Vermeidungskosten von Treibhausgasemissionen in Oberösterreich
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
7. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien IEWT 2011
Vermeidungskosten von Treibhausgasemissionen in
Oberösterreich
Markus SCHWARZ1, Michael SCHMIDTHALER2, Sebastian GOERS3,
Robert TICHLER
Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz, Altenberger Straße 69, A-4040 Linz,
Tel: +43 732 2468 5664, E-Mail: schwarz@energieinstitut-linz.at, www.energieinstitut-linz.at
Kurzfassung:
Dieser Beitrag stellt die methodische Vorgangsweise sowie die Ergebnisse der
Untersuchung der Vermeidungskosten von Treibhausgasemission in Oberösterreich dar.
Dabei werden die CO2e-Vermeidungskosten (CO2, CH4, N2O) sowie CO2e-
Reduktionspotentiale für 56 Maßnahmen/Technologieänderungen in den Segmenten
Wärme, Strom und Verkehr für Oberösterreich im Zeitraum von 2010 bis 2030 analysiert.
Vordergründiges Ziel der Analyse ist die Darstellung der ökologischen Wirksamkeit und der
ökonomischen Effizienz verschiedener Klimaschutz- bzw. Energiemaßnahmen (mit Fokus
auf die Erhöhung der Energieeffizienz/Reduktion des Energieverbrauchs sowie auf einen
Fuel Switch).
Keywords: Vermeidungskosten, Treibhausgasemissionen, ökonomische Effizienz,
ökologische Effektivität
1 Einleitung und Motivation
Vermeidungskosten von Treibhausgasemissionen umfassen jene Kosten, die für die
Reduktion einer definierten Treibhausgasmenge gegenüber einem Referenzsystem anfallen.
Dazu wurde im Herbst 2007 von McKinsey & Company Inc. eine Studie mit dem Titel
„Kosten und Potenziale der Vermeidung von Treibhausgasemissionen in Deutschland“
veröffentlicht.4 Diese Studie kann generell als Referenz für die Quantifizierung von CO2e-
Vermeidungskosten betrachtet werden und war Anlass für das Forschungsprojekt „Analyse
von Vermeidungskosten von Treibhausgasemissionen in Oberösterreich“.
Im Zuge des Projektes werden für verschiedene Maßnahmen die Investitions- bzw.
Umstellungskosten sowie die initiierten Veränderungen in den Kosten für Energie zur
Bestimmung des monetären Aufwandes für die Reduktion der Treibhausgasemission
1
Jungautor
2
Jungautor
3
Jungautor
4
Vgl. McKinsey (2007).
Seite 1 von 97. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien IEWT 2011
herangezogen und in Relation zu den reduzierten Emissionen gesetzt. Dabei steht nicht
primär die volkswirtschaftliche Relevanz im Fokus, jedoch wird für jede einzelne
Technologieänderung ein betriebswirtschaftlicher Ansatz gewählt. Dies bedeutet, dass für
die Implementierung einer Technologie nicht der Zeitpunkt der Finanzierung (und somit auch
nicht der Zeitpunkt der volkswirtschaftlichen Relevanz: Produktion, Außenhandel, usw.)
entscheidend ist. Zusätzlich zur Berechnung der Vermeidungskosten erfolgt für jede
Maßnahme schließlich eine Quantifizierung der Menge des spezifischen
Treibhausgasreduktionspotentials in Oberösterreich bis zum Jahr 2030.
2 Definition von Vermeidungskosten
Im Folgenden wird die Vorgehensweise bei der Berechnung von Vermeidungskosten
dargestellt. Vermeidungskosten von Treibhausgasen umfassen jene Kosten, die für die
Reduktion einer definierten Menge an Treibhausgasemissionen gegenüber einem
Referenzszenario anfallen. Demnach stellen sie eine Ratio der ökonomischen Effizienz und
der ökologischen Effektivität für die Beurteilung von Maßnahmen/Technologieänderungen
dar.
