Mit dem Umstieg auf klimaneutrale Antriebsenergien sind Effekte auf Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft verbunden. Die relevanten Umweltauswirkungen des Verkehrs lassen sich in den folgenden Kategorien zusammenfassen: Treibhausgasemissionen, Luftschadstoffe, Rohstoffverbrauch, Lärmbelastung, Landschaftszerschneidung und Flächenversieglung [UBA22m]. Vor allem die ersten drei Umweltauswirkungen sind unmittelbar mit der Herstellung, Energiebereitstellung und Nutzung der alternativen Antriebstechnologien und -energien verbunden. In Bezug auf die Treibhausgasemissionen (angegeben in Gramm Kohlenstoffdioxid-Äquivalente pro Kilometer), die bei Personenkraftwagen während der Energiebereitstellung und Nutzung des Fahrzeuges anfallen (Well-to-Wheel-Betrachtung), ergeben durch die Einführung alternativer Antriebstechnologien und -energien wesentliche Verbesserungen (Abbildung 1). Unter ausschließlicher Nutzung regenerativ erzeugten Stroms können batterieelektrische Fahrzeuge (Nummer 1, Abbildung 1), Brennstoffzellenfahrzeuge (Nummer 3) und konventionelle Verbrenner mit synthetischen Kraftstoffen (Nummer 14, 15, 16) als weitestgehend klimaneutral bezeichnet werden. Ersichtlich ist ebenfalls, dass ein batterieelektrisches Fahrzeug mit regenerativem Strom gegenüber allen anderen Fahrzeug- und Energievarianten deutlich weniger Energie pro Kilometer benötigt [AgVe17]. Betrachtet man die Herstellung der Fahrzeuge, sind die Treibhausgasemissionen bei den neuen Antriebstechnologien höher als bei konventionellen Verbrennern. Insgesamt wird die Treibhausgasbilanz aber von der Nutzung und Energiebereitstellung dominiert, sodass neue Antriebstechnologien gerade im Fall ausschließlicher Nutzung erneuerbarer Energien einen deutlichen Klimavorteil aufweisen [WiLi22].

Auch im Hinblick auf die Luftschadstoffe müssen die Fahrzeugherstellung, Energiebereitstellung und Nutzung der alternativen Antriebstechnologien und -energien betrachtet werden. Da besonders die Ballungsräume von Schadstoffen wie Feinstaub und Stickoxiden (NOX) betroffen sind, ist der Schadstoffausstoß bei der Nutzung der Fahrzeuge ein relevanter Faktor für die Gesundheit der Menschen in den Städten. Ein Großteil der dort eingerichteten Messstationen überschreitet die empfohlenen Maximalwerte regelmäßig [UBA22l]. Insbesondere mit der Einführung von batterieelektrischen und Brennstoffzellenfahrzeugen können die Schadstoffemissionen beim Fahrbetrieb (Tank-to-Wheel-Betrachtung) verringert werden. Da weder bei batterieelektrischen noch bei Brennstoffzellenfahrzeugen fossile Energieträger verbrannt werden, verursachen sie im Fahrbetrieb keine Stickoxidemissionen [WiLi22]. Das Gleiche gilt für den besonders gesundheitsgefährdenden Feinstaub einer Partikelgröße von unter einem Mikrometer (PM1), der ebenfalls bei Verbrennungsprozessen entsteht [BUND]. Feinstaub mit Partikelgrößen von unter 2,5 Mikrometer (PM2.5) und unter 10 Mikrometer (PM10) entsteht dagegen vorwiegend durch Reifen- und Bremsabrieb sowie durch die Wiederaufwirbelung der Partikel auf der Straße. Aufgrund des höheren Gewichts von batterieelektrischen und Brennstoffzellenfahrzeugen führt dies lokal sogar zu mehr Feinstaub dieser Partikelgrößen [BePr21]. Synthetische Kraftstoffe können bei der Herstellung so optimiert werden, dass Luftschadstoffe bei der Verbrennung in konventionellen Motoren stark reduziert werden [SeEh18]. Die Bilanz von Stickoxid- und Feinstaubemissionen wird insgesamt aber von der Fahrzeugherstellung und Energiebereitstellung dominiert. Hier ergeben sich sowohl durch die Herstellung der Batterien und Brennstoffzellen als auch durch den hohen Energiebedarf der synthetischen Kraftstoffe höhere Stickoxid- und Feinstaubemissionen als bei den konventionellen Fahrzeugen [WiLi22].

