Die großen Automobilhersteller fahren die Produktion von Elektro-Lkw hoch, um die Treibhausgasemissionen ihrer Fahrzeugflotte zu reduzieren.
Leichte Nutzfahrzeuge, darunter Limousinen, SUVs und Pickups, sind derzeit für 58 % der Treibhausgasemissionen des US-Verkehrssektors verantwortlich. Pickup-Trucks machten im Jahr 2020 14 % der Light-Duty-Verkäufe in den USA aus, und der Marktanteil von Pickups und SUVs ist in den letzten Jahren gestiegen.
Aber was bedeutet die Elektrifizierung von Pickups für die Dekarbonisierung der Transportindustrie?
Forscher der University of Michigan und der Ford Motor Co. sind dieser Frage in einer neuen Studie nachgegangen und haben die Einsparungen bei den Treibhausgasemissionen im Vergleich zu benzinbetriebenen Pickups bewertet. Die Studie wurde am 1. März online in der Zeitschrift Environmental Research Letters veröffentlicht.
“Dies ist eine wichtige Studie zur Information und Förderung von Klimaschutzmaßnahmen. Unsere Forschung zeigt deutlich, dass durch den Übergang zu elektrifizierten Antriebssträngen in allen Fahrzeugklassen beträchtliche Reduzierungen der Treibhausgasemissionen erreicht werden können”, sagte der Hauptautor der Studie, Greg Keoleian, Professor an der U-M School for Environment and Sustainability und Direktor des Center for Sustainable Systems.
In der Studie untersuchten die Forscher den Lebenszyklus von Pickup-Trucks von der Wiege bis zur Bahre und verglichen die Auswirkungen der Elektrifizierung von Pickup-Trucks mit denen von Limousinen und SUVs.
Mit dem Schwerpunkt auf der Bewertung der Treibhausgasemissionen untersuchten die Forscher drei verschiedene Antriebsoptionen für das Modelljahr 2020 – Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, Hybrid-Elektrofahrzeuge und batterieelektrische Fahrzeuge – für Limousinen der Mittelklasse, SUVs der Mittelklasse und Pickup-Trucks in voller Größe und berücksichtigten dabei die Unterschiede beim Kraftstoffverbrauch, der jährlichen Fahrleistung, der Fahrzeugproduktion und der Fahrzeuglebensdauer in den verschiedenen Fahrzeugklassen.
Sie fanden heraus, dass batterieelektrische Fahrzeuge für Limousinen, SUVs und Pickups im Durchschnitt der Vereinigten Staaten von der Wiege bis zur Bahre etwa 64 % weniger Treibhausgasemissionen verursachen als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.
“Diese Studie kann uns helfen, die potenziellen Auswirkungen der Elektrifizierung unter dem Gesichtspunkt der Emissionsreduzierung zu verstehen, insbesondere bei der Einführung neuer Elektrofahrzeuge, und wie wir unseren Fortschritt in Richtung Kohlenstoffneutralität weiter beschleunigen können. Wir sind stolz darauf, mit der U-M bei dieser wichtigen Arbeit zusammenzuarbeiten”, sagte Cynthia Williams, Global Director of Sustainability, Homologation and Compliance bei Ford.
Die Studie enthält mehrere wichtige Erkenntnisse. Die Forscher fanden beispielsweise heraus, dass der Ersatz eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor durch ein batterieelektrisches Fahrzeug mit zunehmender Fahrzeuggröße aufgrund des höheren Kraftstoffverbrauchs größerer Fahrzeuge zu einer größeren Verringerung der Treibhausgasemissionen führt.
Obwohl die prozentualen Einsparungen in allen Fahrzeugklassen etwa gleich sind, spart der Ersatz einer Limousine mit Verbrennungsmotor durch eine batterieelektrische Limousine im Durchschnitt 45 Tonnen Kohlendioxid-Äquivalent; der Ersatz eines SUV mit Verbrennungsmotor durch einen batterieelektrischen SUV spart 56 Tonnen Kohlendioxid-Äquivalent; und der Ersatz eines Pickups mit Verbrennungsmotor durch einen batterieelektrischen Pickup spart 74 Tonnen Kohlendioxid-Äquivalent über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs, sagte der Erstautor der Studie, Max Woody, Forschungsspezialist am Center for Sustainable Systems der U-M.