Prinzipiell wird zur Berechnung der spezifischen Vermeidungskosten von Treibhausgasen
basierend auf einer Technologie i bezüglich der Referenztechnologie j (die
Referenztechnologie entspricht der business-as-usual-Situation ohne Umsetzung einer
bestimmten Maßnahme) folgende Formel angewendet:
i, j ∆K t ⎡ Euro ⎤
VK t = ⎢in ⎥
∆E t ⎣ Tonnen CO2 e ⎦
Dabei sind ∆Kt (Differenz der Jahresgesamtkosten des business-as-usual-Szenarios [j] (ohne
Umsetzung der Maßnahme) sowie eines jeweiligen Realisierungsszenarios [i]) und ∆Et
(Differenz der Emissionen zwischen dem business-as-usual-Szenario und dem
Realisierungsszenario) generell folgendermaßen definiert:
∆Kt = (Jahresgesamtkosten Technologie i [Euro] in Zeitpunkt t) - (Jahresgesamtkosten
Referenztechnologie j [Euro] in t)
∆Et = (Emissionen Referenztechnologie j [Tonnen] in Zeitpunkt t ) - (Emissionen Technologie i
[Tonnen] in Zeitpunkt t)
Analog zur Betrachtung eines einzelnen Jahres kann die Berechnung der spezifischen
Vermeidungskosten zudem für einen erweiterten Zeitrahmen (in diesem Falle für den
Zeitraum von 2010 bis 2030) erfolgen.
Seite 2 von 97. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien IEWT 2011
2030 2030
i, j ∆K t
∑
t =2010
K ti − ∑K
t =2010
t
j
⎡ Euro ⎤
VK 2010-2030 = = ⎢in ⎥, t = 2010,...,2030
∆E t 2030 2030
⎣ Tonnen CO2 e ⎦
∑ E − ∑E
t =2010
j
t
t =2010
i
t
.
In der vorliegenden Studie entspricht eine Technologie einer gesamten Maßnahme. In der
folgenden Abbildung sind die möglichen Ergebnisse der Erfassung der Vermeidungskosten
dargestellt.
∆K
0
Vermeidungskosten Vermeidungskosten
definiert definiert
Alternatives
Emissionsvermeidung, Emissionsvermeidung, System emittiert
>0 ökonomisch sinnvoll ökonomisch nicht weniger
sinnvoll Schadstoffe als
Referenzsystem
Vermeidungskosten Vermeidungskosten
∆E nicht definiert nicht definiert
Alternatives
Keine Keine System emittiert
0
(und demnach VKi,j>0), induziert ökologische Effektivität in Form einer Emissionseinsparung,
jedoch höhere Kosten. Dabei ist zu beachten, dass hinsichtlich einer positiven
Jahresgesamtkostendifferenz und einer negativen Emissionsdifferenz, also ∆K>0 und ∆E7. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien IEWT 2011
einheitlichen Referenzszenarios hinzuweisen, welches die fundamentale Vorraussetzung
hinsichtlich relativer Aussagen über die Wirtschaftlichkeit der Emissionsvermeidung liefert.5
Während die Vermeidungsmenge in t CO2e die Effektivität der einzelnen Systeme in Hinblick
auf das Ziel der Emissionsreduktion widerspiegelt, stellen die spezifischen
Vermeidungskosten in €/t CO2e ein Maß hinsichtlich der Effizienz der einzelnen Maßnahmen
bzw. Technologieänderungen dar. Somit wird durch spezifische Vermeidungskosten der
Kosten-Nutzen-Ratio der Implementierung der jeweiligen Maßnahme abgebildet, da sie den
monetären Aufwand, um 1 t CO2e zu vermeiden, angeben. Dementsprechend ist eine
negative Effizienzzahl ein Hinweis auf eine besonders effiziente Minderungsmaßnahme.6
Die Quantifizierung der Vermeidungskosten der Treibhausgasemissionen beinhaltet die
Vermeidungskosten für Kohlendioxid(CO2)-, Methan(CH4)- und Distickstoffmonoxid(N2O)-
Emissionen. Eine Quantifizierung der F-Gase kann aufgrund von fehlendem Datenmaterial
nicht erfolgen. Die Inkludierung von CH4- und N2O-Emissionen lässt die Darstellung von
Treibhausgas-Vermeidungskosten zu. Es ist zu erwähnen, dass bei einer Existenz von
reduzierten CH4- und N2O-Emissionen durch die Realisierung einer Maßnahme (bei einer
Situation von reduzierten CO2-Emissionen) die CO2e-Vermeidungskosten geringer und somit
positiver ausgeprägt sind als die CO2-Vermeidungskosten, da mithilfe der gleichen Kosten
mehr Emissionen reduziert werden.
Die Quantifizierung der CO2e-Vermeidungskosten und somit der Vermeidungskosten von
CH4- und N2O-Emissionen orientiert sich an der Analyse des Global-Warming-Potentials
dieser beiden Gase in Relation zu CO2 aus IPCC (2007). Die folgende Tabelle
veranschaulicht die Relation zwischen CO2, CH4 und N2O.
