des Stromnetzes in der EU27 beträgt 319 gCO₂e/kWh im Jahr 2020 und 168 gCO₂e/kWh im Jahr 2030 und 84 gCO₂e/kWh im Jahr 2040.

Um die Dekarbonisierung der Elektrizität während der Lebensdauer der EV und die zukünftigen Trends der Auswirkungen der EV zu modellieren, basieren die Stromerzeugungs-Mixe in den EU-Ländern auf…

…Elektroautos – angetrieben mit dem durchschnittlichen Strom


Die Studie basiert offensichtlich auf dem Durchschnittsstrommix. Das wirkt sich zwangsläufig stark auf die Ergebnisse aus, wie aus einem anderen Papier hervorgeht:

Kurzfristige Marginalmixe ergeben generell höhere Werte als der Durchschnitt.“ [2]

Man hat sich also für den Strommix mit geringeren Emissionen entschieden. Wie wird das begründet?

In diesem Kontext ist bemerkenswert, dass T&E ausdrücklich die Einhaltung wissenschaftlicher Standards fordert. Zitat aus ihrem Papier:

Neue LCAs sollten sorgfältig von Fachkollegen begutachtet und im Hinblick auf den erbrachten Mehrwert, den Umfang neuer Primärforschung und der Frage bewertet werden, ob die verwendeten Daten aufgrund technischen Fortschritts und neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse veraltet sind.

Wir wollen überprüfen, ob die Arbeitsweise von Transport & Environment tatsächlich wissenschaftlichen Regeln folgt, also ziehen wir ein allgemein anerkanntes Handbuch zu Rate. 2010 veröffentlichte die Gemeinsame Forschungsstelle der Europäischen Kommission einen Leitfaden zu Lebenszyklusanalysen: [3]

„Bis heute gibt es keinen allgemein akzeptierten Leitfaden, der ISO 14040 und 14044:2006 abdeckt. Das ILCD
[4] wurde entwickelt, um diese Lücke zu füllen, da Entscheidungsträger in Regierung, öffentlicher Verwaltung und Wirtschaft im Kontext von nachhaltigem Konsum und nachhaltiger Produktion auf konsistente und qualitätsgesicherte Lebenszyklusdaten und robuste Bewertungen angewiesen sind.

Das Handbuch erklärt, welche methodischen Fehler bei der Wahl des Strommixes zu vermeiden sind:

Fehlerhafte Wahl des passenden LCI [5] Modellierungsprinzips und der zugehörigen Herangehensweise

Die Wahl des Modellierungsprinzips – zuweisend oder folgenorientiert – entscheidet darüber, ob die Technologien, die durch die gesammelten Prozessdaten im Rahmen der Bestandsanalyse abgedeckt werden sollen, die durchschnittliche Technologie für eine bestimmte Region und einen bestimmten Zeitraum widerspiegeln sollten oder eher die marginale Technologie, deren Einsatz infolge der zu untersuchenden Entscheidung zu- oder abnimmt.

Das Ziel einer Ökobilanz hängt vom Entscheidungskontext ab; daraus ergibt sich, welches LCI-Modellierungsprinzip und welche Methodik anzuwenden sind. Der praktische Teil dieses Leitfadens soll zudem Reproduzierbarkeit und Robustheit der Ergebnisse sicherstellen.

Bei einigen Technologien macht es einen großen Unterschied aus, ob ein marginaler oder ein durchschnittlicher Ansatz zur Anwendung kommt. Im Falle der Stromerzeugung kann die Grenztechnologie Kohle- oder Windkraft sein, während die Durchschnittstechnologie sich typischerweise von Fall zu Fall stark unterscheidet.

Bei Produkten oder Systemen, die viel Elektrizität verbrauchen, wird schon die Wahl des Elektrizitäts-Mix oft das Gesamtergebnis bestimmen. Die falsche Wahl des Modellierungsprinzips führt dann zu irreführenden Ergebnissen. Das gilt für alle Arten von Prozessen; für Lebenszyklusanalysen ist diese Wahl daher von grundlegender methodischer Bedeutung.

