Die spezifische Kohlendioxid-Emission der Stromerzeugung (engl. carbon emission intensity per kilowatt-hour, CIPK), kurz auch Strommix oder Energiemix genannt, gibt in g CO₂eq/kWh an, wie viel Gramm Kohlendioxid (inklusive dessen Äquivalente mit Treibhauspotential) bei der Erzeugung von einer Kilowattstunde Strom freigesetzt wird, bzw. beim Verbrauch einer kWh zu veranschlagen ist.

Auf der Erzeugungsseite ist bei der Verbrennung von Kohle u. ä. der Wert in erster Linie aus Brennstoffverbrauch und Netto-Stromerzeugung zu errechnen. Bei Atomkraft und erneuerbare Energie wird der Aufwand für die Herstellung der Anlagen auf die erwartete Gesamterzeugung in deren Lebensdauer umgelegt, was teils stark standortabhängig ist.

Auf der Verbraucherseite wird, je nachdem wie sich der Kraftwerkspark eines Landes zusammensetzt, und was dieser in einem Jahr konkret erzeugt hat, ein Strommix errechnet und in der Stromkennzeichnung von Versorgern angegeben. Da Stromnetze jedoch international gekoppelt sind und teils viel importiert oder exportiert wird, gibt es mehrere Werte.

Spezifische Kohlendioxid-Emission bei verschiedenen Stromerzeugungsarten

Die CO₂-Emissionen der Stromerzeugung nach Art der Erzeugung wurde u. a. für den Weltklimarat (IPCC) durch eine Arbeitsgruppe ermittelt, wobei die Spannen bei den spezifischen Kohlendioxid-Emissionen verschiedener Stromerzeugungsarten unter Berücksichtigung von Erntefaktor (Energetische Amortisation, englisch Energy Returned on Energy Invested, ERoEI, manchmal auch EROI) zusammengestellt wurde.

Hier eine Kurzfassung:

Spezifische Kohlendioxid-Emission der deutschen Stromerzeugung auf der Verbraucherseite

Das Umweltbundesamt (Deutschland) dokumentiert seit 1990 jährlich die Entwicklung der spezifischen Kohlendioxid-Emissionen des deutschen Strommix.

Der sinkende Trend wurde 2020 durch die Auswirkungen der Corona-Pandemie verstärkt, der Anteil kann mit den verfügbaren Daten nicht sicher quantifiziert werden. Das Jahr 2021 zeigte konjunkturelle Erholung und ab Spätsommer steigende Energiepreise, u. a. durch Anzeichen von Korrosionsschäden in französischen Kernkraftwerken, die 2022 längere Zeit abgestellt waren. Zum Ausgleich wurde in Europa deutlich mehr Strom aus fossilen Brennstoffen erzeugt, was zusammen mit den Auswirkungen des Kriegs in der Ukraine Rekordhöhen bei Energiepreisen bewirkte.

Für Elektroautos anzurechnende Kohlendioxid-Emission

Der Strommix ist u. a. bei der Diskussion um die Sinnhaftigkeit von Elektroautos relevant, sowohl beim Betriebsort als auch beim Ort der Herstellung, insbesondere des Akkus.

Ein Diesel-PKW emittiert bei 6 Liter Verbrauch auf 100 km ca. 156 g CO₂ pro Kilometer direkt aus dem Auspuff. Dazu kommt noch umgerechnet ein weiterer Liter Verbrauch aus der Vorkette, denn der kumulierte Energieverbrauch bei der Herstellung von Treibstoffen (Well-to-Tank) verbrauchte etwa einen zusätzlichen Liter Erdöl bei der Dieselherstellung, hauptsächlich in der Raffinerie, dazu Transport in Öltanker, Pipeline, Tanklastwagen. Das ergibt insgesamt ca. 180 g pro km für einen Diesel-PKW mit Vorkette, quasi sieben Liter Diesel Gesamtverbrauch bei sechs Liter Verbrauch im Fahrzeug.

Ein Elektroauto verbraucht 15 bis 20 kWh auf 100 km, emittiert dabei keinerlei Abgas direkt, der CO₂-Rucksack kommt im Betrieb nur aus der Stromherstellung. In Deutschland kann man im Zeitraum 2015 bis 2018 von einer Größenordnung um ca. 500 g/kWh (entspricht GuD-Erdgaskraftwerk) ausgehen und kommt damit bei 20 kWh Verbrauch auf 100 g pro Kilometer. Das entspricht vier Liter Pseudo-Diesel zu sieben Liter Diesel. Geht man beim E-Auto vom üblichen Kurzstreckenverkehr mit 15 kWh/100 km aus, und Strommix von inzwischen 400 g/kWh, so kommt man auf 60 g/km, das entspricht einem vergleichbaren Verbrauch von gut zwei Liter.

Die Werte erhöhen sich für beide Antriebsarten, wenn man den Aufwand für die Herstellung der Fahrzeuge mit einrechnet, wobei oft nur ein Mehraufwand für die Herstellung einer E-Auto-Batterie angesetzt wird. Eine vielzitierte schwedische Studie aus dem Jahr 2017 schrieb der Herstellung pro Kilowattstunde Kapazität etwa 175 kg CO₂ zu, was auf 175.000 km Fahrstrecke jeweils 1 g pro Kilometer und Kilowattstunde Akkugröße ergibt, bei mittlerer Größe von 50 kWh also 50 g/km, was zwei Liter Diesel entspräche.