Global Warming Potential für eine Zeitperiode von 100
Chemische Verbindung
Jahren in Kohlendioxid-Äquivalenten
Kohlendioxid (CO2) 1 CO2e
Methan (CH4) 25 CO2e
Distickstoffmonoxid (N2O) 298 CO2e
Tabelle 1: Global Warming Potential für eine Zeitperiode von 100 Jahren
Quelle: Tichler et al. (2007) auf Basis von IPCC (2007)
Da eine separate Quantifizierung der Vermeidungskosten für CH4- und N2O-Emissionen
nicht als sinnvoll zu betrachten ist (eine Umlage der gesamten Umrüstungskosten und
Energiekosten einer spezifischen Maßnahme auf diese - absolut betrachtet gegenüber CO2 -
gering ausgeprägten Emissionstypen würde die einzelnen Ergebnisse zu stark verzerren),
beschränken sich die Autoren auf eine Darstellung der gesamten CO2e-Vermeidungskosten.
5
Im Falle geringerer Kosten der betrachteten Technologie im Vergleich zum Referenzsystem
und minimaler Emissionsvermeidung ergeben sich hohe negative Vermeidungskosten mit
Interpretationsbedarf.
6
Vgl. Goers et al. (2009).
Seite 4 von 97. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien IEWT 2011
3 CO2e-Vermeidungskosten und -potentiale in Oberösterreich
Basierend auf der oben dargestellten Definition wurden für Oberösterreich die CO2e-
Vermeidungskosten von 56 Maßnahmen, von denen 31 die Steigerung der Energieeffizienz
bzw. die Reduktion des Energieverbrauchs und 25 einen Fuel Switch zum Ziel haben,
hergeleitet. Die jeweiligen Maßnahmen lassen sich zudem in folgende Segmente unterteilen:
• Wärme/Kälte
• Elektrische Energie
• Verkehr/Mobilität
Die betrachteten Maßnahmen weisen die im Folgenden dargestellten Vermeidungskosten
auf. Weiters wird je Maßnahme das Reduktionspotential an CO2e-Emissionen in
Oberösterreich im Jahr 2030 angegeben.
Reduktionspotential an
Jährliche CO2e-
CO2e-Emissionen in
Maßnahmen Segment Vermeidungskosten
OÖ im Jahr 2030
in € je t CO2e
in t CO2e
Untersuchte Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz/Reduktion des Energieverbrauchs in OÖ
Carpooling Verkehr -2.049 308.373
Elektrische
Energieeffiziente Straßenbeleuchtung -1.211 10.568
Energie
Effizienter Benzin-Pkw Verkehr -503 54.022
Energieeffiziente Umwälzpumpe mit Elektrische
-464 17.661
hydraulischem Ausgleich Energie
Energieeffiziente EDV zur Elektrische
-454 2.487
Wärmerückgewinnung 60 kW Energie
Energieeffiziente EDV zur
Wärme -373 3.627
Wärmerückgewinnung 7 kW
Reduzierte Bodenbearbeitung in der
Verkehr -365 3.303
Landwirtschaft
Elektrische
Energieeffiziente Waschmaschine -353 4.110
Energie
Limitierung der Vorlauftemperatur im EFH Wärme -346 1.758
Elektrische
Energieeffiziente LED-Beleuchtung -272 18.799
Energie
Elektrische
Energieeffiziente Gefriertruhe -196 10.159
Energie
Effizienter Lkw Verkehr -196 370.644
Rollende Landstraße Verkehr -149 3.870
Elektrische
Energieeffizienter Kühlschrank -99 10.460
Energie
Effizienter Diesel-Pkw Verkehr -95 140.736
Sanierung der Außenwände im EFH Wärme -24 237.455
Sanierung der Kellerdecke im EFH Wärme 9 68.028
Elektrische
Energieeffizienter TV 103 24.911
Energie
Kesseltausch Erdgas Wärme 121 56.426
Seite 5 von 97. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien IEWT 2011
Mehrfamilienhaus (30 Haushalte) auf
Wärme 212 40.933
Niedrigenergiestandard
Sanierung der oberen Geschoßdecke im
Wärme 227 47.491
EFH
Gesamtsanierung eines betrieblich
genutzten Gebäudes auf Wärme 271 104.319
Niedrigenergiestandard
Thermische Bauteilaktivierung zur
