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Was ist Dekarbonisierung?
Dekarbonisierung bedeutet die Reduzierung von CO₂-Emissionen mit dem langfristigen Ziel, keine Treibhausgasemissionen durch Wirtschaftstätigkeiten mehr auszustoßen. Im Begriff Dekarbonisierung steckt das Wort „Karbon“, das für Kohlenstoff steht. Gemeint ist mit Dekarbonisierung ein Wandel unserer Wirtschaft, speziell der Energiewirtschaft, und unserer Lebensweisen hin zu einer niedrigeren Freisetzung von Kohlenstoff. Kohlenstoff gelangt im Wesentlichen durch die Verbrennung fossiler Energieträger in die Atmosphäre und treibt den Klimawandel durch den Treibhauseffekt an. Die Dekarbonisierung bezweckt einen weitgehenden Verzicht emissionsintensiver Energieträger, um die Emissionen von Treibhausgasen wie Kohlendioxid (CO₂) zu verringern. Das langfristige Ziel der Dekarbonisierung ist eine kohlenstofffreie und damit klimaneutrale Wirtschaft im Zuge der Energiewende.
Nicht nur der Klimawandel und die Notwendigkeit der Energiewende erhöhen den Druck, den Einsatz fossiler Energieträger wie Erdgas und Erdöl zunehmend zu reduzieren. Auch in Zeiten hoher geopolitischer Risiken und steigender Importpreise für Erdgas und Erdöl nimmt das Interesse zu, möglichst klimafreundliche, selbsterzeugte und flexibel einsetzbare Alternativen wie Windenergie zu nutzen.
Wie entwickeln sich die CO₂-Emissionen?
Laut Daten des internationalen Forschungsnetzwerks Global Carbon Project stagnieren die weltweiten CO₂-Emissionen seit etwa 2010 oder steigen leicht an – sie betragen aktuell jährlich etwa 35 Milliarden Tonnen. Während der Corona-Pandemie waren sie im Jahr 2020 leicht gesunken, doch bereits 2021 nach Berechnungen der Wissenschaftler wieder gestiegen. Bis zum Jahr 2050 dürften die weltweiten CO₂-Emissionen laut einer Prognose der Internationen Energieagentur (IEA) auf bis zu 43 Mrd. Tonnen pro Jahr zulegen.
| CO₂-Ausstoß | |
| 1960 | 9386.93 |
| 1965 | 11317.23 |
| 1970 | 14897.57 |
| 1975 | 17046.50 |
| 1980 | 19492.61 |
| 1985 | 20317.48 |
| 1990 | 22749.57 |
| 1995 | 23453.94 |
| 2000 | 25234.21 |
| 2005 | 29602.78 |
| 2010 | 33343.30 |
| 2011 | 34468.45 |
| 2012 | 34974.08 |
| 2013 | 35283.03 |
| 2014 | 35534.44 |
| 2015 | 35496.41 |
| 2016 | 35452.46 |
| 2017 | 35925.74 |
| 2018 | 36646.14 |
| 2019 | 36702.50 |
| 2020 | 34807.26 |
| 2021 | 37123.85 |
Mit rund 35.000 Millionen bzw. 35 Mrd. Tonnen sind die weltweiten jährlichen CO₂-Emissionen bislang weiterhin hoch – lediglich in der Hochphase der Corona-Pandemie gab es einen kleinen Rückgang. (Quelle: Global Carbon Project, Statista)
| CO₂-Ausstoß | |
| 2020 | 34.34 |
| 2025 | 36.80 |
| 2030 | 37.41 |
| 2035 | 38.74 |
| 2040 | 40.17 |
| 2045 | 41.69 |
| 2050 | 42.84 |
Die jährlichen CO₂-Emissionen steigen laut einer Prognose der IEA auf bis zu 43 Mrd. Tonnen pro Jahr. (Quelle: EIA, Statista)
Nach Einschätzungen der IEA beschleunigt die Energiekrise jedoch die Wende zur sauberen Energie. Die IEA geht in ihrem Jahresbericht, dem World Energy Outlook 2022, davon aus, dass die weltweiten Investitionen in saubere Energien als Folge der Energiekrise bis 2030 um 50 Prozent steigen. Im globalen Energiemix sinkt der Anteil fossiler Brennstoffe nach der Analyse der Wissenschaftler*innen von 80 Prozent auf 60 Prozent bis zum Jahr 2050. Auch der weltweite CO₂-Ausstoß könnte bis dahin zurückgehen und nicht weiter steigen, wie bislang von der IEA prognostiziert. Trotz allem geht die IEA von einer globalen Erderwärmung um etwa 2,5 Grad Celsius bis zum Jahr 2100 aus.
