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Lexikon Spezifische CO2-Emissionsfaktoren  
  
CO2-Preis (BEHG)
Emissionshandel Die Bepreisung von CO2-Emissionen aus der Verbrennung von fossilen Brennstoffen (Heiz- und Treibstoffe) in Deutschland wurde im Brennstoffemissionshandelsgesetz (BEHG) eingeführt, das am 10.11.20 in Kraft trat als Ergänzung zum Bundes-Klimaschutzgesetz (letzte Änderung 31.08.20) und den EU-Emissionshandel (EU-ETS) (2005) erweitert. Letzter umfasst den CO2-Ausstoß von rund 11000 Großanlagen (vor allem Kraftwerke sowie z.B. Zementfabriken) sowie teilweise den Flugverkehr in den EU-Staaten sowie in Liechtenstein, Island, Norwegen und in der Schweiz.
Um auch die CO2-Emissionen der Sektoren Wärme und Verkehr zu bepreisen, wurde in Deutschland ein nationales Emissionshandelssystem (nEHS) als Ergänzung zum EU-ETS eingeführt. Zuständig ist die Deutsche Emissionshandelsstelle (DESt) (Infos) im Umweltbundesamt (UBA). 
  Der neue CO2-Preis in Deutschland (nEHS) ab 2021 bildet sich nicht - wie im EU-ETS - durch den Handel mit Emissionsrechten, sondern wird als CO2-Steuer durch den Staat festgesetzt: von 2021 bis 2026 ansteigend in Euro pro Tonne CO2 (€/tCO2):
Jahr: CO2-Preis 2021: 25   2022: 30   2023: 35   2024: 45   2025: 55     2026: 55-65 (per Auktion)
Alle Großhändler, die Heiz- oder Kraftstoffe in den Verkehr bringen, müssen pro Tonne CO2 ein Emissionszertifikat zum festgesetzen Preis erwerben, der dann über die Verkaufskette weitergereicht wird an die Endkunden, die also schlussendlich den CO2-Aufpreis bezahlen. Sind den fossilen Brennstoffen Biostoffe beigemengt, entfällt die CO2-Steuer.
Ab 2027 soll sich der CO2-Preis frei am Markt bilden. Um die Klimaziele bis 2030 einzuhalten, soll die Anzahl der Emissionszertifikate schrittweise gesenkt werden.
"wahrer"
CO2-Preis
Der steigende CO2-Preis im nEHS soll einen Anreiz bieten, CO2 einzusparen, etwa durch Austausch von fossilen Heizungen durch elektrische Wärmepumpen (betrieben möglichst nur mit Ökostrom). Selbst die maximal 65 € im Jahr 2026 spiegeln allerdings bei weitem nicht den "wahren" CO2-Preis, der vom UBA mindestens 10 mal so hoch kalkuliert wird.
( → THG-Bilanzierung)
Umrechnung:
Mengen

CO2-Emissionen
Zur Berechnung der CO2-Steuer für fossile Heizstoffe (Erdöl, Erdgas, ...) und Treibstoffe (Diesel, Benzin, Erdgas, ...) müssen Mengen (kg, , kWh) umgerechnet werden in CO2-Emissionen (kg CO2), was durch Multiplikation mit dem spezifischen CO2-Emissionsfaktor erfolgt .
Dazu im Folgenden Berechnungsbeispiele:
   
Berechnungs-Beispiele: Jahr 2022 mit 30 € pro Tonne CO2
Bsp-1:
Erdgas-
Heizung
Der CO2-Ausstoß entsteht aus der Verbrennung von Erdgas, also aus der Oxidation des Kohlenstoffs (C) (C + O2 ➞ CO2 + Wärme). Der Kohlenstoffgehalt wird indirekt bestimmt aus dem Energiegehalt (kWh) mit dem CO2-Emissionsfaktor: (Tab-1)
30 €/t • 0,182 kg/kWh = 3000 ct/1000 kg • 0,182 kg/kWh = 0,546 ct/kWh.
Pro 10.000 kWh Erdgas: 10.000 kWh • 0,546 ct/kW = 54,60 €.
Bei einem Jahresverbrauch von 16.000 kWh Erdgas: 1,6 • 54,60 €. = 87,36 €.
    
