CO2-Äquivalent

CO2-Äquivalent – Definition, Formel zur Berechnung und Tabelle mit Treibhausgasen

Inhalt des Wiki-Artikels

• CO2-Äquivalent – Definition, Berechnung, Vergleich des GWP
• CO2-Äquivalente berechnen
• CO2-Äquivalente im Vergleich
• Umrechnung von Aktivitäten in CO2-Äquivalente
• Verursacher von Treibhausgasemissionen
• Vermeidung von CO2-Äquivalenten

CO₂-Äquivalent – Definition, Berechnung, Vergleich des GWP

Laut Definition ist das CO₂-Äquivalent ein Maß für das Treibhauspotenzial eines Stoffes oder die klimaschädliche Wirkung einer Aktivität. Neben Kohlenstoffdioxid (CO₂) gibt es weitere Treibhausgase wie zum Beispiel Methan, Lachgas und Fluor-Kohlenwasserstoffe, die alle über ein unterschiedliches Erwärmungspotenzial verfügen. Abgekürzt wird das Erwärmungspotenzial mit GWP, abgeleitet vom englischen „Global Warming Potential“. Um einen Vergleich hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf das Klima zu ermöglichen, werden die anderen Treibhausgase auf die Klimawirksamkeit von CO₂ umgerechnet – Kohlenstoffdioxid hat dementsprechend ein GWP von 1.

CO₂-Äquivalente berechnen

Bei der Berechnung von CO₂-Äquivalenten muss berücksichtigt werden, dass die verschiedenen Treibhausgase unterschiedlich lange in der Atmosphäre verbleiben. Während Kohlenstoffdioxid für Jahrhunderte in der Erdatmosphäre bleibt, bis es vor allem von den Ozeanen aufgenommen wird, wird Methan mit einer Halbwertszeit von 15 Jahren zu CO₂ und Wasserdampf abgebaut. Es gibt zwei Möglichkeiten, CO₂-Äquivalente zu berechnen: Entweder wird die momentane Stärke der Treibhauswirkung ermittelt oder die Verweildauer der Emissionen in der Atmosphäre miteinbezogen. Die momentane Stärke wird meist in der Einheit CO₂e angegeben, angewendet wird die Rechnung zum Beispiel, um Klimamodelle zu entwickeln. Hat ein Gas etwa die gleiche Treibhauswirkung wie zwei Kilogramm Kohlenstoffdioxid, so liegt sein CO₂-Äquivalent bei 2 kg CO₂e.

Sollen CO₂-Äquivalente unter Berücksichtigung ihrer Verweildauer in der Atmosphäre berechnet werden, muss zunächst ein Zeitraum bestimmt werden. Das Ergebnis der Rechnung wird in der Regel in CO₂eq angegeben. Wird ein Zeitraum von 100 Jahren zugrunde gelegt, erhält man für ein Kilogramm Methan 25 kg CO₂eq. Bei einem kürzeren Zeitraum erhöht sich der Wert des CO₂-Äquivalenten, so ergeben sich für Methan über 20 Jahre 70 bis 80 kg CO₂eq. Diese Art der Berechnung ist geeignet, wenn die Schädlichkeit von Emissionen beurteilt werden soll.

CO₂-Äquivalente im Vergleich

Im Kyoto-Protokoll sind Kohlenstoffdioxid, Methan, Lachgas, teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe, perfluorierte Kohlenwasserstoffe, Schwefelhexafluorid und Stickstofftrifluorid als Treibhausgase festgehalten. Die folgende Tabelle zeigt das Erwärmungspotenzial der Treibhausgase im Vergleich:

Durch die Multiplikation der Menge des Treibhausgases mit dem GWP-Wert wird das CO₂-Äquivalent ermittelt:

1 kg CH₄ ∙ 25=25 kg CO₂e

Die Nutzung des Terms CO₂-Äquivalente bringt Vorteile mit sich, denn auf diese Weise können die klimaschädlichen Auswirkungen von Treibhausgasemissionen gebündelt betrachtet und die Treibhausgase untereinander einfach verglichen werden. Neben CO₂e sind die synonymen Ausdrücke CO₂eq, CO₂equivalent und CDE (Carbon Dioxide Equivalent) gebräuchlich.

Umrechnung von Aktivitäten in CO₂-Äquivalente

Neben Stoffen können auch Emissionen verursachende Aktivitäten wie Flugreisen in CO₂-Äquivalente umgerechnet werden. Bei einer Flugreise ist außer der CO₂-Emission die Emittierung von Ozon und Wasserdampf in großen Höhen zu berücksichtigen, um die gesamte Treibhauswirkung zu ermitteln. Werden alle Treibhausgase einbezogen, fällt die Klimaschädlichkeit rund dreimal höher aus, als wenn nur Kohlenstoffdioxid betrachtet wird. Aktivitäten, bei denen elektrische Energie verbraucht wird, können in der Regel ebenfalls als CO2-Äquivalente ausgedrückt werden. Die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen reduziert die Klimabelastung.

