Woher stammen unsere Emissionswerte?

An verschiedenen Stellen auf dieser Website geben wir die Emissionen der Stromerzeugung in der Einheit gCO2eq/kWh an. Doch was bedeutet diese Einheit, und woher stammen die Werte?

Was bedeutet gCO2eq/kWh?

Bei der Stromerzeugung entstehen Treibhausgase, die zur globalen Erwärmung beitragen. Je nach Art der Stromerzeugung fallen unterschiedlich große Mengen an Treibhausgasen an. Um die Treibhausgasemissionen verschiedener Stromquellen vergleichen zu können, messen wir die Menge der ausgestoßenen Treibhausgase pro erzeugter Stromeinheit:

Treibhausgase / Strommenge

Die Strommenge lässt sich in Einheiten wie kWh (Kilowattstunden) oder MWh (Megawattstunden) messen. Bei der Erfassung der Emissionen aus der Stromerzeugung richten wir uns nach dem Standard des Weltklimarats (IPCC), der kWh verwendet. Damit lautet unsere Kennzahl zunächst:

Treibhausgase / kWh

Bei der Stromerzeugung können verschiedene Treibhausgase entstehen. Am häufigsten ist Kohlendioxid (CO2), aber es gibt auch andere Gase wie Methan (CH4). Jedes Treibhausgas verbleibt unterschiedlich lange in der Atmosphäre. Auch die Erwärmungswirkung ist je nach Gas verschieden. Um diese Unterschiede zu berücksichtigen, verwenden sowohl der IPCC als auch diese Website die Einheit CO2eq. CO2eq bezeichnet die entsprechende Menge an CO2, die dieselbe Erwärmungswirkung auf die Erde hätte wie die Kombination der tatsächlich ausgestoßenen Gase. Der Ausstoß von einem gCO2eq entspricht hinsichtlich seiner Erwärmungswirkung dem Ausstoß von einem Gramm CO2. Daraus ergibt sich unsere zentrale Kennzahl:

gCO2eq/kWh

Manchmal wird eine ähnliche Einheit verwendet: kg CO2eq pro MWh. Ein kg entspricht 1000 Gramm und eine MWh entspricht 1000 kWh. Diese Einheit beschreibt daher genau dasselbe. Auch die Angabe Tonnen CO2eq pro GWh bezeichnet dieselbe Größe:

1 gCO2eq/kWh = 1 kg CO2eq / MWh = 1 Tonne CO2eq pro GWh

Was sind direkte Treibhausgasemissionen?

Direkte Treibhausgasemissionen sind Gase, die im Kraftwerk unmittelbar durch den Prozess der Stromerzeugung freigesetzt werden. Werden beispielsweise fossile Brennstoffe verbrannt, verbinden sich deren Kohlenstoffatome mit dem Sauerstoff aus der Luft zu Kohlendioxid (CO2). Der IPCC verwendet folgende Werte (https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_annex-iii.pdf#page=7):

	Minimum	Durchschnitt	Maximum
Kohle	670 gCO2eq/kWh	760 gCO2eq/kWh	870 gCO2eq/kWh
Gas	350 gCO2eq/kWh	370 gCO2eq/kWh	490 gCO2eq/kWh
Biomasse	†	†	†
Geothermie	0	0	0
Wasserkraft	0	0	0
Kernenergie	0	0	0
Solarenergie	0	0	0
Windenergie	0	0	0

Die Tabelle zeigt deutlich, dass die Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen – Kohle und Gas – unmittelbar Treibhausgasemissionen verursacht. Ebenso deutlich wird, dass die anderen gängigen Stromquellen keine direkten Treibhausgasemissionen aufweisen. Biomasse ist ein Sonderfall. Dazu erklärt der IPCC:

† Bei der Verbrennung von Biomasse im Kraftwerk entstehen erhebliche direkte Emissionen. Diese sollten jedoch im Zusammenhang mit dem CO2 betrachtet werden, das die Pflanzen während ihres Wachstums aufnehmen.

Mit anderen Worten: Bei der Verbrennung von Biomasse werden Treibhausgase freigesetzt, während die Biomasse beim Wachstum CO2 aufnimmt. Es wäre deshalb irreführend, nur die Emissionen aus der Verbrennung zu messen, ohne diesen gegenläufigen Effekt zu berücksichtigen. Dies führt zu Kontroversen, da sich die gesamte Treibhauswirkung von Biomasse nur schwer bestimmen lässt.

