Die Schweiz auf dem Weg zur tief greifenden Dekarbonisierung
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SCHWERPUNKT
Die Schweiz auf dem Weg zur
tiefgreifenden Dekarbonisierung
Es ist möglich, die CO2-Emissionen aus dem Energieverbrauch bis zum Jahr 2050 auf jährlich
eine Tonne pro Einwohner zu begrenzen. Verschiedene Szenarien zeigen, dass die damit ver-
bundenen Kosten für die Wirtschaft verkraftbar sind. Philippe Thalmann, Marc Vielle
Abstract Können die CO2-Emissionen aus dem Energieverbrauch pro Einwohner, In einem Referenzszenario, das ausschliesslich
die heute bei jährlich 5,1 Tonnen liegen, bis ins Jahr 2050 auf eine Tonne reduziert auf bereits getroffenen Beschlüssen basiert, wur-
werden? Um dies zu überprüfen, hat die ETH Lausanne ein Referenzszenario de- de die Wirtschaftsentwicklung der Schweiz bis
finiert, das einzig von den bereits beschlossenen Massnahmen bis 2050 ausgeht.
2050 beschrieben. Die Dekarbonisierungsszena-
Da diese nicht ausreichen, um das angestrebte Ziel zu erreichen, wurden drei
weitere Szenarien für den Zeitraum von 2021 bis 2050 erarbeitet. Allen Szenari- rien (DDP-Szenarien) beinhalten weitere Mass-
en ist gemeinsam, dass statt Anreizmechanismen eine umfassende CO2-Abgabe nahmen zur Erreichung des definierten Ziels. Sie
zur Anwendung kommt. Das erste Szenario berücksichtigt unter anderem auch werden anhand ihres Abstands zum Referenz-
die CO2-Abscheidung und –Speicherung (CCS). Das zweite Szenario kommt ohne szenario beurteilt.
diese Technologie aus. Das dritte Szenario beinhaltet zusätzlich eine Begrenzung
des Energieverbrauchs. In allen drei Szenarien liegen die Kosten der Dekarboni-
sierung im Bereich von einem Prozent des verfügbaren Einkommens, obschon sie Das Referenzszenario: 20 Prozent
mit der Abkehr von der Kernenergie einhergehen.
weniger CO2 im Jahr 2020
Im Referenzszenario sinken die CO2-Emissio-
I st es technisch und wirtschaftlich möglich,
den CO2-Ausstoss bis 2050 so einzuschränken,
dass die Klimaerwärmung unter zwei Grad Cel-
nen bis 2020 um 20% gegenüber 1990. Die heute
vorgesehenen ökonomischen Instrumente sind:
CO2-Abgabe auf Brennstoffe, Emissionshandels-
sius gehalten werden kann? Diese Frage haben system für energieintensive Unternehmen (EHS),
sich das Sustainable Development Solutions Net- Massnahmen im Baubereich, Reduktion der
work der UNO sowie das Institut für nachhalti- mittleren CO2-Ausstosses von Neuwagen auf 95
ge Entwicklung und internationale Beziehungen Gramm pro Kilometer und Kompensation von bis
(IDDRI) gestellt. Mehr als 30 Forschungsteams zu 10% der Emissionen der importierten Treib-
haben sich auf der Plattform «Deep Decarboni- stoffe. Wir gehen davon aus, dass diese Massnah-
zation Pathways Project (DDPP)»1 zusammenge- men ab 2020 auf dem dannzumal erreichten Ni-
schlossen. Die Teams stammen aus 15 Ländern, veau weitergeführt werden.
die zusammen für 70% der weltweiten Treib- Weiter nehmen wir an, dass die Kernkraft-
hausgasemissionen verantwortlich sind. Sie ha- werke laufend abgeschaltet werden: Mühleberg
ben es sich zur Aufgabe gemacht, Wege zu einer 2019 und die anderen vier nach jeweils 60 Jah-
tiefgreifenden Dekarbonisierung ihrer Länder ren Laufzeit – das letzte somit im Jahr 2044.
aufzuzeigen und deren Machbarkeit zu überprü- Elektrofahrzeuge sollten im Jahr 2020 5% und
fen. In der Schweiz hat das Bundesamt für Um- 30 Jahre später 40% des Fahrzeugparks ausma-
welt (Bafu) dieses Mandat der ETH Lausanne und chen.