Wärme 273 35.322
Heizungsunterstützung im EFH
Passivhaus anstatt Niedrigenergiehaus Wärme 420 61.233
Austausch von Fenster und Außentüren im
Wärme 578 64.177
EFH
Elektrische
Energieeffizienter DVD-Player 759 1.335
Energie
Thermische Abwärme-
Wärme 786 14.924
Absorptionskälteanlage
Reihenhaus Niedrigenergiestandard Wärme 837 6.317
Elektrische
Energieeffiziente Verkehrssignalanlage 838 1.913
Energie
Elektrische
Energieeffizienter Geschirrspüler 1.331 12.493
Energie
Solare Anlage für Raumklimatisierung Wärme 5.490 27.866
Tabelle 2: CO2e-Vermeidungskosten und -potentiale 2030 in Oberösterreich - Fokus Energieeffizienz
bzw. Reduktion des Energieverbrauchs
Anmerkung: Fortschreibung der aktuellen Technologie, der aktuellen Preise und der aktuellen Steuern
für Investitionen und Energie über den gesamten Zeitraum
Quelle: Tichler et al. (2010a), Tichler et al. (2010b), Tichler et al. (2010c)
Reduktionspotential an
Jährliche CO2e-
CO2e-Emissionen in
Maßnahmen Segment Vermeidungskosten
OÖ im Jahr 2030
in € je t CO2e
in t CO2e
Untersuchte Maßnahmen eines Fuel Switch in OÖ
Fahrrad im Nahverkehr Verkehr -944 190.712
Hackschnitzel-basiertes Nahwärmesystem Wärme -5 26.450
Hackschnitzelheizung Wärme -1 27.590
Elektrische
Kleinstwasserkraft (Referenz 1) 0 47.870
Energie
Biogas-betriebener Bus Verkehr 45 7.958
Biogas-betriebener Lkw Verkehr 50 3.316
3 Liter Pkw Verkehr 50 335.626
Pelletskessel Wärme 63 43.814
Wärmepumpe Wärme 75 63.580
Biomassekessel mit Stückholz-Befeurerung Wärme 76 25.500
Fernwärmesystem Wärme 84 50.924
Biogas-betriebener Gaskessel Wärme 90 83.809
Elektrische
Windkraftanlage (Referenz 1) 146 95.608
Energie
Seite 6 von 97. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien IEWT 2011
Elektrische
Biogas-BHKW (Referenz 1) 169 388.068
Energie
Biogas-betriebener Pkw Verkehr 206 39.192
Elektrische
Biomassekraftwerk (Referenz 1) 215 598.978
Energie
BtL Pkw Verkehr 266 115.935
Lignozellulose-Ethanol Pkw Verkehr 298 148.649
Biodiesel-betriebener Pkw Verkehr 312 26.616
Geothermie (Tiefenwärme) Wärme 355 5.613
Elektrisch-betriebener Pkw (erneuerbare
Verkehr 478 807.965
Energiequelle)
E85 Pkw Verkehr 569 16.910
Thermische Solaranlage zur Warmwasser-
Wärme 629 179.890
aufbereitung und Heizungsunterstützung
Elektrische
Photovoltaikanlage (Referenz 1) 951 114.729
Energie
Erdgas-betriebener Pkw (CNG) Verkehr 1.666 15.754
Tabelle 3: CO2e-Vermeidungskosten und -potentiale 2030 in Oberösterreich - Fokus Fuel Switch
Anmerkung: Fortschreibung der aktuellen Technologie, der aktuellen Preise und der aktuellen Steuern
für Investitionen und Energie über den gesamten Zeitraum; Referenz 1 bezieht sich auf das Szenario
UCTE-Mix
Quelle: Tichler et al. (2010a), Tichler et al. (2010b), Tichler et al. (2010c)
Von den 56 untersuchten Maßnahmen bzw. Technologieänderungen weisen 19 Maßnahmen
(34 %) negative Vermeidungskosten auf. Gemäß dem Bewertungsschema von
Vermeidungskosten (siehe Abbildung 1) bedeutet dies ∆K0, das heißt diese
Maßnahmen sind mit besonders effizienten Minderungsoptionen bezüglich der Treibhaus-
gasemissionen gleichzusetzen. Für die restlichen 37 Maßnahmen (66 %) wurden positive
Vermeidungskosten festgestellt, was einer positiven Jahresgesamtkostendifferenz sowie
einer positiven Emissionsdifferenz, also ∆K>0 und ∆E>0, entspricht. Dies bedeutet zwar eine
hohe ökologische Effektivität, aber auch höhere Kosten für diese Maßnahmen.
