Lebenszyklus-Analyse

Änderungen im Straßenverkehrssektor, einschließlich seiner Dekarbonisierung, sind im Kampf gegen den Klimawandel von größter Dringlichkeit und Bedeutung, da derzeit etwa 27 % der britischen Treibhausgasemissionen aus diesem Sektor stammen. Aber nicht nur das, auch im Interesse der Gesundheit der Bevölkerung muss die Luftqualität in unseren Städten verbessert werden, wo die Emissionen des Straßenverkehrs einer der größten Verursacher der lokalen Verschmutzung sind.

Es werden verschiedene Lösungen vorgeschlagen, die je nach Sektor variieren, sich aber oft nur auf eine sehr eingeschränkte Sichtweise der Probleme konzentrieren.

Lebenszyklus-Analyse

Bei Coryton ist unser Ansatz viel ganzheitlicher. Zunächst haben wir uns auf den Klimawandel konzentriert und folglich jeden Sektor analysiert und die wahrscheinlichen Auswirkungen auf die Lebenszyklus-Treibhausgasemissionen der jeweiligen Antriebssysteme und der damit verbundenen Energievektoren untersucht. Die Lebenszyklusanalyse ist eine Technik zur Quantifizierung der Auswirkungen eines Produkts auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit während seiner gesamten Lebensdauer und wird manchmal auch als "Analyse von der Wiege bis zur Bahre" bezeichnet.

In Abbildung 1 sehen Sie, wie die verschiedenen Teile des Lebenszyklus eines Produkts zusammenpassen. Es ist wichtig, dass wir alle diese Schritte berücksichtigen, um unvorhergesehene Folgen zu vermeiden, die durch die Konzentration auf nur einen Teil verursacht werden könnten. Dies wird zwar für einen Pkw gezeigt, aber das Prinzip gilt für alle Produkte.

Bei der Lebenszyklusanalyse (LCA) werden die Auswirkungen der einzelnen Schritte auf die jeweilige Variable, in unserem Fall die Treibhausgasemissionen, berücksichtigt. Treibhausgasemissionen werden in der Regel als_{CO2-Äquivalent} quantifiziert. Es gibt zwar viele Emissionen, die sich auf den Klimawandel auswirken (z. B. Methan), aber in der Ökobilanz werden sie jeweils in eine äquivalente Menge_CO2 umgerechnet und dann summiert, um die Gesamtmenge in Form von_{CO2-Äquivalenten} oder_CO2ezu berechnen.

Die Ökobilanz berücksichtigt die_{CO2-Emissionen}, die z. B. mit dem Abbau der Rohstoffe (z. B. Eisenerz), der Verarbeitung dieser Rohstoffe zu verwertbarem Material (z. B. Stahlblechrollen), der Herstellung des Produkts (z. B. eines Autos), der Nutzung des Produkts während seiner Lebensdauer, die auch den verbrauchten "Kraftstoff" einschließen muss, und der Entsorgung/Wiederverwertung des Produkts am Ende seiner Lebensdauer verbunden sind.

Derzeit werden in unserem Rechtsrahmen nur die Auspuffemissionen berücksichtigt, d. h. die Emissionen, die aus dem Auspuffrohr jedes einzelnen Fahrzeugs ausgestoßen werden, oft als "Tank-to-Wheels" (TTW) bezeichnet. Unter diesem Gesichtspunkt ist es klar, warum der Schwerpunkt auf Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeugen liegt - sie stoßen am Einsatzort kein_CO2 aus dem Fahrzeug aus, so genannte "Null-Emissions-Fahrzeuge". Auch wenn es sich technisch gesehen um Fahrzeuge mit null Auspuffemissionen handelt, wird dabei ein erheblicher Teil der Emissionen über den gesamten Lebenszyklus dieser Fahrzeuge vernachlässigt, und die Bezeichnung "Null-Emissions-Fahrzeuge" ist sehr irreführend.

Folglich ist die Umstellung auf elektrische Antriebe nicht das Allheilmittel, das es zu sein scheint, und leider gibt es keine "Einheitslösung".

Polestar (ein Hersteller von reinen Elektrofahrzeugen) hat beispielsweise kürzlich eine Ökobilanzanalyse für das Fahrzeug Polestar 2 im Vergleich zu einem Volvo XC40 veröffentlicht (Abbildung 2). Sie schätzten den Übergangspunkt auf 50.000 bis 112.000 km, was bedeutet, dass Sie das Elektrofahrzeug diese Strecke fahren müssen, bevor Sie die vorbelasteten_{CO2-Emissionen} im Herstellungsprozess mit der_{CO2-Reduzierung} durch die Verwendung von Strom anstelle eines fossilen Brennstoffs "zurückbezahlt" haben. Die Bandbreite der Amortisationsdistanzen hängt von der Kohlenstoffintensität (_gCO2e/kWh) des zum Aufladen verwendeten Stromnetzes ab, in diesem Fall das untere Ende für Windstrom (d. h. 100 % erneuerbarer Strom) und das obere Ende für einen globalen Durchschnitt.

