Erstellt von Marcus | 04.07.2019
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Mein Kommentar mit Fakten, aktuellen Daten und ein Vergleich zu alternativer Mobilität. Auch das wichtige Thema Rohstoffe, Umweltschutz und CO2 werden wir genau unter die Lupe nehmen.

Hinweis: Die Quellen werden mit Sprungmarken [1], [2], ... zum Artikelende verlinkt.

Inhaltsverzeichnis:Aktuell ist die Elektromobilität in aller Munde. Auch wenn es die Fortbewegung mit Strom schon über 100 Jahre gibt, erfährt das ganze nun ein Comeback. Resultierend nicht nur aus CO2 und Umweltschutz. Für mich persönlich hat Tesla den Anstoß dafür gegeben und das E-Mobilitätszeitalter erst so richtig neu - gegen 2013 - eingeläutet. Hier reden wir aber über die Fortbewegung mit einem Kraftfahrzeug. Auch fränzösische Autohersteller und Kleinserien von Chevrolet und VW (etc.) gab es bereits in den 80ern und 90ern. Diese hatten jedoch eine andere Akkutechnologie, als die heute verrufenen (und an anderer Stelle wieder gelobten) Lithium-Ionen Akkus.

Zur E-Mobilität gehören jedoch auch E-Bikes, E-Roller, E-Motorräder, E-Züge, E-Busse und viele weitere kleine Spielerein wie Hoverboards und Miniroller.

Der Grund vom Aufkommen so vieler elektrischer Alternativen? Die hohe Leistung der neuen Lithium Ionen Akkus und die immer günstiger werdende Elektronik.

Alternative E? Bevor wir im E-Trend waren, gab es entweder die mechanische Fortbewegung, oder mit Verbrennungsmotoren. Mal schauen, wann auch das "zu Fuß gehen" elektrifiziert wird, schließlich ist das die fast CO2-neutralste Mobilität. Schnell und CO2-neutralarm geht es auch mit dem Fahrrad. Aber da die Menschen bequem sind, brauchen wir einen Motor. Die Energie für diesen wird von den einen gelobt, von den anderen gehasst. Das trifft für die E-Mobilität ebenso zu, wie für Rohstoffverbrennung (Öl, Kohle).

Die E-Mobilität in den öffentlich-rechtlichen Medien

Im Ersten und auch anderen Sendern des öffentlich-rechtlichen Rundfunks, wurde eine Dokumentation über die Nachhaltigkeit der Elektromobilität ausgestrahlt. Du kannst den Beitrag in der Mediathek oder auch bei YouTube ansehen:Da ich seit Jahren kein TV schaue, bin ich nur über Facebook auf diesen (meiner Meinung nach) halbherzig recherchierten Beitrag gestoßen. Ich konnte es kaum glauben, das so etwas ausgestrahlt wird. Inhaltlich wird gleich von Beginn an eine schlechte Ökobilanz der E-Mobilität, wegen den verwendeten Lithium-Akkus, suggeriert.

Ich selbst bin Kfz-Mechatroniker und kenne Verbrennungsmotoren sehr gut und auch die Abgasuntersuchung (kurz: AU), die meist bei der Hauptuntersuchung aller zwei Jahre für Verbrennungsautos gemacht wird. Im Übrigen fällt die AU für E-Fahrzeuge weg.
Und auch die Schadstoffeinstufung der Fahrzeuge können im laufenden Betrieb das 20-fache und mehr ausstoßen. Weit weg von den erlaubten Grenzwerten und das dank dem Prüfzyklus auf dem Rollenprüfstand. Die tatsächlich ausgestoßenen Schadstoffe bei der Benzin- und Dieselverbrennung wird in vielen Beiträgen, wenn es um die Schädlichkeit der E-Mobilität geht, meist nie angesprochen.

