Der Verkehrssektor ist mit zahlreichen ökologischen Belastungen verbunden. Eine Umstellung von Verbrennungsmotoren auf elektrische Antriebssysteme wird daher als eine zentrale Maßnahme zur Reduzierung der verkehrsbedingten Umweltwirkungen diskutiert. In diesem Zusammenhang existieren zahlreiche Studien mit unterschiedlichen Ergebnissen, unter welchen einige den ökologischen Vorteil von Elektroautos infrage stellen. Diese Problematik zum Anlass nehmend wird in diesem Buch untersucht, ob Elektroautos tatsächlich ökologischer sind als herkömmliche Verbrenner. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf einer ganzheitlichen Betrachtung. Zunächst werden relevante Wirkungskategorien definiert, bevor anhand dieser der Lebenszyklus von Elektroautos im Vergleich zu Otto- und Diesel-Pkw analysiert wird. Dabei werden die ökologischen Vor- und Nachteile der drei Antriebsarten aufgezeigt sowie eine Einschätzung aus unterschiedlichen Perspektiven abgegeben. Abschließend wird nach Durchführung einer Expertenbefragung sowie durch Anwendung der Methode des Analytischen Hierarchieprozesses bestimmt, welche Antriebsart aus ökologischer Sicht zu präferieren ist.

