Elektromobilität - Klimabilanz
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Elektromobilität - Klimabilanz
Jasmin Meyer Geschäftsführende Gesellschafterin Dozentin Elektromobilität
VORSTELLUG
Jasmin Meyer
Geschäftsführerin
EMAIL ADDRESS
jasmin.meyer@goelectricdrive.de
PHONE NUMBER
089/2000 388 90
09/2020 03-08/2020 2018/2020 2014-2018 2009-2012
Gründung der Pilotprojekte Leitung WAY Business Lead Engineer Bachelor of Business
go electric drive GmbH Ladeinfrastruktur & Solutions GmbH & WAY Bertrandt Ingenieurbüro Administration Automotive
Potenzialanalyse E-Mobilität People + GmbH München/ Bertrandt AG (FHDW)
Klimawandel
Heutige Inhalte 1 Treibhauswirksame Gase (THG) 2 CO2 und Industrialisierung 3 Treibhauseffekt 4 Auswirkungen des Klimawandels 5 CO2 Ausstoß der Länder 6 CO2 Bilanz E-Auto
Teilnehmerfrage Heutigen Inhalte FÜR WELCHE INHALTE INTERESSERN SIE SICH BESONDERS?
WAS SIND TREIBHAUSWIRKSAME GASE?
Definition
Als Treibhausgase werden die Gase in der Atmosphäre bezeichnet, die einen Einfluss auf die Energiebilanz der Erde haben.
Sie bewirken also den sogenannten Treibhauseffekt.
Wasserdampf (H2O) - Kohlendioxid (CO2) - Ozon (O3) - Lachgas (N2O) - Methan (CH4)
AUSWIRKUNGEN DES TREIBHAUSGASES
Unterschied zwischen Wetter und Klima
Wetter ist das hier und jetzt. Klima ist die Entwicklung, Veränderung oder auch der Trend aus mindestens 30 Jahren
Messdaten (Luftdruck, Temperatur, Sonnenschein, Niederschlag).
CO2 Messungen in der freien Atmosphäre, ohne Einflüsse von Menschen an 40 stationären Messstationen weltweit,
ermöglichen die Messungen zur Auswirkung.
Ozeane sind in 35 Jahren Häufigere und intensivere Das Hochwasserrisiko Pflanzen- und Tierwelt
um 0,5 Grad wärmer Hitzewellen. nimmt deutlich zu. zeigen Reaktionen auf die
geworden. Drei Hitze-Rekord Jahre in Globale Verdreifachung allgemeine Erwärmung.
Die Erwärmung seit 1881 Folge. schadensrelevanter Land- und Forstwirtschaft
beträgt 1,4 Grad. Seit den 1960er Jahren Naturereignisse. spüren deutlich die
Die Luft an der war jedes Jahrzehnt Folgen der
Erdoberfläche hat sich wärmer als das vorherige. Klimaerwärmung.
deutlich erwärmt.
Klimavorhersagen und Klimaprojektionen
Wie entstehen Aussagen über das zukünftige Klima? DWD Stand: Februar 2019
CO2 ANSTIEG UND INDUSTRIALISIERUNG
Zusammenhang
DER CO2 ANSTIEG IST
ZU
50 % AUF DIE
INDUSTRIALISIERUNG
ZURÜCK ZUFÜHREN.
C14 ISOTOPE ERDÖL UND KOHLE
Von Lebewesen oder Pflanzen Der CO2 Ausstoß, der durch die
ausgestoßenes CO2 enthält C14 Verbrennung von Erdöl und Kohle
Isotope. erfolgt, enthält keine C14 Isotope.
HALBWERTSZEIT ATMOSPHÄRE BRENNSTOFFE
Bei den Messungen des CO2 Anteils Erdöl und Kohle sind fossile
Die Halbwertszeit von C14 Isotopen in unserer Atmosphäre fehlen die C14 Brennstoffe (Plankton, Pflanzen,
beträgt 5.730 Jahre. Isotope. Tiere), die vor über 50 Mio. Jahren
im Meer und an Land lebten.