Um den Leser in die Lage zu versetzen, die geeignete Methodik zu erkennen, werden mehrere Fallbeispiele detailliert erläutert:

„Situation A: Entscheidungshilfe auf Mikro-Ebene
Situation B: Entscheidungshilfe auf Meso-/Makroebene
Situation C: Bilanzierung“

Dabei wird genau hergeleitet, unter welchen Umständen marginale Prozesse sowie kurz- und  langfristige Marginaleffekte untersucht werden müssen, um zu aussagekräftigen Ergebnissen zu kommen. Der Begriff „marginal“ fällt dabei nicht weniger als 111 Mal.

Man mag es glauben oder nicht, im T&E-Papier sucht man den Begriff „marginal“ vergebens!

Wie man den geeigneten Strommix ermittelt

Hätte der T&E-Autor einmal einen Blick in das Handbuch geworfen, so würde er darin Entscheidungshilfen vorgefunden haben:

Im Falle der Stromversorgung würde eine an den Konsequenzen von Entscheidungen orientierte Modellierung den Einsatz des Marginalmix erfordern. Wenn z.B. bei der Wasserkraft die Produktion nicht skalierbar ist (so wie z.B. in Deutschland), führt mehr Stromnachfrage nicht zu zusätzlich installierter Wasserkraft, sondern nur zu einer virtuellen Verschiebung von Elektronen aus dem Strommarktmix zum spezifischen Anbieter. Die Verwendung von Wasserkraftdaten würde die Ergebnisse wesentlich verändern, ist aber im Entscheidungskontext der Situationen A und B nicht gerechtfertigt.

Genau wie die Wasserkraft in diesem Beispiel, so kann auch die grüne Stromerzeugung in den meisten europäischen Ländern nicht auf höhere Nachfrage reagieren. Die Kapazität der erneuerbaren Energien wird zwar ausgebaut, doch das ist keine Antwort auf den Energiebedarf von Elektroautos. Der Ausbau ist ohnehin schon geplant und würde auch dann erfolgen, wenn es gar keine Elektroautos gäbe. Um fehlerhafte Ergebnisse zu vermeiden, müssen die Treibhausgasemissionen der E-Autos daher in allen Szenarien, sei es für heute oder für 2050, immer mit dem kurzfristigen Zusatzstrommix berechnet werden.

T&E hat es nicht nur völlig versäumt, ihre Vorgehensweise zu begründen. Sie haben auch die falsche Methodik gewählt.

Im Januar 2018 benannte der Bund der Energieverbraucher den Kern des Problems: [6]

„Doch warum darf man bei den Emissionsberechnungen nicht den bundesdeutschen Strom-Mix zugrunde legen? Die Erklärung ist einfach, aber nicht zu widerlegen: Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen und AKW produzieren immer, wenn sie können und betriebsbereit sind, da ihre variablen Kosten sehr gering oder nahezu null sind. Wegen eines zusätzlichen E-Fahrzeugs werden sie nicht mehr Strom produzieren (können). Also muss der zusätzliche Strom aus einem Kraftwerk kommen, das bislang nicht ausgelastet ist. Denkbar wäre auch, dass weniger Strom exportiert wird – doch dann würde im Ausland ein fossiles Kraftwerk hochgefahren, denn dort gilt das gleiche betriebswirtschaftliche Prinzip für die Stromerzeugung. … Diese Situation wird auch dann noch vorherrschen, falls in zehn oder zwanzig Jahren über 50 Prozent der Stromerzeugung durch regenerative Energiequellen stattfindet. Wer also mit den niedrigen Emissionswerten des Kraftwerks-Mix rechnet, lügt sich eins in die Tasche – mancher bewusst, mancher aus Unkenntnis.

