Methodik der Abschätzung der CO 2 -Einsparung Für die Berechnung der theoretisch erfolgten CO 2 -Einsparung

müssen die CO2-Emissionen des Strom- und Wärmereferenzsys-tems abgeschätzt werden, die durch die KWK-Erzeugung ersetzt worden sind.

Auf der Stromseite gibt es hierfür im Wesentlichen zwei Methoden bei einer aggregierten Betrachtung:

1. Der Verdrängungsmix:

2. Der durchschnittliche Emissionsfaktor des Stromsystems:

Bei der Methode des Verdrängungsmixes wird der durchschnitt-liche spezifische Emissionsfaktor der Kraftwerke abgeschätzt, die in der Merit Order durch den Einsatz der KWK-Anlagen verdrängt werden. Diese Abschätzung ist beliebig kompliziert und basiert idealerweise auf einer detaillierten Modellierung, die auch die zu-künftige Situation des Energiesystems berücksichtigen muss. Er-heblich robuster ist die Anwendung eines durchschnittlichen Emissionsfaktors. Der ist eindeutig für historische Jahre be-stimmbar und robuster in der zukünftigen Betrachtung.

Das Methodenpapier zur Bewertung der KWK-Erzeugung (Öko-Institut 2015) schlägt einen differenzierten Ansatz für das Stromsystem vor. Es geht davon aus, dass bei der Frage nach dem Ersatz von Stromerzeugung zunehmend der emissionsfreie

Anteil der Erneuerbaren Energien im Stromsystem zu berücksichti-gen ist und die KWK-Erzeugung zunehmend auch fluktuierende Energieträger verdrängt. Daher teilt es die KWK in strommarktori-entierte und nicht-strommarktoristrommarktori-entierte Erzeugung ein. Bei der strommarktorientierten Erzeugung unterscheidet es wiederum zwi-schen saisonalem und nicht-saisonalem Betrieb. Für den aktuellen Zeitraum wurden keine oder nur leichte Unterschiede zwischen den drei Kategorien ausgewiesen.

Aktuelle Betrachtungen der von ENTSO-E veröffentlichten Daten zur Stromerzeugung von großen KWK-Anlagen sowie die Quar-talsberichte der BNetzA zur Verteilung der EinsMan-Maßnahmen nach Energieträgern [BNetzA 2018] zeigen jedoch, dass KWK-An-lagen häufig produzieren, obwohl zeitgleich eine Abschaltung von Erneuerbaren Energien nach §13.2 EnWG stattfindet. Die An-nahme eines reinen Verdrängungsmixes, nach dem Kraftwerke entsprechend der Merit Order verdrängt werden, ist damit nicht haltbar. Auch die prozentualen Abschläge auf den Verdrängungs-mix aus Öko-Institut 2015 scheinen damit den tatsächlichen Ver-hältnissen in Bezug auf die Wahrscheinlichkeit der Verdrängung fluktuierender Erneuerbarer Energien nicht gerecht zu werden.

Für den Verdrängungsmix in einzelnen Jahren müssen die gesam-ten Verhältnisse im Stromsystem berücksichtigt werden. Damit ist die Ermittlung des Verdrängungsmixes selbst für die aktuelle Situ-ation, aber noch mehr für zukünftige Jahre, abhängig von den un-terlegten wirtschaftlichen und technischen Annahmen, beispiels-weise der Kraftwerksverfügbarkeit und der Merit Order in einzel-nen Stunden. Verdrängungsmixe variieren damit über die Zeit und haben jeweils ausschließlich Gültigkeit für das jeweilige Jahr bzw.

das der Projektion unterlegte Stromsystem, einschließlich der be-trachteten KWK-Stromerzeugung.

Die Methode des durchschnittlichen Emissionsfaktors des

Stromsystems ist im Vergleich deutlich einfacher: Sie wird oft zur Bewertung anderer Effizienzmaßnahmen oder dem Ausbau Erneu-erbarer Energien verwendet und erlaubt damit eine bessere Ver-gleichbarkeit der Ergebnisse. Der durchschnittliche Emissionsfak-tor des Stromsystems ist im Gegensatz zum Verdrängungsmix für die historischen Jahre eindeutig zu ermitteln, beinhaltet aber die Produktion der KWK. Für zukünftige Einsparungen muss auch die-ser Emissionsfaktor aus geeigneten Projektionen gewonnen wer-den, wobei dieser Wert weniger abhängig ist vom stündlichen Kraftwerkseinsatz als der Verdrängungsmix und damit als robuster angesehen werden kann.

Die vorliegende Untersuchung benutzt zur Bewertung der Emis-sionseinsparung beide Methoden. Das heißt, sie errechnet die Spanne aus dem Emissionsfaktor des Verdrängungsmixes und dem durchschnittlichen Emissionsfaktor des deutschen Stromsys-tems:

▪ Der Emissionsfaktor des deutschen Stromsystems betrug nach [UBA 2018] im Jahr 2017: 489 g/kWh. Dieser Wert wird auch

als Strom-Referenz für die Stromerzeugung in 2017 bei der Methode des durchschnittlichen Emissionsfaktors angesetzt.