Dass der Testzyklus zur Messung und Klassifizierung neuer Autos weit weg vom Realwert ist, zeigen viele Statistiken und reale Messungen. Eine eingeschaltete Klimaanlage erhöht den Schadstoffausstoß um zirka 19kg CO² pro 100km. [9]

Es wird gar nicht darauf eingegangen, wie gut die Umweltbilanz im Vergleich zum Verbrennungsmotor ist. Sondern das die Umweltbilanz bei den Akkus für E-Fahrzeuge schlecht ist. Will man auf diesem Niveau eine ernsthafte Dokumentation machen? JEDER Herstellungsprozess von was auch immer, hat eine schlechte Ökobilanz. Wir leben im Wegwerf- und Plastikzeitalter. Aber so wollen wir hier nicht weiter diskutieren. Schauen wir uns die Fakten an. Die Fakten der Doku.

Auf den Motor wird nicht eingegangen und auch nicht auf den Schadstoffausstoß. Dies werde ich weiter unten nochmal genauer aufdröseln. Es geht also erstmal um die Akkus und die verwendeten Rohstoffe Kobalt und Lithium. Zuvor die Verwendung dieser Stoffe in der Akkuherstellung.

Wichtig: Akku heißt nicht automatisch E-Mobilität. Ein großer Teil geht in Haushaltselektronik, Smartphones, Laptops, Rasenmäher etc. Die E-Mobilität splittet sich ebenfalls in vielen Bereichen, wobei das E-Auto nur eine untergeordnete Rolle spielt, hier jedoch deutlich mehr Akkukapazität auch verbaut wird.

Kobalt und Lithium: Fördermengen und: wohin verschwindet das Lithium?

Nachfolgend zeigt die Statistik die Rohstoffe Lithium und Kobalt, welche in die Li-Ion Akkuproduktion fließen. [1]

 Lithium-Ion Akku: Rohstoff Lithium und Kobalt  Bedarf von Lithium und Kobalt nach Jahr in Tausend Tonnen. © Wohnen-Heimwerken.de

Lithium-Ion Akku: Rohstoff Lithium und Kobalt
Bedarf von Lithium und Kobalt nach Jahr in Tausend Tonnen.

Die obige Grafik zeigt, das vorallem viel Lithium gefördert wird. Nun benötigen wir noch eine Grafik die zeigt, wie hoch der Anteil bei der Akkuproduktion ist. [2]

 Verwendung von Lithium  Die Statistik ist von 2015! Aktuelle Daten: Die Verwendung von Lithium in Akkus beträgt 2018 ca. 35%. © Wohnen-Heimwerken.de

Verwendung von Lithium
Die Statistik ist von 2015! Aktuelle Daten: Die Verwendung von Lithium in Akkus beträgt 2018 ca. 35%.

Da die E-Mobilität gerade erst anfängt, kann man nur waage vermuten, wieviel von den Akkus in E-Autos verbaut werden. Hierzu werde ich noch eine Grafik nachlegen. Fakt ist, dass der bisher größte Teil die Consumer Elektronik ist. U.a. Smartphones (wenige mg Lithium pro Akkupack) und Notebooks (ca. 200mg Lithium pro Akkupack). Aber auch E-Bikes und E-Auto (ca. 22kg Lithium pro Kfz-Akkupack) werden sicher bald zu den größten Abnehmern von Lithium-Ionen Akkus werden. [3]

Kobalt und Lithium - Die Nadel der E-Mobilität

Vorurteil 1: Abbau von Kobalt = Kinderarbeit im Kongo
Immer wieder ließt man von Kinderarbeit beim Abbau von Kobalt. Billigklamotten ist auch meist mit viel Kinderarbeit verbunden. In vielen Bereichen gibt es Kinderarbeit, vorallem in den armen Ländern. Das rechtfertigt natürlich in keinem Fall und ich möchte das auch nicht gutheißen. Im Grunde ist jeder, der auf billig-Konsum Wert legt, mitverantwortlich für Kinderarbeit und ähnlichen Produktionsbedingungen. Es wird sich hier in etwas festgebissen und später im Billig Klamottenladen die T-Shirts für 1,99 EUR gekauft.

