Rettet uns die Elektromobilität auf dem Weg zu einer klimaneutralen Schweiz?

Das Ziel ist klar: Bis 2050 sollen die Schweiz und ganz Europa klimaneutral sein. Das heisst: Es dürfen nicht mehr Treibhausgase in die Atmosphäre gelangen, als natürliche und technische Speicher aufnehmen können. Hierzulande kommt dem Verkehr eine Schlüsselrolle zu, da dieser für mehr als 30 Prozent der verursachten Emissionen verantwortlich ist – so viel wie kein anderer Sektor. Doch wie können wir die Mobilität klimafreundlich machen?

Als besonders sauber gelten batteriebetriebene Fahrzeuge. Der Grund dafür ist einfach: Anders als beim Verbrennungsmotor entstehen keine Abgase. Vergessen geht dabei aber, dass nicht nur im Betrieb, sondern auch bei der Herstellung und der Entsorgung von Elektroautos Emissionen entstehen. So belastet ein solches Fahrzeug das Klima zwar viel weniger als ein Benziner oder Dieselmotor – die Emissionen sind aber nicht gleich Null. Ganz entscheidend ist dabei auch, woher der Strom für den Fahrzeugantrieb stammt. Denn dieser muss für eine möglichst klimafreundliche Fahrt mit dem Elektroauto unbedingt grün sein, also aus erneuerbaren Energiequellen stammen.

Die Europäischen Zulassungsbestimmungen für Fahrzeuge, die auch die Schweiz anwendet, berücksichtige aber lediglich die Auspuffemissionen beim Fahren, sagt Christian Bach, Abteilungsleiter für Fahrzeugantriebssysteme an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in Dübendorf. Deshalb gelten Elektroautos bei der Zulassung als schadstoff- und emissionsfrei. Es gebe Bestrebungen dies anzupassen, bis 2030 dürfte sich aber wohl kaum etwas ändern, so die Einschätzung des Forschers. Gerade weil die E-Autos bei der Zulassung aber als emissionsfrei gelten, sind sie für Autohersteller und -importeure interessant. Denn dadurch können sie die mittleren CO₂-Emissionen der neu inverkehrgesetzten Fahrzeuge reduzieren und so auch die Bussen, die sie zahlen müssen, wenn sie die vorgeschriebenen CO₂-Zielwerte überschreiten. Dieses politische Instrument verschaffte dem Elektroauto einen starken Aufwind.

Ermöglicht habe diesen Aufschwung insbesondere aber auch der rasante technologische Fortschritt bei den Batterien, sagt Bach. So sind die Batterien heute kleiner, leichter, leistungsfähiger aber auch günstiger als noch vor zehn Jahren. «Dass die Optimierung der Batterien so schnell geht, damit hätte kaum jemand gerechnet», sagt Bach. Das Elektroauto ist heute also in aller Munde und ein wichtiger Pfeiler der Schweizer Klimapolitik. Es ist aber nur ein Teil der Elektromobilitätsstrategie. Hinzu kommen auch Brennstoffzellenfahrzeuge, die mit Wasserstoff fahren, Biogasfahrzeuge sowie Plug-in-Hybride, mit Batterie und optimiertem Verbrennungsmotor, die mit erneuerbaren biogenen oder synthetischen Treibstoffen fahren.

Diesen Technologie-Mix braucht es aus mehreren Gründen. Einer davon ist, dass sich nicht jede der Technologien für jedes Transportmittel und jede Anwendung eignet. Christian Bach erklärt dies am Beispiel einer Schweizer Lastwagenflotte: Die Betreiber werden in innerstädtischen Touren wohl auf elektrische Lastwagen setzten, für den Regionalverkehr bis 400 Kilometer auf Wasserstoff und für längere oder bergige Strecken sowie für Sattelschlepper auf Biogas. Bei Distanzen über 400 Kilometern braucht es flüssige Treibstoffe. «Auch für Flugzeuge und Schiffe zeichnet sich keine andere Option als flüssige, synthetische Treibstoffe ab», sagt Bach. Denn für solche Leistungen sind Batterien zu schwach und auch zu schwer. Und grosse Batterien haben eine Achillesverse: Sie benötigen grosse Mengen an umwelttechnisch nicht unbedenklichen Rohstoffen wie Kobalt und Lithium. «Dieses Problem kann durch Recyclingprozesse entschärft werden», sagt Bach. Langfristig aber brauche es Alternativen für einige dieser Mineralien. Daran forschen verschiedene Schweizer Forschungsinstitute, darunter auch die Empa und das PSI.

Verschiedene Antriebe sind also wichtig, nicht zuletzt wegen des Stroms – der für eine klimaneutrale Schweiz unbedingt aus erneuerbaren Quellen stammen muss. Strom braucht es nicht nur für den Betrieb der Batterien, sondern auch für die Produktion von Wasserstoff und synthetischen Treibstoffen. Letztere haben aber den Vorteil, dass man sie – im Gegensatz zu Strom – kostengünstig über lange Strecken transportieren kann. Damit lassen sie sich dort herstellen, wo es genügend erneuerbare Energie gibt. Beispielsweise in der Sahara durch Sonnenenergie. Denn weder in der Schweiz noch in Europa werde es auf absehbare Zeit, ganzjährig und flächendeckend genügend grünen Strom für die Elektrifizierung des gesamten Energiesektors geben, sagt Christian Bach.

