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Ausgewählte Ausgabe: 03-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Eine anwendungsorientierte Emissionsbilanz

DEKARBONISIERUNG | Der Klimaschutzplan der Bundesregierung [1] sieht erstmals konkrete Treibhausgas (THG)-Minderungsziele für einzelne Sektoren vor. Um diese Ziele zu erreichen, müssen Einsparpotenziale in der Energiewirtschaft und in den Endenergiesektoren aufgezeigt werden. Da der Energiebedarf der Anwendungen die Ursache für die energiebedingten Emissionen ist, die durch die Verbrennung kohlenstoffhaltiger Energieträger entstehen, ist für die Identifikation und die Bewertung von CO2-Verminderungsmaßnahmen eine anwendungsorientierte Emissionsbilanz notwendig. Die vorliegenden Daten wurden im Verbundprojekt „Dynamis – Dynamische und intersektorale Maßnahmenbewertung zur kosteneffizienten Dekarbonisierung des Energiesystems“ [2] erhoben 1).


Für die nachfolgenden Berechnungen wird das Jahr 2014 gewählt, da dieses das letzte Jahr mit einer vollständigen Datengrundlage darstellt. Emissionsbilanzen werden meist nach dem Quellprinzip ermittelt, das heißt, die Emissionen werden in denjenigen Sektoren bilanziert, in denen sie physikalisch entstehen. Um Emissionen zu reduzieren, müssen nach dem Verursacherprinzip jene Anwendungen identifiziert werden, die einen hohen Energiebedarf aufweisen und folglich ursächlich für einen signifikanten Anteil an den Emissionen sind. Die Emissionen der Energiewirtschaft, die die Strom- und Wärmebereitstellung sowie die Bereitstellung von Brennstoffen umfasst, werden daher zunächst nach dem Quellprinzip getrennt bilanziert und anschließend den Endenergiesektoren Verkehr, private Haushalte, GHD (Gewerbe / Handel / Dienstleistungen) und Industrie anteilig gemäß ihrem Verbrauch zugeordnet.

