1. Problemstellung
Batteriegetriebene Elektroautos (E-Autos) haben zurzeit einen großen Boom. Dies belegen eindrucksvoll die Angaben des Kraftfahrt-Bundesamtes (2021), wonach in Deutschland in den letzten sieben Monaten 174. 180 E-Autos neu zugelassen wurden. Das entspricht einem Zulassungsplus von 167,5 % gegenüber dem Vorjahr. Plug-in-Hybrid-Autos, die im allgemeinen zu den E-Autos gerechnet werden, erreichen die gleiche Größenordnung. Von der Politik wird E-Mobilität unisono als eine der Säulen der aktuellen Klimaschutzpolitik deklariert und dieser Zuwachs positiv gewertet. Ist das wirklich so? Schauen wir uns das doch einmal genauer an.
Fakt 1:
Der Ladestrom, der Elektroautos antreibt, kommt aus dem öffentlichen Stromnetz. Um die Stromversorgung im Lande zu jeder Tag-und Nachtzeit gewährleisten können, werden Lastschwankungen, z. B. in Zeiten ohne Solar-und/oder Windenergieerzeugung, mithilfe von dazu vorgehaltenen Kraftwerken kompensiert (sog. Regel- oder Marginalenergie). Da Elektroautos zusätzliche Stromverbraucher sind, erhöht jedes neu zugelassene Elektroauto den Bedarf an Regelenergie. Solange in Deutschland der Stromverbrauch nicht zu 100 % mit regenerativer Energie gedeckt wird (zurzeit 45,4 %), bedeutet dies, dass jedes neu zugelassene Elektroauto eine Erhöhung der Stromerzeugung aus Kohle, Gas oder Öl verursacht. K. Ruhsert hat in einem Beitrag im Blog der Republik nachgewiesen, dass Studien mit entgegengesetztem Ergebnis von falschem oder unrealistischem Strom-Mix in Deutschland ausgehen. (www.blog-der-republik.de/greenwashing-Studien-affirmative-begleitforschung-zu-elektroautos-teil-1/.)
Wegen dieser schlechten und klimaschädlichen CO2-Bilanz sind E-Autos zumindest für die nächsten Jahrzehnte ein ökologischer Irrweg. Diese Tatsache wird von allen politischen Parteien bewusst oder unwissentlich negiert.
Fakt 2:
Bei den für die Herstellung von Batterien benötigten Rohstoffen gibt es gravierende Probleme. Als Energiespeicher und –spender sind Batterien jedoch maßgebend für den Antrieb und die Reichweite der elektrisch betriebenen Fahrzeuge.
Beim Abbau und der Weiterverarbeitung der Rohstoffe gibt es jedoch eine ganze Reihe von negativen Auswirkungen vom mangelnden Umwelt- und Ressourcenschutz über Menschenrechtsverletzungen bis hin zu unzureichender Verfügbarkeit der Materialien. Diese Punkte sollen im Folgenden am Beispiel von Lithium-Ionen-Batterien, die aktuell in mehr als 90 % der E-Autos zum Einsatz kommen, erörtert werden. (Alternative Batterietypen s. Kap. 3).
2. Lithium-Ionen-Batterien und ihre Rohstoffe
2.1 Rohstoffe
Lithium-Ionen-Batterien werden wegen ihres günstigen Preis-Leistungsverhältnisses beim Herstellungsprozess sowie wegen ihrer hohen Lebensdauer und Energiedichte bevorzugt.
Grundsätzlich stellt eine Batterie einen elektrochemischen Energiespeicher dar, dessen chemische Energie durch eine Redoxreaktion in elektrische Energie umgewandelt wird, die dann z.B. für den Antrieb eines Elektromotors entladen werden kann. Dieser Prozess ist umkehrbar, d h. die Batterie kann durch Anlegen einer entsprechenden Spannung wieder aufgeladen werden. Solche aufladbaren Batterien werden streng genommen Akkumulatoren, kurz Akkus, genannt (mehr Details s. Borgeest 2010).
Je nach Hersteller, Modell und Anwendungsbereich variiert die Zusammensetzung der Batterie und der dabei verwendeten Baustoffe. Grundsätzlich kommt Lithium (Lithium-Ionen u. Lithium-Metalloxid) in beachtlichen Mengen zum Einsatz (s. Kap. 2.2). Lithium geht Verbindungen mit verschiedenen Metalloxiden ein, die sich in der Kathode des Akkus befinden. Weitere wesentliche Rohstoffe sind Kobalt (s. Kap. 2.3.1) und Nickel (s. Kap. 2.3.2). Daneben kommen eine Reihe von seltenen Erdenzum Einsatz. Einige dieser Bestandteile sind hinsichtlich Gewinnung und/oder Verfügbarkeit als kritisch anzusehen. In Kap. 2.3.3 wird ein kurzer Überblick über diese weiteren Rohstoffe gegeben.
2.2 Lithium
Lithium, das leichteste Metall der Erde, ist das Schlüsselelement aller Lithium-Ionen-Batterien. Durch den Ausbau der E-Mobilität ist die Nachfrage nach dem „weißen Gold“, wie es in Südamerika auch genannt wird, rasant gestiegen. Nach USGS (2020) wurden 2020 in Chile 18.000 Tonnen und in Argentinien 6.200 Tonnen Lithium abgebaut. Nach Buchert et al. (2019) hat sich die weltweite Nachfrage nach Lithium in den letzten 20 Jahren verdreifacht und dürfte bis 2030 auf 240.000 Tonnen und bis 2050 auf bis zu 1,1 Mio. Tonnen signifikant ansteigen. Dieser enorme Mehrbedarf wird zwangsläufig zu einer starken Ausweitung der Lithiumgewinnung führen. Man spricht heute schon von einem Lithium-Boom oder –Rausch. Wie ist der riesige Mehrbedarf an Lithium zu decken? Nach neuesten Prospektionen (USGS 2020) gibt es weltweit 21 Mio. Tonnen Lithium-Reserven mit Schwerpunkt in Bolivien, Chile und Argentinien; dies dürfte selbst bei einem weiterhin rasanten Anstieg der weltweiten E-Autoproduktion mittelfristig ausreichen. Aber wie sieht es beim Abbau des weißen Goldes vor Ort aus?
