Lebenszyklusanalyse Verbrenner verschrotten hilft fast immer dem Klima

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Den Verbrenner verschrotten, ein E-Auto kaufen und so etwas für das Klima tun: Laut einer Analyse kann das schon funktionieren, wenn das Fahrzeug mit Verbrennungsmotor neu ist.

Wer seinen fahrtüchtigen Verbrenner verschrottet und durch ein batterieelektrisches Fahrzeug ersetzt, verbessert in den meisten Fällen die CO₂-Bilanz – selbst wenn das Verbrenner-Fahrzeug neu ist. Zu diesem Ergebnis kommt eine Lebenszyklus-Studie, die den Bestand an Pkw, SUVs und Pick-ups in den Vereinigten Staaten und die regionale Struktur des US-Stromnetzes zugrunde legt.

Pkw verursachen laut der Analyse in den USA mehr CO₂-Emissionen als der gesamte übrige Verkehrssektor zusammen: einschließlich Luft-, Schienen-, Schiffs- und Lkw-Verkehr. Der Verkehrssektor ist damit die größte Einzelquelle für Treibhausgase in den Vereinigten Staaten. Die Frage der Studie: Lohnt es sich klimatechnisch, einen funktionstüchtigen Verbrenner vorzeitig aus dem Verkehr zu ziehen, obwohl die Produktion eines Elektroautos mehr Emissionen verursacht, als die eines vergleichbaren Verbrenners?

92 Prozent der Szenarien mit Klimavorteil

Für ein durchschnittliches SUV am US-Strommix und einer angenommenen Lebensdauer von 16 Jahren vergleichen die Autoren drei Pfade: das durchgehende Nutzen des Verbrennungsmotors, den Ersatz im elften Jahr und den Ersatz im zweiten Jahr. Im frühesten Szenario sinken die kumulierten Emissionen um 44 Prozent; die zusätzliche „CO₂-Schuld" aus der Batterieproduktion ist nach rund drei Jahren ausgeglichen.

Über das gesamte Spektrum an US-Fahrzeugeffizienzen hinweg reicht der Effekt von einer 82-prozentigen Emissionsminderung bis zu einem 77-prozentigen Anstieg – je nach Fahrzeug und Ladestromquelle. In 92 Prozent der modellierten Fälle ergab sich jedoch ein Netto-Vorteil; für die durchschnittliche Flotteneffizienz lag die Einsparung bei 58 Prozent. Der Vorteil kann sich nur dann umkehren, wenn ein Elektroauto mehr als 30 Kilowattstunden je 100 Kilometer verbraucht und gleichzeitig der regionale Strommix mehr als 500 Kilogramm CO₂ je Megawattstunde ausstößt.

Modellrechnungen mit realen US-Fahrzeugen

Bei produktionsgewichteten Flottendurchschnitten und meistverkauften Modellen – etwa dem Vergleich Ford F-150 gegen die elektrische Lightning-Version – ergaben sich Einsparungen von 55 bis 57 Prozent für Pkw, SUV und Trucks. Bei besonders effizienten Verbrennern und Hybriden wie dem Toyota Prius, ersetzt durch ein Tesla Model 3, fiel der Vorteil geringer aus: 56 Prozent bei Pkw, 34 Prozent bei SUV, 23 Prozent bei Trucks.

Der Austausch eines Plug-in-Hybriden gegen ein reines BEV bringt dagegen kaum Vorteile; bei Pkw führte er in der Modellrechnung sogar zu einem Anstieg der Emissionen um elf Prozent. Zur Absicherung verglichen die Autoren ihre Ergebnisse mit einem unabhängigen Datensatz der US-Umweltbehörde EPA mit 459 Fahrzeugmodellen und erhielten mit 55, 57 und 47 Prozent für Pkw, SUV und Trucks vergleichbare Werte.

Batterieproduktion weniger wichtig als Fahrzeugeffizienz

Über eine Spanne von 52 bis 173 Kilogramm CO₂-Äquivalent je Kilowattstunde Fertigungsemissionen schwankte der Klimavorteil nur um 13 Prozentpunkte. Erst im ungünstigsten Fall – dem Austausch eines besonders sparsamen Hybridfahrzeugs unter Annahme der höchsten Batterie-Fertigungsemissionen – näherte sich der Vorteil null an. Der Unterschied zwischen einer Basisbatterie und einem größeren Akku veränderte das Ergebnis nur um drei Prozentpunkte.

Bei den meistverkauften Fahrzeugmodellen blieb der Klimavorteil über alle untersuchten US-Netzregionen hinweg bestehen. Bei besonders effizienten Hybridfahrzeugen sank der Vorteil dagegen in Regionen mit einer Netzintensität über 400 Kilogramm CO₂ je Megawattstunde auf ein Minimum oder kehrte sich um. Solche Regionen deckten laut der Studie zum Untersuchungszeitpunkt rund ein Drittel der gesamten US-Stromproduktion ab.

Weiterverkauf bringt keinen Klimavorteil

Die errechnete Break-even-Jahresfahrleistung, ab der sich die Herstellungsemissionen des batterieelektrischen Modells amortisieren, liegt laut der Analyse bei 7.054 Kilometern für Pkw, 6.837 Kilometern für SUV und 10.794 Kilometern für Trucks – jeweils deutlich unter der durchschnittlichen US-Jahresfahrleistung von rund 20.000 Kilometern.

Die Autoren weisen in der Analyse ausdrücklich darauf hin, dass der berechnete Klimavorteil vom tatsächlichen Verschrotten des Altfahrzeugs abhängt. Wird das Modell mit Verbrennungsmotor stattdessen weiterverkauft, könnte das zusätzliche Gebrauchtwagenangebot Menschen von emissionsärmeren Alternativen wie öffentlichem Verkehr abbringen.

Entsorgen oft unwirtschaftlich

Nach heutigen Marktbedingungen ist das Verschrotten eines funktionierenden, jungen Modells mit Verbrennungsmotor laut der Analyse wirtschaftlich nicht attraktiv. Bestehende Förderprogramme wie reichen dafür nicht aus. Die Autoren sehen darin jedoch erhebliches Potenzial für politische Maßnahmen – zum Beispiel ausgeweitete Verschrottungsprämien – um die Emissionen einer zunehmend langlebigen Flotte von US-Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren zu senken. Als weitere Möglichkeit benennt die Studie den Ausbau einer zuverlässigen und gleichberechtigt zugänglichen Ladeinfrastruktur in den USA.

Die Autoren der Studie sind Elliott Campbell vom Department of Environmental Studies, University of California, Santa Cruz, USA; und Roland Geyer, Bren School of Environmental Science and Management, University of California, Santa Barbara, USA. Die Studie wurde im Fachmagazin Science veröffentlicht.