Aber wird Kobalt wirklich nur von Kindern im Kongo abgebaut, wie uns viele Medien sagen?

Nein! Auch wenn der Kongo am meisten davon fördert und diese wohl die meisten Mengen tief unter der Erde besitzen, sind oftmals auch große Unternehmen/Minenbetreiber beteiligt, die als Zulieferer für die Akkuproduktionsstätten tätig sind.

Kobalt ist auf der Erdkruste zu 0,004% verfügbar. Ist es selten? Natürlich! Trotzdem sind diese Mengen gewaltig und viele nachfolgende Werte können nur geschätzt werden. In meiner obigen Grafik siehst du jedoch auch, wieviel Kobalt tatsächlich gefördert wird. In Akkus ist nur ein geringer Anteil vorhanden. Meiner Meinung nach aber trotzdem noch zu viel.

[4]
Kongo hat eine Kobaltreserve von 3.500.500t (t = metrische Tonnen). Der Kongo gilt als wichtigster Zulieferer von Kobalt für die Herstellung von Lithium-Ion Akkus. Ohne dem, würde ein großer Wirtschaftszweig abbrechen. Es beschafft vielen Menschen Arbeit.

Mit 1.200.000t und damit zweitwichtigstes Land ist Australien. Durch die Gewinnung von Kupfer und Nickel, fällt Kobalt mit 5.000 Tonnen (2017) als Nebenprodukt mit an.

Auch Kuba verfügt über viel Kobalt (500.000t), ebenso die Philippinen (280.000t), Sambia (270.000t), Kanada (250.000t), Russland (250.000t), Madagaskar (150.000t) und einige weitere Länder.

Als Lithium-Dreieck, wo 55% der weltweiten Lithium-Vorräte vermutet werden, bezeichnet man die Regionen zwischen Bolivien, Chile und Argentinien.

Vorurteil 2: 2 Mio Liter Wasser für 1 Tonne Lithium
Lithium, welches aus Salzwüsten gewonnen werden, benötigen sehr viel Wasser [3]. Dabei wird das Salz mit Wasser aufgeschwemmt und an der Oberfläche in großen Becken gelagert, damit das Wasser durch die Sonne verdunstet.
Lithium ist auch im Meer vorhanden, jedoch lohnt der Abbau noch nicht. In ausgetrockneten Salzwüsten kann dieser jedoch abgebaut werden.

Im Video-Beitrag wird es so dargestellt, dass Grundwasser (Süßwasser) in den ausgepumpten Salzsee fließt und damit der Grundwasserspiegel sinkt. Die armen Bauern der Region, müssen dann von weiter unten das Wasser hochpumpen. Erstmal ist das nachvollziehbar.

Aber,..
Das Wasser, welches verdunstet, regnet wieder ab, sodass es dem natürlichen Wasserkreislauf zugeführt wird. Der Grundwasserspiegel steigt wieder.

Die Darstellung im Beitrag ist also nur bedingt richtig. Etwas anderes wäre es, wenn das Grundwasser in andere Regionen der Erde verschifft wird. Hier könnte man einen Hersteller für Quellwasser nennen - passt jedoch nicht in unser Thema und mir ist mein Leben lieb.
Bei der Trennung von Lithium aus dem Salzwasser, fallen zudem u.a. Magnesium und Salz mit an. Inwieweit das ganze weiter genutzt wird, konnte ich bisher jedoch nicht herausfinden.

Im Edision Handelsblatt, wo auch über die Tiere berichtet wurde, konnte ich an keiner anderen Stelle genau nachrecherchieren. Klar ist, dass Wasser nicht aus dem Lebensraum von Tieren entzogen werden darf, da die Wassermengen für die Lithiumproduktion gewaltig sind. Dies ist jedoch spekulativ, da ich weder selbst vor Ort war, noch etwas anderes recherchieren konnte.

E-Mobilität: Wasserstoff oder Akku?