Bei der Lithiumgewinnung werden 2 sehr unterschiedliche Methoden angewandt:
a) bergbaulicher Abbau von Festgestein, in dem das lithiumhaltige Mineral Spodumen mit einen Lithiumgehalt von 1 bis 2 % enthalten ist. Spodumen wird in Australien, Simbabwe und China und insbesondere Australien abgebaut, das inzwischen zum weltweit größten Lieferanten von Lithium wurde (Dessemond et al. 2019). Bei den weiteren Aufbereitungsschritten vom Spodumenerz zum Endprodukt, dem hochreinen Lithiumhydroxid-Monohydrat, werden eine Reihe von Chemikalien wie Schwefelsäure, Natriumcarbonat u.a. eingesetzt. Dies ist aufwendig und für die Umwelt nicht unproblematisch. Weitere Details zum Spodumen können DERA (2017) und einer umfassenden Studie des Öko-Instituts (Dolega et al. 2020) entnommen werden.
b) Verdunstung von Salzsee-Sole in den südamerikanischen Anden im Grenzgebiet von Bolivien, Chile und Argentinien. Dazu wird das lithiumhaltige Grundwasser aus mehreren hundert Metern Tiefe hochgepumpt, in riesige Verdunstungsbecken (s. Abb. 1) geleitet und mittels Verdunstung konzentriert.
Da die weltweit größten Lithiumreserven in dieser Region prospektiert werden, Lithium technisch einfacher und ökonomisch profitabler als Spodumen abgebaut werden kann (Anlauf 2016), wird dem Lithiumabbau in Südamerika eine große Zukunft vorhergesagt. Da Wasser bei dieser Abbaumethode eine zentrale Rolle spielt, weckt dies verständlicherweise die Aufmerksamkeit eines Hydrologen; darüber hinaus kenne ich persönlich durch mehrere Reisen in diese Region die dortige Situation aus eigener Anschauung. Daher soll im Folgenden der Schwerpunkt auf die Lithium-Gewinnung in Chile und Argentinien liegen.
2.2.1 Wasserfußabdruck des Lithium-Abbaus in Südamerika
In der Grenzregion zwischen Argentinien, Chile und Bolivien, auch Lithium-Dreieck genannt, gibt es in den hohen Anden Salzseen (Salare), wie der in Abb. 1 dargestellte Salar de Atacama in Chile, wo schon seit mehr als 30 Jahren Lithium abgebaut wird oder der Salar de Uyuni in Bolivien, der eine Fläche neun Mal so groß wie Berlin umfasst und unter dem die weltweit größten Lithiumvorkommen lagern oder der Salar Tres Quebradas in Tinogasta in der Provinz Catamarca in Argentinien, für den eine Studie zum Grundwasserhaushalt vorliegt (Pérez, W., 2019). Den Salzseen ist gemeinsam, dass sie in einem extrem ariden Klima in einer der trockensten Regionen der Welt liegen. In einigen hundert Metern unter der Oberfläche hat sich im porösen Grundgebirge salzhaltiges Grundwasser, welches Lithium mit einer Konzentration von ca. 1 % enthält, gebildet. Dieses Salzwasser, auch Sole genannt, wird hochgepumpt und in eigens dazu errichtete riesige Verdunstungsbecken geleitet. Das Foto in Abb. 1, das aus der umfassend recherchierten Studie von Leifker et al. (2018) von BROT FÜR DIE WELT stammt, zeigt solche Verdunstungsbecken im Salar de Atacama. (Es sind Anlagen des chilenisch-kanadischen Unternehmens SQM ( Sociedad Quimica y Minera de Chile S.A., einem der beiden größten Lithiumproduzenten der Welt). Die in diesem Beispiel zu sehenden Verdunstungsbecken sind riesig; sie bedecken eine Fläche von 1.700 ha, das entspricht 2.500 Fußballfeldern. Nach Henriquez (2018) werden aus dem Salar de Atacama ca. 200 Mio. Liter Wasser pro Tag entnommen.
Abb. 1: Lithiumabbau im Salar de Atacama/Chile (Foto: Sarah Lincoln/ Brot für die Welt)
Mit Hilfe von Sonnenenergie, die in diesem Klimabereich das ganze Jahr über reichlich vorhanden ist, wird die Sole so lange konzentriert bis eine Lithium-Konzentration von 5 bis 6 % erreicht ist. Da der Lithiumanteil der Solen mit weniger als 1 % relativ gering ist, dauert dieser Prozess bis zu 12 Monate lang (Epstein 2015). Dabei werden exorbitant große Wassermengen verdunstet. Nach Frankel and Whoriskey (2016) sowie Gallardo (2011, zitiert in Leifker et al. 2018) verdunsten etwa 2 Mio. Liter Wasser für jede Tonne Lithium! In Abb. 2 wird dieser horrend hohe Wasserfußabdruck[1] des Lithiumabbaus plakativ veranschaulicht. Der Abbildung liegt eine Lithium-Ionen-Batterie mit einem Lithiumgehalt von 40 kg zugrunde. Je nach Modell und Hersteller kann dieser zwischen 15 und 40 kg pro Batterie schwanken. Die in Abb. 2 dargestellten 400 Badewannen à 200 l und der daraus resultierende Wasserverbrauch von 80.000 l pro Batterie stellen demnach die Obergrenze des Wasserfußabdrucks dar. Da aber auch bei der industriellen Weiterverarbeitung des Lithiumsalzes zu Lithiumkarbonat Wasser (z. B. zum Waschen vor dem Export, s.u.) zum Einsatz kommt, erscheint der in Abb. 2 zugrunde gelegte Wasserfußabdruck realistisch. Es ist also festzuhalten, dass der Wasserverbrauch beim Lithiumabbau außerordentlich hoch ist und dies in einer der trockensten Regionen der Welt.