Nur die Wahl des richtigen Strommix stellt sicher, dass es nicht zu einer rechnerischen Mehrfachverwendung von Strom aus erneuerbaren Energien kommt. Wer – wie T&E – die Klimabilanz eines Elektroautos mit dem durchschnittlichen Strommix berechnet, verhält sich so, als ob Strom aus erneuerbaren Energien doppelt genutzt werden kann: einmal von den bisherigen Stromverbrauchern und dann wieder von den neuen Elektroautos. Wer Elektroautos auch nur ein Watt Ökostrom zugesteht, muss diesen anderen Verbrauchern bilanziell entziehen.

Das ist der Grund, warum der durchschnittliche Strommix zu völlig unsinnigen Ergebnissen führt – wie diesen von T&E.

Wenn jedoch das Ziel der Arbeit in Wahrheit darin besteht, den Kohlenstoff-Fußabdruck des Elektroautos zu beschönigen, dann allerdings ist der durchschnittliche Strommix wegen des Greenwashing-Effekts von großem Nutzen, wie das folgende Diagramm beispielhaft veranschaulicht:

Der fossile Strommix weist Emissionen von etwa 874 g CO2/kWh auf, für den durchschnittlichen Strommix waren es 2016 lt. Umweltbundesamt nur 527 Gramm. Mit dem niedrigeren Wert kann das Elektroauto in einem wesentlich günstigeren Licht präsentiert werden. 

Das Umwelt- und Prognose-Institut bestätigte diesen Befund 2019: [8]

„Bild 13 zeigt, dass Elektroautos im Durchschnitt der EU bei einer Berechnung mit dem Strommix ungefähr dieselben Emissionen aufweisen wie normale PKW und zwar etwa in Höhe des heute gültigen CO2-Grenzwerts von 130 g CO2/km. Bei der realistischen Grenzkostenbetrachtung des Einsatzes von Kohlestrom liegen die CO2-Emissionen von Elektrofahrzeugen jedoch deutlich höher als bei Benzin- und Diesel-PKW.

Da wundert es nicht mehr, dass T&E noch einen weiteren häufigen Fehler gemacht hat:

T&E hat den Kohlenstoff-Fußabdruck der Batterieproduktion basierend auf der Kohlenstoffintensität der Elektrizität berechnet, die für Herstellungsprozesse verwendet wird.

In Wirklichkeit handelt es sich beim zur Batterieproduktion benötigten Strom ebenfalls um zusätzliche Nachfrage, die zusätzliche fossile Elektrizität erfordert. Dies führt zu weitaus höheren CO2-Emissionen als von T&E behauptet.

Die vielen falschen Annahmen führen zu falschen Schlussfolgerungen:

Es wird erwartet, dass die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien von 35% im Jahr 2019 auf 43% im Jahr 2025, 55% im Jahr 2030 und 74% im Jahr 2040 ansteigen wird (siehe Abbildung 1). Dieser rasche Einsatz erneuerbarer Energien hat eine wichtige Konsequenz: Ein heute gekauftes Elektrofahrzeug wird während seiner gesamten Lebensdauer immer sauberer werden, was bei LCAs normalerweise nicht berücksichtigt wird.

Es hat gute Gründe, warum dies in seriösen Studien nicht berücksichtigt wird. Deren Autoren wissen nämlich, dass in den Klimabilanzen nur die Verbesserung des fossilen Strommix berücksichtigt werden darf, solange fossile Kraftwerke den Grenzstrom liefern. Änderungen des Durchschnittsstrommix sind hierfür irrelevant.

So schwach das Fundament der Argumentation von T&E auch sein mag, ihr Anspruch ist umso größer:

Das Potenzial von Elektroautos zur Minderung der Emissionen von CO₂ ist kristallklar: EVs sind im Durchschnitt fast dreimal sauberer als heutige Diesel- und Benzinfahrzeuge. Die Diskussion darüber, ob kohlebetriebene Elektroautos besser oder schlechter für das Klima sind als konventionelle Autos, ist nicht mehr relevant (EVs sind schon damals 30% sauberer). Es ist dringend geboten, den Übergang zur Elektromobilität zu beschleunigen und gleichzeitig das Stromnetz zu dekarbonisieren.

