Der ökologische Preis des Verbrennungsmotors und die kommenden 20 Jahre

Der ökologische Preis eines Verbrenner-Autos endet nicht am Auspuffrohr; er ist die Summe einer Kette, die sich vom Produktionsband bis zur Treibstoffraffinerie, von den auf der Straße zurückgelegten 150.000 Kilometern bis zum Schrottplatz erstreckt. Diese ganzheitliche Betrachtung, die wir Lebenszyklusanalyse nennen, zeigt, dass ein durchschnittliches Benzinfahrzeug der Mittelklasse über seine Lebensdauer etwa 24 Tonnen CO₂e ausstößt und dass nur zwei Drittel dieser Emissionen aus der Verbrennung von Kraftstoff stammen. Der Rest entsteht in der Fabrik, in der Raffinerie und in der Lieferkette. Dieser Artikel öffnet diese Kette Glied für Glied, untersucht die Rolle, die Euro 7 und das 2035-Ziel diesem Motor zugedacht haben, und diskutiert anhand von Daten die realistische Position des Verbrenners im Zeitalter der Elektrifizierung.

Was sind Lebenszyklusemissionen und warum enden sie nicht am Auspuff?

Lebenszyklusemissionen sind die Gesamtmenge der Treibhausgase, die ein Fahrzeug in jeder Phase seiner Herstellung, Nutzung und Entsorgung erzeugt. Die Definition umfasst nicht nur die Moleküle, die aus dem Auspuff kommen, sondern auch die Fertigung, den Transport des Fahrzeugs zum ersten Verkaufsort, die Raffinierung und den Transport flüssiger Kraftstoffe sowie - sofern es sich um ein Elektrofahrzeug handelt - die Erzeugung der Ladeenergie. Die Umweltwirkung eines Fahrzeugs allein anhand des Auspuffrohrs zu bewerten, ist so, als würde man die Energieleistung eines Gebäudes allein anhand der Heizkostenabrechnung beurteilen: Das tatsächliche Bild ist viel umfassender.

Diese ganzheitliche Rechnung widerlegt auch einen häufigen Einwand. Das Argument, die Emissionen von Elektrofahrzeugen würden lediglich an andere Quellen verschoben, wird oft geäußert; tatsächlich bleibt der Produktionsüberschuss jedoch ein sekundärer Posten im Vergleich zu dem Vorteil, den das Fahrzeug über seine Nutzungsdauer erzielt. Die Herstellung macht 20-30 % der gesamten Lebenszyklusemissionen eines Fahrzeugs aus; die Hauptposten sind Stahl, Aluminium, Kunststoff und Batterieproduktion. Dieser Prozentsatz gilt sowohl für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor als auch für Batteriefahrzeuge - verändert wird nur die Gewichtung der Posten.

Kohlenstoff aus dem Ofen: die Produktionsphase

Die produktspezifischen embeddeden Kohlenstoffemissionen eines Benzinfahrzeugs der Mittelklasse betragen etwa 5,6 tCO₂e und etwa drei Viertel davon entfallen auf den Stahl im Fahrzeugkörper (in der Branche Glider genannt, also die Einheit aus Fahrgestell und Kabine). Bei einem Hybridfahrzeug gleicher Größe steigt dieser Wert auf 6,5 Tonnen, bei einem Plug-in-Hybrid auf 6,7 Tonnen; bei einem batterieelektrischen Fahrzeug erreicht er 8,8 Tonnen und macht damit 46 % des gesamten CO2-Fußabdrucks aus. Das heißt: Das Batteriefahrzeug verlässt die Fabrik mit fast der Hälfte seiner gesamten Kohlenstofflast, noch bevor es überhaupt auf die Straße kommt. Das entschuldigt es nicht; es klärt nur, wo die Rechnung angesetzt werden muss.