Das so gewonnene Lithiumkonzentrat wird anschließend in Chemiefabriken abseits der Lithiumvorkommen (z. B. in der Hafenstadt Antofagasta) durch Zusatz von einer Reihe von Chemikalien ( Salzsäure, Kalziumoxid, Natriumcarbonat) von zurückgebliebenen Mineralien wie Bor, Magnesium, Sulfat und Kalzium getrennt. Durch Erhitzen und Zugabe von Natriumcarbonat erhält man schließlich das gewünschte Lithiumkarbonat. Dieses muss noch gewaschen (weiterer Wasserverbrauch!) und getrocknet werden, bevor es zum Bau von Kathoden und Zellen von Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden kann (Evans 2014, DERA 2017). Diese für die Wertschöpfung von Batterien wesentlichen Arbeitsschritte werden jedoch nicht in Südamerika ausgeführt.
2.2.2 Folgen des Lithium-Abbaus für den regionalen Wasserhaushalt
Kombiniert man den o.a. Wasserfußabdruck des Lithiumabbaus von 2 Mio. Liter Wasser pro Tonne Lithium mit der aktuellen Lithiumförderung in Argentinien von 6.200 t, so ergibt dies einen Gesamtwasserverbrauch von 12,4 Mio. m³ pro Jahr, für Chile sind dies bei einer jährlichen Fördermenge von 18.000 t pro Jahr 36 Mio. m³pro Jahr. Durch den Export von Lithiumkarbonat gingen so Argentinien und Chile allein im Jahre 2020 zusammen 48,4 Mio. m³ Wasser verloren, eine Wassermenge so groß wie die Staukapazität einer mittelgroßen Talsperre, z. B. der Hennetalsperre im Sauerland. Legt man die für 2030 bzw. 2050 prognostizierten Fördermengen (s. Kap. 2.2) zugrunde, würde das virtuelle Wasservolumen auf mehr als 0,6 Mrd. m³/a ansteigen. Ein gigantich großes Wasservolumen!
Diese beträchtliche Entnahme von lithiumhaltigem Grundwasser hat gravierenden Einfluss auf den Wasserhaushaltder Hochgebirgsregion. In dieser extrem trockenen Landschaft geht die Grundwasserneubildungsrate, d.h. die Regenerierung des Grundwassers durch versickernden Niederschlag, gegen 0. Das bedeutet, dass jede Entnahme von Grundwasser ein irreversibles Absinken der Grundwasseroberfläche unter den Salaren bewirkt. Da von den Lithiumproduzenten zusätzlich erhebliche Süßwassermengen für die Wasserversorgung von Mitarbeitern und Produktionsprozessen entnommen werden (nach Henriquez (2018) sind dies am Salar de Atacama 265 l/s Süßwasser oder 8,4 Mio. m³ /a), gehen auch die Süßwasservorkommen im Einzugsgebiet des Salar dramatisch zurück. So zeigen Satellitenaufnahmen des Salar de Atacama, wo schon seit 1984 Lithium abgebaut wird, dass die Bodenfeuchte in benachbarten Einzugsgebieten in den letzten 20 Jahren deutlich zurückgegangen ist.
Durch die massive Entnahme von salzhaltigem Grundwasser und die Absenkung der Grundwasseroberfläche wird nach Aussagen des Hydrologen Marcello Sticco von der Universität Buenos Aires „das fragile natürliche Gleichgewicht zwischen Salzwasser und Süßwasser“ gestört und es mischt sich das Salzwasser mit dem Süßwasser. “Diese Kontamination ist irreversibel, die Region verliert unwiederbringlich ihre Süßwasserreserven“ (Deutschlandfunk, 2019).
Das alles hat dramatische Folgen für die dortigen Ökosysteme: Lagunen wie in Abb. 3 am Beispiel des Salar de Atacama zu sehen, trocknen aus und die dort heimischen Flamingos (s. Abb. 3) sterben aus. Inwieweit die Lebensgrundlage der indigenen Ureinwohner davon betroffen ist, wird in Kap. 2.2.3 erörtert.
Was Wassergüte und Umweltschutz angeht, ist der Einsatz der oben angefü hrten Chemikalien, die zum Trennen des Lithiums von in der Sole vorhandenen weiteren mineralischen Bestandteilen eingesetzt werden – hierbei geht es insbesondere um Kalzium- und Magnesiumkarbonat sowie Kalziumsulfat – ein Problem. Sie werden nach Recherchen von Leifker et. al. (2018) nicht umweltschonend entsorgt, sondern oft einfach auf Abraumhalden abgelagert oder in Oberflächengewässer „entsorgt“. Dies führt zur Kontamination von Oberflächengewässern und Grundwasser. Da das Flusswasser von den Einheimischen als Trinkwasser und zum Bewässern landwirtschaftlicher Produkte verwendet wird, zerstört der Lithium-Abbau ihre Lebensgrundlage nachhaltig. Zudem werden Schadstoffe von den Abraumhalden mit dem Staub in benachbarte Landschaftsräume transportiert und schädigen so ebenso die Gesundheit von Mensch und Tier, ein jahrelang andauerndes Viehsterben soll möglicherweise dadurch verursacht worden sein (Henriquez, 2018).
Häufig wird übersehen, dass durch die Entnahme der Sole nicht nur die Grundwasseroberfläche sinkt, sondern dass sich auch die Konzentration der Mineralien im Grundwasserleiter verändert, was
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass der Lithium-Abbau in den andinen Salaren gravierende Auswirkungen sowohl auf den Wassergütehaushalt als auch auf den Wassermengenhaushalt in diesem biodiversitätsreichen sensiblen Ökosystem hat. Da durch die knapper werdenden Wasserressourcen auch die Trinkwasserversorgung der indigenen Bevölkerung in den andinen Bergregionen im Lithium-Dreieck massiv gefährdet oder schon nicht mehr gewährleistet wird, handelt sich um einen echten Wasserkonflikt mit sozio-ökologischen Folgen, die im nächsten Abschnitt vorgestellt werden.