Klimawandel - Was die Wissenschaft wirklich weiß (...und was nicht) | 1/2 | WDR Doku (https://youtu.be/oJ1zm65u-ck)
Klimawandel - Was wir tatsächlich tun können | 2/2 | WDR Doku (https://youtu.be/bCvUwnIdqBI)TREIBHAUSEFFEKT Unsere Atmosphäre besteht zu 0,1 % aus Treibhausgasen (THG) Kurzwellige Sonnenstrahlung trifft auf die Erde. Ein Teil der Sonnenstrahlung wird von der Erde absorbiert (von der Erde aufgenommen). Ein anderer Teil wird reflektiert. Dabei handelt es sich um langwellige Strahlung im Infrarotbereich, welche durch den Treibhausgasanteil in unserer Atmosphäre nicht entweichen kann. Die langwellige Strahlung wird von den THG Molekülen aufgefangen und in Wärme umgewandelt.
Ohne Atmosphäre Temperaturen wie auf dem Mond. +130 Grad tagsüber - 160 Grad nachts
Teilnehmerfrage
Prognose zum
Temperaturanstieg
ANSTIEG DER DURSCHNITTSTEMPERATUR BIS ZUM JAHR
2100 IN GRAD?PROGNOSEN ZUM ANSTIEG DER TEMPERATUR
Anstieg der Durchschnittstemperatur bis zum Jahr 2100 in Grad
+1,2 Grad
+1,5 +2,4 +2,9 Stand der
Erderwärmung
2020
ZIEL ZUSAGEN MASSNAHMEN
Pariser Aktuelle Zusagen Gegenwärtige
Klimaabkommen und Zielsetzungen Maßnahmen
Welt verfehlt Klimaziel von Paris - Prognose zum Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur,
Infografik: Welt verfehlt Klimaziel von Paris | Statista Stand: 28.06.21AUSWIRKUNGEN DES KLIMAWANDELS
Maximaltemperaturunterschied in Teilen Europas
Der Unterschied von einem halben Grad mittlerer Erderwärmung bis Ende des Jahrhunderts bei 1,5 gegenüber 2,0 Grad.
+3-4 Grad + 5 Grad
Der Unterschied zwischen 1,5° und 2° Erderwärmung (fernsehersatz.de) Stand: 11.10.2021AUSWIRKUNGEN DES KLIMAWANDELS
Wahrscheinlichkeit für Hitzewellen
Der Unterschied von einem halben Grad mittlerer Erderwärmung bis Ende des Jahrhunderts bei 1,5 gegenüber 2,0 Grad.
42 Prozent 59 Prozent
Der Unterschied zwischen 1,5° und 2° Erderwärmung (fernsehersatz.de) Stand: 11.10.2021AUSWIRKUNGEN DES KLIMAWANDELS
Menschen, die weltweit alle 20 Jahre oder noch öfter einer extremen Hitzewelle ausgesetzt werden.
Der Unterschied von einem halben Grad mittlerer Erderwärmung bis Ende des Jahrhunderts bei 1,5 gegenüber 2,0 Grad.
fast 700 Millionen mehr als 2 Milliarden
59 %
Der Unterschied zwischen 1,5° und 2° Erderwärmung (fernsehersatz.de) Stand: 11.10.2021AUSWIRKUNGEN DES KLIMAWANDELS
Dauer von Dürren pro Jahr auf der Welt.
Der Unterschied von einem halben Grad mittlerer Erderwärmung bis Ende des Jahrhunderts bei 1,5 gegenüber 2,0 Grad.