In folgender Abbildung werden schließlich für die einzelnen Maßnahmen, die im Zuge dieser
Studie für die untersuchten Segmente ausgewiesen wurden, die Vermeidungskosten sowie
das Vermeidungspotential in Oberösterreich im Jahr 2030 in einer Vermeidungskostenkurve
zusammengefasst.
Seite 7 von 97. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien IEWT 2011
Abbildung 2: Vermeidungskostenkurve für Oberösterreich im Jahr 2030
Quelle: Tichler et al. (2010c)
Die Herleitung des Reduktionspotentials von CO2e-Emissionen in Oberösterreich kommt zu
dem Ergebnis, dass die im vorliegenden Bericht untersuchten Maßnahmen insgesamt ein
Einsparpotential von 5,23 Mio. t CO2e im Jahr 2030 aufweisen. Dies entspricht 21 % der
aktuellen Treibhausgasemissionen in Oberösterreich bzw. 49 % der CO2e-Emissionen ohne
Berücksichtigung der industriellen Prozesse. Durch die Energieeffizienz-Maßnahmen bzw.
die Maßnahmen der Verbrauchsreduktion kann ein Einsparpotential im Ausmaß von 1,76
Mio. t CO2e-Emissionen generiert werden (entspricht 7 % der aktuellen
Treibhausgasemissionen bzw. 16 % der CO2e-Emissionen ohne Berücksichtigung der
Industrie). Dagegen kann durch die betrachteten Maßnahmen, welche einen Fuel Switch
zum Ziel haben, eine Reduktion von 3,47 Mio. t CO2e-Emissionen erreicht werden (entspricht
14 % der aktuellen Treibhausgasemissionen sowie 32 % der CO2e-Emissionen bei
Vernachlässigung der industriellen Prozesse).7
7
Basierend auf letzten verfügbaren Angaben der Bundesländer-Schadstoffinventur beliefen
sich 2008 die Treibhausgasemissionen in Oberösterreich auf 24,5 Mio. t CO2e, davon
stammen 56 % aus dem Sektor Industrie. Bei Vernachlässigung von industriellen Prozessen
ergeben sich demnach 10,8 Mio. t CO2e.
Seite 8 von 97. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien IEWT 2011
Das Forschungsprojekt wurde von der Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität
GmbH im Auftrag der Direktion Umwelt und Wasserwirtschaft des Landes Oberösterreich
durchgeführt. Auf der Internetplattform www.co2-vermeidung.at wird die Gelegenheit
geboten, aktiv am Projekt zur Analyse von Treibhausgasvermeidungskosten für
Oberösterreich mitzuwirken. Dabei besteht die Möglichkeit, durch individuellen Input die
Analyse der Treibhausgasvermeidung um wichtige klimapolitische Maßnahmen zu erweitern.
Die Internetplattform geht voraussichtlich ab Frühjahr 2011 in Betrieb.
Literatur
Goers, S., Friedl, C., Tichler, R., Greibl, E., Steinmüller, H. (2009) Ökonomische und
ökologische Bewertung des Heizsystems Wärmepumpe im Vergleich zu anderen
Heizsystemen, Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz.
IPCC (2007) Intergovernmental Panel on Climate Change: The Physical Science Basis.
Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental
Panel on Climate Change. Summary for Policymakers.
McKinsey (2007) Kosten und Potenziale der Vermeidung von Treibhausgasemissionen in
Deutschland, Studie im Auftrag von Wirtschaft für Klimaschutz BDI.
Tichler, R., Schneider, F., Lindorfer, J. (2007) Volkswirtschaftliche Auswirkungen der
Klimaerwärmung in Oberösterreich und Österreich, Energieinstitut an der Johannes Kepler
Universität Linz.
Tichler, R., Goers. S., Steinmüller, H. (2010a), Analyse von Vermeidungskosten von
Treibhausgasemissionen in Oberösterreich – Studie 2, Energieinstitut an der Johannes
Kepler Universität Linz.
Tichler, R., Schmidthaler, M., Schwarz, M., Steinmüller, H. (2010b), Analyse von
Vermeidungskosten in Oberösterreich - Studie 3, Energieinstitut an der Johannes Kepler
Universität Linz.
Tichler, R., Schmidthaler, M., Schwarz, M., Moser, S., Goers, S., Steinmüller, H. (2010c),
Analyse von Vermeidungskosten in Oberösterreich - Studie 4, Energieinstitut an der
Johannes Kepler Universität Linz.
Seite 9 von 9Sie können auch lesen
