CO₂-Emission und die Energiewende in Deutschland Stand 2024

Dr. Engin Bagda

Was ist Energie

Energie wird zum Heizen und zum Leisten von Arbeit benötigt. Arbeit ist zum Beispiel das Bewegen eines Autos von A nach B (kinetische Energie), das Betreiben eines Computers mit Strom (elektrische Energie), das Zersetzen von Wasser H₂O in seine Bestandteile Wasserstoff H₂ und Saurestoff O (chemische Energie).

Energie hat die Einheit Joule, in der Praxis wird aber mit Kilo Watt Stunden kWh gerechnet, das einer Energie von 3.600.000 Joule entspricht.

Der tägliche Energiebedarf eines Menschen von etwa 2000 Kilo Kalorien entsprechen 2,3 kWh (1 Kilo Kalorie kcal = 0,001163 kWh) und dabei werden etwa 400 g/Tag CO₂ ausgeatmet (siehe:  Lüften, wieviel kostet gute Luft). Der arbeitende Mensch entsprechend mehr, da Arbeit Energie benötigt und dabei CO₂ entsteht.

Im Jahr 2021 wurden in Deutschland 2.400 TWh (1 TWh = 10⁹ kWh) Primärenergie verbraucht.
(Terra: Billionen 10¹², Giga: Milliarden 10⁹, Mega: Millionen 10⁶, Kilo: Tausend 10³)

Zum Verstehen der Energiewende in Deutschland ist zu wissen, was Primärenergie ist und wie die Anteile der Primärenergieträger sind.

Was ist Primärenergie

Primärenergie ist die Energie in einem Energieträger, wie zum Beispiel Erdgas, Erdöl, Kohle oder Uran sowie aus erneuerbaren Quellen.

Zum Umwandeln der Primärenergie in eine andere, nutzbare Form der Energie wird auch Energie gebraucht. Beispiel: Aus 1 kWh Primärenergie, die in der Kohle gespeichert ist, können in einem Kohlekraftwerk etwa 0,5 kWh Strom (elektrische Energie) erzeugt werden.

Die im Beispiel oben, beim Verbrennen von Kohle entstehende Wärme, ist Primärenergie. Der mit dieser Wärme erzeugte Strom mittels einer Dampfturbine, an dem ein Generator angeschlossen ist, ist Sekundärenergie.Beim Beispiel oben sind dabei etwa 50% der Primärenergie Wärme beim Umwandeln in Strom verloren gegangen.

Wird der Strom mit einer Photovoltaikanlage aus der Sonnenenergie gewonnen, ist dieser Strom Primärenergie.

Der Primärenergiemix für Deutschland ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Anteil der Primärenergiequellen Stand 3. Quartal 2023, Quelle: AG Energiebilanzen (AGEB) sowie deren CO₂-Emission (rot: Kernkraft 1%, nach Abschaltung der AKW April 2023, dunkelblau: Sonstige Primärenergiequellen 1,9%)

In Deutschland wurden 2023 etwa 20% der Primärenergie regenerativ und der Rest aus fossilen Brennstoffen gewonnen, was mit einer CO₂ Emission verbunden ist (Abbildung 1). Der regenerativen Energie wird unterstellt, dass es "CO₂-Neutral" ist. 

Die 20% regenerative Primärenergie in Abbildung 1 werden nur zu 1/3 mit Photovoltaik, Windenergie, Geothermie und Umweltwärme, CO₂ frei  gewonnen. Der Rest wird durch Verbrennen von  Biomasse erzeugt, wobei CO₂ freigesetzt wird  (siehe Abbildung 2). Was bedeutet in diesem Fall „CO₂-Neutral“?