Von der Emissionsquelle zur Anwendung

Die Ermittlung der Emissionen der Sektoren erfolgt nach dem Top-Down-Prinzip durch eine Multiplikation der Endenergieverbräuche mit den jeweiligen Emissionsfaktoren der Energieträger. Die spezifischen Emissionsfaktoren der Brennstoffe werden sektorenübergreifend dem Nationalen Bericht zum Treibhausgasinventar [3] entnommen. Den erneuerbaren Energien inklusive Biomasse werden dabei keine Emissionen zugeordnet. Die hier ausgewiesenen Emissionen enthalten somit nur CO2-Emissionen, die direkt durch die Verbrennung fossiler Energieträger entstehen. Andere THG-Emissionen werden im Folgenden nicht betrachtet. Diese machen im Vergleich zu den CO2-Emissionen mit 2 % im Jahr 2014 [3] nur einen geringen Anteil an den energiebedingten Emissionen aus. Die energiebedingten THG-Emissionen spiegeln mit 85 % einen Großteil der gesamten THG-Emissionen von 902 Mio. t CO2-Äquivalenten wider [3].
Zum Sektor Energiewirtschaft zählen Kraftwerke und Heizkraftwerke der allgemeinen Versorgung, industrielle Wärmekraftwerke für die Stromversorgung, Fernheizwerke sowie die Brennstoffbereitstellung (Erdöl-, Erdgasgewinnung, Mineralölverarbeitung, Kohlebrikettfabriken, Gruben, Zechen sowie Kokereien). Als Datengrundlage dienen die Energiebilanzen des Jahres 2014 [4] und die Energiedaten des BMWi [5]. Die Datengrundlage der Energiebilanzen erlaubt eine brennstoffspezifische Zuordnung der Emissionen. Die Brennstoffallokation in Kraftwerken, die über eine Wärmeauskopplung verfügen, basiert in den verwendeten Datensätzen auf der finnischen Methode. Diese beruht auf der Primärenergieeinsparung der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) im Vergleich zu einer ungekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung unter Berücksichtigung von Referenzwirkungsgraden [6].
Die verursachungsgerechte Zuordnung der strom- und fernwärmebasierten Emissionen auf die Endenergiesektoren erfolgt über spezifische Emissionsfaktoren. Diese berechnen sich aus dem Quotienten der gesamten strom- beziehungsweise fernwärmebasierten CO2-Emissionen und der bereitgestellten elektrischen Energie beziehungsweise Fernwärme. Für die industrieeigenen Wärmekraftwerke, die auch zum Sektor Energiewirtschaft zählen, wird ein separater Emissionsfaktor für Strom ermittelt. Die spezifischen CO2-Emissionen für Strom aus Industriekraftwerken sind höher als die der öffentlichen Kraftwerke. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass der im Sektor Energiewirtschaft bilanzierte industrielle Kraftwerkspark keine erneuerbaren Energien und Kernkraftwerke beinhaltet. Der Strombedarf des Industriesektors, und darauf aufbauend die Emissionszuordnung, wird zunächst mit industrieeigenen Wärmekraftwerken und ergänzend durch den Strommix des öffentlichen Kraftwerksparks gedeckt. Der grenzüberschreitende Austausch von elektrischer Energie wird über das Handelssaldo ausgewiesen, das sich aus der Differenz von exportiertem und importiertem Strom bildet. Durch Multiplikation des positiven Handelssaldos mit dem strombedingten Emissionsfaktor werden die dem Export zugeschriebenen Emissionen ermittelt. Analog zu dem Vorgehen für Strom und Fernwärme erfolgt die Aufteilung der Emissionen für die Brennstoffbereitstellung, indem diese anteilig nach Energieinhalt des Brennstoffbedarfs der Endenergiesektoren verteilt werden.
Für den Verkehr erfolgt die Erhebung des Endenergieverbrauchs nach Angaben des BMVI [7]. Dabei wird analog zur THG-Berichterstattung [3] ausschließlich der Kraftstoffabsatz im Inland betrachtet, internationale Flüge und die Seeschifffahrt sind nicht Teil der Darstellungen. Die weitere Aufschlüsselung auf die Anwendungen Personen- und Güterverkehr ergeben sich aus den Daten des Instituts für Energie- und Umweltforschung [8]. Die dafür verwendeten Heizwerte der Kraftstoffe entstammen der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen [9].
Zum Sektor GHD zählen die nicht-industriellen Gewerbe- und Handelsbetriebe sowie alle Dienstleister. Als Datengrundlage dienen die an der Technischen Universität München aus Befragungen des GHD-Sektors und den Deutschen Wirtschaftsdaten erarbeiteten Anwendungsbilanzen [10] sowie die Energiebilanz des Jahres 2014 [4].
Die Grundlage für die Berechnung der Emissionen der privaten Haushalte nach Anwendungsbereichen ist der Endenergieverbrauch nach [5].
Gemäß den AGEB-Energiebilanzen umfasst der Sektor Industrie sämtliche Branchen des verarbeitenden Gewerbes und die Gewinnung von Steinen und Erden sowie den sonstigen Bergbau [11]. Insgesamt wird zwischen vierzehn Branchen unterschieden. Die Datengrundlage für die Berechnung der direkten Emissionen in der Industrie bildet die Energiebilanz des Jahres 2014 [4]. Aufgrund der Existenz von industrieeigenen Wärmekraftwerken muss bei der Berechnung der indirekten Emissionen unterschieden werden, ob der Strom-Endenergiebedarf durch Industriekraftwerke oder durch Kraftwerke der allgemeinen Versorgung gedeckt wird. Datengrundlage für die Berechnung der indirekten Emissionen in der Industrie sind die Energiebilanzen [4] wie auch Daten zur Eigenstromerzeugung der Industrie auf Branchenebene des Statistischen Bundesamtes [12]. Die Erstellung der Emissionsbilanz nach Anwendungsarten erfolgt basierend auf den BMWi-Energiedaten [5].

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Autoren

M.Sc. Manuel Rasch

Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V. (FfE), München.
mrasch@ffe.de

M. Sc. Anika Regett

Jahrgang 1987, Bachelorstudium Wirtschaftsingenieurwesen an der Universität Bremen, Masterstudium Industrial Ecology in Schweden und den Niederlanden. Seit 2013 wissenschaftliche Mitarbeiterin bei der Forschungsstelle für Energiewirtschaft (FfE) e. V., München.
aregett@ffe.de

M.Sc. Simon  Pichlmaier

Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V. (FfE), München.

M. Sc. Jochen Conrad

Jahrgang 1986, Studium der Energietechnik und Energiewirtschaft an der Hochschule Ulm, danach Masterstudium Regenerative Energiesysteme an der Technischen Universität Berlin. Seit 2012 wissenschaftlicher Mitarbeiter der Forschungsstelle für Energiewirtschaft (FfE), München. Tätigkeitsschwerpunkte: Wärmeversorgungssysteme und erneuerbare Energien.
jconrad@ffe.de

M.Sc. Simon Greif

Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V. (FfE), München.

M.Sc. Andrej Guminksi

Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft mbH (FfE GmbH), München.

M.Sc. Elsa Rouyrre

Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft mbH (FfE GmbH), München.

M.Sc. Clara Orthofer

Technische Universität München, Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik, München.

M.Sc. Thomas Zipperle

Technische Universität München, Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik, München.

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