E-Scooter CO2-Bilanz – Wie umweltfreundlich sind die E-Tretroller wirklich?

E-Scooter werden in den Medien als umweltfreundliche Alternative zum PKW beworben. Vor allem in Innenstädten sollen die E-Roller durch ihre emissionsfreie Fortbewegung überzeugen. Doch wie „grün“ sind die elektrischen Roller mit Akku wirklich und wie ist die wahre CO2-Bilanz von E-Scootern?

Wie viel CO2 die Fertigung eines E-Scooters bis zur Einsatzbereitschaft produziert, zeigen wir im folgenden Rechenbeispiel.

​

Wir gehen von einem durchschnittlichen E-Scooter mit einem Gewicht von 16 kg und einer Akkuleistung von 300 Wh aus. Damit hat der Scooter eine Reichweite von ca. 20 Kilometern.

(Wichtig: Bei den Werten handelt es sich um Annahmen und starke Vereinfachungen. Diese dienen hier nur als Überschlag. Das Hauptaugenmerk lag auf der CO2 Produktion, jedoch fallen auch weitere Schadstoffe an. Es wurde immer von der potenziell größten CO2 Belastung ausgegangen) (Bei Anregungen oder Verbesserungsvorschlägen: [email protected])

​

Annahme für den E-Scooter:

• 16 kg Eigengewicht (14 kg fallen davon auf den Rahmen)
• Akku von 300 Wh
• Reichweite 20 km / Akkuladung

Um die CO2 Bilanz zu berechnen, müssen folgende Faktoren berücksichtigt werden:

• Herstellung
• Transport
• Betrieb
• Lebenszyklus

Herstellung

Wenn von umweltfreundlichen E-Scootern gesprochen wird, beziehen sich die meisten Befürworter überwiegend auf die emissionslose Fortbewegung in Städten oder Ballungsgebieten. Dabei werden jedoch entscheidende Faktoren außer Acht gelassen. Denn sowohl die Produktion der Akkus, die Herstellung der Roller selbst sowie der Transport nach Deutschland müssen in die Berechnung einbezogen werden. 

Akku

Im Beispiel wird veranschaulicht, wie viel CO2 die Herstellung eines einzigen E-Scooter Akkus erzeugt (Annäherung am Akku für Elektroautos):

Bei der Produktion eines Lithium-Ionen-Akkus entstehen pro kWh (bzw. 1.000 Wh) Batterieleistung durchschnittlich rund 150 bis 200 Kilogramm CO2[1]. Wir gehen für diese Annahme von 200 kg CO2 aus. Heruntergerechnet auf die Akkuleistung von 300 Wh eines E-Scooters entstehen durch die Herstellung dieser Batterie rund 60 kg CO2.

Rahmen

Die Gewinnung von Aluminium für den Rahmen erzeugt folgende Mengen an CO2:

Annahme:

• Von 16 kg Eigengewicht entfallen 14 kg auf den Rahmen

Bei der Gewinnung von 1 kg Aluminium werden etwa 20 kg CO2 freigesetzt  (Produktion in China) [2]. Bei einer Produktion in Deutschland liegt der Wert bei nur 7 kg CO2 / kg. Die Produktion des für den E-Scooter benötigten Aluminiums generiert demnach 280 kg CO2.

Transport

Beim Transport gehen wir von den folgenden zwei Annahmen aus: Der E-Scooter wird aus China nach Hamburg verschifft und dann anschließend mit dem LKW zum Lager transportiert. Der Transport des E-Scooters bis zum Händler in Deutschland erzeugt demnach folgende Mengen an CO2:

Seeweg

Die übliche Route, die ein Containerschiff von Asien nach Deutschland nimmt, führt von Shanghai nach Hamburg. Diese Strecke beträgt in etwa 10772 Seemeilen oder 20000 Kilometer. Die CO2-Emission dieser Schiffe beträgt im Durchschnitt 60 g CO2/Tonnenkilometer. Anders ausgedrückt: Das Schiff erzeugt pro 1000 kg, die es einen Kilometer bewegt, 60 g CO2. Ein 16 kg schwerer E-Scooter produziert somit 0,96 g CO2 pro Kilometer. 

Bei einem Seeweg von 20000 km sorgt der E-Scooter somit für 19,2 kg CO2, die in die Atmosphäre gelangen.

Straße

Vom Hafen wird der Scooter schließlich ins Lager gefahren. Wir nehmen an, dass das Lager sich im Zentrum von Deutschland befindet. Damit ergibt sich eine Strecke von ca 400 km. Von dort aus werden die Pakete dann nochmals im Schnitt ca. 250 km weit zum Kunden gefahren.

Annahme:

• Fahrt zum Lager 400 km
• Fahrt zum Kunden 250 km

Der Straßentransport beträgt 160 g CO2 pro Tonnenkilometer [3]. Heruntergerechnet auf den 16 kg schweren E-Scooter ergibt das eine CO2-Menge von 2,5 g pro Kilometer. Bei einer Strecke von 650 Kilometern ergibt sich damit eine Gesamtmenge von rund 1,66 kg CO2 für den Transport innerhalb Deutschlands.

