E-Autos werden häufig wegen niedriger Reichweiten und hoher Anschaffungspreise kritisiert. Neben ihrer besseren Umweltverträglichkeit und den geringeren Haltungskosten gibt es ein weiteres Argument, das erstaunlich selten erwähnt wird: In Sachen Effizienz hat ein Verbrenner gegen einen Elektromotor keine Chance. Der Energieverlust ist bei Stromern deutlich niedriger. Eine kommentierende Analyse.
Das Ende von Autos mit Verbrennungsmotor ist auf lange Sicht unausweichlich. Und trotzdem ist der Vorgang ein echtes Streitthema. Doch anstatt auf politischer Ebene zu diskutieren, sollte man sich lieber auf die Fakten beziehen. Denn vor allem die physikalischen Vorteile von E-Autos sind interessant und sollten mehr in den Fokus rücken.
Beim Fahren mit einem Verbrenner gehen Unmengen an Energie flöten, die nicht genutzt werden können. Bei Stromern sehen die Werte hingegen deutlich besser aus. Warum die überlegene Effizienz die Debatte sofort beenden sollte.
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So viel Benzin verpufft als Wärme
Der Wirkungsgrad ist bei E-Autos deutlich höher. Dieser benennt, wie viel der verbrauchten Energie letztendlich dazu verwendet wird, ein Fahrzeug tatsächlich zu bewegen. Bei einem Elektroauto liegt der Wert bei rund 80 Prozent. Zum Vergleich: Benziner kommen gerade einmal auf 20 bis 30 Prozent (die Quellen variieren hier ein wenig). Bei einem Dieselmotor sind es immerhin 35 bis 45 Prozent – immer noch deutlich weniger als bei Stromern.
Etwas anschaulicher formuliert, kann man sagen, dass im Schnitt nur gut einer von fünf Litern Benzin tatsächlich auch genutzt werden kann. Der Rest verpufft und wird als Abwärme über Kühler und Auspuff abgegeben. Darum ist eine Motorhaube nach einer langen Fahrt auch so warm.
Es geht also nicht nur darum, wie weit ein Auto kommt, sondern auch, wie viel Energie es für diese Strecke benötigt. Oder andersherum: Laut dem Statistischen Bundesamt kommt ein Elektroauto mit einer Kilowattstunde etwa 4,5 Kilometer weit, während ein Verbrenner nach 1,4 Kilometern stehenbleiben würde (via Energiefahrer).
Diese Rolle spielt ein Gesetz von 1824
Das Problem von Verbrennungsmotoren ist nicht mangelnde Ingenieurskunst, sondern ihre physikalische Realität. Laut dem Portal Ingenieur handelt es sich um Wärmekraftmaschinen, die chemische Energie erst in Wärme und anschließend in Bewegungsenergie umwandeln. Dieser „Umweg“ ist der Grund für die hohen Verluste.
Vor ziemlich genau 200 Jahren wurde dieses Phänomen im Rahmen des nach einem französischen Physiker benannten Carnot-Prozesses beschrieben. Laut diesem könnten Ottomotoren auf einen Wirkungsgrad von 60 bis 65 Prozent kommen. Doch Aspekte wie die Kühlung, Abgasvorschriften und das Material drücken den Wert weiter nach unten.
Mit einem Elektromotor wird der Umweg umgangen. Denn dieser wandelt elektrische Energie direkt in Bewegung um und unterliegt somit auch nicht dem Carnot-Limit. Ein Verbrennungsmotor kann hingegen noch so gut gebaut sein – den Kampf gegen die Gesetze der Natur kann er nicht gewinnen.
E-Autos gewinnen selbst mit „schmutzigem“ Strom
Ein Gegenargument ist oft, dass der Strom für eine Batterie erst einmal erzeugt werden muss und dass für diesen Prozess oft fossile Energien verwendet werden. Aber Benzin und Diesel werden ebenfalls gefördert, transportiert und raffiniert. Auch bei diesen Vorgängen geht wieder Energie verloren, die niemals beim Antrieb eines Fahrzeugs ankommt.
Alle Aspekte mit einberechnet, beträgt der Gesamtwirkungsgrad eines E-Autos laut Bundesumweltministerium rund 64 Prozent, solange der Strom aus erneuerbaren Quellen stammt. Bei einem Benziner sind es nur 20 Prozent. Und selbst wenn der Strom komplett aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird, werden noch immer circa 30 Prozent weniger Primärenergie verbraucht.
Abgesehen davon läuft die Zeit für Elektroantriebe. Mit jedem gebauten Windrad und jeder neuen PV-Anlage verbessert sich die Bilanz, während der Wirkungsgrad von Ottomotoren im Wesentlichen gleich bleibt.
Bei der CO2-Bilanz ist die Rechnung tatsächlich etwas komplizierter. Laut einer Meta-Studie der TU München verursachen Elektroautos über ihren kompletten Lebenszyklus hinweg im Mittel 41 Prozent weniger CO2 als Verbrenner. Das ist zwar ein eindeutiger Vorsprung, aber weit entfernt von Klimaneutralität. Vor allem die Produktion der Akkus steht dem im Weg. Die TUM-Studie ist aber umstritten, weil die Datengrundlage hinkt. Andere Analyse kommen etwa auf einen Wert von rund 70 Prozent weniger Treibhausgasemissionen.
Beim Wirkungsgrad ist die Sache aber eindeutig. Man kann also über Dinge wie die Infrastruktur von Ladestationen, die Preise der Fahrzeuge und das Tempo der Umstellung auf Elektroantriebe streiten. Unbestreitbar ist aber, dass Verbrenner technologisch ausgereizt und den Elektromotoren physikalisch unterlegen sind.
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