Abbildung 2: Anteile der regenerativen Primärenergie nach Art der Erzeugung. Quelle   Erneuerbare Energien in Zahlen | Umweltbundesamt

Die Primärenergie von Biomasse, zum Beispiel von Holz wird als „klimaneutral“ bezeichnet, da beim Verbrennen von Biomasse und Biokraftstoffen das CO₂ freisetzt wird, das vorher aus der Atmosphäre aufgenommen wurde. Damit ist die CO₂-Bilanz ausgeglichen. Das CO₂, das beim Verbrennen von Biomasse entsteht trägt jedoch genauso zur Erderwärmung bei, wie das Verbrennen von fossilen Brennstoffen.  Für den Klimawandel wäre es hilfreicher, wenn Biomasse nicht verbrannt wird, sondern als gebundenes CO₂ auf der Erde bleibt.

Die Energiewende basiert im Wesentlichen auf regenerativ hergestellten „grünen“ Strom, ohne CO₂ Emission.  Das entspricht nach Abbildung 2 im Jahr 2023 einer Primärenergie von 203 TWh. Das ist weniger als 10% des Bedarfs an Primärenergie von Deutschland im Jahre 2023.

Für die Klimaneutralität, dass nur so viel CO₂ emittiert wird, wie es von der Natur wieder gebunden werden kann, müssten die verbleibenden 90% der Primärenergie in Deutschland regenerativ hergestellt werden. Das soll überwiegend durch regenerativ hergestellten Strom mit Photovoltaik Anlagen oder durch Windkraftanlagen geschehen. Hierfür sind hohe Kosten für Investitionen notwendig, die sich in der Laufzeit dieser Anlagen amortisieren müssen. Hinzu kommen konventionelle Kraftwerke, die bei der „Dunkelflaute“ zur Stromerzeugung anspringen und ansonsten auf „Stand by“ stehen. Das verursacht Kosten aber keine Einnahmen in Form von verkauftem Strom. Diese Standzeiten müssen von den Verbrauchern genauso bezahlt werden, wie die Abgabe von überschüssigem Strom bei Sonnenschein und/oder Wind ins Ausland. All das macht „grünen“ Strom betriebswirtschaftlich so viel teurer, als „grauer“ Strom aus Gas- oder Kohlekraftwerken. Diesem können die durch Klimaveränderung bedingten Schäden, wie zum Beispiel Überschwemmungen, Hurrikans, Dürren entgegengestellt werden, was die Kosten/Nutzen Analyse des "grünen" Stroms erschwert.

Die Zeit wird zeigen, wie es der Politik und den Regierungen in den nächsten Jahren gelingen wird, die sehr teure Energiewende frei von CO₂ Emission zu gestalten. Ein Klimaschutz, der marktwirtschaftlich nicht funktioniert, wird auf Dauer nur tragfähig sein, wenn es von der Gesellschaft unterstützt wird. Hierfür ist Verständnis und Akzeptanz für die permanente Subventionierung der „grünen“ Energie über Jahrzehnte notwendig. Es muss klar sein, dass Subventionen umgeleitete Steuergelder sind, die dann an anderer Stelle fehlen. Der derzeitige Ansatz ist, dass mit CO₂-Zertifikaten und der CO₂-Steuer Kaufkraft abgeschöpft und diese in die Gestaltung der CO₂ neutralen deutschen Volkswirtschaft investiert wird (siehe: Emissionsrechtehandel – Wikipedia und https://www.test.de/CO2-Steuer-einfach-erklaert-5915840-0/ ).

CO₂ Emissionen von Deutschland
 
Der Energiebedarf und der Primärenergiemix von Deutschland ist einer der Schlüssel zum Verstehen der Energiewende. Der andere Schlüssel ist das Verstehen der CO₂ Emissionen verschiedener Sektoren.  Diese sind im Wesentlichen die Energiewirtschaft, Industrie, Gebäude, Verkehr und Landwirtschaft (siehe Abbildung 3). Die CO_2.Äq Emission der Sektoren haben sich 2023 im Vergleich zu 2022 unterschiedlich entwickelt. CO_2.Äq Emission ist ein Äquivalent für die Treibhausgase (siehe co2-emission-in-die-atmosphaere ).