2.2.3 Sozio-ökologische Auswirkungen des Lithium-Abbaus
Die Salare im Lithium-Dreieck befinden sich in der Grenzregion von Bolivien, Chile und Argentinien in den hohen Anden in zwei- bis viertausend Meter Höhe und sind Teil des Lebensraums indigener Völker. Hier ist insbesondere das Volk der Kollas zu nennen, von dem noch ca. 100.000 Einwohner in dieser Region leben. Diese haben es im Laufe von Jahrtausenden geschafft, eine Überlebenskultur für dieses extrem trockene und fragile Ökosystem zu finden. Sie leben so im Einklang mit der Natur von Viehzucht (Lamas), vom Anbau von Getreide (z. B. Quinoa, dem „Korn der Inkas“) und von Hülsenfrüchten (z. B. Bohnen) sowie von der Fertigung von Wollkleidung aus Lamawolle und der Salzförderung in traditioneller handwerklicher Weise. Der Zugang und die Nutzung der natürlichen Ressourcen wie Wasser, Salz und Land ist daher für sie überlebenswichtig und die Lithium abbauenden Unternehmen werden häufig als Konkurrenten um diese natürlichen Ressourcen wahrgenommen. Darüber hinaus haben die Salzseen und ihre Ressourcen bei der indigenen Bevölkerung „kulturelle und spirituell-symbolische Bedeutung“, sie werden „als eigene, nicht-menschliche Lebewesen wahrgenommen“. Dieses Verhältnis wird durch den industriellen Lithiumabbau grundsätzlich gestört (Gundermann et al.2018). Daraus entstehen vielerorts Konflikte um den Bergbau.
Zwischen den 3 Ländern des Lithiumdreiecks sind bzgl. der bergbaulichen Aktivitäten und der Berücksichtigung der Belange der indigenen Bevölkerung deren Beteiligung an den wirtschaftlichen Gewinnen große Unterschiede, die hier im Detail nicht erörtert werden können. Hierzu wird auf Leifker et al. 2018; Prause et al. 2020) verwiesen.
Als Beispiel für Konflikte im Lithiumdreieck wird die Protestbewegung am Salzsee Salinas Grandes im Nordwesten Argentiniens vorgestellt, zum einen weil die politischen Ökologinnen Prause und Dietz (2020) darüber ausgiebig berichten und zum anderen weil ich persönlich die Örtlichkeit sowie die Probleme aus eigener Anschauung kennengelernt habe.
Dort schlossen sich im Jahre 2010 33 lokale Gruppen zu einer regionalen Organisation zusammen, um gegen geplante Lithiumabbau-Projekte zu protestieren. Abb. 4 zeigt ein aktuelles Protestschild mit der Aufschrift „No al Litio , Si al agua y a la vida“ („Nein zum Lithium, Ja zum Wasser und zum Leben“). Es geht dabei primär um die große Sorge der indigenen Bevölkerung, dass die Süßwasservorkommen im Süßwasserring um den Salzsee durch den Lithiumabbau aufgebraucht werden. In dieser Region befinden sich relativ viele Siedlungen. Mehr zu den Protestbewegungen s. https://enelnombredellitio.org.ar/.
Nach Prause et al. (2020) entwickelte das Netzwerk der o.a. Protestbewegungen eine „multiskalare Proteststrategie“ : Auf lokaler Ebene wurden Demonstrationen und Straßenblockaden organisiert (s. Abb. 4), auf nationaler Ebene wurde eine Klage beim Obersten Gerichtshof Argentiniens und auf internationaler Ebene eine Beschwerde beim Ständigen Forum für indigene Angelegenheiten der UN in Genf eingereicht mit dem Ziel, dass der indigenen Bevölkerung
- Konsultations- und Informationsrecht,
- territoriales Selbstbestimmungsrecht sowie
- Schutz der Ressourcen des Salars, insbesondere des Wassers
zugestanden wird. Bisher konnte der projektierte Lithiumabbau in den Salinas Grandes verhindert werden.
Weitere Protestbewegungen in den Ländern des Lithiumdreiecks sind bekannt, wie z. B. in Chile „El Litio para Chile“ (Henriquez 2018) oder in Argentinien bei Mendoza (https://taz.de/Rohstoffraubbau-in-Argentinien/15652920 abgerufen am 1.6.2021).
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass dies soziale Konflikte als Folge der Wasserknappheit sind.
Die Ursachen und die daraus resultierende transnationale Verantwortung der Bezugsländer bzw. –firmen für diese Konflikte werden in Kap. 3 erörtert.
2.3 Weitere Rohstoffe
Für die Herstellung von Lithium-Ionen-Akkus werden, wie in Kap. 2.1 angeführt, insbesondere Kobalt und Nickel benötigt. Deren spezifischen Probleme sollen im Folgenden kurz angerissen werden ohne ins Detail zu gehen. Über Rohstoffe wie Kobalt wurde in den letzten Jahren deutlich häufiger in den Medien berichtet als über Lithium.
2.3.1 Kobalt
Kobalt ist ein wichtiger Rohstoff für Akkus, da er eine besonders hohe Energiedichte besitzt. Das Schwermetall ist mit Kupfer- und Nickelerz vergesellschaftet und wird bergbaulich abgebaut. 64 % des weltweiten Kobaltangebots stammen aus der DR Kongo (USGS 2019), 15 bis 20 % davon werden in handwerklicher Arbeit unter prekären Arbeitsbedingungen abgebaut. AMNESTY INTERNATIONAL (AI) hat 2016 in einem viel beachteten Bericht auf diese Missstände aufmerksam gemacht. Von den etwa 110.000 bis 150.000 handwerklichen Gräbern in der Region arbeiten laut UNICEF (2012) ungefähr 40.000 Kinder in diesem Kleinbergbau. Diese gravierenden Menschenrechtsverletzungen sind das große Problem des Kobaltabbaus. Neben den kongolesischen Behörden werden die Unternehmen, die Kobalt aufkaufen und weiterverarbeiten dafür verantwortlich gemacht (AI 2017).