Sie halten stur am falschen Strommix fest:

Um ein Beispiel zu nennen: Die berechnete durchschnittliche Kohlenstoffintensität des Stromnetzes der EU27 beträgt 319 gCO₂e/kWh im Jahr 2020 und 168 gCO₂e/kWh im Jahr 2030 und 84 gCO₂e/kWh im Jahr 2040. Die meisten Studien stützen sich nicht auf solche dynamischen Daten und verwenden eher statische, konstante Werte für die Kohlenstoffintensität des Stromnetzes.

Bei so großen konzeptionellen Mängeln sind weitere kleinere Fehler nicht mehr allzu überraschend. Zum Beispiel schreiben sie über die Ladeverluste von Elektroautos:

Hinzu kamen 10 % Effizienzverluste: 5 % bei den Ladegeräten und 5 % bei der Batterieladeeffizienz.

Betrachtet man die von T&E selbst angegebenen Quellen, so stellt sich heraus, dass die AC/DC-Wandlungsverluste (in Höhe von 5 %) „vergessen“ wurden. Daher sind auch diese Behauptungen weit von der Realität entfernt. Neufahrzeuge erreichen unter günstigen Bedingungen ca. 15 %, bei älteren Batterien und bei warmem oder kaltem Wetter steigen die Verluste aber an (zum Einfluss der Betriebsbedingungen siehe auch: „Batterie-Elektrofahrzeuge in der Praxis“ [7]. Dazu kommen dann noch zehn Prozent Übertragungs- und Verteilverluste, außerdem 15 Prozent Eigenbedarf der Kraftwerke (die Differenz zwischen Brutto- und Nettostromerzeugung).

Vor diesem Hintergrund ist die Schlusserklärung eher deklamatorisch als überzeugend zu nennen:

Das Warten auf die Dekarbonisierung des Stromnetzes vor der Umstellung auf emissionsfreie Mobilität würde die Emissionen CO₂ weiter erhöhen und die Chancen auf eine Einigung in Paris ernsthaft gefährden.

Das ist schlicht falsch, wie z.B. auch der unabhängige Energieberater Mario Sedlak feststellte: [9]

Ein Umstieg von Autos auf gleichwertige Elektroautos ist erst dann eine Klimaschutzmaßnahme, wenn die letzten konventionellen Kraftwerke abgeschaltet sind.

Der eigenen Zusammenfassung zufolge wollte T&E angeblich „Klarheit und Transparenz“ in die Debatte bringen.

Diese Publikation jedoch ist wissenschaftlich wertlose Werbung für Elektroautos.

Kai Ruhsert, Juni 2020


[1] https://www.transportenvironment.org/sites/te/files/T%26E%E2%80%99s%20EV%20life%20cycle%20analysis%20LCA.pdf
(Fettdarstellungen wurden später hinzugefügt und alle Zitate ins Deutsche übersetzt)

[2] https://www.researchgate.net/publication/327066754_Electricity_Generation_in_LCA_of_Electric_Vehicles_A_Review

[3] https://eplca.jrc.ec.europa.eu/uploads/ILCD-Handbook-General-guide-for-LCA-DETAILED-GUIDANCE-12March2010-ISBN-fin-v1.0-EN.pdf

[4] ILCD = International Reference Life Cycle Data System

[5] LCI = Life Cycle Inventory

[6] https://www.energieverbraucher.de/de/energiewende__1900/NewsDetail__17550/; translated into English

[7] https://mafiadoc.com/batterieelektrische-fahrzeuge-in-der-praxis-sterreichischerverein-_5a20077e1723dd17dce8e6f2.html

[8] http://www.upi-institut.de/upi79_elektroautos.htm

[9] https://sedl.at/Elektroauto/Stromherkunft

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