Anonim

Elektroautos können sauber fahren. Aber wie grün ist die Batterie?

Hallo, das ist Steven Cherry für IEEE Spectrums "This Week in Technology".

Da Regierungen auf der ganzen Welt stark in Elektro- und Hybridautos investieren, steigt die Nachfrage nach Batterien, die diese Fahrzeuge antreiben. Allein die USA haben 2, 4 Milliarden US-Dollar investiert, um die Produktion anzukurbeln, und die erste Welle von Lithium-Ionen-Autobatterien kommt gerade auf den Markt.

Bis 2014 könnten die USA eine halbe Million Batterien pro Jahr herstellen. Batteriebetriebene Autos stoßen weniger Schadstoffe und Treibhausgase aus. Das ist der Punkt.

Einige Kritiker haben sich jedoch gefragt: Wie grün sind die Batterien selbst? Woher kommt dieses weiche silberne Metall, Lithium? Was macht es aus einer Batterie? Und wie wirkt es sich im Vergleich zu einem herkömmlichen Verbrennungsmotor aus?

Mein heutiger Gast ist Dominic Notter, ein Forscher der Eidgenössischen Laboratorien für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie. Er kommt telefonisch von seinem Büro in Duebendorf in der Schweiz zu uns. Dominic, willkommen im Podcast.

Dominic Notter: Gern geschehen.

Steven Cherry: Vielleicht können Sie uns sagen, was Ihre Forschung herausgefunden hat: Wie grün ist eine Lithium-Ionen-Batterie und wie ist das im Vergleich zu einem normalen Verbrennungsmotor?

Dominic Notter: Ich kann Ihnen nicht sagen, wie grün es ist, weil es nicht verschiedene Batterien verglichen hat, aber ich kann Ihnen sagen, dass das Batterieauto grüner ist als das Auto mit Verbrennungsmotor. Wenn man sich den Klimawandel ansieht, ist er heutzutage für die meisten Menschen am interessantesten: Das Batterie-Elektroauto ist 30 bis 40 Prozent umweltfreundlicher als das Standardauto.

Steven Cherry: Wenn ich Ihre Forschung richtig verstehe, gab es einige Dinge zu sagen über die Umweltfolgen des Abbaus des Lithiums und seiner Verarbeitung und Umwandlung in eine Autobatterie, aber das war nur ein sehr kleiner Teil des Ganzen ökologischer Fußabdruck eines batteriebetriebenen Autos. Ist das korrekt?

Dominic Notter: Das stimmt. Das ist eines der neun Ergebnisse unserer Studie: Die Auswirkungen der in diesen Autos verwendeten Lithiumbatterie sind sehr gering. Die Betriebsphase des Fahrzeugs trägt maßgeblich zur Umweltbelastung durch den Transportdienst bei. Das bedeutet, dass das Laden der Batterie mit Elektrizität viel, viel wichtiger ist als der Beitrag des Lithiums in der Batterie. Der Beitrag des Lithiums in der Batterie hat einen Anteil von rund 2 Prozent am Transportdienst.

Steven Cherry: Und ich denke, es macht einen großen Unterschied, woher der Strom für das Auto kommt.

Dominic Notter: Das stimmt. Für den Vergleich von Elektroauto und Standardauto haben wir zum Laden der Batterie des Elektroautos gemischten europäischen Strom verwendet. Der europäische Strommix besteht zu 51 Prozent aus Fossilien und zu 30 Prozent aus Kernkraftwerken und zu 10 Prozent aus Wasserkraftwerken. Der Rest ist ein sehr kleiner Anteil erneuerbarer Energien.

Steven Cherry: Ich verstehe, dass es nicht so einfach war, alle an Ihrer Studie beteiligten Daten zu sammeln.

Dominic Notter: Ja, dies ist das große Problem bei der Bewertung des Lebenszyklus. Bei der Bewertung des Lebenszyklus müssen Sie also hauptsächlich zwei Schritte ausführen. Eine davon beschreibt, welche Emissionen auftreten und welche Rohstoffe während der Lebensdauer des Produkts verwendet werden. Dies ist normalerweise der Zeitpunkt, an dem wir den LCI durchgeführt haben, das Lebenszyklusinventar dieser Batterie.

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Lithium-Ionen-Akku für 2011 Chevrolet Volt

Steven Cherry: Dominic, wir haben hier ein Sprichwort, dass etwas wie das Vergleichen von Äpfeln mit Orangen ist. Haben Sie festgestellt, dass dies beim Vergleich der Umweltauswirkungen der Fall ist? Was ich meine ist, dass die Toxizität des Metalls in einer Batterie eine Art von Umweltbelastung darstellt und sich stark von der des Transports einer Batterie über den Atlantik unterscheidet. Wie summieren Sie die Umweltauswirkungen und vergleichen sie dann miteinander?

Dominic Notter: Wir haben vier verschiedene Methoden zur Folgenabschätzung verwendet. Eines war das globale Erwärmungspotential, das etwas über den Klimawandel aussagt. Einer war der kumulierte Energiebedarf für die Batterie, und dann hatten wir einen, der die Toxizität des Menschen, die Erschöpfung der Ressourcen und die Qualität der Ökosysteme umfasste. Unabhängig davon, nach welcher dieser Methoden zur Folgenabschätzung Sie suchen, bleibt das Hauptergebnis das gleiche. Das Batterie-Elektroauto ist beispielsweise umweltfreundlicher als das Auto mit Verbrennungsmotor. In Bezug auf die Umweltbelastung sollten Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor nicht mehr als 59 bis 70 Meilen pro Gallone verbrauchen.

Steven Cherry: Das wäre eigentlich weniger, oder?

Dominic Notter: Ja, weniger, sorry. Natürlich.

Steven Cherry: Es ist sehr verwirrend, weil die Europäer die Dinge in Litern pro 100 Kilometer messen, und das ist fast das Gegenteil davon, wie wir die Dinge hier betrachten.

Dominic Notter: Ja genau.

Steven Cherry: Nun, das ist gut zu wissen. Entweder sollten wir Autos bauen, die entweder doppelt so effizient sind wie jetzt, oder wir sollten auf Batterieautos umsteigen.

Dominic Notter: Ja, das wäre eine schöne Idee.

Steven Cherry: Nun, vielen Dank für Ihre Zeit.

Dominic Notter: Gern geschehen.

Steven Cherry: Wir haben mit Dominic Notter von den Eidgenössischen Laboratorien für Materialwissenschaft und -technologie über die Umweltauswirkungen der Herstellung, Verwendung und Entsorgung von Elektroautobatterien gesprochen. Für IEEE Spectrums "This Week in Technology" bin ich Steven Cherry.