2.3.2 Nickel
Es ist einer der 3 wichtigsten Rohstoffe für die Herstellung von Lithium-lonen-Batterien. Es wird aus lateritischen Erzvorkommen gewonnen. Die Philippinen gehören neben Indonesien zu den weltweit größten Nickelproduzenten (USGS 2019). Beim Nickelabbau treten große Umweltschäden auf. Nach AI (2016) ist hier insbesondere saures Grubenwasser zu nennen, das regionale Gewässer kontaminiert. Dies führt zu großen Konflikten mit der einheimischen indigenen Bevölkerung (nach Kraft, 2020).
2.3.3 Weitere Rohstoffe
Weitere Rohstoffe für die Herstellung von Lithium-Ionen Batterien sind Graphit, Mangan, Aluminium, Kupfer, Zinn, Silikon, Magnesium, Germanium, Indium, Antimon und seltene Erden. Hierzu wird auf weitergehende Literatur verwiesen (Schweizerische Akademie der Technischen Wissenschaften ( SATW) 2010, Brunnengräber u. Haas 2020).
Kapitel 2 zusammenfassend ist festzuhalten, dass beim Abbau der wichtigsten Rohstoffe für Lithium-Ionen-Batterien gravierende sozio-ökologische und sozio- ökonomische Konflikte entstehen, sei es durch exorbitanten Wasserverbrauch (Lithium), sei es durch unvorstellbare Menschenrechtsverletzungen (Kongo), sei es durch Umweltverschmutzung (Nickel).
Welche Ursachen dafür verantwortlich sind und welche Lösungswege es für die Auflösung oder zumindest Minderung dieser Konflikte gibt, soll im nächsten Kapitel erörtert werden.
3. Ursachen der Konflikte und Lösungswege zur Konfliktbewältigung
3.1 Ursachen und Verursacher
Wie in Kap. 2 erläutert, sind die Fördermengen für alle oben angeführten Rohstoffe in den letzten Jahren erheblich angestiegen. Ein Großteil der gestiegenen Nachfrage nach diesen Stoffen resultiert aus dem Ausbau der E-Mobilität. Verfolgt man die fragmentierte Produktionskette von Lithium-Ionen-Akkus zurück, so sieht man, dass all diese Rohstoffe im Globalen Süden abgebaut werden (s. Kapitel 2.1), wohingegen die weitere Verarbeitung und damit die höhere Wertschöpfung in den Ländern des Globalen Nordens stattfindet. Dies bedeutet, dass die aufgezeigten Konflikte (s. Kapitel 2.2) transnational sind (Prause et. al. 2020) und dass alle Produzenten innerhalb der Lieferkette, jedoch insbesondere die E-Autohersteller als letztes Glied der Kette, mitverantwortlich sind.
So wird mit dem Import von Lithium so viel virtuelles (verstecktes) Wasser aus dem Lithium-Dreieck mitimportiert wie für die Produktion vor Ort eingesetzt wurde. Dieses Wasservolumen fehlt in den andinen Hochgebirgsregionen von Argentinien, Chile und Bolivien und führt dort zu den in Kap. 2.2.3 erläuterten Konflikten.
Bei Kobalt werden die Verantwortung für die katastrophalen Arbeitsbedingungen und insbesondere die Kinderarbeit mitimportiert.
Bei Nickel sind die durch den Abbau verursachten Umweltschäden, insbesondere die Kontaminierung der regionalen Gewässer, mit zu verantworten.
Analog zum Begriff „virtuelles Wasser“ (s. Kapitel. 2.2), der für das bei der Produktion gebrauchte, für den Verbraucher jedoch versteckte Wasser verwendet wird, nutzen die Wirtschaftswissenschaften für diese Prozesse den Begriff „Externalisierung“. Dies trifft auch auf E-Autos zu, bei deren Produktion auf Rohstoffe und Arbeitskraft andernorts zugegriffen wird. Grundsätzlich kommen so die positiven Effekte den industriellen Zentren (z. B. den deutschen Autoherstellern) zugute, während die negativen Effekte in die Peripherie (z. B. in das Lithiumdreieck in Argentinien, Chile, Bolivien) verlagert werden. Dies ist, wie T. Kalt (2020) es treffend benennt: “ E-Mobilität auf Kosten anderer“!
Gibt es Lösungswege, um diese für E-Autos katastrophale Bilanz zu verbessern ? Dies soll Thema des nächsten Kapitels sein.
3.2 Mögliche Lösungswege zur Konfliktbewältigung
Der Abbau der für die Herstellung von Lithium-Ionen-Akkus drei wesentlichen Rohstoffe Lithium, Kobalt und Nickel wird immer mit Risiken für die Umwelt und für die im Abbaugebiet lebende einheimische Bevölkerung verbunden sein. Dennoch gibt es auch Möglichkeiten, diese Risiken durch verantwortungsbewussten Umgang mit den Rohstoffressourcen zu mindern . Um dies zu erreichen, müssen zum einen die Länder, in denen die Rohstoffe abgebaut werden und zum anderen die Länder und die Unternehmen, die diese Rohstoffe importieren, sich ihrer Verantwortung bzw. ihrer Mitverantwortung bewusst werden und darauf aufbauend die Abbaubedingungen vor Ort sowohl ökologisch als auch sozial verträglich gestalten. im Folgenden sind dazu einige Lösungsansätze zusammengestellt.
3.2.1. Abbauländer:
a) Einhaltung internationaler Vorgaben wie die ILO-Konvention 169, die u.a. eine umfassende Konsultation der ortsansässigen Bevölkerung vor Entscheidungen über Rohstoffabbau vorschreibt..
b) Koordinierung des jeweiligen Rohstoffabbaus durch partizipative Raumnutzungsverfahren. Dadurch würde, z. B. beim Lithiumabbau, ein Überblick über geplante Abbaustellen und deren Fördermengen sowie die dabei eingesetzte Wassermengen gegeben.
c) Überwindung der historischen Rolle der Abbauländer als reine Rohstofflieferanten durch Aufbau weiterverarbeitende Betriebe vor Ort, damit ein größerer Teil der ökonomischen Wertschöpfung im ressourcenfordernden Land bleibt. (vergleiche entsprechende Bestrebungen in Bolivien, Details s. Leifker et al. 2018).