Infras übertragen.
Ziel ist es, die energiegebundenen CO2-Emis- Berechnungsmodell basiert
sionen pro Einwohner bis 2050 auf jährlich eine
auf langsamerem Wachstum
Tonne zu reduzieren. Heute liegen sie bei 5,1 Ton-
nen. Die Reduktion würde demnach 76% im Ver- Um die verschiedenen Szenarien zu simulieren
gleich zu 1990 betragen (ohne internationalen und die zur Zielerreichung eingesetzten Inst-
1 Siehe www. Flugverkehr). Der Gesamtausstoss der Schweiz rumente zu evaluieren, wurde das berechen
deepdecarbonization.
org. würde nur noch bei 9,8 Millionen Tonnen liegen. bare makroökonomische Gleichgewichtsmodell
Die Volkswirtschaft 6 / 2015 27
ENERGIE- UND KLIMAPOLITIK
Gemini-E3 verwendet, das an der ETH Lausanne Abb. 1: CO2-Emissionen im Energiebereich
entwickelt worden ist.2 Alle Szenarien benützen (ohne internationalen Luftverkehr)
dabei dieselben Hypothesen zur nationalen und 50
globalen wirtschaftlichen Entwicklung bis 2050:
40
Das Wirtschaftswachstum der Schweiz verlang-
In Mio. Tonnen CO2
samt sich von 1,3% auf 0,7%, und die Bevölkerung 30
erreicht 9,82 Millionen Personen. Der Erdölpreis
EPFL / DIE VOLKSWIRTSCHAFT
20
steigt auf 162 Dollar pro Barrel und der Erdgas-
preis auf 15,1 Dollar pro Million British Thermal 10
Units (BTU) an. 3
0
Für die Stromproduktion, insbesondere die 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050
erneuerbaren Energien, wurden die von Prog-
Historische Werte Dekarbonisierungsszenarien Referenzszenario dievowi.ch/?p=20873
nos (2012) geschätzten Kosten pro Energieträ-
ger sowie die Schätzungen der jeweiligen Po-
tenziale gemäss Bundesamt für Energie (BFE) Abb.2: Verteilung der CO2-Emissionen im ersten DDP-Szenario
verwendet. 4 Ab 2025 wird es technisch mög- (ohne internationalen Luftverkehr)
lich sein, CO2 abzuscheiden und zu speichern 45
41,2 41,6
(Carbon Dioxide Capture and Storage, CCS). Die 40
Kosten dafür belaufen sich auf 100 Dollar5 pro
35
Tonne CO2. 32,8
30
In Mio. Tonnen CO2
Drei Szenarien ab 2021 25
25,5
Die Simulation des Referenzszenarios legt 20
17,6
nahe, dass bis 2020 eine Reduktion der 15
EPFL / DIE VOLKSWIRTSCHAFT
CO2-Emissionen um 20% gegenüber 1990 mög-
9,8
10
lich ist. Dazu muss die CO2-Abgabe auf dem
aktuellen Niveau von 60 Franken pro Tonne 5
beibehalten und die Abgabe auf Treibstoffe
0
um 2 Rappen pro Liter erhöht werden, um die 1990 2007 2020 2030 2040 2050
nationalen und internationalen Kompensatio- Emissionshandelssystem Strassenverkehr Andere
für energieintensive
nen zu finanzieren. Der Preis des CO2-Zertifi- Unternehmen (EHS) Privathaushalte dievowi.ch/?p=20881
kats auf dem Emissonshandelsmarkt muss auf Keine detaillierten Angaben für 1990 erhältlich.