Die Bilanz von 150.000 Kilometern

Wie gleicht der Produktionsmehrteil diesen Nachteil im Betrieb aus? Die vollständige Lebenszyklustabelle sieht so aus: Benziner 24 Tonnen (23 % Produktion), Hybrid 21 Tonnen (31 %), Plug-in-Hybrid 19 Tonnen (35 %), batterieelektrisch 19 Tonnen (46 %). Die Produktions_emissionen von Hybrid und Plug-in-Hybrid sind höher als beim Benziner, weil ein zweites Antriebssystem und eine Batterie hinzukommen; dafür zieht die Verringerung des Kraftstoffverbrauchs die Gesamtsumme nach unten. Der Diesel ist ebenfalls ein interessantes Gleichgewichtsbeispiel: Bei gleicher Lebensleistung weist er fast die gleichen Gesamtemissionen wie der Benziner auf, da der Vorteil der Kraftstoffeffizienz durch die hohen Produktions_emissionen neutralisiert wird.

Ein weiterer Vergleich, 200.000 Meilen (etwa 320.000 km) Lebensdauer, wird angestellt: Der Verbrennungszyklus fügt in diesem Zeitraum 48 Tonnen Treibhausgase hinzu und hebt die Gesamtsumme des Verbrennungsfahrzeugs im Vergleich zum Elektrofahrzeug um 41 % höher an. Global sieht die Bilanz ähnlich aus: Die Lebenszyklusemissionen der 2021 zugelassenen batterieelektrischen Pkw liegen um 66–69 % niedriger.

Gramm pro Kilometer: Der aktuelle Stand des ICE-EV-Vergleichs

Legt man die Lebenszyklusemissionen auf Kilometerbasis umgerechnet dar, so produziert ein Mittelklasse-Batterieelektrofahrzeug, das mit dem aktuellen deutschen bzw. EU-Strommix geladen wird, 63 g CO2e/km . Ein Benziner der ähnlichen Klasse erzeugt 235 g, ein Diesel 234 g. Der Unterschied beträgt 73 %; wird der Strom vollständig aus erneuerbaren Quellen erzeugt, vergrößert sich dieser Unterschied auf bis zu 78 % . Auch die Zwischendaten zeigen in dieselbe Richtung: CNG-Fahrzeuge arbeiten mit 13 %, Hybridfahrzeuge mit 20 %, Plug-in-Hybride mit 30 % und Erdgas-basierte Wasserstofffahrzeuge mit 26 % niedrigeren Emissionen als Benziner; mit erneuerbarem Wasserstoff kann dieser Wert 79 % erreichen.

Beim Lesen dieser Tabelle sind zwei methodische Hinweise wichtig. Erstens ist in den Bewertungen sowohl der US-Umweltschutzbehörde als auch des MIT das gemeinsame Ergebnis enthalten, dass das EV "unabhängig vom Ladeort" weniger Emissionen erzeugt als sein benzinfahrzeugäquivalent. Zweitens besteht der klassische Fehler, der den Vergleich verzerrt, darin, die Dekarbonisierungstendenz des Stromnetzes zu ignorieren und den Unterschied zwischen Testverbrauch und Realverbrauch nicht zu berücksichtigen; diese Vernachlässigung stellt Benziner, Diesel und Hybridfahrzeuge im Vergleich zum Batterieelektrofahrzeug zu Unrecht vorteilhafter dar. Tatsächlich wurde 2021 mit derselben Berechnung noch ein Vorteil von 24 % für das BEV prognostiziert; durch die Säuberung des Stromnetzes hat sich dieser Wert heute auf 73 % erhöht. Der Unterschied ist also keine statische Zahl, sondern eine sich mit der Zeit öffnende Schere.

Emissionkontrollsysteme: Die Ingenieurkette, die den Abgasstrahl reinigt

Wenn man über die ökologischen Kosten des Verbrennungsmotors diskutiert, muss man die im Fahrzeug selbst befindliche Reinigungskette kennen; denn die Euro-Regeln basieren auf dieser Kette, und wenn ein Glied der Kette versagt, leiden sowohl die Emissionen als auch das Untersuchungsergebnis.