Globales Emissionsbudget
Was bedeutet das mit Blick auf die jährlichen CO₂-Emissionen? In einem Sonderbericht haben die Wissenschaftler*innen vom Weltklimarat (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC), Ende 2018 vorgerechnet, dass der Welt für ein 1,5-Grad-Ziel ab 2018 ein globales Emissionsbudget von lediglich etwa 420 Mrd. Tonnen CO₂ verbleibt – angesichts von aktuell jährlich rund 35 Mrd. Tonnen CO₂-Emissionen eine große Herausforderung. Die meisten Wissenschaftler*innen gehen aber davon aus, dass eine Begrenzung der globalen Erwärmung auf 1,5 Grad Celsius unbedingt notwendig ist: Bei einer Erwärmung darüber hinaus seien gefährliche Kipppunkte im globalen Klimasystem nicht auszuschließen.
Ein gefährlicher Kipppunkt wäre beispielsweise mit auftauenden Permafrostböden erreicht, aus denen dann hohe Mengen des Klimagases Methan entweichen würden. Ein weiterer Kipppunkt wären schmelzende Gletscher in der Antarktis. Bei einem durch mehrere Kipppunkte völlig außer Kontrolle geratenem Klimasystem könnten selbst einschneidende Klimaschutzmaßnahmen katastrophale Entwicklungen nicht mehr verhindern, so die Wissenschaftler*innen vom Weltklimarat. Ein sich beschleunigender Klimawandel wäre dann unumkehrbar.
Was sind fossile Energieträger?
Fossile Energieträger sind Brennstoffe, die vor Millionen Jahren bei der Zersetzung von toten Pflanzen und Tieren entstanden sind. Die tote Biomasse wandelte sich durch verschiedene geologische Prozesse in Kohle, Erdöl oder Erdgas um. Fossile Brennstoffe sind global – anders als beispielsweise Wind- oder Sonnenenergie – nur begrenzt vorhanden und müssen relativ aufwändig an die Erdoberfläche geholt werden. Zudem setzen fossile Energieträger bei der Verbrennung zur Strom- oder Wärmeerzeugung riesige Mengen an Kohlenstoff frei. Der Kohlenstoff war seit Jahrmillionen in ihnen gebunden und deshalb nicht Teil der Atmosphäre. Als CO₂ erreicht dieser Kohlenstoff die Erdatmosphäre, verstärkt dort den Treibhauseffekt und trägt so zur globalen Erwärmung bei.
Kohlendioxid baut sich nur sehr langsam in der Erdatmosphäre wieder ab. Die Folgen der Nutzung fossiler Energieträger sind eine kontinuierliche Erderwärmung, die den Klimawandel weiter verstärkt. Erschwerend kommt die Feinstaubbelastung durch die Verbrennung von Kohle, Erdöl und Erdgas hinzu.
Was sind die Alternativen zu fossilen Brennstoffen?
Die Alternative zu fossilen Energieträgern wie Kohle, Erdöl oder Erdgas sind erneuerbare Energien. Diese auch als regenerative Energien bezeichneten Energieformen zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Energiequelle durch die Nutzung nicht versiegt oder sich in absehbarer Zeit selbst erneuert. Erneuerbare Energien wie beispielsweise Wasserkraft, Windkraft oder Sonnenenergie stehen theoretisch unendlich zur Verfügung. Durch ihre Nutzung entstehen lediglich geringe Mengen an Treibhausgasen – vorwiegend bei der Produktion, dem Transport und dem Aufbau der Erzeugungsanlagen wie Wasserkraftwerken, Windenergie- und Photovoltaikanlagen oder Solarparks. Der Ausbau der erneuerbaren Energien bringt Deutschland schneller zu einer klimaneutralen Energieversorgung. Die EnBW treibt den Ausbau der Windkraft und Photovoltaik massiv voran.