2,6 Monate 2,8 Monate
59 %
Der Unterschied zwischen 1,5° und 2° Erderwärmung (fernsehersatz.de) Stand: 11.10.2021AUSWIRKUNGEN DES KLIMAWANDELS
Anteil der Landfläche weltweit, auf der das Risiko von Überschwemmungen an Flüssen deutlich steigt.
Der Unterschied von einem halben Grad mittlerer Erderwärmung bis Ende des Jahrhunderts bei 1,5 gegenüber 2,0 Grad.
11 Prozent 21 Prozent
59 %
Der Unterschied zwischen 1,5° und 2° Erderwärmung (fernsehersatz.de) Stand: 11.10.2021AUSWIRKUNGEN DES KLIMAWANDELS
Anstieg des mittleren Meeresspiegels weltweit.
Der Unterschied von einem halben Grad mittlerer Erderwärmung bis Ende des Jahrhunderts bei 1,5 gegenüber 2,0 Grad.
4 mm pro Jahr 5,5 mm pro Jahr
59 %
Der Unterschied zwischen 1,5° und 2° Erderwärmung (fernsehersatz.de) Stand: 11.10.2021AUSWIRKUNGEN DES KLIMAWANDELS
Anteil des Artensterbens (Pflanzen, Insekten und Wirbeltierarten) weltweit.
Der Unterschied von einem halben Grad mittlerer Erderwärmung bis Ende des Jahrhunderts bei 1,5 gegenüber 2,0 Grad.
8 Prozent
16 Prozent
6 Prozent 4 Prozent
18 Prozent 8 Prozent
59 %
Der Unterschied zwischen 1,5° und 2° Erderwärmung (fernsehersatz.de) Stand: 11.10.2021Teilnehmerfrage
Höchster CO2
Anteil pro Kopf
WELCHES LAND HATTE DEN HÖCHSTEN CO2 ANTEIL 2019
PRO KOPF?ENERGIEBEDINGTE CO2-EMISSION PRO KOPF
CO2-Emission pro Kopf in Tonnen im Jahr 2019
Katar
VAE
Kanada
Australien
Saudi Arabien
USA
Russland
Südkorea
Niederlande
Japan
Deutschland
Malaysia
Südafrika
Finnland
Österreich
China
Neuseeland
Norwegen
Griechenland
Italien
Vereinigtes Königreich
Spanien
Türkei
Frankreich
Schweiz
Mexiko
Indonesien
Brasilien
Indien
0 10 20 30 40
CO2-Ausstoß pro Kopf weltweit nach Ländern | Statista, Stand: 24.10.2021VERÄNDERUNG DES CO2-ANTEILS IN PROZENT
IM ZEITRAUM VON 2018 ZU 2019
China
USA
EU27 + UK
Indien
Russland
Japan
Iran
Süd Korea
Indonesien
Saudi Arabien
Kanada
Süd Afrika
Mexico
Brasilien
-4 -2 0 2 4 6 8
European Commission, JRC SCIENCE FOR POLICY REPORT, Fossil CO2 emissions of all world countries, 2020 Report, Seite 14THG-EMISSION DER EU IM VERGLEICH 2019
Treibhausgas-Emissionen der EU in Millionen Tonnen Kohlendioxid-Äquivalenten
Deutschland
Frankreich
Italien
Polen
Spanien
Niederlande
Tschechische Republik
Belgien
Rumänien
Griechenland
Österreich
Ungarn
Portugal
Irland
Bulgarien
Finnland
Schweden
Dänemark
Slowakei
Kroatien
Litauen
Slowenien
Estland
Lettland
Luxemburg
Zypern
Malta
0 250 500 750 1.000
Treibhausgas-Emissionen in der Europäischen Union; Umweltbundesamt / Stand 13.09.2021
Quelle: Europäische Umweltagentur - European Environment Agency (EEA), EEA greenhouse gas - data viewerTREIBHAUSGAS EMISSIONEN IN DEUTSCHLAND
Bis 2040 müssen die Bis 2045 schreibt das Nach 2050 müssen
Treibhausgasemissionen um Klimaschutzgesetz "negative"
mindestens 88 % reduziert Treibhausgasneutralität Emissionen erreicht werden.
sein. vor.