40 Franken ansteigen, wenn man von einer ef-
fizienten Allokation und dem Kauf von Zertifi-
katen durch die neuen Gaskraftwerke ausgeht. einheitliche CO2-Abgabe. Diese ist zielgerich-
Ist dies der Fall, nehmen die CO2-Emissionen tet und wird vollumfänglich rückverteilt; sie ist
kontinuierlich bis auf 25 Millionen Tonnen im also viel «klarer» als die Klimaabgabe, wie sie
Jahr 2050 ab; das sind 39 Prozent weniger als im «Lenkungssystem im Klima- und Energiebe-
1990 (siehe Abbildung 1). Der Stromverbrauch reich (Kels)» vorgesehen ist. Da sie ihre Wirkung
nimmt um 0,3 Prozent zu, dies hauptsächlich erst ab 2021 entfaltet, muss sie rasch ansteigen
2 Bernard und Vielle
aufgrund der Verbreitung von Stromfahrzeu- und 2030 bei 257 Franken pro Tonne CO2 liegen. (2008).
3 Wert des US-Dollars im
gen und von Wärmepumpen. Dieser Preis liegt etwa in der Mitte zwischen der Jahr 2012 (USD2012).
Treibstoffabgabe und der Brennstoffabgabe, die 4 BFE (2012).
5 USD2012.
Das erste Szenario mit Einbezug von CCS vom Beratungs- und Forschungsunternehmen 6 Szenario K 4 des
Bundesrates. Vgl. dazu
Im Referenzszenario sind die CO2-Emissionen Ecoplan zur Umsetzung des ambitioniertesten Beitrag von Martin
immer noch zweieinhalbmal höher als das Ziel Lenkungssystems berechnet worden ist.6 Die Baur, Matthias Gysler
und Isabel Junker sowie
von einer Tonne pro Einwohner. Deshalb ersetzt CO2-Reduktion beträgt damit 40 Prozent gegen- Artikel von André
Müller und Christoph
das erste DDP-Szenario ab 2021 die bestehen- über 1990, was dem im Kels anvisierten Ziel ent- Böhringer in dieser
den Instrumente durch eine umfassende und spricht. Ausgabe.
28 Die Volkswirtschaft 6 / 2015SCHWERPUNKT
Kubus an der Klima KEYSTONE
konferenz in Kopen
Die Abgabe wird danach weiter erhöht, bis sie hagen 2009. Der gien (ihr Potenzial wird zu 100 Prozent ausge-
den Benzinpreis um den Faktor 2,4 und den Hei- Würfel symbolisiert schöpft) produziert wird. Im Jahr 2050 werden
zölpreis um den Faktor 4,4 multipliziert. Bretsch- eine Tonne CO2. 90 TWh Strom produziert; das entspricht einer
ger et al. (2011) mussten ebenfalls den Heizölpreis Steigerung um 15% gegenüber dem Referenzsze-
um den Faktor vier erhöhen, um eine Reduktion nario. Der Anteil des Stroms aus Erdgas beträgt
der CO2-Emissionen von 80% zu erreichen. Zu 21 TWh.
diesem Preis werden die Emissionen der Gas- Wie man sieht, verursacht dieses Szenario
kombikraftwerke ab 2025 vollumfänglich abge- Kosten, die sich auf die Wohlfahrt der Haus-
schieden. Kumuliert über die Periode 2025–2050 halte auswirken. Die Wohlfahrt ist jedoch eine
entspricht dies 77 MtCO2 oder 3% der Kapazität rein subjektive Einschätzung und eignet sich
des geologischen Reservoirs in der Schweiz ge- deshalb nur zu Einordnungszwecken. Gemeint
mäss Diamond et al. (2010). Die Dekarbonisie- ist etwa folgende Fragestellung: Führen die
rung der Schweizer Wirtschaft (siehe Abbildung Substitutionsszenarien zu einem schlechteren,
2) erfolgt teilweise durch einen Mehrkonsum von gleich guten oder besseren Zustand gegenüber
Strom, der aus Erdgas und erneuerbaren Ener- dem Referenzszenario? Um eine Referenzzahl
Die Volkswirtschaft 6 / 2015 29ENERGIE- UND KLIMAPOLITIK
zu erhalten, wurde nach der Abweichung des Akzeptanz ist umso unsicherer, als sich die La-
verfügbaren Einkommens gesucht, welche die gerstätten in der Schweiz unter den urbanen Re-
im Referenzszenario definierte Wohlfahrt in gionen befinden. Deshalb haben wir ein zweites
der gleichen Grössenordnung verändert.7 Der Szenario entworfen, das ohne diese Technologie
Einfluss auf das BIP ist leicht geringer, und die auskommt.