Immer wieder hört man von einigen den Aufschrei: "Wasserstoff ist die Zukunft". Stimmt das? Ist Wasserstoff besser als der Strom im Akku? Gehen wir dieser Frage und Aussage mal auf den Grund. Zuerst eine Begriffserklärung, dann die Aussage, danach zur Frage.

Begriffserklärung: Gegen die E-Mobilität und für Wasserstoff

Wasserstoff ist ein flüchtiges Gas, welches unter Druck, ähnlich wie Erdgas, flüssig ist.

Die E-Gegner plädieren oft für Wasserstoff und sind gegen die E-Mobilität, wobei dies das selbe ist.

Wasserstoff kann man entweder verbrennen, oder, unter Mithilfe von Sauerstoff, in Strom umgewandelt werden.

Die E-Mobilität ist nicht gleich Lithium-Akku, sondern kann auch Wasserstoff sein!

Wir müssen also differenzieren zwischen Batterie-Elektrisches Auto und Wasserstoff-Elektrisches Auto. Verbrennungsmotoren mit Wasserstoff als Energiequelle sind nicht Stand der aktuellen Technik, wobei sich dies, wer Verbrennungsmotoren liebt (und Hersteller, die diese weiterhin gern bauen wollen), eher ein Antriebskonzept sein sollten.

In eigener Sache: Da dies ein Kommentar-Beitrag ist, zeige ich dir gern mein eigenes Experiment.
Ich habe mittels meiner Solaranlage und Akku Wasserstoff selbst hergestellt und dies versucht für mein Benzin-Moped als Antrieb zu nutzen. Nur als Versuch - denn der Verbrennungsmotor verkraftet das nicht lange, da extrem viel Wasser auch aus dem Auspuff kommt. Wasserstoff ist flüchtig, hoch explosiv mit Sauerstoff und die Schmierung hätte verbessert werden müssen (2-Takt Motor).
Als Fazit: Ansprechverhalten des Motors ist zu langsam und der Stromverbrauch war extrem hoch (ca. 60 Watt im Leerlauf ohne fahren). Bei selbst hergestellten Strom ist das okay, aber das würde entweder einen Wasserstofftank vorraussetzen, oder einen großen Akku, der mitgeführt werden müsste. Der Wirkungsgrad war einfach unterirdisch schlecht.
Gut, weiter im Beitrag.

Wasserstoff ist die Zukunft !?

Die Frage ist ersteinmal, was ändert sich beim Wasserstoff gegenüber eines Verbrennungsmotors?

Der Verbrennungsmotor benötigt einen sicheren Tank. Wasserstoff ebenfalls. Da Wasserstoff das kleinste Teilchen ist, diffundiert es durch alle anderen Materialien hindurch. Die Dichte liegt bei 0,08988 kg/m³
Der Wasserstofftank muss nicht nur extrem sicher sein, sondern hohen Druck aushalten.

Das erste Serienreife Fahrzeug ist der Toyota Mirai mit Wasserstoffantrieb (E-Fahrzeug!). Dieser hat ebenfalls Gassensoren im Innenraum verbaut, da dieses Gas extrem flüchtig ist. Hier muss also noch weiter geforscht werden, denn das Endkonzept kann es so auch nicht sein. Schließlich entleert sich der Tank, auch wenn das Fahrzeug nur steht.
Zusätzlich wird eine Brennstoffzelle benötigt, die den Wasserstoff in Strom für den Motor umwandelt. Da die Brennstoffzelle keine schnelle Beschleunigung des Autos zulässt, wird ein Akku oder Kondensatorentechnik benötigt, die den Strom für eine kurze Beschleunigung vorher aufläd.
Der Technikaufwand ist also ähnlich hoch wie in einem Verbrennungsmotor.

Der Transport von Wasserstoff:
Wird der Wasserstoff nicht lokal mit Strom hergestellt, wird er durch Gasverbrennung hergestellt. Ein Tanklastwagen mit Drucktank für das Gefahrgut Wasserstoff wird die Tankstellen beliefern. Linde zeigt hier ihren Stand der Technik sehr anschaulich [7].

