Rohstoffverbrauch von Verbrennern und E-Autos im Vergleich
Benzin und Diesel können nicht recycelt werden
Der jährliche Rohölbedarf für Pkw in Deutschland kann bis 2035 um 56 Prozent gegenüber 2020 sinken, wenn bis dahin der Anteil der elektrischen Pkw an den Zulassungen in Deutschland auf 100 Prozent steigt. Diese Einsparungen übertreffen deutlich den Verbrauch von fossilen Energieträgern wie Erdgas, die zur Deckung des zusätzlichen Strombedarfs von Elektrofahrzeugen benötigt werden.
Dieses Szenario vorausgesetzt, wird die Spitze des Primärmetallverbrauchs des Pkw-Sektors bereits um 2035 erreicht sein. Hier geht es vor allem um die Schlüsselrohstoffe Lithium, Kobalt, Nickel und Kupfer für die Lithium-Ionen-Batterien. Auch die steigenden Sekundärmetallquoten, also der Einsatz von recycelten Metallen aus Antriebsbatterien, in den nächsten Jahren tragen dazu bei. Der Verbrauch von Platingruppenmetallen – wie Platin, Palladium oder Rhodium – für Autoabgas-Katalysatoren wird in diesem Fall ebenfalls stark zurückgehen: bis auf nahe null im Jahr 2035.
Große Transformation der Pkw-Branche: Auswirkungen auf den Rohstoffverbrauch
Das sind Ergebnisse der Studie “Resource consumption of the passenger vehicle sector in Germany until 2035 – the impact of different drive systems“ im Auftrag des Bundesumweltministeriums. Damit hat das Forschungsteam des Öko-Instituts, unterstützt von Kollegen von ifeu und Transport&Environment, eine umfassende Analyse des Ressourcenaufwands für unterschiedliche Entwicklungen vorgelegt.
„Wir haben die Auswirkungen verschiedener Antriebe fair verglichen, indem wir den Bedarf an Metallen und fossilen Brennstoffen in den Ressourcenverbrauch sowohl bei E-Fahrzeugen und Verbrennern miteinbezogen haben“, sagt Dr. Matthias Buchert vom Öko-Institut. „Wir haben eine Forschungslücke geschlossen, indem wir mögliche Entwicklungen des deutschen Pkw-Sektors bis 2035 aus einer Ressourcenperspektive untersucht und bewertet haben.“
Kernempfehlungen aus der Studie
Die folgenden Empfehlungen leiten sich aus den Studienergebnissen ab:
- Sorgfaltspflicht entlang der Lieferkette (Supply Chain Due Diligence) für wichtige Batteriematerialien
- Forderung nach ehrgeizigen Recyclingzielen für Schlüsselmaterialien für Batterien
- Einstieg in eine Kreislaufwirtschaft auch für Seltene Erden in Europa
- Beschleunigung des Ausbaus von erneuerbaren Energien für den Stromsektor
- Kriterien für verantwortungsvolle Rohstoffgewinnung für die verbleibende Rohölförderung
Die Methode des Forschungsteams
Die Wissenschaftler haben für die Analyse zwei unterschiedliche Szenarien für die mögliche Entwicklung des Pkw-Sektors bis 2035 in Deutschland definiert. Das Ziel: die wesentlichen Unterschiede im Rohstoffverbrauch herauszustellen. Verglichen wurden ein Verbrennungsfahrzeug- und ein Elektrofahrzeug-Szenario.
Das Verbrennungsfahrzeug-Szenario geht von einer konservativen Entwicklung des Pkw-Sektors aus. Hier liegt der Anteil der Verbrenner an allen Neuzulassungen auch im Jahr 2035 noch bei fast 60 Prozent. Im Elektrofahrzeug-Szenario hingegen würden von 2035 nur noch batterieelektrische Fahrzeuge auf dem Pkw-Markt in Deutschland zugelassen werden.
Da sich die Automobilbranche derzeit rasant in Richtung der Elektrifizierung von Fahrzeugen entwickelt, wird auch der Ressourcenverbrauch für Kernkomponenten von Elektrofahrzeugen – allen voran die Lithium-Ionen-Batterie – hinsichtlich Umweltbelastungen und negativen sozialen Auswirkungen seit Jahren kritisch hinterfragt. Die Studie analysiert hier die wichtigsten Entwicklungen bei den wesentlichen Rohstoffen und trifft Einschätzungen zur jeweiligen Relevanz.
Metalle vs. fossile Brennstoffe
Kurzfristig bis mittelfristig ergibt sich im Elektroauto-Szenario ein wachsender Metallbedarf, dafür werden viel weniger fossiler Brennstoffe verbraucht. Im Verbrenner-Szenario ist der Metallbedarf niedriger, jedoch ist und bleibt der fossile Energiebedarf sehr hoch. Langfristig können Metalle aber im Kreislauf geführt werden, während fossile Energieträger nach der Verbrennung nicht mehr verwertbar sind.
Die Studie beleuchtet jedoch nicht nur die Auswirkungen des Rohstoffbedarfs von Lithium, Kobalt oder Seltenen Erden. Ein wichtiges Augenmerk liegt auf den Förder- und Lieferregionen, aus welchen die in Deutschland benötigten Ressourcen stammen. Der überwiegende Teil des Erdöls für Deutschland stammt aus Lieferländern, in denen die Erdölförderung negative Umwelt- und soziale Auswirkungen hat.
Grundlagen der Szenarien
Die Antriebssysteme Verbrennungsmotor, Hybrid-, Plug-in-Hybrid- und batterieelektrisches Fahrzeug liefern die Daten für die Simulation. Beiden Szenarien wurden jeweils jährliche Neuzulassungen von etwa 3,2 bis 3,3 Millionen Pkw zugrunde gelegt. Zur Wahrung der Vergleichbarkeit bei der Bewertung wurde aus methodischen Gründen darauf verzichtet, weitere Eckpunkte einer Verkehrswende einzubeziehen – zum Beispiel mehr ÖPNV und Radverkehr und dafür weniger Pkw.
Die Forschenden haben sich auf die Komponenten und die wichtigsten Materialien konzentriert, die sich zwischen den einzelnen Antriebssystemen unterscheiden. Dazu gehören zum Beispiel die Autoabgaskatalysatoren für Autos mit Verbrennungsmotoren oder Lithium-Ionen-Batterien in elektrischen Pkws. Fahrzeugkomponenten wie Reifen, Karosserie, Windschutzscheiben, Federung und deren benötigte Rohstoffe, die in allen PKW verbaut sind, wurden in der Studie ebenfalls nicht berücksichtigt.
Auch die benötigten Energieträger wurden berücksichtigt: Diesel und Benzin sowie elektrische Energie. Zusätzlich wurde die erforderliche Infrastruktur für die Energiegewinnung in die Berechnung des Ressourcenbedarfs einbezogen. Für den Strommix in Deutschland wurde ein wachsender Anteil an erneuerbaren Energien bis rund 69 Prozent im Jahr 2035 zugrunde gelegt.