Bsp-2:
Treibstoff
Super-E10
An den Tankstellen wird der Preis in Cent/Liter (ct/ℓ) ausgewiesen, die 30 €/tCO2 sind also umzurechnen in ct/ℓ mit dem Faktor 2,401 kg CO2/ℓ (Tab-2)
30 €/tCO2 • 2,40 kgCO2/ℓ = 3000 ct/1000kg • 2,401 kg/ℓ = 3 • 2,401 ct/l = 7,20 ct/ℓ
Pro 10.000 km à 7 ℓ/100km: 700 ℓ • 7,20 ct/ℓ = 50,40 €
Bei einer Jahresfahrleistung von 15.000 km: 1,5 • 50,40 €. = 75,60 €
  
Bsp-3:
Treibstoff
Erdgas CNG
An den Tankstellen wird der Preis in Cent/Kilogramm (ct/kg) ausgewiesen, die 30 €/tCO2 sind also umzurechnen in ct/kg mit dem Faktor 2,184 kg CO2/kg (Tab-2)
30 €/tCO2 • 2,18 kgCO2/kg = 3000 ct/1000kg • 2,184 kg/kg = 3•2,184 ct/kg = 6,55 ct/kg
Pro 10.000 km à 5 kg/100km: 500 kg • 6,55 ct/kg = 32,75 €
Bei einer Jahresfahrleistung von 15.000 km: 1,5 • 32,75 € = 49,13 €

  CO2-Emissionsfaktoren für Brennstoffe (gemäß EBeV 2022)
  Die CO2-Emissionsfaktoren (EF) der Tabellen 1-3 umfassen nur das Treibhausgas CO2, weitere Treibhausgase (THG) direkt aus der Verbrennung fossiler Energieträger (z.B. Oxidation von Wasserstoff: 2H + O ➞ H20 + Wärme) wie aus der Vorkette (vor allem Rohstoff-Gewinnung, -Transport, -Aufbereitung) bleiben unberücksichtigt.
Tab-1/2 stellen die aus den amtlichen Vorgaben berechneten Werte dar, mit denen die CO2-Emissionen aus den Brennstoffen offiziell bepreist werden [1].
Basis für den jeweiligen CO2-Emissionsfaktor ist die CO2-Menge durch das Verbrennen des Energieträgers, also die Oxidation von Kohlenstoff (C + 2 O  → CO2 + Wärme). Wieviel CO2 dabei entsteht, hängt also ab erstens vom Kohlenstoffgehalt und zweitens, welcher Anteil vom Kohlenstoff tatsächlich verbrannt wird. Unterschiedliche Werte dazu führen zu variierenden Angaben bei den CO2-Emissionsfaktoren (z.B. andere Werte in Tab-3). Hinzu kommen Umrechnungen mit der Energiedichte (kWh/kg) oder Massedichte (kg/ℓ), wo teils auch unterschiedliche Werte verwendet werden, z.B. weil die Massedichte abhängt von Druck und Temperatur.
Die Unterschiede sind am Beispiel Erdgas markiert.
  Einbezogen in das nationale Emissionshandelssystem (nEHS) sind alle fossilen Brennstoffe (Heiz-/ Kraftstoffe): Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, Fernwärme, Benzin, Diesel, Flugbenzin,
ab 2023 zusätzlich Kohle.
Tab-1:
Heizstoffe

Heizstoffe:
g CO2 / Einheit
Heizöl
2676
Erdgas
 182
kWh
Flüssiggas
3030
kg
  Die Emissionsfaktoren (EF) in Tab-1/2 wurden hier berechnet aus der offiziellen Tabelle in Quelle Q1.
Sie sind das Produkt der dortigen 3 Kennwerte
(Umrechnungsfaktor, Heizwert, Emissionsfaktor)
unter Verrechnung der Maßeinheiten (Q2).
Erdgas ist niedrig angesetzt (vgl. Tab-4: 201)
  
Tab-2:
Treibstoffe

Treibstoffe:
g CO2 / Einheit
Diesel
2676
Super E10
2401
Autogas LPG
1640
Erdgas CNG¹
2184
kg
Erdgas LNG²
2184
kg
1 gasförmig, Druck 200 bar, für PKW
2 verflüssigt bei -164°C, für LKW
  
 

