Der Ultimative Vergleich - Elektroauto gegen Benziner
In einer losen Serie von Artikeln werde ich Betriebs- und Umweltkosten von Elektrofahrzeugen beleuchten, um sie einem praxistauglichen Vergleich von Elektro- und Fossilfahrzeugen im Segment PKW zugänglich zu machen. Abschließend sollen auch die sozialen Implikationen beider Fahrzeugtypen eingeschätzt werden.
== BETRIEBSKOSTEN: FAHRTKOSTEN ==
Unter Betriebskosten werden sämtliche Anschaffungs- und Unterhaltskosten betrachtet. Dazu müssen Fahrzeuge beider Kategorien in derselben Leistungsklasse identifiziert werden. Dieser Artikel ist dem Vergleich der reinen Fahrtkosten gewidmet, die Betriebskosten sollen in einem späteren Artikel zusammengefaßt werden.
Zum Vergleich wählen wir den Typ Volkswagen Golf-7, der sowohl in einer Benzin- als auch einer modernen Elektrovariante angeboten wird. Genauer sind dies der “E-Golf 2017″ und der “Golf-7 1.5 TSI”. In dem Vergleich sollen sowohl finanzielle als auch Umweltkosten des Fahrbetriebs ermittelt und bewertet werden. Für die Umweltkosten verwenden wir einen Vergleich der CO2-Emissionen, die insgesamt mit dem Kraftstoffeinsatz verbunden sind. Unter Kraftstoff verstehen wir Benzin in dem einen und zugeführten Strom im andern Fall.
In einem ersten Schritt werden die Verbräuche für vergleichbare Fahrleistungen bei moderater aber praxistauglicher Fahrweise festgestellt und die eingesetzten Energiemengen verglichen. Im zweiten Schritt werden die mit den Verbräuchen verbundenen Aufwendungen eingeschätzt.
1. Verbrauchswerte für Durchschnittsfahrten
A. Benziner. Die Werksangaben für den Verbrauch liegen bei 5,1 l pro 100 km. Dies ist jedoch eine unrealistische und branchenüblich falsche Angabe. Für die tatsächlichen Verbräuche beziehen wir uns auf Benutzeraussagen, die wir anhand der Auswertung von Youtube Videos und Presseinformationen ermittelt haben. Diese Verbrauchsangaben schwanken zwischen 5,8 und 6,8 Liter auf 100 km. Da wir moderates Fahren ansetzen, legen wir einen typischen Verbrauch von 6,1 Liter Superbenzin fest. Dieser Verbrauch enthält zugleich einen Anteil Ölverbrauch von 0,1 l.
B. Elektro. Der nominale Verbrauch läßt sich einfach ermitteln durch die Angaben in den Bordarmaturen der Fahrzeuge. Diesen Verbrauch legen wir ebenfalls nach bestätigten Benutzererfahrungen mit 14,0 kWh je 100 km fest. Der reale Vergleichsverbrauch soll jedoch der extern zugeführte Strom sein und der liegt um einiges höher als die Armaturangaben, die sich auf einen Verbrauch ab Batterie beziehen. Die nominalen Verbräuche sind um Ladeverluste zu ergänzen, die zum einen durch das Laden der Batterie selbst und zum andern durch sogenannte Leerverbräuche entstehen. Als "Leerverbräuche" bezeichnen wir Verluste an Batterieladung, die durch nicht fahrbedingte interne Verbräuche des Fahrzeugs, einschließlich der Batterieselbstentladung, entstehen. Als Leerverbrauch rechnen wir 1 kWh pro Tag. Der den 14,0 kWh entsprechende reale Stromeinsatz liegt bei durchschnittlicher Jahreskilometerleistung bei 19,5 kWh, also ein gegenüber der intern gemessenen Verbrauchsangabe um 39 % erhöhter Energieeinsatz. Die Rechnung hierzu wird gesondert ausgewiesen.
2. Finanzeinsatz für Durchschnittsfahrten
Der finanzielle Kostenvergleich ist der Vergleich zwischen den Kosten für 6,1 Liter Superbenzin und 19,5 kWh Strom. Der Vergleich fällt je nach Zeit und persönlichen Umständen anders aus. Ein typisches Beispiel für diese Tage lautet
A. 6,1 l/hkm * 1,36 €/l = 8,30 €/hkm
B. 19,5 kWh/hkm * 0,28 €/kWh = 5,46 €/hkm
==>> Der finanzielle Kostenvergleich für den Fahrbetrieb ergibt eine Einsparung von € 2,84 je 100 km Fahrleistung oder 34 % zugunsten des Elektroautos.
