Trotz eines höheren Energiebedarfs bei der Produktion bieten die Plug-in-Hybride und Elektrofahrzeuge von Mercedes-Benz im Vergleich zu konventionellen Antrieben auch heute schon bei der Ökobilanz in Sachen CO2-Emissionen einen deutlichen Vorteil. Jedoch gibt erst eine Betrachtung des gesamten Lebenszyklus der Fahrzeuge dabei ein realistisches Bild. Elektrofahrzeuge können dabei aufgrund ihrer emissionsfreien Fahrt einen großen Teil der zunächst mehr aufgebrachten CO2‑Emissionen wieder gut machen. Das Potenzial auf diesem Feld ist noch groß. So wird sich der Ressourceneinsatz in der Produktion künftig weiter verringern. Das Ziel der Daimler AG ist es, den Primärrohstoffeinsatz für elektrische Antriebe bis 2030 um 40 Prozent zu reduzieren. Neben dem sparsamen Umgang mit den Ressourcen spielen die Aufarbeitung von Bauteilen und das Recycling eingesetzter Rohstoffe eine wichtige Rolle. Der ganzheitliche Ansatz umfasst zudem auch den Einsatz von Fahrzeugbatterien in stationären Energiespeichern.

Um die Umweltverträglichkeit eines Fahrzeugs bewerten zu können, betrachten Daimler die Emissionen und den Ressourcenverbrauch über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Dies geschieht mittels einer Ökobilanz, die die wichtigsten Umweltwirkungen erfasst – von der Rohstoffgewinnung über die Produktion und Nutzung bis hin zur Verwertung. Dabei zeigt sich: Schon heute fällt die Umweltbilanz von Elektrofahrzeugen und Plug-in-Hybriden hinsichtlich der CO2‑Emissionen trotz des höheren Aufwandes in der Herstellung durchaus positiv aus. Trotz des höheren Energiebedarfsbei in der Herstellungsphase bieten die Plug-in-Hybriden und Elektrofahrzeuge von Mercedes-Benz im Vergleich zu konventionellen Antrieben auch heute schon bei der Ökobilanz in Sachen CO2-Emissionen deutliche Vorteile und kommen im besten Fall auf etwa 45 Prozent der Gesamtemissionen. Damit ist die Investition von mehr CO2‑Emissionen bei der Herstellung mehr als ausgeglichen.

 

Die Herstellung eines konventionellen Autos mit Benzinmotor erzeugt heute etwa 20 Prozent der CO2-Emissionen, die dieses Fahrzeug über seine Lebensdauer von durchschnittlich 200.000 km verursachen wird. Anders ausgedrückt: Der Energieverbrauch beim Fahren einschließlich der Gewinnung, Produktion und Distribution des Kraftstoffs macht 80 Prozent der CO2-Emissionen eines Ottomotor-Pkw aus.

Günstiger ist die Bilanz bei Fahrzeugen mit Dieselmotor: Ihre Herstellung erzeugt ähnliche Emissionen, der Kraftstoffverbrauch ist aber deutlich geringer. Unter dem Strich führt dies über den Lebenszyklus zu einer CO2‑Ersparnis von etwa 13 Prozent.

Hohes Potenzial bei richtiger Nutzung: der Plug-in-Hybrid

Ein Plug-in-Hybrid der neuen Mercedes-Benz Generation verursacht in der Herstellung durch die Technologiebauteile, besonders die Hochvoltbatterie, einen 20 Prozent höheren CO2 Ausstoß als ein vergleichbarer Wagen mit konventionellem Antrieb. Konsequente Nutzung der Plug-in-Funktion durch regelmäßiges Aufladen der Batterie am Netz und die höhere Effizienz im Fahrbetrieb ermöglichen selbst beim aktuellen Strommix 40 Prozent weniger CO2-Emissionen im Fahrbetrieb. Wird die Batterie des Fahrzeugs ausschließlich mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen betankt, steigt die CO2-Ersparnis im Fahrbetrieb auf 70 Prozent.

Trotz des deutlich höheren Aufwandes in der Herstellung kann der Plug-in-Hybrid daher über den gesamten Lebenszyklus einen großen Teil der CO2‑Emissionen einsparen und kommt im besten Fall auf etwa 45 Prozent der Gesamtemissionen eines Verbrenners. Damit ist die Investition von mehr CO2‑Emissionen bei der Herstellung mehr als gerechtfertigt.