MIO. TONNEN CO2-ÄQUIVALENTE
1.250
1.000
750
500
250
0
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
BMU Die Treibhausgas-Emissionen in Deutschland sinken weiter. BMU Das neue Klimaschutzgesetz - Jahresemissionsmengen nach Bereichen bis 2030.
Das Balkendiagramm zeigt die Entwicklung der gesamten Treibhausgasemissionen nach Sektoren von 1990 Stand: 28.06.21
bis 2020. Es ist ein Abwärtstrend zu verzeichnen: In dem 1990 bis 2020 Zeitraum sind die
Treibhausgasemissionen von 1.249 Millionen auf 739 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente gesunken.
Stand: 28.06.21
Energiewirtschaft Industrie Gebäude Verkehr LandwirtschaftDEUTSCHLAND STEHT 2021 VOR DEM HÖCHSTEN
ANSTIEG DER TREIBHAUSGASEMISSIONEN SEIT
1990 - AGORA BERECHNUNG - ANSTIEG GEGENÜBER 2020
Im 1. Halbjahr haben Mit dem Wiederhoch- Der Gebäudesektor hat Agora geht in seinen Da die Landwirtschaft
Kraftwerke den fahren der Industrie ist schon in der Corona Berechnungen davon kaum von der Corona-
Vorjahreswert bereits auch eine Verfehlung Krise seine Ziele aus, dass sich der Krise beeinflusst war,
um 20 Mio. Tonnen des Sektors um rund 8 verfehlt. Agora rechnet Verkehr gegenüber der erwartet Agora hier
CO2 übertroffen. Mio. Tonnen CO2 laut mit einer erneuten Corona Krise weiter eine entsprechende
Agora geht von einem Agora wahrscheinlich. Zielverfehlung um rund normalisiert und Trend-Fortschreibung.
Anstieg in der 7 Mio. Tonnen CO2. erwartet einen
Energiewirtschaft von Emissionsanstieg von
30 Mio. Tonnen CO2 bis zu 10 Mio. Tonnen
aus. CO2.
Agora Energiewende - Abschätzung der Klimabilanz Deutschland für das Jahr 2021 (August 2021), Seite 3 ff. Stand:
11.10.2021CO2 Bilanz E-Auto
CO2 BILANZ ELEKTROAUTO
Lebenszyklus
Betrieb
Herstellung
Entsorgung
BatterieTeilnehmerfrage CO2 Anteil E-Auto WELCHER BESTANDTEIL IM HERSTELLUNGSPROZESS DES E- AUTOS VERURSACHT DIE MEISTEN CO2 ÄQUIVALENTE ?
CO2 BILANZ ELEKTROAUTO
Herstellungsprozess und Entsorgung
Lithium-Ionen-
Batterie
35 kWh
BEV
Benzin
0 5.000 10.000 15.000
CO2-ÄQUIVALENTE IN KILOGRAMM
Klimabilanz von Elektroautos (agora-verkehrswende.de), Mai 2019, Seite 42-43, Batterie Abbildung 13, Fahrzeug Abbildung 14 - Stand: 28.06.21
Stahl & Eisen Aluminium Kunststoffe Kupfer Gummi Elektronik Fahrzeugfertigung Batterie EntsorgungBATTERIEHERSTELLUNG
Reichen die Rohstoffe global aus?
Global gesehen sind diese ausreichend vorhanden. Durch
Entwicklungen hin zu reduzierten Anteilen wird die
Rohstoffsituation weiter entschärft. Es werden immer höhere
Energiedichten erreicht, die zu einem Wettbewerbsvorteil und
Ressourcen schonenden Einsatz der Rohstoffe sorgen.