==>> Bei einer Jahreslaufleistung von 15.000 km können damit pro Jahr Betriebskosten von € 426 eingespart werden. Für eine Lebensdauer von 15 Jahren oder 225.000 Kilometerleistung ergibt sich eine angenommene Einsparung bei den Fahrtkosten von € 6.390. Dieser Wert ist jedoch aufgrund der schwankenden Preislagen als unsicher einzustufen.
==>> Der finanzielle Kostenvergleich ist situationsbedingt. Bei Verwendung einer hauseigenen Solaranlage, die auch für weitere Zwecke genutzt wird, können sich die angegebenen Einsparungen um den Faktor 100 bis 200 % verbessern.
==>> Weitere Einsparungen können durch allgelegentlich verfügbare kostenlose Ladeangebote erzielt werden. Dies kann z.B. bei einem Arbeitgeber sein oder eine subventionierte Ladesäule. Damit erweist sich das Elektrofahrzeug als extrem anpassungsfähiges Instrument, das wechselweise sich bietende Preisvorteile ohne weitere technische Maßnahmen in Anspruch nehmen kann.
3. Umwelteinsatz für Durchschnittsfahrten
Die Umweltkosten in Form der CO2-Emissionen sind um vieles komplexer zu ermitteln. Die untersuchten Kosten beziehen sich auf die ganze Kette der Herstellung der verwendeten Kraftstoffe; dies kann jedoch wegen der hohen Komplexität und der zum Teil ungenauen Datenlage nur in einer Näherung geschehen.
A. Umweltkosten von Strom
Der deutsche Strommix weist für 2016 folgende fossile Anteile aus: Braunkohle 23,1 %, Steinkohle 17,0 %, Erdgas 12,1 %. In Summe wurden 52,2 % der erzeugten Stromenergie aus fossilen Brennstoffen erzeugt. Das Gesamtergebnis an Strom wird für 2016 mit 648 TWh, die damit verbundenen CO2 Emissionen mit 306 Mt angegeben. Daraus ergibt sich ein Satz von 472 g CO2 je kWh. Einzelne Erzeuger weisen zum Teil stark abweichend andere Werte aus. So gibt E.On z.B. für seinen Strommix lediglich 32,6 % Fossilträger und 281 g CO2 je kWh an.
Die für den Fahrzeugvergleich relevante Größe ist der CO2-Einsatz je Wegstrecke. Die bereits ermittelten 19,5 kWh je 100 km Fahrt werden eingesetzt.
- Nominalaufwand CO2 (dt. Strommix): 19,5 kWh/hkm * 472 g CO2/kWh = 9.204 g CO2/hkm = 92,0 g CO2/km.
- Nominalaufwand CO2 (E.On): 19,5 kWh/hkm * 281 g CO2/kWh = 5.480 g CO2/hkm = 54,8 g CO2/km.
Der Nominalaufwand entspricht dem CO2-Einsatz, den die Hersteller für die Energieproduktion angeben. Vermutlich nicht enthalten sind hier die CO2-Aufwände für die Auslieferung von Strom, die hier noch zu ergänzen wären.
B. Umweltkosten von Benzin
Beim Testfahrzeug wird Superbenzin als Kraftstoff verwendet. Superbenzin hat einen Energiegehalt von 8,76 kWh/l (12,0 kWh/kg). Beim CO2-Aufwand von Verbrennern gehen wir von 2,33 kg CO2 je Liter Benzin (2,64 kg bei Diesel) aus. Diese Werte sind der chemischen Physik entnommene Maximalwerte bei der Verbrennung. Beim Einsatz von 6,1 l/hkm errechnet sich ein Emissionswert von 14,2 kg CO2/hkm, das sind 142 g/km und entspricht ungefähr den Angaben der Automobilindustrie.