An Tankstellen wird Erdgas verkauft in kg, jedoch wegen der variierenden Energiedichte abgerechnt in kWh (CO2-Faktor 182 aus Tab-1). Wieviel kg CO2 pro kg Erdgas anfallen, wird mit der Energiedichte (ca. 11-13 kWh/kg) abgeschätzt (hier angesetzt Mittelwert 12 kWh/kg ): 182 gC/kWh =
182 gC/kWh • 12 kWh/kg = 2184 gC/kg.
Der LPG-Faktor 3030 gCO2/kg (Q2) wird mit der Dichte 0,54 kg/ℓ
umgerechnet: 3030 gC/kg =
3030 gC/kg • 0,54 kg/ℓ
= 1640 kg/ℓ

Berechnungs-
Quellen:

Q1: "Standardwerte zur Berechnung von Brennstoffemissionen" (EBeV, Anlage 1, Teil 4)
Q2: Umrechnung der Q1-Werte in kg CO2/Einheit: xlsx-Tabelle

Tab-3:
Treibstoffe

Treibstoffe:
g CO2 / Einheit
Diesel
2680
Benzin
2320
Autogas LPG
1790
Erdgas CNG
1630
kg
 

Quelle Q3 weicht bei Autogas (LPG) etwas und bei Erdgas (CNG) erheblich ab von Tab-2.
(Der Grund für die starke Abweichung konnte bisher nicht geklärt werden).

Quelle:
Q3: ZDK-Berechnungmodell, zitiert aus DHZ [9.11.19; Zugriff: 06.01.22]
   

KfW-Förderung
Tab-4:
CO2-
Emissionsfaktoren (EF) für
Brennstoffe
EF in kg CO2 / kWh
Strom (Effizienz)
732
Strom (Wechsel)
366
Nah-/Fernwärme
280
Heizöl leicht /Diesel
266
Heizöl schwer
288
Flüssiggas
239
Erdgas
201
Steinkohle
335
Braunkohle
383
Rohbenzin
264
Biomasse Holz
 27
Pellets
 36
Bioethanol
 43
Biogas
152
Klärschlamm
10
  Die KfW fördert u.a. den Neubau energieeffizienter Häuser und die energetische Sanierung von Altbauten nach Effizienzhaus-Standards. Der Umfang der Förderung hängt davon ab, welche Effizienzklasse erreicht wird: Ein "KfW Effizienzhaus 55" z.B. verbraucht nur 55% der Energie eines Referenzbaus (KfW 100).
Zur Bewertung von Maßnahmen zur CO2-Reduktion werden die CO2-Faktoren aus Tab-4 (Quelle Q4) verwendet.
Da verschiedene Sorten beim Energieträger im Hinblick auf die Energiedichte (kWh/kg) variieren (z.B. L-Gas oder H-Gas beim Erdgas), erfolgt ihre Abrechnung (z.B. Heizkosten) einheitlich pro kWh. Entsprechend ist in Tab-4 der Faktor für die CO2-Emissionen bei allen Energieträger durchgängig pro kWh angegeben.
Erdgas z.B. ist mit 201 deutlich höher angesetzt als in Tab-1 mit 182 (Der Grund für die Abweichung konnte bisher nicht geklärt werden).
  
Quelle: Q4: BAFA: Informationsblatt CO2-Faktoren (pdf)
     

THG-Bilanzierung

Die "wahren" Kosten einer Tonne CO2-Äquivalent werden vom UBA auf rund 670|730 € bis 2030|2050 bilanziert [3] (bei Diskontsatz 0%, s.[4] ), die ab 2021 ansteigende CO2-Steuer (25 - 65 €) im nationalen Emissionshandelssystem (nEHS) umfasst also nur einen geringen Bruchteil der Kosten der Klimaschäden, die eine Tonne CO2e tatsächlich verursacht.
Die zwei Hauptursachen für den enormen Preisunterschied sind :
1) Das nEHS bepreist nur das Treibhausgas (THG) CO2 und auch nur jene Emissionen, die direkt bei der Verbrennung entstehen, weitere THG durch Oxidation (z.B von Wasserstoff: 2H + O --> H2O + Energie), vor allem aber durch die Vorketten (Lebenszyklusanalyse (engl. LCA)) bleiben unberücksichtigt. Bei einer umfassenden THG-Bilanz werden sie einbezogen und in CO2-Äquivalente (CO2e) umgerechnet.
2) Die THG-Emissionen verstärken durch den Treibhauseffekt die globale Erwärmung mit enormen schädlichen Folgewirkungen, deren Bilanzierung in Preisen sehr komplex ist. Schon die Schadensbilanz einzelner Extremwetter (z.B. Hochwasser, Hitzewellen, Dürren, Waldbrände) weist meist eine große Bandbreite auf, mehr noch die Bewertung von Langzeitfolgen (z.B. Eisschmelze bei Gletschern und Polkappen, Meeresspiegelanstieg, veränderte Strömungen in den Ozeanen und der Atmosphäre).
Eine umstrittende Frage ist z.B., ob erst künftig anfallende Kosten diskontiert werden sollen. Durch den Zinseszinseffekt (exponentielles Wachstum) entstehen nämlich durch Diskontierung
über lange Zeiträume erhebliche Diskontfaktoren [4], die einen großen Schaden in der Zukunft in einen erheblich geringeren in der Gegenwart kleinrechnen.

