Stahl vs. Aluminium im Automobilbau: Wie stark beeinflusst die Materialwahl den CO₂-Fußabdruck von Fahrzeugen?

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Laut dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (2021) gehört die Stahlindustrie zu den emissionsintensivsten Sektoren der Industrie. Sie verursacht rund 30 % der industriellen Treibhausgasemissionen und etwa 6 % der gesamten CO₂-Emissionen in Deutschland. Damit spielt sie eine zentrale Rolle, wenn es um Klimaschutz, Dekarbonisierung und nachhaltige Industrieprozesse geht.

Gleichzeitig bleibt Stahl ein unverzichtbarer Grundwerkstoff – ob im Automobilbau, der Bauindustrie oder bei erneuerbaren Energien wie Windkraftanlagen. Für Unternehmen bedeutet das: Die Herausforderung liegt nicht darin, Stahl vollständig zu ersetzen, sondern den CO₂-Fußabdruck von Materialien gezielt zu optimieren.

Genau hier wird die Diskussion um alternative Werkstoffe wie Aluminium relevant. Aluminium gilt als Schlüsselmaterial im Leichtbau und wird zunehmend eingesetzt, um Fahrzeuggewicht zu reduzieren und damit Emissionen im Betrieb zu senken. Doch wie wirkt sich dieser Materialwechsel tatsächlich auf den Product Carbon Footprint (PCF) eines Fahrzeugs aus?

Vor diesem Hintergrund stellen sich zentrale Fragen für Hersteller und Nachhaltigkeitsteams:

• Wie verändert sich der CO₂-Fußabdruck von Fahrzeugkarosserien, wenn Stahl durch Aluminium ersetzt wird?
• Welche Unterschiede bestehen zwischen Primäraluminium und recyceltem Aluminium in der CO₂-Bilanz?
• Ab wann gleichen sich höhere Emissionen in der Produktion durch Einsparungen im Betrieb aus?
• Und welche Rolle spielen Materialentscheidungen für Scope-3-Emissionen entlang der Lieferkette?

Diese Fragen sind entscheidend für eine datenbasierte Bewertung von Materialien im Rahmen von Lifecycle Assessments (LCA) und für die Entwicklung nachhaltiger Produkte im Automobilsektor.

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Was bedeutet der Materialwechsel konkret für den CO₂-Fußabdruck? Ein Blick auf ein SUV-Beispiel

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Um die Auswirkungen greifbar zu machen, haben wir Product Carbon Footprint (PCF) Berechnungen am Beispiel einer SUV-Karosserie durchgeführt.

Der Ausgangspunkt ist klar:
Für die Herstellung von 1 kg Stahl entstehen etwa 2,75 kg CO₂e, während bei 1 kg Aluminium nahezu die dreifache Menge anfällt. Aluminium startet damit mit einem deutlichen Nachteil in der Produktionsphase. Gleichzeitig verändert sich durch den Materialwechsel das Fahrzeug selbst. Aluminium ist leichter als Stahl – und genau dieser Gewichtsvorteil wirkt sich direkt auf den Energieverbrauch im Betrieb aus.

In unserem Beispiel führt das zu einer Einsparung von rund 0,3 Litern Kraftstoff pro 100 km bei einer Aluminiumkarosserie im Vergleich zur Stahlvariante.

Das spiegelt sich auch in den Emissionen wider:

• Aluminiumkarosserie: 12,6 kg CO₂ pro 100 km
• Stahlkarosserie: 13,5 kg CO₂ pro 100 km

Im Fahrbetrieb ist Aluminium damit klar im Vorteil. Die Einsparung ist nicht dramatisch, aber konstant – und summiert sich über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs. Genau hier liegt der entscheidende Punkt: Die höheren Emissionen aus der Produktion treffen auf niedrigere Emissionen in der Nutzung. Ob und wann sich dieser Unterschied ausgleicht, hängt maßgeblich von der gefahrenen Laufleistung ab. Bei geringer Nutzung überwiegt der CO₂-Nachteil der energieintensiven Aluminiumproduktion. Mit zunehmender Laufleistung verschiebt sich das Bild jedoch: Die Einsparungen im Betrieb holen die anfänglichen Mehr-Emissionen Schritt für Schritt auf – bis sich ein potenzieller Vorteil ergibt.

Das zeigt, warum einfache Antworten in dieser Diskussion oft zu kurz greifen. Der Vergleich zwischen Stahl und Aluminium ist kein statischer Wert, sondern eine Frage des Nutzungskontexts. Entscheidend ist die Lebenszyklusbetrachtung, also das Zusammenspiel von Material, Produktion, Nutzung und Energieeinsatz.

Für Unternehmen bedeutet das: Materialentscheidungen sollten nicht isoliert getroffen werden, sondern auf Basis belastbarer Daten entlang des gesamten Produktlebenszyklus.

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Was passiert bei 100 % Recyclingmaterial?

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Noch spannender wird der Vergleich, wenn sowohl Stahl als auch Aluminium aus 100 % recyceltem Material bestehen.

Vereinfacht lässt sich sagen: In diesem Fall entstehen bei der Produktion von Stahl und Aluminium ähnlich hohe Emissionen, etwa 2 kg CO₂e pro kg Material. Der große Nachteil von Primäraluminium fällt damit weg. Die Recyclingvariante ist also in jedem Fall deutlich nachhaltiger als die Nutzung von Primärmaterial.

Trotzdem bleibt ein wesentlicher Unterschied bestehen: Aluminium ist leichter als Stahl. Wird Stahl durch recyceltes Aluminium ersetzt, verbessert sich die CO₂-Bilanz des Fahrzeugs durch das geringere Gewicht und den niedrigeren Energieverbrauch im Betrieb. Gleichzeitig ist Aluminium nach wie vor deutlich teurer als Stahl – eine Entscheidung ist also nicht nur ökologisch, sondern auch wirtschaftlich zu bewerten. Unabhängig davon zeigt sich: Der Einsatz von Recyclingmaterial ist ein zentraler Hebel für mehr Nachhaltigkeit. Er unterstützt aktiv den Übergang zur Kreislaufwirtschaft, reduziert Abfall und senkt Emissionen in der Produktion. Auch hier wird deutlich, welchen Mehrwert eine Product Carbon Footprint (PCF) Analyse bietet: Sie macht die tatsächlichen Auswirkungen von Materialentscheidungen transparent und vergleichbar, über den gesamten Lebenszyklus hinweg.

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Referenzen

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (2021, 21. Juni) Spitzengespräch zur Stahlindustrie: Wege zur Umstellung auf CO2-arme und langfristig klimaneutrale Produktion.

IEA (2021). Iron and Steel. IEA. Paris