Katalysator

Der Katalysator ist ein chemischer Reaktor in der Abgasanlage, der Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide im Abgas in weniger schädliche Verbindungen umwandelt. Er gilt als eine der von der US-Umweltschutzbehörde EPA festgelegten zentralen Komponenten der Emissionskontrolle, und sein Versagen ist messbar: Die häufigsten bei der Untersuchung festgestellten Defekte im Zusammenhang mit dem Katalysator sind überhöhte Kohlenwasserstoff-, Kohlenmonoxid- oder NOx-Werte sowie Fehlercodes zur Effizienz des Konverters. Natürlich ist nicht immer der Konverter der Schuldige; ein defekter Tankdeckel, ein verschmutzter Luftfilter, verschlissene Zündkerzen, ein fehlerhafter Sauerstoffsensor oder eine leuchtende Störungslampe gehören ebenfalls zu den klassischen Ursachen, die die Prüfung scheitern lassen können.

DPF: Dieselpartikelfilter

Der Dieselpartikelfilter (DPF) ist eine poröse Keramikeinheit, die Russ und Partikel, die durch die Abgasanlage strömen, physikalisch zurückhält. Da er seinem Namen nach ein Filter ist, füllt er sich mit der Zeit und verstopft. Die Hauptursache der Verstopfung ist, dass das Fahrprofil nicht heiß und lang genug ist, um die Verbrennungs- und Regenerationszyklen des angesammelten Rußes abzuschließen; Kurzstreckenfahrten mit häufigem Stop-and-Go führen dazu, dass diese Zyklen unterbrochen werden und der Filter verstopft. Der DPF arbeitet als Teil eines mehrstufigen Systems zusammen mit der SCR: Der DPF zielt auf die Partikel ab, die SCR auf die Stickoxide.

SCR und AdBlue

SCR (Selektive Katalytische Reduktion) ist ein System, das zur Reduzierung der NOx-Emissionen entwickelt wurde. Das Funktionsprinzip ist einfach: Eine harnstoffbasierte Flüssigkeit, die als AdBlue bekannt ist (Handelsname DEF), wird in das Abgas eingespritzt und wandelt durch eine katalytische Reaktion die Stickoxide in die harmlosen Bestandteile Stickstoff und Wasser um. Das Zusammenspiel von DPF und SCR ist der tatsächliche Preis dafür, dass moderne Dieselmotoren die Euro-6- und höhere Normen erfüllen; dieser Preis spiegelt sich nicht nur in den Kosten, sondern auch im Wartungs- und Fehlerprofil im Alltag des Fahrers wider.

Was ändert Euro 7?

Die Euro-7-Norm wurde 2024 verabschiedet und trat 2026 in Kraft; die Anwendung für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge beginnt ab November 2026, für schwere Nutzfahrzeuge und Busse zeigt der Kalender auf Mai 2028. Die auffälligste Neuerung der Norm ist, dass sie die Kontrolle über das Auspuffrohr hinaus ausdehnt: Erstmals werden Grenzwerte für Partikelemissionen durch Bremsenabrieb und Reifenabrieb eingeführt. Das ist aus ingenieurtechnischer Sicht ein sinnvoller Sprung, denn je reifer die Abgasfilter werden, desto mehr verschiebt sich der Anteil der Fahrzeuge an der Luftverschmutzung hin zu Brems- und Reifenstaub; die Norm verfolgt also die tatsächliche Quelle der Verschmutzung.

Die zweite wichtige Überschrift lautet Haltbarkeit. Euro 7 verlangt je nach Fahrzeugkategorie bis zu 200.000 km oder 10 Jahre lang die Einhaltung der Emissionsnorm verpflichtend macht und außerdem Anforderungen an die Batteriehaltbarkeit enthält. Die Bedeutung ist klar: Ein Fahrzeug, das "bei Auslieferung sauber" ist, genügt nicht mehr - es muss so konstruiert sein, dass es während seiner gesamten Lebensdauer sauber bleibt. Für Betreiber, die ihre Flotten auf diesen Zeitplan vorbereiten, bedeutet dies, dass die langfristige Robustheit der Abgasanlagen ins Zentrum der Wartungsstrategie rücken muss.