Auspuffemission = 142 g / km
Benzin kommt nicht rein aus dem Boden sondern wird durch Raffination aus Erdöl hergestellt. Des weiteren müssen sowohl die Rohstoffe als auch die Endprodukte z.T. über weite Strecken transportiert werden. Die dabei eingesetzten Energieaufwände sind erheblich und müssen für die Berechnung der CO2-Kosten beachtet werden. Verläßliche Informationen zum Energieeinsatz von Raffinaterien sind kaum zu erlangen. Zum Teil sind solche Unternehmen auch noch in der Fernwärme und Stromproduktion tätig, sodaß die netto eingesetzte Energie für Raffination schwer zu ermitteln ist. Wir gehen von einem Schätzwert von zusätzlichen 30 % der in Endprodukten enthaltenen Energiemenge aus, um die Herstellung, Verarbeitung und Transporte abzudecken. Das sind 2,63 kWh / Liter Benzin. Mit dem für Standardstrom gültigen Satz von 472 g CO2/kWh erhalten wir damit zusätzliche 1,24 kg CO2/l, 7,56 kg/hkm oder 76 g/km, die in unserer Rechnung dazu kommen.
CO2-Aufwand I = 218 g CO2 / km
Damit ist die CO2 Belastung durch Fossilenergie aber noch nicht ausgestanden, denn die Gewinnung von Rohöl ist weit energieintensiver und emissionsreicher, als dies im Licht der Öffentlichkeit bewußt geworden ist. Diese Kosten müssen überschlagsmäßig ebenfalls erfaßt werden. Experten der Ölindustrie gehen davon aus, daß für jede Energieeinheit gehandelten Öls nochmal 50% durch Abfackeln von Gasen und interne Energieaufwände CO2-intensiv verloren gehen. In überschlägiger Rechnung können wir also von einem Verlängerungsfaktor von 50% bei den CO2-Kosten je Liter Benzin ausgehen. Legen wir nur den Emissionwert des Kraftstoffverbrauchs zugrunde, ergibt dies zusätzliche 0,5 * 142 = 71 g / km, die in unserer Rechnung hinzu kommen Wir erhalten somit den
CO2-Aufwand II = 290 g CO2 / km
C. Vergleich und Bewertung
Vergleichen wir die CO2-Belastung der Umwelt durch Strom- oder Benzineinsatz bei den untersuchten Fahrzeugen, so fällt das Ergebnis stets zugunsten der Elektromobilität aus. Aus dem dt. Strommix ergab sich eine Belastung von 92,0 g/km, aus dem Einsatz von Superbenzin 290 g/km. Das ist ein Verhältnis von grob 1 : 3 zugunsten des Stromeinsatzes. Bei Verwendung von Strom von E.On ist das Verhältnis 54,8 : 290, also weitaus besser mit 1 : 5.
==>> Durch den Einsatz von hauseigenem Solarstrom kann die CO2-Belastung durch Elektromobilität auf ca. 20 g/kWh und somit 4 g/km begrenzt werden.
==>> Auch der Umweltvergleich zeigt die hohe Anpassungsfähigkeit der Elektrofahrzeuge. Die Umweltbelastung im Fahrbetrieb ist stets so gering oder hoch wie der bei der Batterieladung angezapfte Strom bei der Herstellung belastet wurde.
==>> Beim Worst-case-Szenario 100 % Kohlestrom ergibt sich eine CO2-Belastung von 1.000 g/kWh und somit 195 g/km. Selbst in diesem Fall ist die Umweltbelastung um ca. 100 g CO2 je gefahrenen km geringer bei Verwendung des Elektrofahrzeugs.
4. Zusammenfassung Fahrtkosten
Stromfahrzeug 100 kW (E-Golf 2017)
Verbrauch nominal 14,0 kWh / 100 km 140 Wh/km
Verbrauch real 19,5 kWh / 100 km
Preis 0,0546 € / km
CO2 Dt. Strommix 92 g / km
CO2 E.On 55 g / km
CO2 Grünstrom 4 g / km
Fossilfahrzeug 110 kW (Golf-7 1.5 TSI)
Verbrauch 6,1 l Benzin / 100 km 534 Wh/km
Preis 0,0830 € / km
CO2 Emission 142 g / km
CO2 Aufwand I 218 g / km
CO2 Aufwand II 290 g / km
- - -
QUELLEN
https://www.bundestag.de/blob/406432/70f77c4c170d9048d88dcc3071b7721c/wd-8-056-07-pdf-data.pdf
https://1-stromvergleich.com/strom-report/strommix/
https://www.spritmonitor.de/de/berechnung_co2_ausstoss.html
https://de.wikipedia.org/wiki/Kraftstoff