Auch hier sieht man, dass beim Thema Wasserstoff noch viel geforscht werden muss.
Lohnt es denn? Einige Auto-Hersteller haben Wasserstofffahrzeuge bereits aufgegeben. Im LKW-Bereich könnte ich mir das zwar vorstellen, da das betanken ähnlich schnell wie bei einem Verbrennungsmotor geht. Auf der anderen Seite sind die Kosten eines solchen Fahrzeuges recht hoch. Tesla entwickelt gerade einen Batterie-Elektrischen LKW, den Semi Truck [8].

Der Toyota Mirai (als Limousine) kostet ab 78.600 EUR (Stand: Juni 2019). Aber Technik wird auch günstiger, wenn die Investitionskosten der Forschung eingespielt sind und der Absatz steigt.

Wo liegen also die Vorteile von Wasserstoff gegenüber dem Akku? Der schnelle Tankvorgang und weniger Rohstoffe in der Herstellung?
Ich denke, der Umweltschutz hebt sich hier gegenüber dem Akku auf, denn es ist nicht nur die Herstellung, sondern auch die Lebenszeit eines Autos mit vielen Tankvorgängen und Kilometern.

Mal ein paar Fakten zur Ökonomie beider Techniken:

Brennstoffzelle:
Lebensdauer ca. 10.000 Stunden, für eine Reichweite von 400.000 bis 450.000 Kilometern.

4-5kg Wasserstoff passen ca. in ein Wasserstofffahrzeug und 9,50 EUR kostet etwa 1kg. Reichweite bis ca. 500km pro Ladung. [5] . Verbrauch: 0,76kg/100km (Toyota Mirai) = 7,22 EUR / 100km

Kosten für 100.000km: 7220 EUR (Eigenrechnung aus obigen Daten)

Akku:
Lebensdauerende ist meist mit 70-80% der Akkuleistung angegeben. Bei einer Studie hatte der Tesla Roadstar bei ca. 160.000 km noch 80-85 % der ursprünglichen Akkuleistung verfügbar. [6] Reichweite: 350 bis 500km. Stromkosten auf 100km ca. 3,50-5,00 EUR.

Kosten für 100.000km: 6250 EUR (Stromkosten bei 25kWh/100km und 25ct/kWh)

Gemeinsamkeit: Strom und auch Wasserstoff können selbst produziert werden. Für Wasserstoff wird eine Consumer-Lösung mit Photovoltaik wohl noch etwas dauern. Die eigene E-Tankstelle ist jedoch schon heute nutzbar.
Wer Strom oder Wasserstoff kauft, hat nur die Produktion durch den Strommix, wobei Wasserstoff auch aus nicht regenerativen Energiequellen hergestellt wird (Gas). Gemeinsamkeit ist hier lediglich: keine der beiden ist 100% grün.

Elektrotankstellen sind jedoch schon jetzt gut ausgebaut und an vielen Einkaufszentren ist kostenloses laden möglich.

Vergleich zum Verbrennungsmotor:

Zitat von Ecomento.de [6]:
"Fahrzeuge mit Diesel- oder Benzinmotoren verfügen im Vergleich zu Elektromotoren über eine deutlich höhere Störanfälligkeit und Materialabnutzung, auch bei diesen kann daher nach acht Jahren nicht mehr die ursprüngliche Leistung abgerufen werden" Zitat Ende

Egal ob Akkubetriebes E-Fahrzeug oder E-Wasserstoff Fahrzeug, in Sachen Reparaturen hängen beide den Diesel- und Bezinmotor ab.

Aber was ist für den Endverbraucher, also dem Käufer eines Fahrzeuges, wichtig?

Zum einen der bequeme und schnelle Transport von A nach B. Egal ob Arbeit, Einkauf oder Urlaub. Mobilität macht unabhängig und das möchte sich kaum einer nehmen lassen.