Wo ist die Dekarbonisierung am dringendsten?
Am effektivsten ist die Verringerung von CO₂-Emissionen in der Energiewirtschaft, denn dieser Sektor verursacht die meisten Emissionen. Insgesamt entfielen im Jahr 2020 ungefähr 36,3 Prozent der weltweiten CO₂-Emissionen auf die Energiewirtschaft. Transport und Verkehr verursachten etwa 21,8 Prozent, die Industrie über das Verbrennen fossiler Energieträger 21,3 Prozent. 11,3 Prozent entfielen auf andere Sektoren, etwa 9,3 Prozent auf Gebäude.
Bis 2045 möchte Deutschland klimaneutral sein. Die Dekarbonisierung der Energiewirtschaft ist ein wichtiger Baustein dazu. Damit weniger CO₂ in die Atmosphäre gelangt, sollen erneuerbare Energieträger wie Wind- und Solarkraft klimaschädliche Energieträger wie Öl, Gas oder Kohle ersetzen. Ein Etappenziel ist, 80 Prozent des Strombedarfs hierzulande bis 2030 durch erneuerbare Energien zu decken.
Wie gelingt die Dekarbonisierung in der Energiewirtschaft?
Mit der Dekarbonisierung bis zur Klimaneutralität im Jahr 2045 steckt Deutschland mitten in der größten Transformation der Wirtschaft seit der Industrialisierung. Die ambitionierten Klimaziele lassen sich nur durch einen weitgehenden Verzicht von fossilen Energieträgern wie Kohle und Gas erreichen, bei deren Verbrennung klimaschädliches Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangt. Angesichts von Importabhängigkeiten und steigenden Preisen ist es außerdem wichtig, eine sichere inländische Versorgung zu erreichen und die Preise für Energieträger so niedrig wie möglich zu halten.
Durch die stärkere Nutzung erneuerbarer Energien können die Emissionen in den nächsten Jahren zurückgehen. Dafür ist ein zügiger Ausbau entsprechender Erzeugungsanlagen notwendig – mit der Errichtung von Onshore- und Offshore-Windparks und Solarparks leistet die EnBW einen wichtigen Beitrag zur Energiewende.
Wie kann sich die deutsche Industrie dekarbonisieren?
Die deutsche Industrie bezieht hohe Mengen an Energie aus fossilen Brennstoffen und verursacht laut Bundesumweltministerium (BMU) rund ein Fünftel der deutschen Treibhausgasemissionen. Insbesondere energieintensive Branchen wie beispielsweise die Stahlindustrie müssen für eine Dekarbonisierung möglichst zügig auf klimaneutrale Energieträger umstellen. Die Vermeidung von prozessbedingten Emissionen in den Wertschöpfungsketten stellt für die energieintensive Industrie jedoch eine große Herausforderung dar, da hierfür zum Teil gänzlich neue Verfahren wie die Nutzung von grünem Wasserstoff zu entwickeln sind.
Laut Nationalem Wasserstoffrat – das ist ein von der Bundesregierung ins Leben gerufenes, unabhängiges Beratungsgremium – liegen die wichtigsten Einsatzbereiche von Wasserstoff in der Stahl- und Chemieindustrie. Bis in der energieintensiven Industrie mit grünem Wasserstoff eine Abkehr von fossilen Brennstoffen gelingt, sind kurz- bis mittelfristig Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz wie beispielsweise eine konsequente Abwärmenutzung notwendig, um die klimarelevanten Emissionen möglichst zu reduzieren.
Wasserstoff-Forschung bei der EnBW
Die EnBW erprobt in mehreren Projekten bereits die gesamte Wasserstoff-Wertschöpfungskette von der Produktion über den Transport bis hin zur Nutzung:
- Im Reallabor H₂-Wyhlen erforscht die Energiedienst AG, eine Beteiligungsgesellschaft der EnBW, mit einer Power-to-Gas-Anlage die CO₂-freie Herstellung von grünem Wasserstoff mittels Elektrolyse.