positiven Umweltwirkungen bleiben unbe- Da das gesamte Potenzial der erneuerbaren
rücksichtigt. Somit kostet das DDP-Szenario Energien bereits zur Stromproduktion einge-
im Jahr 2030 0,4% des verfügbaren Einkom- setzt wird, sind Gaskombikraftwerke unver-
mens und 1,7% im Jahr 2050. Davon ist die zichtbar. Deren CO2-Emissionen können nun
Steigerung der Einkommen von 38% pro Kopf aber nicht unterirdisch gelagert werden. So-
7 Die Aussage, dass das
bis 2050 gegenüber 2010 abzuziehen. Dieses mit muss die CO2-Abgabe gegenüber dem ers-
Referenzszenario 1% Resultat bestätigt die Haupterkenntnis von ten DDP-Szenario beinahe verdoppelt werden,
des verfügbaren Ein-
kommens kostet, be- Bretschger und Ramer (2012): Die Schweiz kann um die anderen Wirtschaftsbranchen und die
deutet also, dass es die
gleiche Wirkung auf die
ihre CO2-Emissionen massiv reduzieren, ohne Haushalte dazu zu bringen, zusätzliche An-
Wohlfahrt der Haushal- ihre Wirtschaft zu gefährden. Dabei kann sie strengungen zu unternehmen. Eine Abgabe in
te hat, wie wenn ihnen
1%! des verfügbaren ihre Offenheit gegenüber einer Welt bewahren, dieser Höhe bremst aber auch den Anstieg des
Einkommens entzogen
wird. Dabei ist zu
die nicht unbedingt den Dekarbonisierungs- Stromverbrauchs, der nun das Niveau des Refe-
beachten, dass das pfad einschlägt. renzszenarios nicht mehr übertrifft. Die Kosten
verfügbare Einkommen
nur eine Referenzzahl für die Wirtschaft sind mit 1,9% im Jahr 2050 im
ist, die es ermöglicht,
das Wohlfahrts- (oder
Ein zweites Szenario ohne CCS Vergleich zum Referenzszenario nicht sehr viel
Wohlstands-)Niveau Das erste DDP-Szenario setzt ein beträchtliches höher.
auf einfache Art und
Weise einzustufen. Ausmass an Abscheidung und Speicherung von
Der Wohlfahrtsbegriff CO2 voraus, um das gesteckte Ziel erreichen zu Ein drittes Szenario mit CCS und
selbst beinhaltet weit
mehr Parameter, von können. Dieses Vorgehen ist jedoch mit einer Rei- Begrenzung des Stromverbrauchs
denen einige nicht ab-
solut gemessen werden he von – technologischen, wirtschaftlichen und Das erste DDP-Szenario erreicht die Dekarboni-
können. anderen – Unsicherheiten behaftet. Die soziale sierung nicht nur mithilfe der CCS, sondern auch
Ein Verkäufer zeigt
einem Kunden in Oslo
ein Elektroauto.
Die norwegische
Hauptstadt weist
eine hohe Dichte an
KEYSTONE
solchen Fahrzeugen
auf.
