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Erdgas-Speicherkraftwerk

Emissionen Erdgas: Klimabilanz im Vergleich zu fossilen Energieträgern

Die globalen Emissionen von Erdgas sind geringer als die von anderen fossilen Brennstoffen. Bei der Verbrennung von Erdgas entsteht deutlich weniger Kohlendioxid wie bei der Verbrennung von Kohle oder Öl! Auf fossilen Brennstoffen basierende Energiequellen wie Kohle und Erdöl setzen viele Treibhausgase in die Atmosphäre frei, die den Klimawandel und die Luftverschmutzung verursachen, einschließlich gesundheitlicher Probleme! Wenn es um die Umwelt und die Energiewende geht, sollten Sie also wissen, dass es einen Unterschied zwischen Erdgas und den übrigen fossilen Brennstoffen gibt.

Direkte CO2-Emissionen verschiedener Brennstoffe bezogen auf den Primärenergiegehalt

BrennstoffEmissionen in Gramm CO2/kWhPEEmissionen in Gramm CO2/MJPE
Holz (nachhaltig)00
Holz (nicht nachhaltig)395109,6
Torf382106,0
Braunkohle364101,2
Steinkohle35498,3
Heizöl27977,4
Diesel26774,1
Rohöl26473,3
Kerosin25771,5
Benzin25069,1
Flüssiggas22763,1
Erdgas20156,1
Quelle: https://www.volker-quaschning.de/datserv/CO2-spez/index.php

Brennstoffe unterscheiden sich, was deren Kohlen­dioxid­emissionen angeht. Bei der Verbrennung von Braun­kohle entsteht z.B. ca. doppelt so viel CO2 bezogen auf den Energiegehalt wie bei der Naturgas Verbrennung.

Naturbrennstoffe wie Torf oder Holz haben ebenfalls sehr hohe spezifische Emissionen. Allerdings nur, wenn sie nicht nachhaltig genutzt werden. Durch die Abholzung von Wäldern gibt es eine doppelt negative Wirkung aufs Klima. Bei einer nachhaltigen Nutzung, bei der nur so viel Holz verbrannt wird, wie auch wieder aufgeforstet wird, ist die Nutzung hingegen CO2-neutral. Dies liegt daran, dass Holz beim Wachsen exakt so viel Kohlendioxid aus der Atmosphäre bindet, wie bei der Verbrennung freigesetzt wird.

Methan ist der Hauptbestandteil von Erdgas. Es hat eine besonders hohe Treibhauswirkung. Umgerechnet schädigt 1 Kilogramm Methan das Klima genauso stark wie 84 kg CO2. Unbeabsichtigter Gasaustritt oder Leckagen in der Gasinfrastruktur sind extrem klimaschädigend und müssen demnach auch in der Klimabilanz mit einbezogen werden.

Für nachhaltigen und langfristigen Klimaschutz kommt also nur eine emissionsfreie Energieversorgung auf Basis regenerativer Energien und nachhaltig genutzter Biomasse in Frage.

Spezifische Kohlendioxidemissionen verschiedener Brennstoffe

CO2 spezifisch
Quelle: https://www.volker-quaschning.de/datserv/CO2-spez/index.php

Die spezifischen Emissionen bzw. Emissionsfaktoren geben an, wie viel Kohlendioxid und Treibhausgase pro Kilowattstunde Strom jeweils ausgestoßen werden. Dieser Emissionsfaktor der Summe der Treibhausgasemissionen wird dabei immer ohne sogenannte „Vorketten“ ausgewiesen. Durch das Umweltbundesamt wird jährlich unter Berücksichtigung dieser Methodik und Berechnung eine Publikation zur „Entwicklung der spezifischen Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommix“ veröffentlicht.

Treibhausgas-Emissionen von Erdgas und anderen fossilen Energieträgern in Gramm CO2-Äquivalente pro Kilowattstunde

treibhausemissionen von erdgas
Quelle: https://gas.info/energie-gas/erdgas/vorteile-erdgas/erdgas-emissionen

Neben der klassischen Erdgas Versorgung gewinnt auch das Thema LNG (Liquefied Natural Gas, verflüssigtes Erdgas) an Relevanz. Denn knapp 14% der Erdgasimporte in der EU im Jahr 2017 erfolgten in Form von flüssigem Erdgas.

Deshalb hat das Umweltbundesamt 2019 die ökologische Bilanz von Flüssigerdgas genauer untersucht. In einer Analyse mehrerer Studien wurde deutlich, dass sich die Treibhausgasemissionen, die durch die Produktion und den Transport von LNG hervorgerufenen werden, sich je Lieferland stark unterscheiden.

Zum einen liegt das an der geografischen Distanz zwischen Herkunfts- und Empfängerland. Zum anderen sind aber auch die technischen Gegebenheiten und die Art der Erdgas-Förderung zu berücksichtigen. So ist z.B. der LNG-Transport von Algerien nach Rotterdam mit etwa 27 Gramm CO2-Äquivalente pro Kilowattstunde angegeben, wobei es gleichzeitig vom australischen Queensland nach Rotterdam 59 Gramm sind.

