Well-to-Wheel-Emissionen im Vergleich: Benzin, Diesel, Hybrid, Elektro, Gas

Diese Autos haben die beste Klimabilanz

Elektro, Benzin, Diesel, Gas oder Wasserstoff: Jede Antriebsart hat Vor- und Nachteile. Eine Analyse zeigt, welche Technologien besonders klimafreundlich sind.

  • Fabian Hoberg
  • Veröffentlicht am 05/21/2020, 08:15 AM
  • Aktualisiert am 08/05/2020, 04:05 PM
Zu sehen ist der BMW i3
Quelle: Peter Besser Elektroautos rollen emissionsfrei über den Asphalt. Sie stoßen keinerlei Abgase aus. Die aufwendige Produktion der Lithium-Ionen-Batterien schwächt ihr grünes Image aber. Langfristig gesehen sind sie sauberer als andere Antriebsvarianten

Der CO2-Ausstoß im Straßenverkehr muss sinken. In Deutschland lautet das Mittel der Wahl: Elektroautos. Sie stoßen keinerlei Abgase aus, sind beim Fahren also umweltfreundlich. Aber wie sieht es aus, wenn man die gesamte Umweltbilanz des Autos betrachtet? Es zählen schließlich nicht nur die Abgase, sondern auch Produktion des Fahrzeugs und Herstellung der Kraftstoffe. Bleibt das Elektroauto in dieser Betrachtung grün? Oder sind andere Antriebe, zum Beispiel Benzin, Diesel, Gas oder Wasserstoff besser fürs Klima?

Experten nennen den Blick von ganz oben „Well to Wheel“, was auf Deutsch ungefähr so viel bedeutet wie „vom Bohrloch bis zum Rad“. Bei dieser Analyse wird die gesamte Wirkungskette für die Fortbewegung des Autos aufgezeigt, also von der Gewinnung und Bereitstellung der Antriebsenergie bis zur Umwandlung in die Energie zum Fahren (kinetische Energie) sowie vom Bau des Autos bis zu seiner Entsorgung.  


BMW i3
Der i3 rollt emissionsfrei

Der alltagstaugliche Elektro-Kleinwagen von BMW.


Well to Wheel: Die Schadstoffbetrachtung in Kürze 

  • Ganzheitliche Betrachtung der Mobilität 
  • Schadstoffausstoß bei Produktion, Nutzung, Entsorgung 
  • Verschiedene Antriebe mit verschiedenen Stärken 
  • Stromerzeugung ist ein kritischer Faktor 
  • Erdgas ist heute die umweltfreundlichste Fortbewegungsart 

Studie: Die umweltfreundlichste Antriebsform Well to Wheel 

Das Joanneum Research Institut in Graz hat im Auftrag des Österreichischen Automobil Clubs (ÖAMTC) und mit Unterstützung des ADAC eine sehr umfangreiche Lebenszyklus-Analyse durchgeführt. Sie untersucht die ökologischen Fußabdrücke der verschiedenen Antriebsarten. Als Vergleichsfahrzeuge dienten Modelle der Kompaktklasse des Jahrgangs 2019.  

Zu sehen ist ein Auspuffrohr eines Autos
Quelle: ADAC e.V. Der klassische Verbrenner schafft es, ungefähr den Aufwand seiner Entsorgung mit der Wiederverwertung der Metalle auszugleichen

Relevant für das Ergebnis sind Treibhausgase. Die Wissenschaftler fassen Kohlendioxid (CO₂), Methan (CH₄) und Lachgas (N₂O) als CO2-äq (CO2-Äquivalente) zusammen. Gemessen wurden CO2-äq-Emissionen in g/km in folgenden Kategorien: 

  • Fahrzeugherstellung 
  • Kraftstoff-/Energiebereitstellung 
  • Fahrzeugnutzung 
  • Fahrzeugentsorgung 

Dabei kommt heraus, dass aktuell ein Erdgasfahrzeug die sauberste Möglichkeit ist, ein Auto zu fahren. Es stößt über seinen durchschnittlichen Lebenszyklus von zwölf Jahren und 180.000 Kilometern (jährliche Fahrleistung 15.000 Kilometer) mit 158,62 g CO2-äq/km weniger Klimagase aus als alle anderen Fahrzeuge. Damit unterbietet es alle moderneren Antriebsformen deutlich. 

Zu sehen ist der Boardcomputer eines CNG-Autos
Quelle: Picture-Alliance Die Motoren der Erdgasfahrzeuge arbeiten meist nach dem Prinzip der Verbrennungsmotoren. Laut Statistik stoßen Fahrzeuge, die mit Erdgas laufen, während ihres durchschnitten Lebenszyklus von zwölf Jahren, weniger C02 aus als andere Antriebsvarianten. Stand heute (2020) führt das Erdgasauto die Umweltstatistik an

Das ist allerdings nur eine Momentaufnahme. Anders sieht es aus, wenn Plug-in-Hybride, Elektroautos oder Wasserstoff-Fahrzeuge ihre Energie aus reinem Ökostrom beziehen würden. Dann emittiert das E-Fahrzeug mit 52,98 g/km am wenigsten Schadstoffe, gefolgt vom Wasserstoff-Fahrzeug (63,62 g/km) und vom Plug-in-Hybrid (124,61 g/km).  