Wie bei dieser Art von Analysen üblich, werden jedoch die Auswirkungen der Hybridisierung und der nachhaltigen Kraftstoffe auffällig ausgelassen. Nachhaltige Kraftstoffe sind eine kohlenstoffneutrale Energiequelle (unter Verwendung von Kohlenstoff, der aus der Atmosphäre abgeschieden oder aus Abfallstoffen zurückgewonnen wird), die wirtschaftlich tragfähig und für die Endverbraucher sozial akzeptabel ist. Sie können aus einer Vielzahl von Quellen/Verfahren stammen, darunter Biokraftstoffe, synthetische Kraftstoffe und E-Kraftstoffe. Wenn wir eine weitere Analyse durchführen und diese Effekte einbeziehen, erhalten wir die in Abbildung 3 dargestellten Ergebnisse.

Simply by running the conventional ICE vehicle on a 100% sustainable fuel (in this case our 95RON drop-in biogasoline which offers >80% (RED II) GHG savings over a conventional fossil fuel), the CO₂ emissions after 200,000km are within <20% of those of a BEV running on 100% renewable electricity.

Wenn der Antriebsstrang als Plug-in-Hybrid angenommen wird, werden zunächst die eingebetteten Emissionen aufgrund des kleineren Batteriepakets (100 km Reichweite) reduziert. Wenn dieses Fahrzeug dann an der Steckdose mit 100 % erneuerbarem Strom aufgeladen wird, sind die_{CO2-Emissionen} nach 200.000 km etwas höher als die des BEV und des konventionellen Verbrennungsmotors mit nachhaltigen Kraftstoffen. Wenn wir nun zulassen, dass das PHEV auch mit nachhaltigem Kraftstoff betrieben wird, sind die_{CO2-Emissionen} nach 200.000 km weniger als 7,5 % höher als bei einem reinen BEV, das zu 100 % mit erneuerbarem Strom betrieben wird, und wesentlich geringer als bei einem BEV, das am britischen Netz aufgeladen wird.

Viele Forscher lehnen diesen Ansatz mit der Behauptung ab, dass nicht genügend Biomasse zur Verfügung steht, um alle fossilen Brennstoffe an unseren Tankstellen zu ersetzen, aber dabei wird übersehen, dass wir nicht alles auf einmal ersetzen müssen. Das an der Zapfsäule erhältliche Benzin ist bereits eine Mischung aus vielen Komponenten, und es ist durchaus machbar, mehr der fossilen Komponenten durch nachhaltige Komponenten zu ersetzen.

Bis zu einem gewissen Grad hat dies bereits begonnen. Dem Benzin an der Zapfsäule können derzeit bis zu 5 % Bioethanol (E5) beigemischt werden, und dieser Anteil soll auf 10 % (E10) für die Standardbenzinqualität 95RON steigen. Aber wir können noch weiter gehen, indem wir die verbleibenden 90 % fossilen Benzins durch Biobenzin ersetzen. Selbst bei einem Anteil von 10 % Biobenzin würde dies dazu führen, dass 20 % unseres Kraftstoffs aus erneuerbaren Quellen stammen, und wir können diesen Anteil im Laufe der Zeit erhöhen, wenn Anreize und Investitionen die Industrie voranbringen.

Abschließende Überlegungen

Wie die obigen Zahlen zeigen, besteht erstens kein Zweifel daran, dass die Gesamtemissionen über den Lebenszyklus eines reinen BEV geringer sind als die eines konventionellen, mit fossilen Brennstoffen betriebenen Verbrennungsfahrzeugs (vorausgesetzt, die Batterie muss während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs nicht ersetzt werden), und es ist absolut richtig, dass wir diese Politik verfolgen sollten.

Wie wir jedoch gezeigt haben, scheint die Konzentration auf die Auspuffemissionen die_{CO2-Emissionen} auf lokaler oder nationaler Ebene zu reduzieren, birgt aber die Gefahr, dass wichtige_{CO2-Emissionen} aus anderen Bereichen übersehen werden. Das globale Erwärmungspotenzial hängt nicht nur von der Menge des emittierten_CO2 ab, sondern auch davon, wie lange es in der Atmosphäre verbleibt. Daher sollten wir erkennen, dass die Herstellung der Akkus für E-Fahrzeuge die_{CO2-Emissionen} kurz- bis mittelfristig effektiv beschleunigt.

Zweitens sind die Plug-in-Hybridisierung und die Verwendung nachhaltiger Kraftstoffe gleichwertige Mittel zur Verringerung der_{CO2-Emissionen}, und letztere ist die einzige Methode, die uns zur Verfügung steht, um diese Emissionen bei den derzeit auf der Straße befindlichen Fahrzeugen zu verringern. Daher sollte diese Technologie mindestens so stark gefördert werden wie die Elektrifizierung.