Stadtverbote und das 2035-Ziel: Wie der Verbrennungsmotor an den Rand gedrängt wird?

Der regulatorische Druck kommt nicht nur von den Produktionsstandards für Fahrzeuge; Städte treiben auf ihrer eigenen Ebene in dieselbe Richtung. Ab 2026 schränken über 300 europäische Städte Dieselfahrzeuge ein; Euro 4-6 Diesel sind in Metropolen wie Paris, London, Berlin und Madrid verboten und die Strafen beginnen bei 68 €. In Dänemark haben Kopenhagen, Frederiksberg, Aalborg, Odense und Aarhus seit Oktober 2023 Umweltzonen (LEZ). Einen Schritt weiter gehen europäische Städte mit drei (teilweisen) Zero-Emission-Zonen (ZEZ), die bereits in Kraft sind; alle LEZ/ZEZ-Zonen auf dem Kontinent lassen sich land für land kartieren.

Die zentrale Regel, die nicht die Tür ganz schließt, sondern sie enger macht, ist das 2035-Ziel der EU: Ab 2035 müssen Automobilhersteller ihre Abgasemissionen um 90 % reduzieren, und der Verkauf neuer Benzin- und Dieselfahrzeuge in der EU wird enden. Das Bild beschränkt sich nicht nur auf die EU; zu denen, die 2035 den Verkauf neuer Benzin- und Dieselfahrzeuge beenden wollen, gehören neben der EU auch weitere Länder und 12 US-Bundesstaaten. Für den Verbrennungsmotor bedeutet das nicht ein plötzliches Verbot, sondern das Leben in einem Markt, der sich Jahr für Jahr verkleinert.

Hybride und E-Kraftstoffe: Die realistische Zukunft des Verbrennungsmotors

In den Szenarien nach 2035 stechen zwei Überschriften hervor: Hybridtechnologie und synthetische Kraftstoffe. Beide bieten dem Verbrennungsmotor, auf Umwegen, einen Mietvertrag auf kurze oder lange Dauer.

Hybride: Übergangslösung oder dauerhafte Lösung?

Nach einer Ansicht sind Hybridsysteme der schnellste Weg, die CO₂-Emissionen von Fahrzeugen zu senken, und auf Lebenszyklusbasis betrachtet vorteilhaft; ein Weißbuch aus dem Jahr 2026 positioniert die Hybridtechnologie im Kontext von Lieferkette und Netzvorbereitung als einen „zukunftsfesten" Balanceansatz. Demgegenüber zeichnen die ICCT-Daten ein kühleres Bild: Die 20 %ige Emissionsreduktion des Hybrid und die 30 %ige des Plug-in-Hybrids bedeuten dreimal höhere Emissionen neben der 73 %igen Reduktion des batterieelektrischen Fahrzeugs, und eine schrittweise Beendigung der Zulassungen von ICE/HEV/PHEV bis 2035 erscheint mit den EU-Klimazielen vereinbar. Selbst die Beimischung von Biokraftstoffen zu optimistischen Anteilen senkt die Lebenszyklusemissionen von Verbrennungsfahrzeugen nur um 0,5-0,6 % (bei Diesel 3 %) und ändert damit den Klimatrend nicht. Praktische Deutung: Der Hybrid ist gewonnene Zeit, bis Netz und Lieferkette vorbereitet sind, kein dauerhaftes Ziel.