- Im Energiepark Bad Lauchstädt in Sachsen-Anhalt entsteht ein Reallabor, das die komplette Wasserstoff-Wertschöpfungskette von klimaneutraler Stromerzeugung über Speicherung und Transport bis hin zur Vermarktung abbildet. Federführend beteiligt ist die EnBW-Tochter VNG.
- Die Effizienz von Elektrolyseuren zur Herstellung von Wasserstoff liegt bislang bei etwa 70 Prozent. Wie sich die dabei entstehende Abwärme sinnvoll nutzen lässt, zeigt die EnBW-Tochter ZEAG mit dem Projekt H₂ORIZON bei Heilbronn.
- Im Projekt Wasserstoffinsel Öhringen erprobt die EnBW-Tochter Netze BW im bestehenden Gasnetz den Wasserstofftransport. Das Gasnetz der Stadt Öhringen wird dafür wie eine Insel vom restlichen Netz abgetrennt und schrittweise mit bis zu 30 Prozent Wasserstoff versorgt.
- Die EnBW beteiligt sich im Rahmen der Nationalen Wasserstoffstrategie am Forschungsprojekt H₂Mare, das in eigenen Offshore-Windparks des Unternehmens die Potenziale der Wasserstoffproduktion in Meereswindparks untersucht.
Wie gelingt die Dekarbonisierung im Sektor Transport und Verkehr?
Weltweit entfielen 2020 rund 21,8 Prozent der weltweiten CO₂-Emissionen auf den Sektor Transport und Verkehr. Weltweit ist im Sektor Verkehr der Straßenverkehr mit einem Anteil von 18 Prozent an den CO₂-Emissionen Klimasünder Nummer eins, gefolgt vom Luftverkehr und der Schifffahrt mit jeweils etwa drei Prozent.
Lösungsansätze für eine Dekarbonisierung des Verkehrssektors zielen in der Regel auf eine Umstellung auf Elektromobilität ab – so lässt sich klimafreundlich erzeugter Ökostrom aus beispielsweise Windkraft- und Solaranlagen für den Antrieb von Fahrzeugen nutzen. Sogar im Schwerlastverkehr ist der Einsatz von Elektro-Lkw bereits heute möglich, wie eine Kooperation von Mercedes-Benz Trucks und Netze BW zur Elektrifizierung des Güterkraftverkehrs mit entsprechenden Fahrzeugen und E-Lkw Ladestationen beweist. Da es durch die Elektrifizierung des Verkehrs zu einem höheren Strombedarf kommt, ist die Reduzierung kohlenstoffhaltiger Emissionen infolge der Sektorenkopplung abhängig von der Dekarbonisierung der Energiewirtschaft.
Weitere Lösungsansätze zur Senkung der verkehrsbedingten Treibhausgasemissionen sind die Erweiterung von Infrastrukturen für Fahrräder, der Ausbau und eine Steigerung der Attraktivität des öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) sowie die Unterstützung alternativer Angebote wie Carsharing mit Elektromobilen.
Mobilitätskonzepte für emissionsarme Verkehrsmittel
Für den Umbau zu nachhaltigen Mobilitätslösungen gibt es sicherlich kein Patentrezept, das für jede Stadt, Gemeinde oder Region gelten kann. Vielmehr ist ein klimafreundliches Mobilitätssystem an die tatsächlichen Gegebenheiten, Bedürfnisse der Anwohner und die jeweils bereits bestehende Infrastruktur anzupassen. So kann es etwa an einem Standort sinnvoll sein, E-Lastenräder für Einkäufe um die Ecke per Kurzzeitmiete zur Verfügung zu stellen. An einem anderen Ort wiederum können E-Ladestationen, E-Autos im Carsharing, eine komfortable Anbindung an die nächste S-Bahn, preiswerte ÖPNV-Tickets oder sogenannte On-Demand-Shuttles zielführend sein, um Anreize für den Umstieg auf emissionsarme Verkehrsmittel zu schaffen.
Eine Chance für weniger Emissionen durch den Berufsverkehr ergibt sich auch durch das Arbeiten von zu Hause aus. Die Corona-Pandemie hat gezeigt, dass insbesondere in Büroberufen Tätige dank moderner Kommunikationsmittel vielfach auch zumindest tageweise im „Homeoffice“ arbeiten können. Daraus ergibt sich die Chance, den Pendlerverkehr zu verringern und durch den Individualverkehr erzeugte CO₂-Emissionen zu senken.