Die Emissionsfaktoren der folgenden Tabelle umfassen neben CO2 auch weitere THG (Methan, Lachgas, ...) und beziehen auch die Vorketten ein (Lebenszyklusanalyse).
Tab-5:
CO2e-
Emissionsfaktoren
(EF) für
Brennstoffe:
THG-Bilanz
inkl. Vorkette
EF in g CO2e / kWh
Strom (Strommix 2018)
544
Heizöl leicht/ Diesel
318
Erdgas
247
Braunkohle
411
Steinkohle
438
Solarwärme
25
Holz (allgemein)
22
Holz-Pelllets
27
Holz-Hackschnitzel
24
Stückholz
19
Rapsöl
48
Benzin fossil
326
Benzin bio
216
Diesel bio
117
  Erdgas z.B. ist mit 247 deutlich höher bilanziert als in Tab-1 mit 182, weil die THG-Emissionen der Vorkette (u.a. auch Abfackelung (Flaring) bei der Förderung und Leckagen bei Pipelines) einbezogen werden.
Die Emissionsfaktoren (EF) in Tab-5 stammen aus der Datenbank GEMIS.Verwendet werden sie auch im Bilanzierungstool BICO2BW¹. Das Excel-Tool wurde vom ifeu erstellt und hat sich in der Praxis seit 2012 bewährt. BICO2BW verwendet eine Methodik, die dem mittlerweile bundesweit etablierten BISKO²-Standard entspricht. Seit Anfang 2019 ist die erweiterte Version V2.8.1 verfügbar mit zusätzlichen Indikatoren.
BICO2BW wird von der KEA-BW³ bereitgestellt, damit Kommunen zeiteffektiv ihre THG bilanzieren können und ist kostenlos erhältlich (s. Q5).
1 BICO2BW = Bilanzierung CO2 Baden-Württemberg
2 BISKO = Bilanzierungssystematik kommunal [6]
3 KEA-BW = Klimaschutz- und Energieagentur
      Baden-Württemberg GmbH
 
THG-Bilanzierung von Lebensmitteln
In Deutschland werden 11,3 tCO2e pc Treibhausgase (THG) ausgestoßen (), davon entfallen 2,6 tCO2e auf Ernährung. Von diesen Durchschnittswerten können individuelle THG-Emissionen jedoch stark abweichen (), bei Lebensmitteln hauptsächlich abhängig von der Ernährungsweise (). Notwendig für die indiviudelle Bilanz sind die spezifischen CO2e-Faktoren von Lebensmitteln. 
 
Tab-6:
 Auswahl von CO2e- Emissionsfaktoren (EF) für Lebensmittel
  
Produktgruppe
CO2e-EF in kg CO2e / kg
  Die THG-Emissionen je Lebensmittel weisen eine große Brandbeite auf abhängig von Faktoren wie Anbau, Verarbeitung, Verpackung, Transport, Verteilung und Verkauf weisen, die jeweils faktorenspezifisch zu bilanziert sind.
In der Quelle Q6 sind nur Durchschnittswerte notiert, die große Bandbreite wird teils in Fußnoten ergänzt.
Beim Transprt von z.B. Ananas per
 Schiff|Flugzeug fallen 0,6|15 kgCO2e/kg an.
Der Anbau in beheizten Gewächshäuser im Vergleich zum Freiland erhöht die THG-Emissionen stark.
Bei einer umfassenden THG-Bilanzierung wird auch veränderte Landnutzung mit einbezogen, z.B. die indirekten Emissionen durch Anbau auf ehemaligen Moorflächen, wodurch diese als CO2-Senken ausfallen. Weil Bio-Produkte teils größere Anbauflächen erfordern, haben sie in der Folge erhöhte Emissiosnfaktoren.