Die verschiedenen Antriebsarten im Schadstoff-Vergleich 

Die Experten nehmen an, dass bei der Fahrzeugentsorgung Werkstoffe wie Stahl, Alu und Kupfer zu bis zu 60 Prozent wiederverwertet werden können. Das spart CO2 bei der Produktion neuer Fahrzeuge. Letztlich schaffen es klassische Verbrenner, ungefähr den Aufwand ihrer Entsorgung mit der  Wiederverwertung ihrer Metalle auszugleichen. Elektroautos liegen im Vorteil, weil ihre Akkus ein zweites Leben als stationäre Stromspeicher führen können. Sie haben bei der Entsorgung also Vorteile: 

Kraftstoffart Benzin Diesel Erdgas (CNG) Plug-in (aktueller Strommix) Plug-in (Ökostrom) Elektroauto (aktueller Strommix) Elektroauto (Ökostrom) Wasserstoff Wasserstoff (Ökostrom) 
Fahrzeugherstellung 21,12 22,93 21,13 30,63 30,63 48,02 48,02 40,55 40,55 
Kraftstoffbereitstellung 38,87 26,12 26,59 89,64 22,40 124,54 8,49 130,30 23,07 
Fahrzeugnutzung 133,34 124,37 110,90 72,76 72,76 
Fahrzeugentsorgung n. m. n. m. n. m. -1,18 -1,18 -3,53 -3,53 n. m. n. m. 
Gesamt 193,33 173,42 158,62 191,85 124,16 169,03 52,98 170,85 63,62 

(Alle Werte in Co2-äq-Emissionen in g/km; n. m.: nicht messbar) 


Braasch GmbH & Co.KG 222
Seat Ibiza TGI

Seat bringt den Ibiza auch als Erdgas-Variante. Der Einliter-Dreizylinder im Spanier leistet 90 PS.


Wie umweltfreundlich eine Antriebsform ist, hängt grundsätzlich von ihrer Nutzungsdauer ab. Bei der Berechnung des geringsten CO2-Äquivalents verschiedener Antriebsarten liegt ab 45.000 Kilometern das Wasserstoff-Auto (mit Ökostrom) vorne, das E-Auto (mit Ökostrom) übernimmt ab 115.500 Kilometern die Führung – von der Produktion bis zur Verschrottung, bei einer Gesamtfahrleistung von etwas mehr als 225.000 Kilometern und über den gesamten Lebenszyklus gesehen.  

Bei dem derzeitigen Strom-Mix in Deutschland (siehe unten) fahren Elektroautos erst nach 8,5 Jahren oder 127.500 Kilometern sauberer als Benziner. Nach 14,6 Jahren oder 219.000 Kilometern werden sie sauberer als Diesel. Der Plug-in mit dem aktuellen Strom-Mix schneidet kaum besser ab als die reinen Verbrenner mit Benzin oder Diesel. Grund: Die aufwendig hergestellte Batterie verhagelt seine Umweltbilanz ebenso wie der aktuelle Strommix. Grundlage für die Berechnung ist außerdem regelmäßiges Laden. 

Zu sehen ist eine Strommix-Statistik
Quelle: ADAC e.V.

Wann ist ein Elektroauto sauberer als ein Verbrenner? 

Besser sieht es aus, wenn E-Autos mit 100 Prozent Ökostrom fahren würden. Dann gebe es kaum Alternativen. Denn schon ab 15.000 Kilometern Gesamtfahrleistung fährt das E-Auto sauberer als ein Wasserstoff-Fahrzeug, ab 25.500 Kilometern sauberer als ein Plug-in-Hybrid mit Ottomotor. Diese Tabelle zeigt, wann das Elektroauto welche Antriebsart in der Umweltbilanz unterbietet: 

Antriebsart Elektro (aktueller Strommix) Elektro (Ökostrom) 
Benzin (Super E5) ab 127.500 km ab 37.500 km 
Diesel (7 % Biodiesel) ab 219.000 km ab 40.500 km 
Erdgas CNG (15 % Biomethan) nie ab 48.000 km 
Plug-in-Hybrid (Super E5, aktueller Strommix) ab 103.500 km ab 25.500 km 
Plug-in-Hybrid (Super E5, Ökostrom) nie ab 46.500 km 
Brennstoffzelle (H₂ aus Erdgas) am Ende des Autolebens ab 15.000 km 
Brennstoffzelle (H₂ aus Ökostrom) nie ab 115.000 km 
Zu sehen ist ein Auto, das an der Tankstelle befüllt wird
Quelle: Picture-Alliance Die sogenannten „E-Fuels“ ermöglichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren, synthetisch hergestellte, CO2-neutrale Kraftstoffe zu tanken. Die Entwicklung ist im Gang, ein Marktstart ist noch nicht in Sicht