Was sind Treibhausgasemissionen über den gesamten Lebenszyklus?

Direkte Treibhausgasemissionen entstehen bei der Verbrennung von Brennstoffen zur Stromerzeugung. Treibhausgasemissionen können jedoch auch bei vielen anderen Prozessen anfallen, die für die Stromerzeugung erforderlich sind. Dazu gehören der Bau von Kraftwerken, die Gewinnung von Brennstoffen und die Abfallentsorgung. Um all diese Prozesse zu berücksichtigen, verwenden sowohl der IPCC als auch diese Website die Treibhausgasemissionen über den gesamten Lebenszyklus als Kennzahl. Der IPCC verwendet folgende Werte:

	Minimum	Durchschnitt	Maximum
Kohle	740 gCO2eq/kWh	820 gCO2eq/kWh	910 gCO2eq/kWh
Gas	410 gCO2eq/kWh	490 gCO2eq/kWh	650 gCO2eq/kWh
Biomasse (reine Biomassekraftwerke)	130 gCO2eq/kWh	230 gCO2eq/kWh	420 gCO2eq/kWh
Geothermie	6,0 gCO2eq/kWh	38 gCO2eq/kWh	79 gCO2eq/kWh
Wasserkraft	1,0 gCO2eq/kWh	24 gCO2eq/kWh	2200 gCO2eq/kWh
Kernenergie	3,7 gCO2eq/kWh	12 gCO2eq/kWh	110 gCO2eq/kWh
Solarenergie (Photovoltaik-Freiflächenanlagen)	18 gCO2eq/kWh	48 gCO2eq/kWh	180 gCO2eq/kWh
Windenergie (an Land/auf See)	7,0 gCO2eq/kWh	11,5 gCO2eq/kWh	56 gCO2eq/kWh

Fossile Brennstoffe – Kohle und Gas – verursachen eindeutig die höchsten Treibhausgasemissionen. Geothermie, Wasserkraft, Kernenergie, Solarenergie und Windenergie weisen im Durchschnitt über den gesamten Lebenszyklus jeweils weniger als ein Zehntel der Treibhausgasemissionen fossiler Brennstoffe auf. Bei der Wasserkraft zeigt die große Spannweite der Werte, dass sich die einzelnen Anlagen deutlich unterscheiden. Der Durchschnitt ist dennoch sehr niedrig. Biomasse zählt mit durchschnittlich 230 gCO2eq/kWh ebenfalls zu den kohlenstoffarmen Stromquellen und liegt deutlich unter fossilen Brennstoffen. Für Windenergie nennt der IPCC leicht unterschiedliche Werte für Anlagen an Land und auf See. Wir haben daraus den insgesamt niedrigsten und höchsten Wert übernommen und für die mittlere Spalte den Durchschnitt der beiden Durchschnittswerte berechnet.

Die Werte in der mittleren Spalte – die durchschnittlichen Lebenszyklusemissionen in gCO2eq/kWh – verwenden wir auf dieser Website, um die Treibhausgasemissionen zu schätzen.

Was ist mit Öl?

Der IPCC berücksichtigt Öl in seinem Bericht nicht. Weltweit werden weniger als 2 % des Stroms aus Öl erzeugt. Um Öl einzubeziehen, verwenden wir den durchschnittlichen Wert der Treibhausgasemissionen über den gesamten Lebenszyklus von

OurWorldinData (https://ourworldindata.org/safest-sources-of-energy). Dieser beträgt:

720 gCO2eq/kWh

Zusammengefasst verwenden wir auf dieser Website folgende Emissionswerte:

	Durchschnittliche Lebenszyklusemissionen
Kohle	820 gCO2eq/kWh
Öl	720 gCO2eq/kWh
Gas	490 gCO2eq/kWh
Biomasse	230 gCO2eq/kWh
Solarenergie	48 gCO2eq/kWh
Geothermie	38 gCO2eq/kWh
Wasserkraft	24 gCO2eq/kWh
Kernenergie	12 gCO2eq/kWh
Windenergie	11,5 gCO2eq/kWh