30 Die Volkswirtschaft 6 / 2015SCHWERPUNKT
mit einer beschleunigten Elektrifizierung der die Kernenergie aufgegeben wird. Die kumulier-
Wirtschaft. Dass damit die Erdgasimporte zu- ten Kosten 2020–2050 entsprechen einer Einbus-
nehmen, läuft einem anderen Ziel zuwider, näm- se des verfügbaren Einkommens der Haushalte
lich der Reduktion der energetischen Ausland- von rund einem Prozent. Dass die Kosten niedrig
abhängigkeit der Schweiz. Das dritte Szenario bleiben, liegt an der umfassenden CO2-Abgabe,
fügt deshalb der CCS das Element einer Begren- die falls nötig mit einer Stromabgabe kombiniert
zung des Stromverbrauchs hinzu. Die Revision werden kann. Dieses System bringt für alle Wirt-
des Energiegesetzes sieht vor, dass der Stromver- schaftsbranchen Anreize, ihre Energieeffizienz
brauch pro Einwohner um 3% bis 2020 und um zu steigern, die fossilen Energien durch Elektri-
13% bis 2035 gegenüber dem Stand im Jahr 2000 zität zu ersetzen und das Potenzial der erneuer-
sinkt. Diese Ziele wurden bis zu einer Abnahme baren Energien voll auszuschöpfen. Schliesslich
von 18% im Jahr 2050 verlängert. Das entspricht zeigen wir auf, dass das Ziel der tiefgreifenden
einem Höchstverbrauch von jährlich 63 TWh, Dekarbonisierung auf verschiedenen Wegen
der ohne den Einsatz von Erdgas gedeckt werden erreichbar ist: mit oder ohne CO2-Abscheidung
kann. und Speicherung sowie mit oder ohne Beschrän-
Dieses Ziel lässt sich mit einer Abgabe auf kung des Stromverbrauchs. Die Wahl der Optio-
den Vorleistungs- und Endverbrauch von Strom nen wird zwar die Zukunft des schweizerischen
erreichen, die zusätzlich zur CO2-Abgabe erho- Energiesystems entscheidend prägen, ohne je-
ben wird. Der Strom wird damit im Jahr 2050 um doch die makroökonomischen Kosten signifikant
88% verteuert. Das Niveau der CO2-Abgabe liegt zu erhöhen.
zwischen dem ersten und dem zweiten Szenario.
Die Kosten für die Wirtschaft sind mit 1,5% ge-
genüber dem Referenzszenario im Jahr 2050 ge-
ringer als in den anderen Szenarien. Dies erklärt
sich einerseits damit, dass auf Gasimporte ver-
zichtet werden kann, und andererseits mit einer
Verbreiterung der Steuerbasis.8
Ein ehrgeiziges, aber ohne schäd
liche Folgen erreichbares Ziel Philippe Thalmann
Professor, Lehrstuhl für
Marc Vielle
Wissenschaftlicher Mit-
Städte- und Umweltöko- arbeiter am Lehrstuhl für
Die Simulationen haben aufgezeigt, dass das Ziel
nomie LEURE, Eidgenös- Städte- und Umweltöko-
eines Verbrauchs von einer Tonne energiegebun- sische Technische Hoch- nomie LEURE, Eidgenös-
denes CO2 pro Einwohner bis zum Jahr 2050 ehr- schule Lausanne EPFL. sische Technische Hoch-
schule Lausanne EPFL.
geizig, aber erreichbar ist, auch wenn gleichzeitig 8 Maire et al. (2015).
Literatur
Bernard, A., Vielle (2008). M.: Gemini-E3, A BFE (2014). Das Potenzial der erneuerbaren Bretschger (2012). L., Ramer R.: Kosten und Maire S., Pattupara R., Ramachandran K.,
General Equilibrium Model of Interna- Energien bei der Elektrizitätsproduktion. Nutzen eines ehrgeizigen Klimaziels, in: Vielle M., Vöhringer F. (2015). Electricity
tional National Interactions Between Bericht des Bundesrates an die Bundes- OcCC (Hrsg.): Klimaziele und Emissions- Markets and Trade in Switzerland and its
Economy, Energy and the Environment, versammlung nach Art.28b, Absatz 2 des reduktion. Eine Analyse und politische Neighbouring Countries (Electra). Techni-
in: Computational Management Science, Energiegesetzes, 2012, adaptiert durch Vision für die Schweiz, Bern, OcCC – Bera- cal Report, Econability, PSI, EPFL.
5(3), S. 173–206. INFRAS basierend auf R. Bacher et al., tendes Organ für Fragen der Klimaände- Prognos (2015). Die Energieperspektiven für
EnergieRespekt. Der Schlüssel für eine rung, S. 53–62. die Schweiz bis 2050 – Energienachfrage
Nachhaltige Energieversorgung, Zürich, Diamond L.W., Leu W., Chevalier G. (2010). und Elektrizitätsangebot in der Schweiz
Faktor Verlag. Potential for Geological Sequestration of 2000–2050. Studie im Auftrag des Bun-
CO2 in Switzerland. Studie im Auftrag des desamtes für Energie, Basel.
Bundesamtes für Energie (BFE), Bern.
Die Volkswirtschaft 6 / 2015 31Sie können auch lesen