Verursacher von Treibhausgasemissionen

In Deutschland verursachen diverse Sektoren Treibhausgasemissionen, im Rahmen eines Klimaschutzplans wird eine Reduzierung um mindestens 55 Prozent bis 2030 im Vergleich zum Jahr 1990 angestrebt. Weitgehend treibhausneutral soll das Land 2050 sein. Die mit Abstand meisten Treibhausgasemissionen sind dem Energiesektor zuzuschreiben, der vor allem CO₂-Emissionen hervorbringt. Er hatte 2018 einen Anteil von 84,2 Prozent an den Gesamtemissionen, was einem CO₂-Äquivalent von 720 536 000 Tonnen entspricht.

Ebenfalls viel Kohlenstoffdioxid fällt im Rahmen von Industrieprozessen an, die außerdem eine große Menge an fluorierten Treibhausgasen (F-Gasen) verursachen. Zu den F-Gasen gehören die Kohlenwasserstoffe (HFC und PFC), Schwefelhexafluorid und Stickstofftrifluorid. Fluorierte Treibhausgase werden zum Beispiel als Kältemittel eigesetzt, inzwischen ist die Nutzung aber durch Verordnungen begrenzt, um schädliche Emissionen zu vermeiden. An den gesamten Treibhausgasemissionen im Jahr 2018 hatte die Industrie einen Anteil von 7,4 Prozent, sie erzeugte 63 254 000 Tonnen CO₂-Äquivalente.

In der Landwirtschaft fallen vergleichsweise wenige CO₂-Emissionen an, dafür aber reichlich Methan- und Lachgas-Emissionen. Ihr Anteil an den Gesamtemissionen lag 2018 bei 7,3 Prozent, es fielen 62 487 000 Tonnen CO₂-Äquivalente an. Die Abfallwirtschaft hatte einen Anteil von 1,1 Prozent an den gesamten Emissionen, zum Großteil handelte es sich dabei um Methan-Emissionen. Insgesamt verursachte die Abfallwirtschaft 9 613 000 Tonnen CO₂-Äquivalente.

Vermeidung von CO₂-Äquivalenten

Deutschland hat sich zum Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2050 weitgehend treibhausneutral zu sein. Erreicht werden soll dies durch den vermehrten Einsatz von regenerativen Energien, Effizienzsteigerungen und moderne Technologien. Schätzungen des Umweltbundesamts zufolge wurden 2019 rund 805 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalente freigesetzt, 54 Millionen Tonnen weniger als im Vorjahr. Im Vergleich zum Jahr 1990 sind die Gesamtemissionen um 35,7 Prozent gesunken, damals betrug die Menge der CO₂-Äquivalente noch 1251 Millionen Tonnen.

Die energiebedingten Emissionen sanken 2019 auf rund 677 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalenten, was einem Anteil von 83,6 Prozent an den Gesamtemissionen entspricht. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass immer mehr Erneuerbare-Energien-Anlagen an die Stelle von Gas- oder Kohlekraftwerken treten. Durch Industrieprozesse wurden rund 61 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalente erzeugt, was einem Rückgang gegenüber dem Vorjahr entspricht. Der Anteil an den Gesamtemissionen ist auf 7,6 Prozent, was auf eine stärkere Abnahme in anderen Bereichen zurückzuführen ist. Seit 1990 sind die CO₂-Äquivalente im Industriebereich um 34 Prozent zurückgegangen, allerdings nehmen sie seit der Jahrtausendwende nur noch langsam ab. Für 163 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalente war der Verkehrssektor 2019 verantwortlich. Im Vergleich zum Jahr 1990 sind die CO₂-Äquivalente nur um ein Prozent gesunken.

Für 94 Prozent der Treibhausgasemissionen im Verkehrsbereich ist der motorisierte Straßenverkehr – also Pkw, Lkw und andere Nutzfahrzeuge – verantwortlich. Der übrige Anteil entfällt auf den Schienen-, Schiffs- und Luftverkehr, wobei der internationale Flug- und Schiffsverkehr bei der Ermittlung der nationalen Treibhausgasemissionen nicht berücksichtigt wird. Der Verkehrssektor bietet also noch reichlich Potenzial zur Vermeidung von CO₂-Äquivalenten.