Weiterhin werden Recyclingverfahren angestrebt.
Soziale und ökologische Auswirkungen
Internationale Initiativen zur unternehmerischen
Sorgfaltspflicht, inklusive ihrer gesetzlichen Verankerung, sind
Lithium
sinnvolle Ansatzpunkte. Verbesserte Bedingungen lassen sich
Kobalt
Nickel
durch Unterstützung und Kontrolle und nicht durch eine
Mangan
Verlagerung der Produktion erreichen.
GraphitBATTERIEHERSTELLUNG Das Batteriegesetz (BattG) Das BattG setzt die europäische Batterier ichtlinie 2006/66/EG in deutsches Recht um. Es regelt das Inverkehrb ringen, die Rückn ahme und die umwelt‐ verträgliche Entsorgung von Batterien und Akkum ulatoren. Das Gesetz trat erstmalig im Jahr 2009 in Kraft und wurde 2021 aktualisiert (BattG2). Mechanismus zur Angleichung der Kohlenstoff-Obergrenze Kostenerhöhung für den Import von kohlenstoffreichem Lithium. Artikel sechs des Paris Agreement ermöglicht es den Vertragsstaaten, über freiwillige Zusammenarbeit das Ambitionsniveau für Minderungs- und Anpassungsmaßnahmen zu erhöhen und die nachhaltige Entwicklung zu fördern. Hierfür sollen die sogenannten Kooperationsansätze genutzt werden. Batterie Pass Die Global Battery Alliance will ihr geplantes Siegel für fair hergestellte Batterien bis 2022 fertigstellen. Ein Prototyp soll bereits bis Ende dieses Jahres entstehen. Ziel ist, dass Verbraucher etwa beim E-Auto-Kauf deutlich mehr Auskunft über die Herstellung der Akkus erhalten. ISO/ TC 333 Lithium Das Sicherstellen neuer ISO-Normen beinhaltet Umweltmaßnahmen für die Lithiumproduktion. Eropean Battery Alliance Das Ziel der European Battery Alliance ist es, Transport-Emissionen bis 2050 um 90 % zu reduzieren. Daneben wird die Entwicklung einer Batterie- Wertschöpfungskette in Europa angestrebt, die innovativ, wettbewerbsfähig und nachhaltig zum Erreichen der Klimaneutralität bis 2050 beiträgt. Sie soll Unternehmen helfen, Weltmarktführer für saubere Produkte und Technologien zu werden.
BATTERIEENTSORGUNG
Recycling: Starke Abhängigkeit von Sammelquoten
Das Recycling von Fahrzeugbatterien gilt mittlerweile als technisch machbar und wird industriell in Pilotanlagen umgesetzt. Die
Forschungsarbeit hin zu wirtschaftlichen, sowie energie- und materialeffizienten Recyclingprozessen ist jedoch vor dem
Hintergrund der sich ändernden Zellchemien nicht abgeschlossen.
90 % 50 % 100 %
90% 50% 1:1
Nickel kann zu über 90 % aus Der Lithium-Anteil kann mit Für Kobalt kann durch die
gesammelten Batterien bis zu 50 % aus gesammelten starke Reduktion des Kobalt-
zurück gewonnen werden. Batterien zurück gewonnen Anteils in neuen
werden. Kathodenmaterialien trotz
steigender Nachfrage sogar
eine Parität von 1:1 zwischen
Bedarf und Recycling erreicht
werden.
Batterien für Elektroautos: Faktencheck und Handlungsbedarf, FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR SYSTEM- UND INNOVATIONSFORSCHUNG ISI - Januar 2020, Seite 13 ff.BATTERIEENTSORGRUNG
Welche Rolle spielt die Zweitnutzung?