Was jedoch oft unterschätzt wird, sind die laufenden Kosten. Natürlich ist ein Ticket der Bahn nicht gerade günstig - aber man muss den Zug weder parken, warten, versichern oder kaufen. Nur zur gewünschten Stunde zusteigen. Jedes private Fahrzeug ist teuer und das dauerhaft.

Fazit - und meine Vision für mehr Umweltschutz

Beachte bitte in Zukunft, alles zu hinterfragten, was aufwendig präsentiert wird. Gerade von Zeitungen, TV oder auch YouTube. Es ist bekannt, dass Spendengelder von Konzernen fließen und die Redaktion sich bemüht, positiv für den Spendenden zu berichten. Hinterfrage und recherchiere selbst!

Und wie sieht meine Vision zur Mobilitätswende und den Umweltschutz aus?

Klar ist, dass Städte vielleicht vom Smog befreit werden könnten. Das ist ein großer Pluspunkt für die E-Mobilität. Aber das eine gegen das andere ersetzen spart keine Ressourcen und das Verkehrschaos kann nur durch die modernen Mitteln von Vernetzung minimiert werden.
Ich deute damit auf Mitfahrgelegenheiten hin. Dazu gibt es einige Apps fürs Smartphone. Auch muss der öffentliche Nahverkehr deutlich flexibler und smarter werden. Schaut man mal nach China, wird klar, dass E-Mobilität und eine gute Vernetzung funktioniert.

Wenn es nach mir gehen würde, wären viele Stadtbereiche für alle PKW gesperrt. Taxis, Kleinfahrzeuge (Roller, Fahrräder) und Busse sollten nur noch Durchfahrt erhalten. Unsere Städte sind nur mit viel Geld entsprechend veränderbar. Zuviele Altlasten und Überbleibsel vergangener Jahre.
Eine Brücke ist besser als 3 Fähren. Einer U-Bahn sind Straßen und Häuser egal. Ein Arbeitsplatz nahe der Wohnung braucht keine Ampel.

Kehre vor deiner Haustür und lass wenn möglich das Auto einmal stehen. Es ist gutes Wetter? Dann nimm das Rad. Arbeitskollegen können sich ebenfalls ein Auto teilen. In den meisten PKW passen 5 Personen. Und es macht keinen Sinn 1,5t Kfz für 75kg Mensch zu bewegen. Wir müssen unsere Natur schonen! Ihr Lebensraum wird immer kleiner und unseren Kindern wollen wir mit gutem Beispiel voran gehen - damit diese nicht in 30 Jahren nur mit Schutzanzug raus können.

Quellenangaben:

[1] https://de.statista.com/statistik/daten/studie/982144/umfrage/bedarf-an-wichtigen-metallen-zur-produktion-von-lithium-ionen-batterien-weltweit/
[2] https://www.miningscout.de/blog/2015/09/15/lithium-ein-gefragtes-modemetall-naeher-betrachtet/
[3] https://edison.handelsblatt.com/erklaeren/lithium-abbau-und-gewinnung-umweltgefahren-der-lithiumfoerderung/23140064.html
[4] https://www.miningscout.de/blog/2018/08/29/foerdernationen-und-reserven-rund-um-den-globus-kobalt-aus-dem-kongo/
[5] https://www.shell.de/energie-und-innovation/mobilitaet/wasserstoff.html
[6] https://ecomento.de/ratgeber/wie-hoch-ist-die-lebensdauer-von-batterien-elektroautos/
[7] https://www.the-linde-group.com/de/news_and_media/press_releases/news_20160303.html
[8] https://www.auto-motor-und-sport.de/elektroauto/tesla-semi-truck-daten-fotos-marktstart-des-elekto-lkw/
[9] https://www.co2online.de/klima-schuetzen/mobilitaet/auto-co2-ausstoss/
Nach bestem Wissen und Gewissen.
Sonnige Grüße, dein Marcus

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