Die Forscher fanden auch heraus, dass batterieelektrische Fahrzeuge aufgrund der Batterieproduktion bei ihrer Herstellung mehr Treibhausgasemissionen verursachen als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, aber diese Auswirkungen werden durch Einsparungen im Betrieb ausgeglichen. Für batterieelektrische Fahrzeuge und Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor beträgt die Break-even-Zeit 1,2 bis 1,3 Jahre für Limousinen, 1,4 bis 1,6 Jahre für SUVs und 1,3 Jahre für Pickups, basierend auf dem durchschnittlichen US-Netz und den zurückgelegten Fahrzeugmeilen.
“Diese Studie erweitert frühere Studien, die sich auf den Vergleich zwischen batterieelektrischen Limousinen und ihren Pendants mit Verbrennungsmotor oder Hybridantrieb konzentrierten”, sagte Keoleian. “Wir berichten über die Emissionen bei der Herstellung, der Nutzung und am Ende der Lebensdauer eines Fahrzeugs, und zwar pro Kilometer und über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs.
“Darüber hinaus haben wir die regionalen Emissionsunterschiede unter Berücksichtigung von Unterschieden in der Zusammensetzung des Stromnetzes und der Umgebungstemperaturen analysiert und die Auswirkungen der Geschwindigkeit der Dekarbonisierung des Netzes auf die Emissionsreduzierung untersucht.
Die Emissionen von Fahrzeugen variieren von Land zu Land, da unterschiedliche Temperaturen und unterschiedliche Fahrzyklen den Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs beeinflussen. Bei Elektrofahrzeugen ist auch die Intensität der Treibhausgasemissionen des lokalen Stromnetzes ein wichtiger Faktor. Im Rahmen der Studie wurden Karten erstellt, die den Kohlendioxidausstoß pro Kilometer für jeden Antriebsstrang (Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, Hybridfahrzeuge und batterieelektrische Fahrzeuge) und jeden Fahrzeugtyp (Limousine, SUV und Pickup-Truck) nach Bezirken in den Vereinigten Staaten aufzeigen.
Die Forscher fanden heraus, dass die Bedenken der Öffentlichkeit, batterieelektrische Fahrzeuge hätten höhere Emissionen als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor oder Hybride, weitgehend unbegründet sind, da batterieelektrische Fahrzeuge in 95 % bis 96 % der Bezirke besser abschneiden als Hybride, während batterieelektrische Fahrzeuge in 98 % bis 99 % der Bezirke besser abschneiden als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, selbst wenn man nur bescheidene Fortschritte bei der Dekarbonisierung des Netzes annimmt.
Ladestrategien können die Emissionen batterieelektrischer Fahrzeuge weiter reduzieren. Die Studie ergab, dass das Aufladen während der Tageszeiten mit der geringsten Emissionsintensität des Netzes die Emissionen im Durchschnitt um 11 % reduzieren kann.
“Der Einsatz von Elektrofahrzeugen und der Ausbau von erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windenergie sollten gleichzeitig erfolgen”, so Woody. “Der Nutzen des einen wird durch die Entwicklung des anderen erhöht”.
Die anderen Autoren der Studie sind Parth Vaishnav von der U-M School for Environment and Sustainability und dem Center for Sustainable Systems sowie Robert De Kleine, Hyung Chul Kim, James Anderson und Timothy Wallington vom Forschungs- und Innovationszentrum der Ford Motor Company.
Die Studie wurde von Ford Motor Co. durch einen Ford-University of Michigan Alliance Project Award unterstützt.
Datum: März 4, 2022
Quelle: Universität von Michigan
Journal Reference:
- Maxwell Woody, Parth Vaishnav, Gregory A Keoleian, Robert De Kleine, Hyung Chul Kim, James E Anderson, Timothy J Wallington. The role of pickup truck electrification in the decarbonization of light-duty vehicles. Environmental Research Letters, 2022; 17 (3): 034031 DOI: 10.1088/1748-9326/ac5142