Energiebedingte Treibhausgas-Emissionen

Überall wo fossile Energieträger wie Kohle, Erdgas oder Mineralöl in elektrische und/oder thermische Energie (Strom- und Wärmeproduktion) umgewandelt werden, werden energiebedingte Emissionen freigesetzt. Dabei handelt es sich sowohl um Treibhausgase, hauptsächlich Kohlendioxid (CO₂), als auch um sogenannte klassische Luftschadstoffe. Das Verbrennen von fester, flüssiger oder gasförmiger Biomasse wird gemäß internationalen Bilanzierungsvorgaben als CO₂-neutral bewertet. Andere dabei freigesetzte klassische Luftschadstoffe, wie zum Beispiel Stickoxide, werden jedoch bilanziert. Im Verkehrsbereich entstehen energiebedingte Emissionen durch Abgase aus Verbrennungsmotoren. Darüber hinaus entstehen energiebedingt auch sogenannte diffuse Emissionen, zum Beispiel durch die Freisetzung von Grubengas aus stillgelegten Bergwerken.

Die energiebedingten Emissionen machen etwa 85 % der deutschen Treibhausgas -Emissionen aus. Hauptverursacher mit etwa der Hälfte der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen ist die Energiewirtschaft, also die öffentliche Strom- und Wärmeerzeugung, Raffinerien sowie Erzeuger von Festbrennstoffen (siehe Abb. „Entwicklung der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen nach Quellgruppen“). Ihr Trend ist seit 1990 rückläufig. Danach folgen die Sektoren Verkehr mit ungefähren Anteilen von 20 %, Industrie 15 %, private Haushalte 10 % und der Gewerbe-, Handels- und Dienstleistungssektor mit 5 %.

Die energiebedingten Treibhausgas-Emissionen bestehen zu 98 % aus Kohlendioxid (CO₂). Methan (CH₄) und Lachgas (N₂O) machen den Rest aus. Methan wird zum Großteil aus sogenannten diffusen Quellen, hauptsächlich bei der Kohleförderung als Grubengas, freigesetzt. Energiebedingte Lachgas-Emissionen entstehen durch Verbrennungsprozesse. Die diffusen Emissionen sanken seit 1990, weil die Kohleförderung zurückging und das Grubengas verstärkt energetisch genutzt wurde.

Starker Rückgang „klassischer“ Luftschadstoffe

Neben Treibhausgasen werden energiebedingt auch „klassische“ Luftschadstoffe emittiert. Zu ihnen gehören Stickoxide (NO_x), Schwefeldioxid (SO₂), Flüchtige Organische Verbindungen (NMVOC), Ammoniak (NH₃) und Staub (TSP) bzw. Feinstaub (PM10 ).

Während die energiebedingten Treibhausgas -Emissionen seit 1990 nur leicht zurückgingen, wurden die „klassischen“ Luftschadstoffe – bis auf Ammoniak (NH₃) – stark vermindert (siehe Tab. „Entwicklung der energiebedingten Emissionen in Deutschland von 1990 bis 2016“ und Abb. „Anteile energiebedingter Emissionen klassischer Luftschadstoffe 2016“). Den größten Anteil am Rückgang verzeichnet Schwefeldioxid (ca. 95 %). An den gesamten energiebedingten Emissionen klassischer Luftschadstoffe besitzt Schwefeldioxid allerdings nur einen relativ geringen Anteil.

In der jüngsten Entwicklung hat sich der abnehmende Trend bei Luftschadstoffen deutlich abgeschwächt, die Emissionen bleiben nun auf einem relativ konstanten Niveau.

Energiebedingte Emissionen durch Stromerzeugung

Die Kohlendioxid-Emissionen aus der deutschen Stromerzeugung gingen seit dem Jahr 1990 im langjährigen Trend zurück (siehe Abb. „Entwicklung der spezifischen Kohlendioxid-Emissionen des deutschen Strommixes“). Die Gründe hierfür liegen vor allem in der Stilllegung emissionsintensiver Braunkohlekraftwerke in den 1990er Jahren und der schrittweisen Substitution durch effizientere Kraftwerke mit einem höheren Wirkungsgrad. Ein weiterer Grund für den Rückgang liegt im Ausbau der erneuerbaren Energien und dem Wechsel zu emissionsärmeren Brennstoffen wie Erdgas (siehe Abb. „Entwicklung der Kohlendioxid-Emissionen der fossilen Stromerzeugung nach eingesetzten Energieträgern“). Allerdings wirkte der wachsende Stromverbrauch den Effizienzsteigerungen in Kraftwerken entgegen.

Der mit der Energiewende anvisierte wachsende Anteil erneuerbarer Energien im deutschen Stromnetz führte in den letzten Jahren nicht wie gewünscht dazu, dass dafür weniger Strom aus Kohle erzeugt wurde. Aufgrund der höheren Preise für Erdgas im Vergleich zu Braun- und Steinkohle und der niedrigen Preise pro emittierter Tonne Kohlendioxid ist auch kein Wechsel hin zum kohlenstoffärmeren Gas in der fossilen Stromerzeugung zu verzeichnen. In Folge wurde stetig mehr Strom erzeugt als verbraucht, und mehr exportiert als importiert, was zu einem bedeutenden Anstieg des Stromhandelssaldos führte.

Da gemäß internationalen Bilanzierungsvorgaben die Emissionen der Stromerzeugung immer dem Land anzurechnen sind, in dem sie entstehen, erhöhte sich dadurch der spezifische Kohlendioxid-Emissionsfaktor des deutschen Strommixes entsprechend. Das UBA trägt diesem Phänomen Rechnung, indem der spezifische Emissionsfaktor mit und ohne Berücksichtigung des Stromhandelssaldos ausgewiesen wird.

Der spezifische Emissionsfaktor des Strommixes gibt an, wieviel Gramm Kohlendioxid pro erzeugter bzw. verbrauchter Kilowattstunde Strom emittiert werden. Bei Anrechnung des Exportüberschusses verringert sich dieser spezifische Emissionsfaktor dann entsprechend.

Auswirkungen energiebedingter Emissionen

Energiebedingte Emissionen beeinträchtigen die Umwelt in vielfältiger Weise. An erster Stelle ist die globale Erwärmung zu nennen. Werden fossile Brennstoffe gewonnen und verbrannt, so führt dies zu einer starken Freisetzung der Treibhausgase Kohlendioxid (CO₂) und Methan (CH₄), die wiederum hauptverantwortlich für den Treibhauseffekt sind. Weitere erhebliche Umweltbelastungen werden durch die „klassischen Luftschadstoffe“ verursacht. Die Folgen sind Luftverschmutzung durch Feinstaub (PM10 , PM2,5 ), Staub und Kohlenmonoxid (CO), Versauerung, unter anderem durch Schwefeldioxid (SO₂), Stickstoffoxide und Ammoniak (NH₃). Außerdem entsteht durch Vorläufersubstanzen wie flüchtige organische Verbindungen (VOC ) und Stickstoffoxide gesundheitsschädliches bodennahes Ozon (O₃).