3.2.2 Importländer und Importunternehmen:
Nach den UN- Leitprinzipien tragen sowohl die Importländer, wie z. B. Deutschland, und die importierenden Unternehmen, wie z.B. die deutschen Autofirmen, die Verantwortung für die Einhaltung von Menschenrechten entlang der gesamten Lieferkette, also auch beim Rohstoffabbau. Daraus lassen sich folgende Forderungen an die Bundesregierung und die deutschen Unternehmen, die Batterien herstellen oder einsetzen, ableiten:
I. Bundesregierung als Beispiel für ein Importland:
Die deutsche Automobilindustrie ist einer der wichtigsten Verbraucher von Rohstoffen. Für deren Versorgungssicherheit setzt sich aktuell die Bundesregierung aktiv ein ohne die Automobilindustrie zu einer menschenrechtlichen und ökologischen Sorgfalt zu verpflichten. Dies könnte durch folgende Maßnahmen verändert werden:
a) Deutsche Unternehmen sollten gesetzlich verpflichtet werden entlang der gesamten Lieferkette die Verletzung von Menschenrechten und Umweltzerstörung zu verhindern.
Kritiker bemängeln, dass die deutscher Automobilkonzerne z. T. lediglich Sozialstandards in den Verträgen mit den Lieferanten der Rohstoffe festlegen, jedoch diese nicht vor Ort überprüfen. Einigen Automobilherstellern wird ernsthaftes Bemühen, anderen Greenwashing attestiert (Groneweg et al 2020)
b) Um den Verbrauch von Rohstoffen für die Batterieherstellung zu reduzieren, sollte die Bundesregierung aktiv fördern, dass Rohstoffkreisläufe geschlossen werden, damit der Verbrauch von Rohstoffen nicht weiter ansteigt.
c) Es ist zwingend erforderlich eine Mobilitätswende einzuleiten, da die Produktion von Autos, unabhängig davon ob mit Verbrennungsmotor oder Batterie getrieben, gravierende soziale und ökologische Folgen für Natur und Mensch in den Anbaugebieten der Rohstoffe haben. Zur Einschränkung der externalisierten sozialen und ökologischen Kosten der E-Mobilität reicht es nicht aus, den Antrieb des Autos auszutauschen, sondern es muss eine umfassende Mobilitätswende eingeleitet werden mit dem Ziel den motorisierten Individualverkehr zu reduzieren. Dies kann nur gelingen, wenn gleichzeitig der öffentliche Personennah- und -fernverkehr sowie die Fuß- und Radinfrastruktur ausgebaut werden. Gleichzeitig dürfen Autos sowohl bei der Stadtplanung als auch in der Straßenverkehrsordnung keinen Vorrang mehr haben. Die Stadtplanung muss sich am Leitbild der „Stadt der kurzen Wege“ orientieren (Kalt 2020, Brunnengräber und Haas 2018).
II. Deutsche Unternehmen, die Lithium-Ionen- Batterien für E-Autos herstellen oder nutzen:
a) Damit die Lieferketten transparent sind, sollten die Unternehmen von den Rohstofflieferanten fordern, dass diese
- alle Umweltdaten offenlegen und veröffentlichen,
- unabhängiger Umweltprüfungen vor Ort ermöglichen,
- ortsansässige Gemeinden vor Beginn des Rohstoffabbaus konsultieren,
- gewerkschaftliche Arbeit erlauben und
- alternative, ökologisch verträgliche Abbaumethoden entwickeln (Leifkes et al 2018).
b) Recycling sollte zur langfristigen Verringerung des Rohstoffbedarfs intensiviert werden
c) Die Entwicklung ressourcenschonende Alternativen wie z. B.
- Natrium-Nickelchlorid-Akkus,
- Natrium-Ionen-Akkus oder
- Natrium-Luft-Akkus
sollte vorangetrieben werden (Borgeest 2010).
Eine weitere zukunftsträchtige Entwicklung sind Redox-Flow-Batterien (JenaBatteries 2021), die bisher jedoch nur stationär einsetzbar sind.
All diesen Batterien ist gemeinsam, dass sie ohne Lithium auskommen.
d) Eine weitere Alternative ist die Nutzung lokaler Rohstoffvorkommen in Deutschland, so z. B. von Lithium
- in Zinnwald/Sachsen (www.deutschelithium.de/projekte/zinnwald-lithium-projekt) und
- im Oberrheingraben (Karlsruher Institut für Technologie KIT 2021).
Diese Vorkommen sind jedoch mengenmäßig nicht mit den Lithiumvorräten in Südamerika zu vergleichen.
4. Zusammenfassung und Schlussfolgerung
Viele dieser Vorschläge wurden schon im Jahre 2018 veröffentlicht und an die Entscheidungsträger auf verschiedenen Ebenen weitergegeben. Solange diese in der Praxis nicht umgesetzt wurden, beantworte ich die im provokativen Titel gestellte Frage eindeutig mit Ja und schließe ich mich ohne wenn und aber der Wertung von Brunnengräber u. Mitarbeiter (2020)an: E-Mobilität ist ein ökologischer Irrsinn.
Unabhängig von der derzeitigen schlechten CO2- Bilanz sind die oben beschriebenen sozialen und ökologischen Folgen des Rohstoff-Abbaus auf Kosten der Natur und der Menschen in den Abbaugebieten gravierend und irreversibel. Die meisten E-Auto-Benutzer sind sich dessen gar nicht bewusst oder verdrängen dies.
Aus all diesen Gründen kann das E-Auto zum jetzigen Zeitpunkt keineswegs empfohlen werden. In der gegenwärtigen Diskussion über das Pro und Contra der E-Mobilität wird leider die Problematik der Rohstoffe die Herstellung von Lithium-Ionen-Akkus sträflich vernachlässigt.
Quellen:
Amnesty International (2016). This is what we die for: Human rights abuses in the Democratic Republic of the Congo power the global trade in cobalt, London.
Amnesty International (2017). Time to Recharge. Corporate Action and Inaction to tackle abuses in the cobalt supply chain. London.