Blick in die Zukunft

Doch von wie viel Strom sprechen wir überhaupt und woher soll dieser kommen? Dazu gibt eine neue Studie des Bundes Aufschluss, die Wege für eine klimaneutrale Schweiz aufzeigt. Den Berechnungen zufolge könnte der Energieverbrauch der Mobilität im Jahr 2050 rund 133 Petajoule – also 133 Millionen Gigajoule – betragen. Rund die Hälfte davon entfällt auf den Strom für die Fahrzeuge, die dann auf den hiesigen Strassen unterwegs sein sollen – darunter 3,6 Millionen batterieelektrischen Personenwagen. Das ist fast sechs Mal mehr Strom als im Verkehr heute anfallen. Erzeugen sollen diesen Strom erneuerbare Energiequellen aus dem Inland – insbesondere Wasserkraft und Photovoltaik. Die andere Hälfte machen strombasierte Energieträger für Plug-in-Hybride und Brennstoffzellen im Schwerverkehr aus, die fast vollständig importiert werden sollen. In diesem Szenario noch nicht eingerechnet ist der Verbrauch des internationalen Flugverkehrs.

Ein detaillierteres Bild, wie die Schweizer Personenwagen-Flotte im Jahr 2050 aussehen könnte, zeigt eine noch unveröffentlichte Studie des Paul Scherrer Instituts, deren Ergebnisse Stefan Hirschberg kürzlich im Rahmen der Konferenz des Forschungsverbundes SCCER Mobility präsentierte. In einem Szenario, in dem die Schweiz im Inland keine Treibhausgase mehr ausstösst, bestünde die Flotte von schätzungsweise 5,7 Millionen Autos zu rund 50 Prozent aus Elektroautos, zu 15 Prozent aus Brennstoffzellenfahrzeugen und zu etwa 30 Prozent aus Plug-in-Hybriden. Die restlichen fünf Prozent entfallen auf konventionelle Hybridautos ohne Stecker und Verbrennungsmotoren. Der Energiebedarf dieser Autoflotte läge bei knapp 50 Petajoule und damit ein einem ähnlichen Rahmen wie jener der Bundesperspektive. Da die PSI-Studie aber lediglich die Personenwagen beinhaltet, lassen sich die Werte nicht direkt vergleichen.

Mobilitätsverhalten muss sich ändern

Soweit die Theorie. «Die Elektrifizierung ist aber nur ein Teil der Lösung», sagt Andrea Del Duce, Leiter der Forschungsgruppe Nachhaltige Mobilität an der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Um die Klimaziele und eine nachhaltige Mobilität zu erreichen, müsse man weg von einem autozentrischen System kommen, aber auch die Nachfrage sinken. Die Prognosen des Bundes zeigen aber in die andere Richtung und gehen davon aus, dass die Personenkilometer, also die jährlich von Personen zurückgelegten Distanzen, auch in Zukunft weiter wachsen. Alleine beim Flugverkehr schätzungsweise um bis zu 50 Prozent in den nächsten 30 Jahren. Doch wie bringt man die Leute dazu, weniger Auto zu fahren oder weniger zu fliegen?

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Insbesondere im Alltag brauche es effiziente und flexible Alternativen, um von A nach B zu kommen, die das Auto als Standardlösung ersetzen, sagt Andrea Del Duce. Die Elemente dieses sogenannten multimodalen Systems gibt es heute schon: Trottinetts, Velos, Autos zum Ausleihen sowie Trams, Busse und Züge. Diese gilt es zukünftig weiter auszubauen und zu vernetzen, beispielsweise über eine App, mit der man die schnellste Verbindung nicht nur findet, sondern auch gleich dafür bezahlen kann.

Das Konzept, das sich «Mobility as a service» nennt, testete beispielsweise die SBB in zwei Pilotversuchen, in denen sie Generalabonnements für den öffentlichen Verkehr sowie E-Autos oder E-Velos anboten. Insbesondere in Kombination mit dem Elektroauto sanken die durchschnittlichen CO₂-Emissionen der Teilnehmenden um rund 30 Prozent. Eine andere Studie zeigt: Würden wir uns für alle Fahrten von weniger als zehn Kilometern nur noch aufs E-Bike setzen, könnte das die Emissionen aus dem Betrieb der Autos um knapp 20 Prozent verringern, den Strom für das Fahrrad nicht eingerechnet.

Eine grosse Hürde dieses neuen Mobilitätsverhaltens sei die Flexibilität, die das Auto verglichen mit einem statischen öffentlichen Verkehr bringt, vermutet Andrea Del Duce. Deswegen sei die Entwicklung einer dynamischen und flexiblen multimodalen Mobilität – wo Busse beispielsweise nicht nur nach Plan, sondern auch auf Abruf fahren – so wichtig, um davon wegzukommen, dass viele vorwiegend das Auto benutzen. «Gerade bei den jungen Generationen zeigt sich heute aber ein stärkeres Umweltbewusstsein und weniger Bedarf nach einem eigenen Auto», sagt der Ingenieur. Dennoch staune er immer wieder, wie wenig die Grösse des Autos heute in Frage gestellt wird. Je kleiner und dadurch leichter das Auto, desto geringer sind die Emissionen. Einen Geländewagen gegen einen Kleinwagen einzutauschen, wäre damit ebenfalls ein effizienter Weg, um Treibhausgase zu senken, aber gleichzeitig nicht sehr attraktiv, meint auch Christian Bach. Dann doch lieber etwas Neues ausprobieren, zum Beispiel ein Elektroauto. So verheissend die neuen Technologien aber auch klingen mögen – alleine mit ihnen werden wir das Netto-Null-Ziel im Verkehr aber nicht erreichen.