Diese Tendenz trifft noch mehr bei rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugen zu. Diese verursachen in der Herstellung heute noch 80 Prozent höhere CO2-Emissionen als ein Verbrenner. Sie sparen aber im Fahrbetrieb mit konventionellem Strommix etwa 65 Prozent CO2 gegenüber diesem ein. Dadurch sind ihre Gesamtemissionen an CO2 über den ganzen Lebenszyklus bei gleicher Laufleistung um mindestens 40 Prozent geringer.

Gelingt es, das Batteriefahrzeug nur mit regenerativem Strom zu betreiben, schrumpfen die CO2-Emissionen über den Lifecycle betrachtet um 70 Prozent gegenüber dem Verbrenner. Auf sehr ähnliche Zahlen kommt der Brennstoffzellenantrieb, der in der Herstellung weniger, im Fahrbetrieb aber etwas mehr Emissionen als das Batteriefahrzeug verursacht, und bei dem die Bereitstellung des Wasserstoffs einen großen Einfluss auf den Gesamteffekt hat.

Batterietechnik macht Elektroantrieb immer attraktiver

Der Vorsprung der EQ Modelle in der CO2-Bilanz wird in Zukunft wohl weiter wachsen. Denn die Optimierung der Batterietechnologie und -produktion bietet ein großes Potenzial für weitere Einsparungen. Schon heutige Batterien verursachen in der Herstellung rund 25 Prozent weniger CO2-Emissionen als Traktionsbatterien der ersten Generation. Für die nächste Generation stellen Experten Einsparungen in derselben Größenordnung in Aussicht: Die künftigen Batterien werden also nur noch halb so hohe CO2-Emissionen in der Herstellung verursachen wie die erste Generation, und ein Drittel weniger als die heutige.

Auch der Einsatz primärer Ressourcen, also von Rohstoffen, wird stark sinken und besonders manche Materialien wie Kobalt, deren Gewinnung mit starken Umweltbelastungen verbunden ist, werden nahezu ganz ersetzt werden. Die Batterien werden eine höhere Energiedichte haben und bei gleicher Reichweite kleiner und leichter sein, oder bei gleicher Größe und Gewicht deutlich größere Reichweiten erreichen. Umweltbilanz und Attraktivität der Elektromobilität für den Autofahrer werden sich langfristig weiter verbessern – besonders, wenn die Energie aus regenerativen Quellen bezogen wird. Daimler hat sich das Ziel gesetzt, den Einsatz an Primärrohstoffen im elektrischen Antriebsstrang bis 2030 um 40 Prozent zu senken.

Angesichts des erwarteten Anstiegs an Elektrofahrzeugen wird dies aber für eine wirklich nachhaltige Produktion nicht genügen. Das stoffliche Recycling der verwendeten Rohstoffe wie Lithium, Nickel, Platin, Kobalt und seltenen Erden ist integraler Bestandteil der Betrachtung und beginnt bereits bei der Konzeption der Bauteile an. Diese Betrachtung geht hin bis zur Überwachung der gesamten Lieferkette ab der Mine bis zum Recycling. Dabei liegt auch ein hohes Augenmerk auf der Einhaltung der Menschenrechte bei den Arbeitsbedingungen der Beschäftigten.

Mercedes-Benz Cars führt dafür beispielsweise Vor-Ort-Kontrollen mit interdisziplinären Teams durch. Zur Verstärkung der Wirkung der eigenen Maßnahmen engagiert sich die Daimler AG in zahlreichen Initiativen, unter anderem in der Responsible Cobalt Initiative. Durch den Beitritt bündelt das Unternehmen seine Kräfte mit anderen Wirtschaftsunternehmen. Mit dem Human Rights Respect System hat Daimler einen systematischen Ansatz zur Vermeidung von Menschenrechtsverletzungen in Lieferketten. Der Anspruch: eine saubere Herkunft der Rohstoffe, zertifizierbare Standards und eine transparente Lieferkette von der Mine bis hin zum Recycling des Fahrzeugs.