Anlauf, Axel (2015): „Grüne Technologie“, ein neuer strategischer Rohstoff und alte Machtbeziehungen; verfügbar unter: www.quetzal-leipzig.de/lateinamerika/argentinien/gruene-technologie-ein-neuer-strategischer-rohstoff-und-alte-machtbeziehungen-19093
Borgeest, K. (2010): Elektronik in der Fahrzeugtechnik. Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden.
Brunnengräber, A. u. Haas, T. (Hg.) (2020): Baustelle Elektromobilität. Sozialwissenschaftliche Perspektiven auf die Transformation der (Auto-) Mobilität. Bielefeld.
Buchert, M., Dolega, P., Degreif, S. (2019): Gigafactories für Lithium-Ionen-Zellen –Rohstoffbedarfe für die globale Elektromobilität bis 2050. URL: https://www.oeko.de/fileadmin/oekodoc/Fab4Lib-Rohstoffe-Elektromobilitaet.pdf
Buchert, M., Dolega, P., Degreif, S. (2020): Gigafactories für Lithium-Ionen-Zellen – Rohstoffbedarfe für die globale Elektromobilität bis 2050. Kurzstudie erstellt im Rahmen des BMBF-Verbundprojektes Fab4Lib -Erforschung von Maßnahmen zur Steigerung der Material- und Prozesseffizienz in der Lithium-Ionen-Batteriezellproduktion über die gesamte Wertschöpfungskette. URL: https://www.oeko.de/fileadmin/oekodoc/Fab4Lib-Rohstoffe-Elektromobilitaet.pdf
DERA Deutsche Rohstoffagentur (2017): DERA Rohstoffinformationen 33 – Rohstoffrisikobewertung Lithium: URL: https://www.deutsche-rohstoffagentur.de/DERA/DE/Downloads/Studie_lithium_2017.pdf?__blob=publicationFile&v=3 .
Dessemond , C., F. Lajoie-Leroux, G. Soucy, N. Laroche, J.F. Magnan (2019): Spodumene: TheLithium Market, Resources and Processes. In: Minerals 2019, 9, 334; doi:10.3390/min9060334.
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[1] Wasserfußabdruck ist das gesamte Wasservolumen, das zur Produktion eines Gutes, hier einer Batterie, verbraucht wird.
[2] Fundación EcoAndina ist eine Stiftung, die sich als gemeinnützige NGO in der nordwestlichen Andenregion Argentiniens den Erhalt der Biodiversität, de Ressourcen und der indigenen Kultur widmet. Sie wurde 1989 von Heiner Kleine-Hering gegründet und hat einen Schwerpunkt in Solarprojekten in den Dörfern in der Puna („Solardörfer“ s.. www.ecoandina.org). Es besteht eine enge Zusammenarbeit mit dem deutschen Verein OekoAndina (www.oekoandina.de), in der Autor seit Jahren Mitglied ist.
Lieber Herr Morgenschweis,
ich finde Ihre Kritik an bestimmten Aspekten der Elektromobilität ja durchaus berechtigt, auch wenn andere Aspekte sehr übertrieben bzw. falsch dargestellt sind. Es gibt kaum jemand, der sich mit dieser Materie auskennt und gleichzeitig glaubt, die Elektromobilität sei perfekt. Trotzdem wird sie selbst von den meisten Naturschutzorganisationen als unersetzbar als Ersatz für Verbrennungsfahrzeuge dargestellt.
Da kommen wir auch schon zum Kernproblem Ihres Artikels. Sie benennen zwar ausführlich die Probleme der E-Mobilität, vernachlässigen aber komplett die Nachteile des Verbrennungsmotors und nennen auch ansonsten keinerlei Lösungsansätze. Falls man aber die motorisierte Individualmobilität weiterhin zumindest zu einem Teil erhalten will, muss man über alle Alternativen gleichermaßen reden. Und da gewinnt die E-Mobilität für den Pkw-Sektor bisher in fast allen (wissenschaftlich korrekt durchgeführten) Vergleichen sehr deutlich.
Hier noch eine wissenschaftliche Studie von uns bzgl. des Ressourcenverbrauchs von E-Autos im Vergleich zu Verbrennern:
https://www.oeko.de/publikationen/p-details/resource-consumption-of-the-passenger-vehicle-sector-in-germany-until-2035-the-impact-of-different-drive-systems
Danke für diesen Hinweis. Das habe ich sogleich in meine Liste der Greenwashing-Studien aufgenommen. Grund ist dieses Zitat: „In addition, the energy sources needed to power the cars – i.e. diesel and petrol as well as electrical energy (a growing share of renewable energy sources has been calculated for the electricity mix in Germany; in 2035 this share is expected to be around 69 %) – and the building of required infrastructure are included in the consideration of the resource demand.“
Indem Sie mit dem Durchschnittsstrom rechnen, lassen Sie unter den Tisch fallen, dass der Ladestrom vom Stromnetz nur mit Fossilstrom ausgeglichen werden kann. Das ist ganz gewiss kein wissenschaftlich korrektes Vorgehen, wie man im „Manual Daten-und Qualitätsstandards für Ökobilanzen zu Pkw-Antrieben“ nachlesen kann, der 2019 vom Öko-Institut (!) und dem Verband der Chemischen Industrie herausgegeben wurde: „Als Marginalstrom wird derjenige Strom bezeichnet, der aufgrund einer zusätzlich nachgefragten Strommenge (z. B. aufgrund der Einführung neuer, strombasierter Technologien) zusätzlich bereitgestellt wird. Da er in Deutschland heute in der Regel durch eine höhere Auslastung konventioneller Kraftwerke erzeugt wird, ist er meistens fossiler Natur. Welche Erzeugungstechnologien ihn bereitstellen, wird nach dem Merit-Order-Prinzip über die Grenzgestehungskosten definiert.“ (https://www.oeko.de/fileadmin/oekodoc/Manual-oekobilanzen-pkw-antriebe.pdf)
Wird die Klimabilanz mit dem korrekten Marginalstromansatz erstellt, hat das E-Auto keine Klimavorteile.
