Info: Was ist eigentlich Dekarbonisierung?

In diesem Begriff versteckt sich carbon – der Kohlenstoff. Dekarbonisierung bezeichnet also die Abkehr vom Kohlenstoff speziell im Energiesektor. Denn die Verbrennung von Kohle, Erdgas oder Öl setzt Kohlenstoff frei und der erreicht als CO2 die Erdatmosphäre. Dort sorgt er für den gefürchteten Treibhauseffekt, und letztlich für die Erwärmung des Klimas auf der Erde. Darum hat sich die Politik zum Ziel gesetzt, weniger CO2 auszustoßen. Das bedeutet, CO2-intensive durch CO2-arme Prozesse zu ersetzen. Mögliche Wege zum Ziel: Strom aus Erneuerbaren Energien statt aus Kohle, oder Wärme aus einer strombetriebenen Wärmepumpe statt aus einem Ölkessel. Die FfE hat diese und viele weitere Wege auf Herz und Nieren geprüft und beschreibt im Projekt Dynamis [1], wie genau das Energiesystem in Deutschland bis zum Jahr 2050 dekarbonisiert werden kann.

Seit wann gibt es den Begriff Dekarbonisierung? Der Begriff floriert seit dem G7-Gipfel auf Schloss Elmau im Jahr 2015. Damals haben die sieben größten Wirtschaftsnationen der Welt beschlossen, dass die gesamte Weltwirtschaft bis zum Jahr 2100 vollständig CO2-neutral agieren soll [2]. Im selben Jahr fanden auch der Weltgipfel für nachhaltige Entwicklung in New York und die UN-Klimakonferenz in Paris statt. In New York beschloss die UN die 17 Ziele nachhaltiger Entwicklung. „Nachhaltige Energie für alle“ (Ziel 7) und „Bekämpfung des Klimawandels“ (Ziel 13) beziehen sich direkt auf die Dekarbonisierung [3]. In Paris wurde beschlossen, den CO2-Ausstoß so weit zu reduzieren, dass die Erderwärmung auf deutlich unter 2°C begrenzt werden kann [4]. Dieser Plan erfordert eine sehr schnelle Dekarbonisierung.

Wie verteilen sich die CO2-Emissionen auf die Energieverbraucher? Es ist interessant zu wissen, wie sich die Energie und die damit verbundenen CO2-Emissionen auf die verschiedenen Verbraucher aufteilt. Denn nur wenn bekannt ist, wer wie viel Energie verbraucht, können auch Lösungen gefunden werden, diesen Energieverbrauch zu reduzieren oder ihn emissionsfrei bereitzustellen. Die folgende Abbildung zeigt, wie sich die energiebedingten CO2-Emissionen Deutschlands auf die verschiedenen Anwendungen in den vier Endenergiesektoren Verkehr, private Haushalte, Industrie und GHD (Gewerbe, Handel, Dienstleistungen) aufteilen. Neben den sogenannten „direkten Emissionen“, die durch die Verbrennung von Energieträgern im Endenergiesektor selbst entstehen, fallen auch „indirekte Emissionen“ zum Beispiel für die Strom- oder Wärmebereitstellung aus dem Bereitstellungssektor an. Die anwendungsorientierte Emissionsbilanz verdeutlicht, dass der Verkehrssektor, aber auch die benötigte Wärme in der Industrie und den privaten Haushalten wesentliche Verursacher von Emissionen sind. Und somit genau an diesen Stellen auch große Hebel zur CO2-Reduktion zu finden sind.

