Elektroautos und Feinstaub: Warum sie unter bestimmten Bedingungen mehr Emissionen verursachen

Elektroautos stoßen während der Fahrt zwar keine Abgase aus, verursachen jedoch durch Reifenabrieb und Bremsabrieb Feinstaub. Wie stark diese Emissionen sind und wie sie im Vergleich zu Verbrennern abschneiden, war bislang unklar. Forscher der Virginia Tech sind dem Problem auf den Grund gegangen.

In einer Studie analysierten Hesham Rakha und sein Team die nicht-auspuffbedingten Emissionen von Elektrofahrzeugen im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Sie fanden heraus, dass Elektroautos aufgrund ihres höheren Gewichts mehr Partikel durch Reifenabrieb freisetzen, jedoch dank regenerativem Bremsen weniger Bremsabrieb verursachen. Der Grund ist einfach: Das zusätzliche Gewicht erhöht den Druck auf die Reifen, wodurch mehr feine Partikel durch Reifenabrieb entstehen.

Studie zeigt: Elektroautos emittieren mehr Reifenabrieb

Die Forscher entwickelten ein Modell, das Fahrzeuggeschwindigkeit und -gewicht berücksichtigt, um die Partikelemissionen durch Bremsen und Reifen zu berechnen. Sie verglichen 24 verschiedene Fahrzeuge – Elektroautos, Verbrenner und Hybride – in unterschiedlichen Fahrszenarien wie Stadtverkehr, Autobahnfahrten und aggressivem Fahrstil. Die Forscher kommen zu einem klaren Ergebnis: Elektroautos erzeugen mehr Reifenpartikel als Verbrenner, aber beim Bremsen setzen sie weniger Feinstaub frei.

Regeneratives Bremsen reduziert Bremsabrieb deutlich

Das liegt am regenerativen Bremssystem der E-Autos. Dieses nutzt die beim Bremsen entstehende Energie, um die Batterie aufzuladen, wodurch der Einsatz herkömmlicher Bremsbeläge reduziert wird. Dadurch sinken die Partikelemissionen durch Bremsabrieb erheblich. Rakha erklärt: „Das von uns entwickelte Modell zeigt, dass Batterie-Elektrofahrzeuge unter den richtigen Bedingungen mehr Umweltvorteile bieten.“

Weniger Verkehr begünstigt höhere Emissionen bei E-Autos

Das Forscherteam berechnete, dass Elektroautos in Städten mit mindestens 15 Prozent Stadtverkehr insgesamt weniger nicht-auspuffbedingte Partikelemissionen verursachen als Benziner.

Auf Autobahnen zeigt sich ein anderes Bild. Hier kommt es stark auf das Verkehrsaufkommen an. Erst wenn der Verkehr eine gewisse Dichte erreicht, schneiden Elektroautos in der Feinstaubbilanz besser ab als Benziner.

Die Forscher berechneten, dass Elektroautos nur dann weniger nicht-auspuffbedingte Emissionen erzeugen, wenn das Verhältnis von Verkehrsdichte zur Straßenkapazität mindestens 0,25 beträgt. Ist weniger los, kehrt sich der Vorteil um – dann setzen Elektroautos mehr Partikel frei.

Modell unterstützt nachhaltige Verkehrsplanung

Rakha hofft, dass dieses Modell dazu beiträgt, Strategien zur Reduzierung der gesamten Fahrzeugverschmutzung zu entwickeln und nachhaltige Transportlösungen zu fördern. Er legt Wert auf die Bedeutung einer umfassenden Analyse, die sowohl Reifen- als auch Bremsabrieb berücksichtigt, um zu fundierten Schlussfolgerungen zu gelangen. Die von der Virginia Tech entwickelten Modelle sollen Entscheidungsträgern Werkzeuge an die Hand geben, um Fahrzeugemissionen auf Stadtebene besser zu steuern.

Kurz zusammengefasst:

• Elektroautos produzieren durch ihr höheres Gewicht mehr Reifenabrieb, aber dank regenerativer Bremsen weniger Bremsstaub als Verbrenner.
• Ob sie insgesamt weniger Feinstaub ausstoßen, hängt von den Fahrbedingungen ab – im Stadtverkehr sind sie oft sauberer, bei wenig Verkehr teils schlechter.
• Eine Studie der Virginia Tech liefert erstmals detaillierte Modelle, um die tatsächlichen Partikelemissionen von Elektroautos realistisch zu bewerten.

Bild: © Jacob Levin for Virginia Tech