Lieber Herr Ruhsert,
Sie haben recht, wenn Sie sagen, dass eine Klimabilanz sich sehr stark ändern kann, wenn man mit Marginalstrom rechnet. Jedoch haben wir ja erstens überhaupt keine Klimabilanz durchgeführt, es ging in der Studie ausnahmsweise mal nur um Rohstoffe. Und zweitens ist es m. E. nicht besonders sinnvoll, wenn man eine Ökobilanz nur mit Marginalstrom durchführt. Die Gründe hat mein Kollege Peter Kasten sehr schön in einem Blogbeitrag (https://blog.oeko.de/nach-diesel-gate-jetzt-elektro-gate-oder-einfach-171-lungenaerzte/) dargelegt:
„…Der Ansatz [Marginalstrom] hilft zwar auf einer Modell-Ebene, die Effekte der Interaktion zwischen Stromsystem und Stromnachfrager zu verstehen, ist aber für die Bewertung der CO2-Emissionen nicht zielführend. Ich könnte einen beliebigen Stromnachfrager herauspicken (alle Ventilatoren in Deutschland, alle Kaffeevollautomaten in Deutschland) und würde – natürlich in einer anderen Größenordnung – denselben Effekt wie bei den Elektrofahrzeugen sehen.[…] Für einen CO2-Emissionsvergleich zwischen verschiedenen Antriebsoptionen ist es also zielführend, mit den durchschnittlichen CO2-Emissionen eines Stromsystems zu rechnen. Dasselbe gilt übrigens für die Kraftstoffe, für deren CO2-Bilanz nicht einzelne Herstellungsmethoden als „marginale“ zusätzliche Kraftstoffe herangezogen werden sollten: beispielsweise fossile Kraftstoffe aus Teersanden und Schieferöl…“
Selbst wenn man also mit Marginalstrom rechnen möchte, müsste man auch mit „marginalen“ zusätzlichen Kraftstoffen rechnen, die im Abbau und der Produktion sehr problematisch sind!
Bitte das nächste Mal also erstmal die Studie gündlich lesen und verstehen, bevor Sie sie als „Greenwashing“ abstempeln. Es gibt bestimmt Dinge, die man an der Studie kritisieren kann, aber das ist es m. E. nicht.
Lieber Herr Betz,
vielen Dank für Ihre Antwort. Sie hilft zu verstehen, wie mit Gutachten beauftragte Wissenschaftler (nicht nur) in Deutschland über E-Autos diskutieren.
1.) Sie zitieren aus dem Blog eines Kollegen, um den Durchschnittsstromansatz zu rechtfertigen. Dass Ihr Institut gemeinsam mit dem VCI ein Papier mit gegenteiligen Schlussfolgerungen herausgegeben hat, übergehen Sie.
Für die Leser daher der Hinweis, dass das Umweltbundesamt noch 2016 zu dem Schluss kam, dass für die Klimabilanz des BEV nicht der Durchschnittsstrommix, sondern ein (Zitat) „Ladestrommix“ anzuwenden ist, basierend auf dem „Kraftwerkspark, der zur Betankung von Elektrofahrzeugen unter sonst gleichen Bedingungen tatsächlich in Anspruch genommen wird.“ Das UBA spricht explizit von einem „Marginalmix, also dem Strommix, der konkret der ‚Betankung‘ von Elektrofahrzeugen zugeordnet werden kann, wenn man annimmt, dass diese unter sonst gleichen Bedingungen als zusätzliches Marktsegment dazu stoßen.“
(https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/texte_27_2016_umweltbilanz_von_elektrofahrzeugen.pdf)
Wer sich nun die Flut der Veröffentlichungen der letzten Jahre anschaut, stößt auf das Phänomen, dass diese Empfehlungen durchweg ignoriert werden. Auch das UBA selbst ist inzwischen eingeknickt und duldet in neueren Studien den Durchschnittsstromansatz. Es hat aber nie versucht, diesen Schwenk zu begründen.
2.) Der Hinweis auf die Ventilatoren und Kaffeeautomaten ist ein schönes Beispiel für Irreführung.
Denn E-Autos sind zusätzliche Stromverbraucher. Für Klimabilanzen zusätzlicher Verbraucher ist zu bewerten, welche Änderungen sich aus deren Einführung ergeben. Durchschnittsstrom-Emissionen sind dafür irrelevant; entscheidend ist, wie das Stromnetz auf den zusätzlichen Bedarf reagiert. Und das ist eindeutig: Da KKW stets mit Vollast laufen und EE nicht regelbar ist, kann der Zusatzbedarf nur mit fossilen Kraftwerken ausgeglichen werden.
(Auch die Behauptung zusätzlichen EE-Ausbaus (angeblich sogar spez. für E-Autos) ist ein Pseudoargument, weil sich nicht widerlegen lässt, dass nur fossile Kraftwerke die Leistung reduzierten, würde man alle E-Autos vom Netz trennen. An dieser Wahrheit ist nun einmal nicht zu rütteln: E-Autos senken die Ökostromquote.)
Ventilatoren und Kaffeemaschinen sind keine zusätzlichen Verbraucher, weil weder deren Einführung noch die Abschaffung zur Diskussion steht. Ergo hat der Marginalstromansatz für diese Produkte keinen Sinn.
3.) Der Einwand mit den „marginalen Kraftstoffen“ ist ebenfalls irreführend, denn in Europa gibt es keinen Unterschied zwischen den Emissionen durchschnittlicher oder marginaler Kraftstoffe: Eine geringfügige Mehrnachfrage wird nicht aus anderen Quellen bedient als der Durchschnitt. Es gibt gleichwohl einen sehr großen Unterschied zwischen den Emissionen durchschnittlichen oder marginalen Stroms. Alle neueren Studien versuchen, diesen Unterschied zu vertuschen.
Bis ca. 2015 haben deutsche Institute bei der Erstellung von Klimabilanzen der Elektromobilität meist solide Arbeit geleistet. Der Marginalstromansatz machte es jedoch unmöglich, der Politik die gewünschte Legitimation für Milliarden-Subventionen an die Autoindustrie zu liefern. Für mich steht außer Frage, dass er nur darum aufgegeben wurde.