Ein Elektroauto lohnt sich also in vielen Fällen erst dann, wenn es ausschließlich Ökostrom tankt. Das funktioniert aktuell nur bedingt, denn der Strommix in Deutschland setzt sich im Jahr 2019 aus folgenden Bestandteilen zusammen: 

Wind 25 % 
Braunkohle 20 % 
Atomenergie 14 % 
Erdgas 11 % 
Steinkohle 9 % 
Biomasse 9 % 
Solarenergie 9 % 
Wasserkraft 4 % 

(Quelle: Fraunhofer ISE, 2020) 

Zu sehen ist ein Auto an einer Ladestation mit der Kennzeichnung "CO2-Frei"
Quelle: Picture-Alliance Das Elektroauto besitzt das Potenzial, zur saubersten Antriebsform zu werden

Der Anteil an erneuerbarer Energie liegt 2019 demnach bei 46 Prozent (+9 %), der an fossiler Energie bei 38 Prozent (-18 %). Der Strom wird also grüner. Die Experten der Studie gehen daher davon aus, dass der Strom 2030 und 2050 zu noch größeren Teilen aus erneuerbaren Energien stammt, sodass die Treibhausgas-Bilanz der E-Autos und Wasserstoff-Fahrzeugen noch besser wird.  



Elektroautos sind langfristig sauberer 

Stößt ein E-Auto derzeit im Schnitt 169 g CO2 äq/km aus, sollen es 2030 nur 123 g/km und 2050 nur 68 g/km sein. Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren können diesen Wert nur erreichen, wenn sie künftig synthetisch hergestellte Kraftstoffe tanken, sogenannte E-Fuels. Die werden zwar entwickelt, kommen so schnell aber nicht auf den Markt. Derzeit verbraucht die Produktion zu viel Energie, als dass sich die Kraftstoffe wirtschaftlich rechnen. Erst mit Einsatz günstiger Wind- und Sonnenenergie könnte daraus ein Geschäftsmodell werden – und dann würden auch Verbrenner sauber fahren.  

Stand heute führt das Erdgasauto die Umweltstatistik an. Das Elektroauto hat aber realistische Chancen, langfristig zur saubersten Antriebsform zu werden. 

Bildergalerie

  • Zu sehen ist der BMW i3
    Quelle: Peter Besser Elektroautos rollen emissionsfrei über den Asphalt. Sie stoßen keinerlei Abgase aus. Die aufwendige Produktion der Lithium-Ionen-Batterien schwächt ihr grünes Image aber. Langfristig gesehen sind sie sauberer als andere Antriebsvarianten
  • Zu sehen ist ein fahrendes Auto
    Quelle: Picture-Alliance Als Vergleichsfahrzeuge werden in der Studie Modelle der Kompaktklasse des Jahrgangs 2019 betrachtet
  • Zu sehen ist der Boardcomputer eines CNG-Autos
    Quelle: Picture-Alliance Die Motoren der Erdgasfahrzeuge arbeiten meist nach dem Prinzip der Verbrennungsmotoren. Laut Statistik stoßen Fahrzeuge, die mit Erdgas laufen, während ihres durchschnitten Lebenszyklus von zwölf Jahren, weniger C02 aus als andere Antriebsvarianten. Stand heute (2020) führt das Erdgasauto die Umweltstatistik an
  • Zu sehen ist ein Auto an einer Ladestation mit der Kennzeichnung "CO2-Frei"
    Quelle: Picture-Alliance Das Elektroauto besitzt das Potenzial, zur saubersten Antriebsform zu werden
  • Zu sehen ist ein Auto, das an der Tankstelle befüllt wird
    Quelle: Picture-Alliance Die sogenannten „E-Fuels“ ermöglichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren, synthetisch hergestellte, CO2-neutrale Kraftstoffe zu tanken. Die Entwicklung ist im Gang, ein Marktstart ist noch nicht in Sicht
  • Zu sehen ist ein Auspuffrohr eines Autos
    Quelle: ADAC e.V. Der klassische Verbrenner schafft es, ungefähr den Aufwand seiner Entsorgung mit der Wiederverwertung der Metalle auszugleichen
  • Zu sehen ist eine Illustration eines Wasserstoffmotors der Marke BMW
    Quelle: BMW Laut Statistik liegt ein Wasserstoff-Fahrzeugt, das mit Ökostrom fährt, bei der Berechnung des geringsten CO2-Äquivalents verschiedener Antriebsarten (ab 45.000 Kilometern) an der Spitze der Klimabilanz
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