Gemäß UBA sank der Wert für die spezifische Kohlendioxid-Emission, der im Zeitraum 2015 bis 2018 noch um 500 ± 30 lag, 2019 auf knapp über 400, und 2020 deutlich unter 400 – 366 g/kWh. Für ein typisches E-Auto entspricht diese Verbesserung der Einsparung eines (zusätzlichen) Liter Kraftstoffes auf 100 km, 20 kWh entsprechen damit weniger als drei Liter Diesel. Zudem besteht meist die Möglichkeit, bevorzugt dann zu laden, wenn besonders viel Strom aus Photovoltaik oder Wind im Netz ist, oder wenn Solarstrom vom eigenen Dach kommt. In einigen Ländern ist zudem der Anteil an Wasserkraft sehr hoch, Beispiel Norwegen, das Pionierland der Elektromobilität. Länder wie Frankreich haben einen hohen Anteil an Atomstrom und nachts Überschuss, der in E-Autos geladen werden kann.

Darstellung

Einige Webseiten geben den Strommix in nahezu Echtzeit für Deutschland (Agorameter, Energy-Charts, Bundesnetzagentur Strommarktdaten) und international (electricityMap) an und illustrieren die Abhängigkeit von der Verfügbarkeit von Wind und Sonnenlicht.

Weblinks

• Informationsportal Erneuerbare Energien – Informationsseite des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie über erneuerbare Energien (Deutschland)
• Erneuerbare Energien – Informationen des Bundesamts für Energie (Schweiz)
• Agentur für Erneuerbare Energien, u. a. mit der Broschüre Erneuerbare Energien 2020 – Potenzialatlas Deutschland (PDF; 7,2 MB), verschiedenen Themenheften und Grafiken

Einzelnachweise

1. ↑ Steffen Schlömer (Hrsg.): Annex III: Technology-specific Cost and Performance Parameters – A.III.2.2 Data. In: IPCC.ch. Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change, S. 1335, abgerufen am 8. Juni 2023.  Genannt ist der Median der Emissionen während des gesamten Lebenszyklus der Anlagen einschließlich Albedo-Effekt.
2. ↑ Bilanz 2019: CO₂-Emissionen pro Kilowattstunde Strom sinken weiter. Deutschland verkauft mehr Strom ins Ausland als es importiert. In: Umweltbundesamt.de. 8. April 2020, abgerufen am 8. Juni 2023. 
3. 1 2 Entwicklung der spezifischen Kohlendioxid-Emissionen des deutschen Strommix in den Jahren 1990–2019. In: Umweltbundesamt.de. April 2020, abgerufen am 8. Juni 2023. 
4. ↑ Entwicklung der spezifischen Kohlendioxid-Emissionen des deutschen Strommix in den Jahren 1990–2018 und erste Schätzungen 2019 im Vergleich zu CO₂-Emissionen der Stromerzeugung. In: Umweltbundesamt.de. Archiviert vom Original am 16. April 2020; abgerufen am 8. Juni 2023 (Schaubild). 
5. 1 2 Petra Icha: Entwicklung der spezifischen Kohlendioxid–Emissionen des deutschen Strommix in den Jahren 1990–2020. In: Umweltbundesamt.de. Mai 2021, abgerufen am 8. Juni 2023. 
6. ↑ Entwicklung der spezifischen Kohlendioxid-Emissionen des deutschen Strommix in den Jahren 1990–2019 und erste Schätzungen 2020 im Vergleich zu CO₂-Emissionen der Stromerzeugung. In: Umweltbundesamt.de. Archiviert vom Original am 3. Juni 2021; abgerufen am 3. Juni 2021 (Schaubild). 
7. 1 2 3 Mia Romare, Lisbeth Dahllöf: The Life Cycle Energy Consumption and Greenhouse Gas Emissions from Lithium-Ion Batteries. A Study with Focus on Current Technology and Batteries for light-duty vehicles. C 243. IVL Swedish Environmental Research Institute, 2017, ISBN 978-91-88319-60-9 (energimyndigheten.se [PDF; abgerufen am 8. Juni 2023]). 
8. 1 2 Agorameter. In: Agora-Energiewende.de. Abgerufen am 8. Juni 2023. 
9. ↑ Petra Icha, Thomas Lauf: Entwicklung der spezifischen Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommix in den Jahren 1990–2022. In: Umweltbundesamt.de. April 2023, abgerufen am 8. Juni 2023. 
10. ↑ Öffentliche Nettostromerzeugung in Deutschland. In: Energy-Charts.info. Abgerufen am 8. Juni 2023. 
11. ↑ Marktdaten visualisieren. In: SMARD.de. Abgerufen am 8. Juni 2023. 
12. ↑ Electricity Maps. In: ElectricityMaps.org. Abgerufen am 8. Juni 2023.