CO2-neutrale Energieversorgung der Montagewerke

In der ganzheitlichen Strategie der Daimler AG spielt auch der Aspekt der Energieversorgung der Produktion eine bedeutende Rolle. Deshalb werden alle Mercedes-Benz Werke in Deutschland bis 2022 auf eine CO2-neutrale Energieversorgung beispielsweise aus Wind- und Wasserkraft umgestellt. Damit verringert sich der CO2-Aufwand im Lebenszyklus der Fahrzeuge um den Anteil, der auf die Montage der Baugruppen entfällt. (Siehe Kapitel Produktion)

Recycling-Konzept: Von der Wiederverwendung bis zur Verwertung

Zur Umsetzung der Recycling-Prozesskette und Sicherung des zukünftigen Rohstoffbedarfes für die Elektromobilität beteiligt sich die Daimler AG aktiv an der Forschung und Entwicklung von neuen Recyclingtechnologien. Erkenntnisse zum Recyceln von Lithium-Ionen Batterien konnten bereits vielfach in verschiedenen Forschungsprojekten und in Zusammenarbeit mit Lieferanten und Entsorgungspartnern gesammelt werden. Dabei wurden innovative Recyclingkonzepte entwickelt, die eine hochwertige Wiedergewinnung der wertvollen Bauteile bzw. Inhaltsstoffe ermöglichen. Für den Recyclingprozess hat das Unternehmen daher vier Stufen definiert und entsprechende Prozesse entwickelt:

  • ReUse: Wiederverwendung der Batterie. Hier beschränkt sich die Aufarbeitung auf Reinigungsarbeiten und den Tausch von Teilen mit begrenzter Nutzungsdauer wie z. B. Sicherungen.
  • RePair: Diese tiefergehende Reparaturstufe schließt zusätzlich Reparaturarbeiten an der Batterie ein. So können einzelne Module des Batteriesystems ausgetauscht werden.
  • ReManufacturing: Dieser Prozess umfasst die komplette Zerlegung der Batterie bis auf Einzelzellebene. Nach deren Sortierung, Prüfung und dem Austausch von Bauteilen kann das Batteriesystem wiederaufgebaut werden.
  • ReMat: Dieser Prozess umfasst das stoffliche Recycling und die Wiedergewinnung der wertvollen Inhaltsstoffe. Für das Produktrecycling von Hochvoltbatterien hat die Daimler AG bereits heute am Standort Mannheim ein zentrales Aufarbeitungszentrum eingerichtet.

Besonders auf den Punkt „ReUse“ hat sich Daimler mit der Gründung der hundertprozentigen Tochter Mercedes-Benz Energy GmbH in Form von stationären Energiespeichern fokussiert: Denn der Lebenszyklus einer Plug-in- oder E-Fahrzeug-Batterie muss nicht mit dem Automobilbetrieb enden, sie lassen sich für stationäre Batteriespeicher weiterverwenden. Bei dieser Anwendung kommt es auf geringe Leistungsverluste nicht an, sodass ein wirtschaftlicher Betrieb im stationären Bereich für schätzungsweise mindestens zehn weitere Jahre möglich ist. Durch die Weiterverwendung der Lithium-Ionen-Module lässt sich deren wirtschaftliche Nutzung also quasi verdoppeln.

Der erste 2nd-Life-Batteriespeicher ging im Oktober 2016 am REMONDIS-Hauptsitz im westfälischen Lünen ans Netz. Das 13-Megawatt­stunden-Projekt ist ein Joint Venture der Partner Daimler AG, The Mobility House AG und GETEC. Insgesamt 1.000 gebrauchte Batteriesysteme aus batterieelektrischen smart Fahrzeugen der zweiten Generation werden zu einem Stationärspeicher gebündelt und am deutschen Primärregelenergiemarkt vermarktet.

Auch Batteriesysteme, die noch nicht in Elektroautos zum Einsatz kamen, sondern als Ersatzteile vorgehalten werden, lassen sich als Energiespeicher zweitverwenden.

  • Rund 3.000 der für die aktuelle Elektro-smart Fahrzeugflotte vorgehaltenen Batteriemodule werden als „lebendes Ersatzteillager“ in der Nähe von Hannover zu einem Stationärspeicher gebündelt. Das Ersatzteillager dient als Schwankungsausgleich im deutschen Stromnetz und unterstützt so die Energiewende. Die Fertigstellung der Gesamtanlage mit einer Speicherkapazität von insgesamt 17,4 MWh ist noch für 2018 geplant.
  • Ein weiterer Großspeicher aus elektroautomobilen Batteriemodulen ging Ende Juni 2018 in Elverlingsen/Südwestfalen in Betrieb. Dort werden als „lebendes Ersatzteillager“ 1.920 Batteriemodule für den elektrischen smart der dritten Generation bevorratet. Diese stehen mit einer installierten Leistung von 8,96 MW und einer Energiekapazität von 9,8 MWh als Batteriespeicher dem Energiemarkt unter anderem zur Erbringung von Primärregelleistung zur Verfügung

Quelle: Daimler AG


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