Die Gewinnung von Rohstoffen wie Lithium, Kobalt, Platingruppenmetallen (Platin, Palladium, Rhodium) und Kupfer ist zum Teil mit Menschenrechtsverletzungen, immer aber mit hohen Umweltbelastungen verbunden. So wird zum Beispiel bei der Lithiumförderung viel Süßwasser verbraucht und teilweise in sensible Ökosysteme wie Salzseen eingegriffen. Lithium und Kobalt werden ausschließlich für die Herstellung der Batterien benötigt, sodass diese Rohstoffe nur bei batterieelektrischen Fahrzeugen und Hybridfahrzeugen mit Batterie verbaut werden. Platingruppenmetalle werden für die Abgasreinigung und in großem Maße für die Brennstoffzellenherstellung benötigt. Der Verbrauch dieser kritischen Rohstoffe ist dementsprechend auf konventionelle Verbrenner und insbesondere auf Brennstoffzellenfahrzeuge zurückzuführen. Kupfer wird bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen unter anderem für Kabel und Batterien verwendet. Es kommt somit in allen Fahrzeugtypen zum Einsatz, allen voran aber in batterieelektrischen Fahrzeugen. Um die Rohstoffbedarfe der neuen Antriebstechnologien zu reduzieren, wird an alternativen Materialien, aber auch am Recycling und an der Wiederverwendung von Batterien als sogenannte Second-Life-Energiespeicher geforscht [WiLi22].

Mit der Einbindung klimaneutraler Antriebsenergien in neuartige Antriebstechnologien kommt es zu einem großen Strukturwandel in der Verkehrsbranche, insbesondere der Automobilbranche. Zwar sind Beschäftigungseffekte noch nicht genau vorhersehbar, jedoch ist klar, dass die Herstellung eines Elektromotors weniger aufwendig ist als die eines Verbrennungsmotors. Um negative Beschäftigungseffekte weitestgehend zu vermeiden, sollte die Automobilbranche nach Auffassung der Experten von Agora Verkehrswende den Umstieg proaktiv gestalten und den Anschluss an den internationalen Markt halten. Das größte Risko für die Arbeitsplätze sieht Agora Verkehrswende im Festhalten an konventionellen Technologien [AgVe17].

Der Besitz und die Nutzung eines Personenkraftwagens steigen mit der Höhe des verfügbaren Einkommens. Laut Umweltbundesamt wird sich dies auch mit der Einführung alternativer Antriebstechnologien und -energien nicht ändern. Weiterhin sind Haushalte mit einem niedrigen Einkommen öfter von verkehrsbedingten Schadstoff- und Lärmbelastungen betroffen, da sie häufiger in direkter Nähe von Straßen mit hohem Verkehrsaufkommen wohnen. Hier könne zumindest lokal die Umweltbelastungen durch die Einführung batterieelektrischer Fahrzeuge reduziert werden. Um die Teilhabe am Verkehr zukünftig aber sozial gerechter zu gestalten, müsse parallel zur Energiewende im Verkehr eine konsequente Mobilitätswende vollzogen werden. Dazu solle vor allem eine Verlagerung des motorisierten Individualverkehrs auf einen für alle Einkommensklassen bezahlbaren öffentlichen Verkehr sowie Fuß- und Radverkehr stattfinden. Das werde zudem die Umweltbelastungen des Verkehrs erheblich reduzieren [UBA21t].