CO2 Emissionen der fossilen Erzeugung von Strom

Co2 Emissionen fossile Stromerzeug
Quelle: https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/energiebedingte-emissionen#energiebedingte-kohlendioxid-emissionen-durch-stromerzeugung

Bei den Kohlendioxidemissionen der einzelnen Brennstoffe hängt vieles vom Kraftwerkswirkungsgrad ab. Je geringer bzw. schlechter der Wirkungsgrad der Verstromung ist, desto größer fallen dann auch die Strom-spezifischen Emissionen aus.

So erzeugt z.B. Braunkohle, die in einem Kraftwerk mit Wirkungsgrad von 35 % verfeuert wird pro erzeugter Kilowattstunde elektrischer Energie (kWhel) ungefähr 1,17 kg Kohlendioxid. Bei einem modernen Erdgas-Kraftwerk mit Wirkungsgrad von ca. 60 % sind es hier hingegen nur noch ca. 0,33 kg CO2 pro kWhel.

Durch den Erstaz von Braunkohlestrom durch Erdgasstrom würden sich über 70 % der direkten Kohlendioxidemissionen aus der Stromerzeugung und Gebäudeversorgung einsparen lassen. Hier muss man jedoch auch die jeweiligen Vorkettenemissionen und die Treibhauswirkung der jeweiligen Sektoren berücksichtigen.

CO2-Ausstoß von Brennstoffen im Vergleich

CO2 Vergleich von Brennstoffen
Quelle: https://www.polarstern-energie.de/magazin/artikel/heizen-co2-vergleich-von-brennstoffen/

Bei den Brennstoffen selbst gibt es ebenfalls große Unterschiede, was die Emissionen betrifft.

Durch die Biogaserzeugung mit erneuerbarer Energie wie Holz oder anderer Biomasse wird nur so viel Kohlendioxid erzeugt, wie zuvor im Herstellungsprozess der Atmosphäre entzogen wurde. Gesamt betrachtet funktionieren sie also CO2-neutral. Auch hier gilt es die sogenannten Vorkettenemissionen, wie Transport, Wirkungsgrad & Co. zu berücksichtigen.

In diesem Vergleich schneidet Heizöl am schlechtesten ab. Laut Umweltbundesamt wird durch einen normalen Heizöl-Kessel pro Kilowattstunde rund 318 Gramm CO2 verursacht. Aus diesem Grund sind ab 2026 neue Öl-Heizungen nur in Kombination mit Erneuerbaren-Energien-Techniken wie Solarthermie erlaubt.

Die Klimabilanz von Erdgas ist hier deutlich besser. Ein herkömmlicher Erdgaskessel erzeugt im Durchschnitt um die 247 Gramm CO2 pro Kilowattstunde. Auch dies ist immer noch lange keine gute Bilanz! Dennoch wird Erdgas im Zuge der Energiewende eine wichtige Brückentechnologie darstellen, um den globalen pro Kopf Ausstoß an Treibhausgasen zu reduzieren.

CO2-Bilanz von Heizstrom

Co2 Emissionen nach Heizungsart
Quelle: https://www.polarstern-energie.de/magazin/artikel/heizen-co2-vergleich-von-brennstoffen/

Heizt man mit Strom, so hängen die dabei verursachten CO2 Emissionen stark von der Art der jeweiligen Heizung ab.

Aktuell sind Wärmepumpen mit einem Anteil von 43% das vorherrschende Heizsystem in Deutschland. Betreibt man die Wärmepumpe mit Ökostrom, so kann man hier bei einem Jahresverbrauch von 4.000 Kilowattstunden ca. rund 1.400 kg CO2 einsparen.

Wird der gleiche Haushalt hingegen mit Kohlestrom versorgt, so verzweifacht sich der CO2-Ausstoß insgesamt. Der Klimanutzen von Wärmepumpen ist insgesamt enorm und es wäre verschenktes Potenzial diesen nicht voll auszuschöpfen.

Doch auch Nachtspeicherheizung haben ein großes Potenzial. Versorgt man einen Haushalt mit Nachtspeicherheizung weiter mit Kohlestrom, so verursacht er insgesamt sogar mehr CO2-Emissionen als ein Haushalt mit Öl-Heizung. Bei einem Ausstoß von 366 g CO2 pro Kilowattstunde Kohlestrom, verursacht der Haushalt dann 2.196 kg CO2. Mit reiner Ökostromversorgung könnte der gleiche Haushalt eine Netto Bilanz von 0 haben! Hier ist alles lediglich eine Frage des richtigen Strom-Anbieters und des Tarifs. 🌱

Bildquellen

  • Erdgas-Speicherkraftwerk: iStock/elxeneize