Anwendungsorientierte Emissionsbilanz

Abbildung 1: Anwendungsorientierte Emissionsbilanz für Deutschland im Jahr 2016 [1,5]

Welche Maßnahmen zur Dekarbonisierung gibt es? Je nach Sektor eignen sich unterschiedliche Maßnahmen. Im Verkehr ist es am kostengünstigsten, große Teile der PKW-Flotte, leichte Nutzfahrzeuge und Sattelzugmaschinen zu elektrifizieren. Die Haushalte hingegen agieren sehr viel träger als der Verkehr. Daher müssen Maßnahmen, die 2050 wirken, schon heute umgesetzt werden. Eine wichtige Maßnahme stellt diesbezüglich der Einsatz elektrischer Wärmepumpen dar. Eine starke Durchdringung dieser Technologie führt jedoch zu hohen Lastspitzen und einem großen Speicherbedarf, weshalb der Ausbau durch Maßnahmen wie bspw. die Lastflexibilisierung begleitet werden sollte. Im Industriesektor, der sich durch einen hohen Energiebedarf auszeichnet, müssen verschiedene Maßnahmen wie Energieeffizienz, Elektrifizierung (Wechsel von kohlenstoff- zu strombasierten Prozessen) und die Abscheidung von CO2 kombiniert werden, um zu einer signifikanten Emissionsreduktion zu führen. Und auch im heterogenen GHD-Sektor spielen Energieeffizienz und Elektrifizierung eine wichtige Rolle. Der Bereitstellungssektor beeinflusst die indirekten Emissionen. Hier ist der Ausbau Erneuerbarer Energien am Wichtigsten, was z. B. die vollständige Ausnutzung des Windkraftpotenzials bedeutet. Zudem können Technologien zur Bereitstellung von strombasierten Brennstoffen einen Teil der fossilen Brennstoffimporte durch die Kopplung mit dem Stromsektor substituieren und gleichzeitig Flexibilität für das Energiesystem bereitstellen.

Und ist Defossilisierung eigentlich das Gleiche wie Dekarbonisierung? Für eine Dekarbonisierung müssten alle CO2-emittierenden Technologien ersetzt werden. Wie Dynamis zeigt, wird es aber auch in Zukunft Bereiche geben, die nur extrem aufwendig oder überhaupt nicht elektrifiziert werden können, z. B. der Flug- und Schiffsverkehr. Und auch in der Industrie kann es teilweise sinnvoller sein, nur den Energieträger zu wechseln, nicht aber die gesamte Technologie. Bei diesem Energieträgerwechsel ersetzen dann sogenannte Green Fuels die fossilen Brennstoffe. Green Fuels bezeichnen in Dynamis alle festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffe, die aus Biomasse, erneuerbarem Strom oder einer Kombination beider hergestellt werden. Damit sind Green Fuels zwar über den Lebenszyklus hinweg CO2-neutral, weil sie in der Wachstums- bzw. Produktionsphase CO2 aus der Luft absorbieren und bei der Verbrennung wieder abgeben. Von Dekarbonisierung kann in diesem Fall aber genaugenommen nicht gesprochen werden, da bei der Energiebereitstellung CO2 emittiert wird. Hier würde sich der Term „Defossilisierung“ besser eignen, weil die verwendeten Kraftstoffe nicht mehr aus fossilen Quellen stammen. Dennoch ist die Abkehr von fossilen Brennstoffen als „Dekarbonisierung“ in den Diskurs eingegangen, sodass dieser Begriff üblicherweise auch die eigentlich noch kohlenstoffhaltigen, erneuerbaren Brennstoffe umfasst. So findet dieses erweiterte Verständnis der Dekarbonisierung auch in den Duden Eingang, die dort als „Verminderung kohlenstoffhaltiger Emissionen (besonders durch die Abkehr von fossilen Energieträgern)“ beschrieben wird.

Weitere Informationen über unsere Methoden zur Erarbeitung von Dekarbonisierungsstrategien finden Sie übersichtlich dargestellt in unserer Kategorie: Dekarbonisierungsstrategien.

 

[1]   Dynamis - Dynamische und intersektorale Maßnahmenbewertung zur kosteneffizienten Dekarbonisierung des Energiesystems (24.03.2019) 
[2] Tough targets (Editorial). In: Nature 522, Issue 7555, (2015), 128,
[3] About the Sustainable Development Goals  (24.02.2020)
[4] Pariser Übereinkommen  (24.02.2020)
[5] Anwendungsorientierte Emissionsbilanz
[6] Duden: Dekarbonisierung (19.03.2020)

 

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