Die Beispiele zeigen, dass Gemüse und Obst sowie Ersatzprodukte bei Fleisch und Milchprodukten vergleichsweise geringe CO2e-Faktoren haben. Eine entsprechende Umstellung der Ernähung kann also nennenswert zur THG-Reduktion beitragen ().


Q6 bietet umfangreiche Listen der spezifischen CO2e-Faktoren von Lebensmitteln
a) Gemüse/Obst: 86 Produkte
b) Milch-/ Ei-/ Milchersatz: 32 Produkte
c) Fleisch/ Ersatz: 29 Produkte
Obst/
Gemüse
Äpfel Bio Durchschnitt 0,2  
Äpfel regional, Herbst 0,3  
Äpfel aus Neuseeland 0,8  
Ananas per Schiff 0,6  
Ananas per Flugzeug 15,0  
Avocado aus Peru 0,8  
Bananen 0,6  
Champions frisch 1,3  
Champions, Dose 2,4  
Erdbeeren,frisch,Region, Saison 0,3  
"Winter-Erdbeeren" 3,4  
Kartoffen, frisch 0,2  
Kartoffpüreepulver 0,9  
Tomaten DE saisonal 0,3  
Tomaten DE Gewächshaus 2,9  
Milch-/Ei-
produkte, Milchersatz
Butter 9,0  
Butter-Bio 11,5  
Ei 3,0  
Käse, Durchschnitt 5,7  
Käse-Bio, Durchschnitt 7,2  
Vollmilch, Verbundkarton 1,4  
Vollmilch-Bio, Verbundkarton 1,7  
Haferdrink 0,3  
Fleisch/ Fleischersatz
Fisch, Wildfang,frisch 4,0  
Fisch, Wildfang, gefroren 10,0  
Rindfleisch, Durchschnitt 13,6  
Rindfleisch, Bio 21,7  
Hähnchen 5,5  
Schwein 4,6  
Tofu 1,0  

Quelle: 

Q6: ifeu: Ökologischer Fußabdrücke von Lebensmitteln und Gerichten in Deutschland  
  
zum Seitenanfang Anmerkungen
Anmerkungen werden im obigen Text durch [n] markiert, wobei n eine interne Nummer ist, die der zeitlichen Reihenfolge der Einführung der Anmerkungen [1], [2], [3], ..., folgt, die im Zuge von Ergänzungen abweichen kann von der Reihenfolge im Text. Durch einen Klick auf [n]  gelangt man an die Textstelle der Anmerkung.  
Bei sich möglicherweise verändernden Quellen (Websites) wird das Datum des Zugriffs (Z TT.MM.JJ) notiert, ansonsten das interne Datum [TT.MM.JJ] der jeweiligen Quelle, sofern vorhanden.
   
[1]
Die CO2-Faktoren sind festgelegt in Anlage 1 der Verordnung über die Emissionsberichterstattung (EBeV). Großhändler, die Brennstoffe in den Verkehr bringen, berechnen mit diesen Faktoren die CO2-Menge, die beim Verbrennen der Brennstoffe beim Endkunden entsteht, und kaufen entsprechend viele Zertifikate bei der DEHSt. Der CO2-Aufpreis wird dann an die Endkunden durch Aufschlag auf den Brennstoffpreis weitergegeben.
[2] Kristine August: Nachgefragt: "Wie viel CO2 steckt in einem Liter Benzin" [Helmholtz, 8.1.20]
[3] UBA: Methodenkonvention 3.0 zur Ermittlung von Umweltkosten. Kostensätze Stand 02/2019 (pdf-S.9)
[4] Diskontsatz p, Anzahl Jahre n, Diskontfaktor d = (1 - p)n, bei p = 1% folgt für n|d:
 30|0,74    50|0,61   100|0,37  
200|0,13   500|0,006.6   1000|0,000.043.   
[5] KEA-BW: CO2-Bilanzierung mit BICO2BW [ohne Datum, Stand: ca. 2019]
[6] UBA: Weiterentwicklung des kommunalen Bilanzierungsstandards für THG-Emissionen [Apil 2020]
 

Stand: 06.01.22/zgh | Treibhausgase | Klimaerwärmung | Klimawandelfolgen | zur Themenübersicht Treibhausgase zum Seitenanfang

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