Energiebedingte Emissionen

Als energiebedingte Emissionen bezeichnet man die Freisetzung von Treibhausgasen und Luftschadstoffen, die bei der Umwandlung von Energieträgern etwa in Strom und Wärme entstehen. Sie machten im Jahr 2020 etwa 83 % der deutschen Treibhausgas-Emissionen aus. Der Trend ist seit 1990 leicht rückläufig. Hauptverursacher der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen ist die Energiewirtschaft.

Inhaltsverzeichnis

 

"Energiebedingte Emissionen"

Überall, wo fossile Energieträger wie Kohle, Erdgas oder Mineralöl in elektrische oder thermische Energie (Strom- und Wärmeproduktion) umgewandelt werden, werden sogenannte „energiebedingte Emissionen“ freigesetzt. Bei diesen 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.

 

Entwicklung der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen

Die energiebedingten Emissionen machten im Jahr 2020 etwa 83 % der deutschen ⁠Treibhausgas⁠-Emissionen aus. Hauptverursacher war mit 35 % der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen die Energiewirtschaft, also die öffentliche Strom- und Wärmeerzeugung, Raffinerien sowie Erzeuger von Festbrennstoffen (siehe Abb. „Energiebedingte Treibhausgas-Emissionen“). Die von der Energiewirtschaft ausgestoßene Menge an Treibhausgasen ist seit 1990 rückläufig. Danach folgen die Sektoren Verkehr mit Anteilen in der Größenordnung von 24 %, Industrie 19 %, private Haushalte 15 % und der Gewerbe-, Handels- und Dienstleistungssektor mit 6 %.

Die energiebedingten Treibhausgas-Emissionen bestehen zu 98 % aus Kohlendioxid (CO2). Methan (CH4) und Lachgas (N2O) machen den Rest aus. Methan wird zum Großteil aus diffusen Quellen freigesetzt, vor allem bei der Kohleförderung als Grubengas. Energiebedingte Lachgas-Emissionen entstehen durch Verbrennungsprozesse. Die diffusen Emissionen sanken seit 1990: Hauptquelle der diffusen Emissionen war der Ausstoß von Methan aus Kohlegruben. Die Förderung von Kohle ging seit 1990 deutlich zurück, Grubengas wurde verstärkt aufgefangen und energetisch genutzt.

Das Diagramm zeigt den Rückgang energiebedingter Treibhausgas-Emissionen zwischen 1990 und 2020.
Energiebedingte Treibhausgas-Emissionen
Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF
 

Energiebedingte Kohlendioxid-Emissionen durch Stromerzeugung

Die Emissionen von Kohlendioxid (CO2) aus der deutschen Stromerzeugung gingen seit dem Jahr 1990 im langjährigen ⁠Trend⁠ zurück (siehe Abb. „Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommixes“ im nächsten Abschnitt). Die Gründe hierfür liegen vor allem in der Stilllegung emissionsintensiver Braunkohlenkraftwerke in den 1990er Jahren und dem Rückgang der Stromerzeugung aus Braun- und Steinkohle in den vergangenen Jahren. Der Anteil des erzeugten Stroms aus emissionsärmeren Kraftwerken etwa auf Basis erneuerbarer Energieträger oder Erdgas ist in den letzten Jahrzehnten deutlich gestiegen. Auch der Austausch der Kraftwerkstechnik in alten, weniger effizienten Kohlekraftwerken durch effizientere Technik mit einem höheren Wirkungsgrad trug zum Rückgang der CO2-Emissionen bei (siehe Abb. „Kohlendioxid-Emissionen der fossilen Stromerzeugung“).

Der starke Ausbau der erneuerbaren Energien schlug sich nur eingeschränkt im Trend der CO2-Emissionen nieder, da die Erzeugung von Strom aus fossilen Energiequellen nicht im gleichen Maße zurückging, wie der Ausbau erfolgte. Durch den „Atomausstieg“ des Jahres 2011 spielte Kernenergie eine immer geringere Rolle. Auch Steinkohle-Kraftwerke hatten als Mittellast-Kraftwerke und aufgrund relativ hoher Brennstoffkosten einen sinkenden Marktanteil. Gleichzeitig stieg die Stromerzeugung aus Erdgas deutlich an. Vor allem Braunkohle-Kraftwerke können in Deutschland verhältnismäßig preiswert Strom produzieren und konnten sich lange gut am Markt behaupten. Gleichzeitig wurde immer mehr erneuerbarer Strom erzeugt.

In Folge wurde stetig mehr Strom erzeugt als verbraucht, und mehr exportiert als importiert, was zu einem bedeutenden Anstieg des Stromhandelssaldos führte. Durch den aktuellen Rückgang an Kraftwerkskapazität auf Basis von Kohlen sinken die Bruttostromerzeugung und damit auch die Kohlendioxid-Emissionen der Stromerzeugung (Ausführlicher zur Struktur der Stromerzeugung siehe Artikel „Erneuerbare und konventionelle Stromerzeugung“).

Das Diagramm zeigt den Rückgang der Kohlendioxid-Emissionen der deutschen Stromerzeugung der Energieträger Braunkohle, Steinkohle, Erdgas, Mineralöl und sonstiger Abfälle in Form eines gestapelten Säulendiagramms.
Kohlendioxid-Emissionen der fossilen Stromerzeugung
Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF
 

Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommixes

Die spezifischen Emissionen (Emissionsfaktoren) des Strommixes geben an, wie viel Kohlendioxid und Treibhausgase insgesamt pro Kilowattstunde Strom ausgestoßen werden, die in Deutschland verbraucht wird (siehe Abb. „Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommixes“). Der Emissionsfaktor für die Summe der Treibhausgasemissionen wird mit und ohne Vorketten ausgewiesen. Das Umweltbundesamt veröffentlicht diese Daten und die Methodik der Berechnung in der jährlich aktualisierten Publikation „Entwicklung der spezifischen Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommix in den Jahren 1990 - 2021“.

Das Diagramm zeigt die Kohlendioxid-Emissionen der Stromerzeugung seit 1990 und den spezifischen Emissionsfaktor für den Strommix. Dieser nimmt im Trend stärker ab.
Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommixes
Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF
 

Starker Rückgang weiterer „klassischer“ energiebedingter Luftschadstoffe

Neben Treibhausgasen werden energiebedingt auch weitere Luftschadstoffe emittiert. Zu ihnen gehören Stickoxide (NOx), Schwefeldioxid (SO2), Flüchtige Organische Verbindungen (⁠NMVOC⁠), Ammoniak (NH3) und Staub 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. „Energiebedingte Luftschadstoff-Emissionen“). Den größten Rückgang verzeichnet Schwefeldioxid (etwa 95 %).

In der jüngsten Entwicklung hat sich der abnehmende ⁠Trend⁠ bei Luftschadstoffen deutlich abgeschwächt.

Die Tabelle zeigt die energiebedingten Emissionen verschiedener Treibhausgase und Luftschadstoffe zwischen 1990 und 2020.
Tab: Energiebedingte Luftschadstoff-Emissionen
Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung
 

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).