Entscheidend vorantreiben dürfte die Dekarbonisierung im Verkehrssektor das von der EU-Kommission im Sommer 2022 beschlossene Aus für den herkömmlichen Verbrennungsmotor: Ab 2035 müssen alle neuzugelassenen Autos emissionsfrei sein. Einzige Ausnahme: Neuwagen, die mit synthetischen Kraftstoffen, sogenannten E-Fuels fahren, sollen auch nach 2035 noch zu kaufen sein.
Wie wichtig ist die Dekarbonisierung von Gebäuden?
Sehr wichtig, denn auch die Emissionen im Gebäudesektor müssen sinken, damit die Energiewende gelingt. Im Deutschland stammen ungefähr 16 Prozent der CO₂-Emissionen (Stand 2021) laut Bundesumweltministerium (BMU) aus privaten Haushalten – ein Großteil davon ist durch die Erzeugung von Wärme verursacht. Die Dekarbonisierung im Gebäudesektor ist daher sehr wichtig – und läuft hierzulande bereits seit vielen Jahren mit erkennbaren Fortschritten. 1990 beispielsweise betrugen die Treibhausgasemissionen im Gebäudesektor noch 210 Millionen Tonnen CO₂. Mit energieeffizienten Neubauten und energetischen Sanierungen von Bestandsgebäuden ist es seitdem gelungen, die Emissionen im Gebäudesektor bis 2020 auf etwa 120 Millionen Tonnen CO₂ zu reduzieren. Bis 2030 sollen sie weiter auf 67 Millionen Tonnen CO₂ sinken.
Auch bei der Dekarbonisierung von Gebäuden ist die Abkehr von fossilen Brennstoffen ein entscheidender Faktor. In Haushalten benötigt die Heizung am meisten Energie und verursacht beim Betrieb mit emissionsreichen Brennstoffen mit Abstand am meisten CO₂. Der Wechsel von alten Öl- und Gasheizungen auf klimafreundliche, effiziente Anlagen für die Erzeugung von Wärme, soll das CO₂-Reduktionsziel bis 2030 ermöglichen. Nahezu emissionsfreie Wärme ermöglicht der Umstieg auf eine Heizung, die erneuerbare Energien nutzt. Dies ist beispielsweise mit Wärmepumpen möglich, die Umweltwärme nutzen und für ihren Betrieb grünen Strom aus Photovoltaikanlagen vor Ort beziehen. Klimafreundliche Wärmelieferanten sind auch solarthermische Kollektoranlagen, Blockheizkraftwerke oder Nah- und Fernwärmenetze mit grüner Wärme.
Um die Dekarbonisierung im Gebäudesektor anzutreiben, fördert der Bund den Austausch alter Ölheizungen gegen energieeffiziente Heizanlagen seit Anfang 2020 mit bis zu 45 Prozent Zuschuss. Ab 2026 ist der Einbau von reinen Ölheizungen in Gebäuden laut Gebäudeenergiegesetz (GEG) grundsätzlich nicht mehr erlaubt, wenn eine klimafreundliche Wärmeerzeugung möglich ist.
Energetische Sanierung für einen klimaneutralen Gebäudebestand
Erhebliches Energiespar- und Klimaschutzpotenzial liegt weiterhin in der energetischen Sanierung von alten Bestandsgebäuden. In Deutschland stammen von den rund 22 Millionen Gebäuden hierzulande etwa 12,5 Millionen Wohngebäude aus der Zeit vor 1977 – sie entstanden damit vor der ersten Verordnung zum energiesparenden Wärmeschutz bei Gebäuden. Eine Sanierung dieser Altbauten ist ein wichtiger Baustein auf dem Weg zu einem klimaneutralen Gebäudebestand in Deutschland.
Was unternimmt der Gesetzgeber, um die Klimaziele zu erreichen?
