Dr.-Ing. Uwe Brehmel, Prof. Dr. Georg Stephan Barfuß
CO2-Emission der Energieerzeugung
Um die Übersetzung von "kWh" zu "CO2-Emissionen" innerhalb der Ökobilanzierung zu bewerkstelligen, ist folgende Erkenntnis essentiell: Jeder industrielle Prozess ist mit dem Verbrauch von thermischer, mechanischer oder elektrischer Energie verbunden. Thermische Energie – ausgedrückt als kWhthermisch – entsteht bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigem Brennstoff/Kraftstoff mit Luftsauerstoff zu CO2 und Wasser. Als Brennstoffe dienen hauptsächlich Kohle, Heizöl, Erdgas oder Flüssiggas, als Kraftstoffe Diesel, Benzin bei Kraftfahrzeugen sowie Kerosin bei Flugzeugen. Aus der Masse des Brennstoffs sowie der daraus entstehenden Menge CO2 lässt sich dann der CO2-Fußabdruck berechnen.
Voraussetzung für diese Art der Berechnung ist das oben ausgeführte Energie-Controlling. Nur wenn dieses implementiert ist und somit die entsprechenden Basisdaten in der erforderlichen Quantität und Qualität vorliegen, lassen sich derartige Berechnungen durchführen.
CO2 –Fußabdruck von Kohlenstoff
Aus der vollständigen Verbrennung von 1kg Kohlenstoff (dem einfachsten Brennstoff) mit 2,67kg Sauerstoff entsteht 3,67kg CO2. Dabei entstehen 9,17kWhthermisch. Der CO2-Fußabdruck beträgt somit 0,4kg/kWhthermisch.
Beispielsweise CO2-Fußabrücke für die realen, chemisch etwas komplexeren Brennstoffe zeigt die Tab. 5.
| Kraftstoff |
Aggregatzustand |
Dichte |
Heizwert |
Herstellung |
Verbrennung |
Gesamt |
| |
|
kg/m³ |
kWh/kg |
kg CO2-Äqv./kg |
kg CO2/kg |
kg CO2/kg |
| Wasserstoff |
flüssig (-253 °C) |
67,8 |
37 |
3,186 |
0 |
3,186 |
| Erdgas H-Gas (CNG/GNV) |
gasförmig |
0,81 |
13 |
|
|
|
| Erdgas L-Gas (CNG/GNV) |
gasförmig |
0,82 |
11,3 |
|
|
|
| Erdgas |
gasförmig (20 MPa) |
|
12 |
0,425 |
2,75 |
3,175 |
| Autogas ("Flüssiggas") |
flüssig |
540 |
12,8 |
0,726 |
3,01 |
3,736 |
| Superbenzin |
flüssig |
740 |
12 |
0,584 |
3,084 |
3,668 |
| Diesel |
flüssig |
833 |
11,8 |
0,251 |
3,15 |
3,401 |
| MY: Palmöl PE |
flüssig |
920 |
10 |
–1,917 |
2,83 |
0,913 |
| DE: Benzin E10 (Super) PE |
flüssig |
|
|
0,498 |
2,97 |
3,468 |
Tab. 5: Energieinhalt und CO2-Fußabdruck von Brennstoffen und Kraftstoffen
Die Brennstoffe werden unter Energieaufwand (Bohrung, Transport durch Pipelines usw.) gewonnen, so dass auch der CO2-Fußabdruck des Energieaufwands der Herstellung berücksichtigt werden muss (Tab. 5).
Die Brennstoffe können wiederum dazu genutzt werden, mit Hilfe von Turbinen Strom zu erzeugen. So wird klar, warum auch Strom ausgedrückt als kWhelektrisch einen CO2-Fussabdruck hat.
Es sind aber ebenfalls CO2-Gutschriften für industrielle Prozesse möglich, z. B. dann, wenn Naturstoffe als Rohstoff (siehe Tab. 5 Palmöl) verwendet werden. Die Pflanze benötigt zum Wachsen CO2 und Wasser, aus dem sie mit Licht als Energiequelle Zuckermoleküle herstellt, aus denen wiederum die Pflanzenmasse überwiegend besteht. Eine Gutschrift entsteht somit durch die Entnahme des CO2 aus der Umwelt.