Textprobe: Kapitel 4.2 Direkte Gesundheitsschädigungen: Indikator dieser Wirkungskategorie sind Luftschadstoffe. Erhebungen zu Luftschadstoffen in Deutschland werden im Wesentlichen vom Umweltbundesamt durchgeführt. Luftschadstoffe können in bestimmter Konzentration schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit von Mensch und Tier haben. Des Weiteren können ganze Ökosysteme durch Luftschadstoffe negativ beeinflusst werden, was in Folge Schäden für Pflanzen, Gewässer und Böden hervorruft. Sogar Bauwerke und Materialien können davon betroffen sein. Diese Schadwirkungen entstehen nicht zwingend am Ort der Emission, sondern können auch durch den Transport der Schadstoffe über hunderte Kilometer weiter entfernt entstehen (Vgl. Umweltbundesamt 2017). Abbildung 10 zeigt die klassischen Luftschadstoffe sowie deren Entwicklung seit 1990. Summarisch ist ein deutlicher Rückgang der Emissionen seit 1990 zu vernehmen, was bis dato zu einer Verbesserung der Luftqualität führte. Von den gezeigten Luftschadstoffen ist speziell der Ausstoß von Stickstoffoxiden, Feinstaub (PM10, PM2,5) und Kohlenmonoxid in Deutschland zu einem großen Teil auf den Verkehr zurückzuführen. Diese Emissionen entstehen überwiegend durch Verbrennung sowie durch Reifen- und Bremsabrieb. Auch durch Aufwirbelung von Staub auf Straßenoberflächen gelangt Feinstaub in die Luft (Vgl. Schulz et al. 2018, S. 16, 19). 40 % der gesamten Stickoxid-Emissionen in Deutschland werden beispielsweise durch den Verkehr ausgestoßen. Hauptverantwortlich dafür ist laut Umweltbundesamt der motorisierte Straßenverkehr (Vgl. Umweltbundesamt 2018c). Um den Ausstoß von Luftschadstoffen durch Kraftfahrzeuge zu regulieren, gelten in der Europäischen Union Richtlinien und Verordnungen. Der Schadstoffausstoß wird in Form von Grenzwerten (Euro-Normen), abhängig von Motorenart (Otto- oder Dieselmotor) sowie Kraftfahrzeugtyp (Pkw, Nutzfahrzeuge, Zweiräder), festgelegt. Seit Einführung der ersten Richtlinie im Jahr 1992 (Euro 1) werden die Emissionsgrenzwerte in Gramm pro Kilometer stufenweise verschärft. Dabei unterscheiden sich die Grenzwerte für Diesel- und Ottomotoren grundlegend vor allem bei den Kohlenmonoxid- und Stickoxid-Werten. Während Otto-Pkw mehr Kohlenmonoxid als Diesel-Pkw ausstoßen dürfen, werden den Diesel-Pkw hingegen bei den Stickoxiden höhere Grenzwerte eingeräumt (Vgl. Umweltbundesamt 2016). Dies hat den Hintergrund, dass bei Diesel-Pkw der Abbau von Stickoxiden wesentlich schwieriger ist. Eine Übersicht über die einzelnen Grenzwerte für Pkw sowie für leichte Nutzfahrzeuge befindet sich im Anhang. Besonders vor dem Hintergrund des in der Öffentlichkeit viel diskutierten Abgasskandals kommen neben der Festlegung dieser Grenzwerte auch den Messverfahren zur Bestimmung der Emissionen eine besondere Bedeutung zu. Um neben den Emissionen auch die Immissionen in Form der tatsächlichen Luftqualität zu überwachen, legt die Europäische Union Grenzwerte für die in der Luft enthaltenen Verunreinigungen fest. Diese betreffen vor allem Stickstoffdioxid und Feinstaub (PM10), weil jene als besonders gefährlich für die menschliche Gesundheit gelten. Der Anteil dieser Schadstoffe in der Luft wird an verschiedenen Messstationen ermittelt. Diese Messungen zeigen, dass der Tages-Grenzwert für Feinstaub mit einem maximalen Durchmesser von bis zu 10 Mikrometer (µm) (PM10) in Deutschland an einigen Stellen in dicht bewohnten Gebieten, besonders an Hauptstraßen, regelmäßig überschritten wird. Der Jahresmittelwert von PM10 liegt hingegen unter dem festgelegten Grenzwert. Demgegenüber sehen die Messergebnisse für Stickstoffdioxide problematischer aus. Der Jahresmittelwert von Stickstoffdioxid überschreitet an zwei Dritteln der verkehrs- und zentrumsnahen Messstationen den europäischen Grenzwert, und das seit Jahren (Vgl. Umweltbundesamt 2018d). Mit dem Ziel der Erreichung der europäischen Immissionsgrenzwerte sowie mit dem Wissen, dass der Straßenverkehr als größter Verursacher dieser Schadstoffe zählt, hat die Bundesregierung im Jahr 2007 in einzelnen Großstädten sog. Umweltzonen errichtet. Grundlage dazu wurde mit der Verordnung zur Kennzeichnung der Fahrzeuge mit geringem Beitrag zur Schadstoffbelastung getroffen. Gemäß dieser Verordnung werden Kraftfahrzeuge je nach Feinstaubemissionen in vier Schadstoffgruppen eingeteilt. Diese Einteilung wird unabhängig von den europäischen Grenzwerten (Euro-Normen) vorgenommen und orientiert sich verstärkt an den Feinstaubemissionen. Nur bei Erreichen einer festgelegten Schadstoffgruppe sowie das Anbringen der entsprechenden Plakette am Fahrzeug, dürfen die Fahrzeuge eine Umweltzone befahren. Fahrzeuge, welche die Grenzwerte nicht erreichen, dürfen in diese Zonen nicht einfahren. Besonders für Diesel-Pkw stellt diese Einteilung eine Herausforderung dar, weshalb Partikelfilter eingesetzt werden. Bisher konnten durch die Umweltzonen messbar die Feinstaubimmissionen in Ballungsgebieten reduziert werden, was entschieden zur Erreichung der Grenzwerte beitrug. Bezüglich der Stickoxide besteht allerdings weiterhin großer Handlungsbedarf (Vgl. Umweltbundesamt 2018d). In diesem Zusammenhang werden Fahrverbote für Diesel-Pkw, unabhängig der jeweiligen Schadstoffgruppe, in vereinzelten Gebieten bzw. Straßen in der Öffentlichkeit diskutiert.

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• Hierarchieprozess

Timo Peter Konrad wurde 1991 in Wolfenbüttel geboren. Nach einer Ausbildung zum Kaufmann im Groß- und Außenhandel studierte der Autor Wirtschaftsingenieurwesen in Berlin und Wildau. Sein Studium schloss der Autor im Jahr 2019 mit dem akademischen Grad des Master of Engineering ab. Bereits während des Studiums sammelte der Autor praktische Erfahrungen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie in der Unternehmensberatung. Motiviert durch eine große Affinität zur Fahrzeugtechnik gepaart mit einem ausgeprägten Interesse an ökologischen und globalen Zusammenhängen, sowie einer Begeisterung für neue Technologien, entschied der Autor, sich der Thematik des vorliegenden Buches zu widmen.