In Europa sollen Industrie und Wirtschaft bis 2050 Klimaneutralität erreichen. Den Weg dorthin sollen das 2015 vereinbarte Klimaabkommen von Paris, nationale Maßnahmen zum Klimaschutz sowie die sogenannte EU-Taxonomie ebnen. Das Pariser Abkommen sieht eine Begrenzung des weltweiten Temperaturanstiegs auf möglichst 1,5 Grad Celsius vor. Nationale Maßnahmen sind in Deutschland beispielsweise der Kohleausstieg bis 2038. Die EU-Taxonomie wiederum soll Unternehmen dazu bewegen, sich nachhaltig aufzustellen. An die Stelle vieler unterschiedlicher, größtenteils freiwilliger Nachhaltigkeitskriterien tritt mit dem neuen Klassifizierungssystem schrittweise ein europaweit verbindlicher Standard für die Berichterstattung zu Nachhaltigkeitsaspekten. Gleichzeitig wird die Finanzwirtschaft in die Pflicht genommen, die Nachhaltigkeit ihrer Geldanlagen ebenfalls nachzuweisen. Ziel von EU-Taxonomie und „Nachhaltiger Finanzwirtschaft“ ist es, Nachhaltigkeitsleistungen transparent und vergleichbar zu machen und Geldströme von professionellen Investoren und privaten Anlegern vornehmlich in Geschäftsmodelle zu lenken, die mit den Klimazielen vereinbar sind.
Die Pro-Kopf-Emissionen sind in wohlhabenden Ländern wie Deutschland nach wie vor höher als in den meisten Schwellen- und Entwicklungsländern. Eine Person verursachte in Deutschland im Jahr 2021 laut Weltbank im Durchschnitt jährlich 11,17 Tonnen Treibhausgase in CO₂-Äquivalenten. 2,04 Tonnen davon entfielen auf den Bereich Wohnen, 1,69 Tonnen auf die Ernährung und 3,79 Tonnen auf sonstigen Konsum wie etwa Bekleidung und Freizeitaktivitäten.
Um die Pro-Kopf-Emissionen nachhaltig zu senken, verfolgt Deutschland ambitionierte Klimaziele. Mit der Novellierung des Klimaschutzgesetzes im Juni 2021 gilt der Plan, bis 2045 treibhausgasneutral zu sein. Dann dürfen in Deutschland nicht mehr klimaschädliche Emissionen in die Atmosphäre gelangen, als etwa durch Wälder und Moore absorbiert werden können. Bis zum Jahr 2030 soll der Ausstoß an Treibhausgasen um mindestens 65 Prozent gegenüber dem Niveau von 1990 sinken. Und für das Jahr 2040 gilt ein neues nationales Klimaschutzziel von mindestens 88 Prozent Reduktion.
Das Klimaschutzgesetz gibt auch für die einzelnen Sektoren höhere, rechtsverbindliche Minderungsziele als bislang vor. Bis 2030 soll der Treibhausgasausstoß in der Energiewirtschaft um 77 Prozent, im Gebäudesektor um 68 Prozent, in der Industrie um 58 Prozent, im Verkehrssektor um 48 Prozent und in der Landwirtschaft um 36 Prozent im Vergleich zu 1990 sinken.
Um die Ziele zu erreichen, sieht das Klimaschutzgesetz in allen Sektoren konkrete Maßnahmen vor – etwa eine CO₂-Bepreisung in den Sektoren Wärme und Verkehr, den beschleunigten Ausbau erneuerbarer Energien, Investitionen in den öffentlichen Nahverkehr und eine Förderung der nachhaltigen Landwirtschaft sowie energieeffizienter Gebäude. Wesentliche Säulen der Dekarbonisierung sind eine stärkere Nutzung erneuerbarer Energien und eine höhere Energieeffizienz in allen Sektoren. Ziel der Bundesregierung ist es, den Anteil erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch bis 2030 auf 30 Prozent und am Bruttostromverbrauch auf 65 Prozent zu erhöhen.
Die Nationale Wasserstoffstrategie sieht vor, grünen Wasserstoff als Energieträger zu etablieren. Mit klimaneutralem Wasserstoff soll es möglich sein, den Ausstoß von Treibhausgasen in Wirtschaftszweigen zu verringern, die bislang nur schwer zu dekarbonisieren sind – etwa die energieintensive Stahlindustrie.