▪ Für die Bewertung der zukünftigen KWK-Erzeugung verwendet die Analyse Modellierungsergebnisse aus dem „Mit-Weiteren-Maßnahmen-Szenario“ des Projektes Politikszenarien VIII [BMU 2017]. Hier sinkt der durchschnittliche Emissionsfaktor des deutschen Stromsystems langsam bis zum Jahr 2030, durch den verstärkten Einsatz Erneuerbarer Energien. Inner-halb des Projektes wurden drei verschiedene Szenarien ge-rechnet. Bis zum Jahr 2020 unterscheiden sie sich kaum, so dass für die aktuelle Betrachtung die Wahl des Szenarios uner-heblich ist. Für die Zeit danach ist hier zur Darstellung der möglichen Entwicklung das „Mit-Weiteren-Maßnahmen-Szena-rio“, das etwas höhere Emissionsreduktionen ausweist als das

„Mit-Maßnahmen-Szenario“ aber keinen deutlichen Rückgang der Stromerzeugung aus Kohle beinhaltet..

▪ Für den Verdrängungsmix wurde die in [Öko-Institut 2015] ent-wickelte Methode auf die Modellierungsergebnisse aus dem

„Mit-Weiteren-Maßnahmen-Szenario“ des Projektes Politiksze-narien VIII [BMU 2017] angewendet.

▪ Für die Definition des Referenzsystems auf der Wärmeseite wird nach (Öko-Institut 2015) unterschieden in die Versorgung von Haushalten und der Industrie. Hierbei unterscheiden sich die spezifischen Emissionen für die Versorgung von Haushal-ten und der Industrie schon aktuell vor allem durch den Einsatz von fester Biomasse. Der Unterschied nimmt zukünftig mit dem verstärkten Einsatz von Erneuerbaren Energieträgern im Nie-dertemperaturbereich weiter zu. Im Hochtemperaturbereich, der als „Industrie“ gekennzeichnet ist, geht die Analyse dabei von einem Referenzsystem auf Gasbasis aus.

Tabelle 15 zeigt die Entwicklung der CO2-Emissionen, welche für die Methodes des Verdrängungsmixes angesetzt wird:

Tabelle 14: Referenzsysteme zur Berechnung der CO2 -Einsparung

Referenzsysteme in g CO2/ kWh 2015 2016 2017 2020 2025 2030

Stromerzeugung

Strommix 528 516 489 463 486 426

Verdrängungsmix 828 824 821 811 787 750

Wärmeerzeugung

Haushalte 213 207 202 185 171 160,8

Industrie 224 224 224 224 224 224

Anmerkung: Kursive Zahlen sind interpoliert.

Quellen: Öko-Institut 2015, UBA Climate change 11/2018, BMU 2017, eigene Berechnun-gen des Öko-Instituts

Zur Einordnung: Die hiermit angewendete Methodik stellt eine Ver-einfachung dar, die eine Berechnung der CO2-Einsparung auf der aggregierten Ebene ermöglicht. Die Ergebnisse liegen allerdings stets deutlich über den Ergebnissen von Modellierungen, da die Annahme eines vollständigen Ersatzes von ungekoppelten Syste-men im derzeitigen Energiesystem nicht gerechtfertigt ist: Ein Grund dafür ist, dass der Stromexport von Deutschland seit 2011 um 49 TWh angestiegen [BMWi 2018] ist, er beträgt seit 2015 über 50 TWh, das heißt etwa 8% der Bruttostromerzeugung. Im glei-chen Zeitraum ist die KWK-Stromerzeugung um 16 TWh angestie-gen und hat damit – neben anderen Faktoren – zu dem Anstieg der Stromexporte beigetragen. Gleichzeitig sind die nationalen Ge-samtemissionen gestiegen. Die Realisierung einer CO2 -Einspa-rung über den Ersatz von emissionsintensiven Stromerzeugern für die deutsche Emissionsbilanz ist damit nicht ohne Einschränkun-gen haltbar. In anderen Worten: Mehr KWK-Strom in Deutschland bedeutet nicht notwendigerweise weniger Strom aus ungekoppel-ten fossilen Kraftwerken, so lange Strom-Exporte vorliegen. Häufig wird einfach mehr Strom (aus KWK oder aus ungekoppelten, fossi-len Kraftwerken) exportiert. Entscheidend dabei ist der Zeitpunkt der Erzeugung, der auf der pauschalen, aggregierten Ebene nicht berücksichtigt werden kann. Welche CO2-Effekte deutschland- und europaweit tatsächlich entstehen, können daher nur Modellergeb-nisse des Energiesystems zeigen (z.B. Projektionsbericht 2017, BMU 2017).

Ein weiterer Aspekt, der derzeit noch nicht berücksichtigt wird, ist der Ausstoß von Methan durch eine unvollständige Verbrennung von Erdgas bei motorischen Kraftwerken und KWK-Anlagen. Mit der im Jahr 2018 beschlossenen 44. BImSchV gelten ab dem Jahr 2025 niedrigere Grenzwerte für den sogenannten Methanschlupf.

Aufgrund des relativ hohen Treibhausgaspotenzials von Methan kann schon der Ausstoß von relativ geringen Mengen die Klimabi-lanz der entsprechenden Kraftwerke deutlich verschlechtern. Auf-grund von fehlenden Daten wird dieser Aspekt bei den aktuellen Berechnungen nicht berücksichtigt. Dieser Sachverhalt ist in den kommenden Monaten zu klären und in die Betrachtung ggf. einzu-beziehen.

4.2.3 Ergebnis für gesamte KWK-Stromerzeugung