Darstellung der LCA: E-Scooter Sharing
Übersicht
E-Scooter stehen derzeit im Fokus des öffentlichen Interesses und werden als neue Mobilitätsalternative kritisch diskutiert. Aufgrund des rasanten Wachstums des Marktes für E-Scooter-Sharing weltweit stellt sich die Frage nach der ökologischen Nachhaltigkeit und den Vorteilen für urbane Mobilitätssysteme. In Zusammenarbeit mit einem europäischen Sharing-Service-Betreiber führten wir eine Screening-Lebenszyklusanalyse (LCA) für E-Scooter-Sharing-Dienste als Aktualisierung unserer früheren LCA [1] durch, die einen europäischen Durchschnitt widerspiegelt. Ziel war es, den Diskurs über E-Scooter zu versachlichen und Handlungsempfehlungen zu entwickeln, um die Treibhausgasbilanz zu verbessern und die CO2-Einsparungen zu maximieren. Das ökologische Potenzial von E-Scootern muss auf der Basis verschiedener Betriebsszenarien differenzierter bewertet werden.
Der Begriff E-Scooter
Die sogenannten E-Scooter werden im Stehen gefahren, sind für Geschwindigkeiten bis zu 20 km/h zugelassen und sind damit speziell für die Nutzung durch Einzelpersonen auf kurzen Strecken im städtischen Umfeld konzipiert. Während E-Scooter in den USA oder China schon seit Jahren im Einsatz sind, sind sie auf deutschen Straßen erst seit Inkrafttreten der Elektrokleinstfahrzeuge-Verordnung (eKFV) im Juni 2019 zugelassen.
Verfahren
Die Studie verwendet die Methodik der Ökobilanzierung (Life Cycle Assessment, LCA), um die globalen Auswirkungen von E-Scooter-Sharing-Diensten auf das Treibhauspotenzial (GWP100) zu quantifizieren. Die wichtigste Grundlage einer Lebenszyklusanalyse ist die Datenerhebung. Als Datengrundlage für die Modellierung der Produktionsphase haben wir Stücklisten (Bill of Materials, BoM) analysiert und einzelne Teile demontiert und gewogen. Um Daten über den Energieverbrauch von Produktion und Transport zu erhalten, führten wir eine Umfrage durch. Die Daten wurden dann in einem LCA-Modell integriert.
Für die Nutzungsphase haben wir ebenfalls Daten mittels einer Umfrage erhoben. Hier ist eine Auswahl der Fragen, die wir gestellt haben:
- Welches E-Scooter-Modell wird verwendet?
- Wo werden die E-Scooter produziert?
- Wie werden die E-Scooter zum Einsatzort transportiert?
- Wie hoch ist die Lebensdauer der E-Scooter?
- Wie werden die E-Scooter aufgeladen?
- Wie werden die Akkus eingesammelt? Mit Dieseltransportern, E-Transportern oder mit Cargo-E-Bikes?
- Wie hoch ist die Lebensdauer der Akkus?
- Über welchen Strommix werden die E-Scooter geladen?
Als Ergebnis unserer Erhebungen haben wir die folgenden Annahmen getroffen:
| Parameter | Annahme | Einheit |
|---|---|---|
| Produktionsstandort | China | |
| Strombedarf für die Produktion eines E-Scooters | 3,5 | kWh |
| Strommix Herstellung | CN Strommix | |
| GWP Strommix Herstellung CN | 0,836 | kgCO2e/kWh |
| Anteil an Sekundäraluminium | 20 | % |
| Transportentfernung | 12.000 | km |
| Transportart* | 12% Lkw (Euro 6), 72% Bahn (Mix aus Diesel und Elektro), 11% Schiff, 5% Flugzeug | |
| Reichweite eines E-Scooters | 53 | km |
| Energiebedarf/ km | 0,013 | kWh/km |
| Durchschnittliche Tagesstrecke eines E-Scooters | 10,2 | km |
| Lebensdauer eines E-Scooters | 38,5 | Monate |
| Durchschnittliche Strecke eines E-Scooters/Lebensdauer | 11.877 | km |
| Anzahl der Akkus pro E-Scooter-Lebensdauer* | 1,35 | Stück |
| GWP EU Ökostrommix aus Windenergie zum Laden | 0,009 | kgCO2e/kWh |
| GWP EU-Strommix für das Recycling | 0,395 | kgCO2e/kWh |
| Methode der Energieversorgung | Akkutausch | |
| GWP eines Dieseltransporters für den Akkuwechsel | 0,236 | kgCO2e/km |
| GWP eines E-Transporters für den Akkuwechsel | 0,064 | kgCO2e/km |
| GWP eines E-Bikes für den Akkuwechsel | 0,034 | kgCO2e/km |
| Betriebsdistanz Dieseltransporter/ E-Scooter und Tag* | km | |
| Betriebsdistanz E-Transporter/ E-Scooter und Tag* | 0,325 | km |
| Betriebsdistanz Lastenrad/ E-Scooter und Tag* | 0,1125 | km |
| Betriebsdistanz Dieseltransporter/ E-Scooter Lebensdauer* | km | |
| Betriebsdistanz E-Transporter/ E-Scooter Lebensdauer* | 382 | km |
| Betriebsdistanz Lastenrad/ E-Scooter Lebensdauer* | 132 | m |
| Anteil Dieseltransporter* | % | |
| Anteil E-Transporter* | 43 | % |
| Anteil E-Bike* | 57 | % |
| Energieverbrauch End of Life | 2,7 | kWh |
* Update Juni 2021
Hauptergebnisse und Diskussion
Im Ergebnis beträgt die gesamte Lebenszyklus-Auswirkung eines E-Scooters im Sharing-Betrieb unter europäischen Randbedingungen 548 kg CO2e und 46g CO2e / Personenkilometer. Im Folgenden werden die Anteile der verschiedenen Phasen dargestellt.
Das vorgestellte Ergebnis zeigt eine erhebliche Verbesserung im Vergleich zu unseren früheren Studien. Dies liegt vor allem daran, dass die Lebensdauer eines Rollers von 24 Monaten auf 38,5 Monate und die Nutzung von Ökostrom zum Laden der Roller nach Angaben des Sharing-Betreibers deutlich gestiegen sind.
Es ist zu erwähnen, dass es sich bei dieser Studie lediglich um eine Screening-LCA handelt, bei der wir die relevantesten Faktoren abgedeckt haben. Einige Daten wie z.B. Langzeiterfahrungen über die Nutzung und neue Teile in der Stückliste können zu einer Veränderung der Ergebnisse führen. Auch das ökologische Potenzial von E-Scootern muss im Rahmen einer vollständigen LCA-Studie, die auch eine Sensitivitätsanalyse und weitere Empfehlungen enthält, differenzierter auf Basis verschiedener Betriebsszenarien bewertet werden.
Bisherige Studie:
[1] S. Severengiz, S. Finke, N. Schelte, und N. Wendt, "Life Cycle Assessment on the Mobility Service E-Scooter Sharing," in 2020 IEEE European Technology and Engineering Management Summit (E-TEMS), Dortmund, Germany, Mar. 2020, pp. 1-6, doi: 10.1109/ETEMS46250.2020.9111817
verfügbar unter: https://ieeexplore.ieee.org/document/9111817
Autoren:
Semih Severengiz, Nora Schelte, Sebastian Finke
sustainable-technologies-lab(at)hs-bochum.de
Bochum, den 11.12.2020
Update: Juni 2021