E-Kraftstoffe: Synthetische Hoffnung und das Effizienzproblem

Synthetische Kraftstoffe (E-Kraftstoffe) werden hergestellt, indem erneuerbarer Strom Kohlstoff einfängt und in flüssigen Kraftstoff umwandelt, und sie sind theoretisch 100 % CO₂-neutral; sie können in bestehenden Verbrennungsmotoren ohne wesentliche Änderungen eingesetzt werden. Deshalb gelten sie als Tür, damit der Motor auch nach 2035 überleben kann, und in Deutschland gab es eine intensive Lobbydebatte darüber, den Verkauf von Fahrzeugen mit E-Kraftstoffantrieb nach 2035 zu erlauben. Das Argument der Gegenseite stützt sich auf die Länge der Energiekette: Die Umwandlungslinie vom Strom zum Kraftstoff und vom Kraftstoff zum Rad ist ineffizient; Analysen, die in Frage stellen, ob E-Kraftstoffe eine geeignete Lösung für das Auto in Europa sind, stellen diese Ineffizienz ins Zentrum. Auch die Bewertung des ICCT ist zurückhaltend: Obwohl Fahrzeuge mit E-Kraftstoffantrieb theoretisch ähnlich niedrige Lebenszyklusemissionen wie BEVs erreichen könnten, ist die Zukunft des E-Kraftstoffangebots für den Straßensektor ungewiss, und die Kosten werden voraussichtlich hoch bleiben. Zusammenfassend: Die E-Kraftstoff-Tür ist nicht vollständig geschlossen, aber mit den heutigen Daten wurde niemandem ein Schlüssel versprochen.

Eine letzte Debatte betrifft die bestehende Flotte: Nach einer Ansicht, die sich auf eine Studie der Zeitschrift Science beruft, könnte die vorzeitige Ausmusterung eines Verbrennungsfahrzeugs und dessen Ersatz durch ein Elektrofahrzeug einen größeren Klimavorteil bringen. Diesem Argument steht die Realität der Produktionsemissionen gegenüber; jede frühzeitige Verschrottungsentscheidung ist ein Balanceproblem, bei dem die wiedergewonnene Nutzungsdauer des verschrotteten Fahrzeugs gemeinsam mit den Produktionsemissionen des neuen Fahrzeugs berechnet werden muss.

Zusammenfassung des Ingenieurs: Was ändert sich, was bleibt?

Wenn man die Zahlen nebeneinanderlegt, wird das Bild klar: Der Verbrennungsmotor hat in den letzten 20 Jahren seine Abgasemissionen durch Systeme wie Katalysator, DPF und SCR nahezu auf ein bemerkenswertes Niveau gereinigt, doch die gesamte Umweltbelastung liegt immer noch um das Drei- bis Vierfache über der der elektrischen Alternative. Die Euro-7-Prüfung verlagert sich auf Brems- und Reifenabrieb und beendet damit die abgasfokussierte Ära; Stadtverbote verengen die Nutzungsmöglichkeiten; das 2035-Ziel setzt das Ende des Verkaufs auf den Kalender. Hybride und E-Kraftstoffe verschaffen dem Motor zwar kurzfristig eine Perspektive, doch nach den vorliegenden Daten bleiben sie Übergangstechnologien mit einer messbaren Reduktionskurve, nicht die Erfüllung eines dauerhaften Zukunftswunsches. Der Verbrennungsmotor wird nicht verschwinden - schwere Lasten, Spezialanwendungen und die bestehende Flotte werden ihn noch eine Weile erfordern - aber seine zentrale Rolle im Pkw nähert sich in einem gemessenen und terminierten Prozess seinem Ende.

Quellen

• Life-cycle greenhouse gas emissions from passenger cars in the EU: 2025 update (ICCT)
• Lifecycle emissions from cars (LowCVP/Ricardo)
• Lifecycle emissions (Green Vehicle Guide, Australian Government)
• Vehicle emissions and battery durability (Euro 7) - EUR-Lex
• Euro 7 emission standard: business impact and timeline (Geotab)
• Cars and vans - Climate Action (European Commission)
• Electric Vehicle Myths (US EPA)
• Are electric vehicles definitely better for the climate than gas-powered cars? (MIT Climate)
• Life Cycle Carbon Emissions of Electric and Combustion Vehicles (Transportation Energy)
• Understanding DPF and SCR Systems (DENSO)
• Will a Bad Catalytic Converter Make You Fail a Smog Test? (HotExhaust)
• E-fuels: Where will the road take us? (Kearney)
• Why are synthetic fuels not the solution for the car in Europe? (Carbone 4)
• The development trends of low- and zero-emission zones in Europe (Clean Cities Campaign)
• Diversity in transportation: Why a mix of propulsion systems? (ScienceDirect)