Wenige Ausnahmen von der Regel, dass elektrisches Fahren Emissionen reduziert

Ein peppiger Slogan für die Energiewende ist es, “alles zu elektrifizieren” – um Anwendungen fossiler Brennstoffe durch elektrische Geräte zu ersetzen, die durch ein sauberes Netz angetrieben werden können. Natürlich sind die meisten Netze nirgendwo emissionsfrei, und dies kann die Auswirkungen der Elektrifizierung erschweren. Ist es mit dem Ihnen zur Verfügung stehenden Strom definitiv so, dass beispielsweise jedes Elektroauto weniger Emissionen produziert als ein effizientes gasbetriebenes Fahrzeug?

Diese Frage kann für einen Verbraucher zwar frustrierend sein, aber für die politischen Entscheidungsträger könnte sie noch heikler sein. Wenn Gitter sauberer werden müssen, damit die Strategie “alles elektrifizieren” von Vorteil ist, haben Programme, die Dinge wie Elektrofahrzeuge fördern, möglicherweise nicht die beabsichtigte Wirkung. Um klarere Antworten auf diese Frage zu geben, hat ein Team um Florian Knobloch von der Radboud University die Mathematik gemacht, um herauszufinden, wie grün Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen für die Heizung zu Hause in verschiedenen Ländern sind.

Pumpen Sie die Wärme

Wenn Sie nicht vertraut sind, arbeiten Wärmepumpen nach dem gleichen Grundprinzip wie eine Klimaanlage – mit Kältemittelspulen, um Wärme von einer Seite zur anderen abzuwerfen. Aber anstatt wie eine Klimaanlage einfach Wärme aus Dem Haus in die Außenluft zu werfen, können diese auch in die andere Richtung laufen und Wärmeenergie von der Außenluft (oder dem Boden) in Ihr Haus abladen – selbst bei niedrigen Außentemperaturen. Dieser Prozess ist im Vergleich zu hocheffizienten Gasöfen äußerst energieeffizient.

Die Forscher teilten die Welt in 59 Regionen auf, indem sie Daten über die Kraftwerke, die ihre Netze betreiben, sowie die Arten von Fahrzeugen und Hausheizungsmethoden nutzten. Anschließend verwendeten sie Schätzungen für die Gesamtlebenszyklusemissionen (einschließlich Herstellung und Betrieb) des verfügbaren Sortiments an Elektrofahrzeugen und Wärmepumpen. Dies wurde in ein detailliertes Wirtschaftsmodell integriert, das die realistische Nutzung dieser Technologien von 2015 bis 2050 unter Verwendung mehrerer unterschiedlicher Szenarien simulierte.

Das erste Szenario sieht einfach eine Fortsetzung der aktuellen Trends. Das Netz wird bis 2050 nur 16 Prozent sauberer, gemessen an den Emissionen pro Kilowattstunde Strom. Elektrofahrzeuge wachsen bescheiden auf etwa 19 Prozent der Straßentransportmeilen, und Wärmepumpen treffen 16 Prozent des Heizbedarfs. Das zweite Szenario stellt eine starke Emissionsreduktionspolitik dar, die Elektrofahrzeuge auf bis zur Hälfte der Straßenkilometer, Wärmepumpen auf über ein Drittel der Heizung saniert und das Netz zu 74 Prozent sauberer macht. Ein drittes Szenario ist eine Kombination aus den ersten beiden – starken Strategien zur Steigerung der Nutzung von Elektrofahrzeugen und Wärmepumpen, aber keine Richtlinien zur Bereinigung des Netzes. Das testet, ob “alles elektrifizieren” nach hinten losgehen könnte.

Die Ergebnisse zeigen, dass Die Emissionen von Elektrofahrzeugen oder Wärmepumpen auch heute noch selten sind. Der durchschnittliche Haltepunkt liegt bei rund 1.000 Gramm CO₂ pro Kilowattstunde Strom, was in etwa der Effizienz der ältesten und schmutzigsten Kohlekraftwerke entspricht. Solange Ihr Netz etwas sauberer ist, sollten Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen die Emissionen reduzieren. Für 53 der 59 analysierten Regionen– das sind etwa 95 Prozent des Straßenverkehrs und der Heizung von Zuhause – ist es bereits richtig, dass der Austausch durch Elektrofahrzeuge oder Wärmepumpen von Vorteil ist.

Einige Ausnahmen zulässig

Es gibt hier eine breite Palette von Ergebnissen. Vergleichen Sie beispielsweise das außergewöhnlich kohlenstoffarme Netz der Schweiz mit dem estlands, das hauptsächlich auf Ölschieferläuft. Der Austausch eines Verbrennungsfahrzeugs gegen ein elektroelektrisches Fahrzeug in der Schweiz reduziert die Emissionen um 70 Prozent, eine Wärmepumpe wird diese um rund 88 Prozent reduzieren. Aber in Estland würde ein Evev die Emissionen um 40 Prozent erhöhen, und eine Wärmepumpe schiebt das auf 120 Prozent.

Eine größere Ausnahme gibt es in Japan. In den Szenarien mit geringen Fortschritten bei den Netzemissionen, in einem Jahrzehnt, bedeutet die Kombination aus Japans schmutzigerem Netz und der Bevorzugung von Hybridfahrzeugen, dass sich der Austausch in Elektrofahrzeuge nutzes nicht ganz lohnt.

Aber im weltweiten Durchschnitt stellen Elektrofahrzeuge bereits etwa 31 Prozent Emissionseinsparung pro Kilometer dar, und Wärmepumpen sind eine Ersparnis von 35 Prozent pro Heizeinheit. Selbst in dem Szenario, in dem diese Technologien gefördert werden, aber das Netz nicht viel bereinigt wird, gibt es einen erheblichen Nutzen bis 2050. Und das ist offensichtlich größer in dem Szenario, in dem die Politik auch die Netzemissionen stärker reduziert. Die Gesamtemissionen von Fahrzeugen werden in diesem Szenario um etwa 30 Prozent reduziert, und die Emissionen von Heizungen im Haus gehen um etwa 45 Prozent zurück.

Das Modell geht von kontinuierlichen Effizienzfortschritten bei Fahrzeugen und Öfen mit fossilen Brennstoffen sowie deren elektrischen Pendants aus, aber die Emissionen von Brennstoffverbrennungsmaschinen sind meist unvermeidbar. Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen sind inzwischen schon sauberer (es sei denn, Sie leben in Estland) und können sich weiter verbessern, wenn sich das Netz verbessert.

Im Laufe der Zeit machen die Emissionen aus der Herstellung von Elektrofahrzeugen einen größeren Anteil ihrer gesamten Lebenszyklusemissionen aus, stellen die Forscher fest. Sie können das Fahrzeug effizient und das Netz sauber machen, aber Sie müssen auch die Industrie aufräumen, um diesen CO2-Fußabdruck weiter zu verringern.