Herstellung & Transport

CO2-Bilanz bis zum Endverbraucher:

• Akku: 60 kg CO2 
• Aluminiumherstellung: 280 kg CO2
• Transport (Seeweg + Straße): 19,2 kg CO2 + 1,66 kg CO2 = 20,86 kg CO2
• Gesamt: 360,86 kg CO2

Für die Herstellung des E-Scooter und dem Transport bis zum Kunden werden ca. 360,86 kg CO2 verursacht. Hier wurde extra mit unvorteilhaften Daten gerechnet. Eine Produktion in Europa (Aluminium) würde die CO2 Belastung um über 55 % auf 159,6 kg CO2 senken!

Betrieb

CO2-Bilanz für den Betrieb des E-Scooters:

Ein vollständig geladener 300 Wh Akku eines E-Scooters ermöglicht eine Reichweite von rund 20 Kilometern. 

Annahme:

• 300 Wh Akku hat eine Reichweite von 20 km
• Wirkungsgrad beim Laden ist 90 % (Wirkungsgrad = nutzbare Energie / zugeführte Energie)

Der gesamte Stromverbrauch eines vollständigen Ladezyklus beträgt ca. 0,333 kWh.

Strommix: Wird Strom aus einem Strommix (587 g CO2 / kWh) bezogen, werden 195,5 g CO2 pro Ladezyklus verursacht.

Öko-Strom: Wird Strom aus alternativen Energiequellen zum Aufladen des E-Scooters verwendet, werden mit Öko-Strom rund 116,6 g CO2 freigesetzt.[4][5]

​Demnach liegt der CO2-Ausstoß eines E-Scooters im Betrieb bei einer Reichweite von 20 Kilometern mit Ökostrom bei 5,8 g CO2 pro Kilometer, mit Strom aus einem Strommix bei 9,8 g CO2 pro Kilometer.

Lebenszyklus

Der Akku eines E-Scooters ist auf eine Leistung von ca. 10.000 km ausgelegt. Bei einer Reichweite von 20 Kilometern wären somit rund 500 Ladezyklen möglich. 

Annahme:

• Ein neuer E-Scooter muss nach 10000 km angeschafft werden (entspricht nicht der Realität, da die Akkus ausgetauscht werden können)

Strommix: Wird der E-Scooter mit normalem Strom geladen, erzeugt das auf die Lebensdauer einen Ausstoß von 458,86 kg CO2.

Ökostrom: Wird der E-Scooter mit normalem Strom geladen wird erzeugt das auf die Lebensdauer einen Ausstoß von 418,86 kg CO2

CO2 Bilanz im Vergleich

Ist der E-Scooter im innerstädtischen Verkehr hinsichtlich seiner CO2-Bilanz umweltfreundlicher? Die berechneten Werte zeigen, dass das Elektroroller INKLUSIVE Transport, Produktion und laufendem Betrieb weniger CO2 erzeugt als Busse oder Bahnen im ÖPNV.[6]

*Personenkilometer (Pkm) ist bei der Ortsveränderung von Personen die Maßeinheit für die Beförderungsleistung

**Wert inklusive Transport, Produktion und laufendem Betrieb auf den gesamten Lebenszyklus gerechnet (geladen mit Strommix)

***Wenn die Produktion des Rollers (vor allem Aluminium) in Europa erfolgt.

*Wert inklusive Transport, Produktion und laufendem Betrieb auf den gesamten Lebenszyklus gerechnet (geladen mit Strommix) 

**Wenn die Produktion des Rollers (vor allem Aluminium) in Europa erfolgt.

Lebenszyklus Vergleich

Um den Lebenszyklus des E-Scooter in Relation zu setzen, vergleichen wir diesen zum Schluss noch mit einem Kleinwagen mit Verbrennungsmotor und einem Kleinwagen mit Elektroantrieb (Laufleistung von 150.000 km).[7]

*Wenn die Produktion des Rollers in Europa erfolgt.

*Wenn die Produktion des Rollers in Europa erfolgt.

Fazit

E-Scooter weisen selbst bei der Annahme der größtmöglichen Belastungswerte niedrigere CO2 Bilanzen auf als existierende Fortbewegungsmittel. Eine Produktion in Europa würde in unserem Rechenmodell den CO2 Ausstoß bei der Herstellung mehr als halbieren. Besonders die effizientere Gewinnung von Aluminium trägt hier maßgebend zur Reduzierung der gesamten CO2-Belastung bei.

Natürlich bleibt zu berücksichtigen, dass es sich bei unserem Modell um eine Abstraktion zur Veranschaulichung der zu berücksichtigen Punkte handelt und alle Werte grobe Schätzung basierend auf allgemeinen statistischen Erhebungen sind. 

Quellen

[1]http://www.ivl.se/download/18.5922281715bdaebede9559/1496046218976/C243+The+life+cycle+energy+consumption+and+CO2+emissions+from+lithium+ion+batteries+.pdf

[2]https://www.european-aluminium.eu/resource-hub/environmental-profile-report-2018/

[3]https://www.forschungsinformationssystem.de/servlet/is/334495/

[4]https://www.co2online.de/energie-sparen/strom-sparen/strom-sparen-stromspartipps/was-ist-echter-oekostrom/

[5]https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energieversorgung/strom-waermeversorgung-in-zahlen

[6]https://www.vcd.org/themen/klimafreundliche-mobilitaet/verkehrsmittel-im-vergleich/

[7]https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/11/5/054010