"Die ausgemusterten E-Auto-Batterien haben in der Regel noch einen Energieinhalt
von 70 bis 80 Prozent und kommen deshalb auch als Stromspeicher für private
Haushalte in Frage - oder auch im industriellen Bereich als Großspeicher... Der
mittelfränkische Stromanbieter N-Ergie betreibt so eine Anlage bereits in
Wendelstein nahe Nürnberg.
Weiterhin betreibt der belgische Konzern Umicore eine der größten
Recyclinganlagen für E-Auto-Batterien in Deutschland... Die eigene Demontagelinie
dazu steht in Hanau. Um den Transport von Batterien aus der Elektromobilität
weiter zu erleichtern, hat Umicore ein globales Netzwerk von Abgabestellen
installiert, über die Kunden und Hersteller ihre Altbatterien entsorgen können...
Auch die Düsseldorfer Recycling-Firma Erlos und die niedersächsische Duesenfeld
recyceln Autobatterien und bieten auch mobile Wiederaufbereitungsanlagen an,
um teure Gefahrguttransporte zu vermeiden."
Elektromobilität: Wohin mit ausgepowerten E-Auto-Batterien? | tagesschau.de Von Claudia Grimmer, BR Stand: 28.06.2021 08:09 UhrBETRIEB UND HERSTELLUNGSPROZESS
Spezifische CO2 Emissionen bei der Stromerzeugung
2019 LAG DIE CO2
EMISSION FÜR DEN
DEUTSCHEN STROMMIX
FÜR 1 KWH ENERGIE
BEI 0,401 KG
1 Liter Benzin 1 kWh Energie 1 kWh Energie 1 kWh Energie 1 kWh Energie
verursacht durch Braunkohle durch Steinkohle durch Erdgas durch regenerative
2,32 kg CO2 erzeugt erzeugt erzeugt Energiequellen
1 Liter Diesel Ø 1,093 kg CO2 Ø 1,001 kg CO2 Ø 0,433 kg CO2 erzeugt
verursacht Ø 0,083 kg CO2
2,65 kg CO2
Kohlendioxidemissionen verschiedener Brennstoffe - Eigene Berechnung aus "CO2-Emissionsfaktor inclusive
Vorkettenemissionen" (UBA 2019) / "Kraftwerkswirkungsgrad", volker-qauschning.de, tech-for-future.de Stand: 28.06.21Teilnehmerfrage
CO2 Amortisation
E-Auto
NACH WIEVIEL KM HAT SICH DIE PRODUKTION DES E-AUTOS
GEGENÜBER DES VERBRENNERS AMORTISIERT ?GESAMTBILANZ
Treibhausgasemissionen von heutigen Elektroautos der Kompaktklasse unter Berücksichtigung der
Energiewende und unter unterschiedlichen Fertigungsbedingungen in Abhängigkeit von der
Lebensfahrleistung
50 Lithium-Ionen-
Batterie
35 kWh
40
TONNEN CO2-ÄQUIVALENTE
30
20
Batterieherstellung
10
Herstellung und Entsorgung Verbrenner
0
0 km 50 t km 100 t km 150 t km 200 t km
Klimabilanz von Elektroautos (agora-verkehrswende.de), Mai 2019, Seite 47 - Abbildung 18 - Stand: 28.06.21
Benzin Diesel Elektro Strommix 2018 Elektro Basisfall Elektro PVWIRKUNGSGRAD
Der Wirkungsgrad zeigt auf, wie viel der zugeführten Energie bei der Fortbewegung des Fahrzeugs
umgesetzt wird.
Elektroauto
36 % 64 %
batteriebetrieben
73 % Brennstoffzellen-PkW 27 %
80 % Verbrenner 20 %
Effizienz und Kosten: Lohnt sich der Betrieb eines Elektroautos? | BMU
Zahlen von Agora Verkehrswende und Öko-Institut, 2017: Stand 28.06.21Thank you weitere Webinare: - www.hwk-muenchen.de/elektroauto-fahren1 - www.hwk-muenchen.de/elektroauto-laden1
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