Abbildung 3: Verteilung der CO_2.Äq Emissionen im Jahre 2023 in Deutschland in Mio. t CO_2.Äq nach Sektoren (rot: Sonstige). Quelle: agora-energiewende.de)

Der Rückblick zur Energiewende 2023 von AGORA

Die Agora Energiewende ist eine Organisation, die nach mehrheitsfähigen Kompromissen beim Umbau des Stromsektors zur Energiewende in Deutschland sucht und das Wirtschaftsministerium berät. Agora Energiewende hat einen Rückblick auf die Energiewende 2023 publiziert (siehe (agora-energiewende.de). In diesem Bericht steht in der Zusammenfassung:

• „Deutschlands CO₂-Ausstoß sinkt auf Rekordtief und legt zugleich Lücken in der Klimapolitik offen“.
• „Deutschlands Treibhausgasemission fällt 2023 auf 673 Millionen Tonnen CO_2.Äq und damit auf den tiefsten Stand seit 70 Jahren. Das entspricht einem Rückgang von 73 Millionen Tonnen CO_2.Äq gegenüber 2022 bzw. 46 Prozent im Vergleich zu 1990.

Diese Feststellungen sollen unten detaillierter untersucht werden.

Die CO_2.Äq Emission von Deutschland ist in Abbildung 4 ab dem Jahr 2020 dargestellt. In diese ist die Trendlinie zum Erreichen des von Deutschland auferlegten Zieles der „Null“-CO_2.Äq-Emissionen bis zum Jahre 2045 eingezeichnet.Hier passt die von Agora für 2023 geschätzte CO_2.Äq-Emission für das Jahr 2023 (grüner Balken) sowie das Ziel 2030 einer CO_2.Äq Emission von 450 Mill. Tonnen gut in den Trend.

Abbildung 4: CO_2.Aq Emissionen in Deutschland seit 2010 mit Ziel der „Null“ Emission 2045

Leider hatte der Rückgang der CO_2.Äq-Emission in Deutschland von 1990 zu 2023 mit 46% auf die CO_2.Äq  Konzentration in der Atmosphäre keinen Einfluss (siehe co2-konzentration-in-der-atmosphaere ). Die CO₂ Konzentration in der Atmosphäre ist im Jahre 1990 von 355 ppm Ende 2023 auf 420 ppm gestiegen. Derzeit steigt die CO₂-Konzentration weiterhin weltweit etwa mit 1,8 ppm pro Jahr, auch auf 3400 m Höhe auf Mouna Loa (Hawaii) inmitten des Pazifik, wo es weit und breit keine Industrie und in der subtropischen Region keine Heizungen gibt. Das erschwert die Argumentation in Deutschland für die hohen Kosten des Klimawandels, da diese sich im Weltklimawandel nicht bemerkbar machen. Die Kette „Aktion – Reaktion“ beziehungsweise „Ursache und Wirkung“ ist nicht erkennbar, was der Regierung das Durchsetzen von ökologischen Maßnahmen erschwert.

Anscheinend ist der „Kipppunkt“, an dem der Temperaturanstieg gestoppt werden kann bereits überschritten. Bei der derzeitigen CO₂ Konzentration in der Atmosphäre kühlt die Erde im Winterhalbjahr nicht so weit ab, dass im nächsten Sommer die Temperaturen nicht weiter steigen als im Vorjahr. Wenn die CO₂ Konzentration in der Atmosphäre nicht reduziert wird, wird die Erderwärmung aus physikalischen Gründen vorerst weiter steigen. Der Bremsweg zum Stoppen der Erderwärmung ist wahrscheinlich Jahrzehnte, wenn nicht Jahrhunderte. Aber das ist erst recht ein Grund, jetzt schon auf die Bremse zu treten. Deshalb ist der Rückblick auf das Jahr 2023 der CO₂ Emissionen nach den verschiedenen Sparten für das Verständnis der Situation der Energiewende für Deutschland von Interesse.

Energiewirtschaft

Bei der Energiewirtschaft wurden 2023 insgesamt 46 Mio. t CO_2.Äq gespart. Davon sind 6 Mio. t  CO_2-Äq Emission eingespart worden, in dem Strom regenerativ, überwiegend durch Windkraftanlagen, gefolgt von Solaranlagen erzeugt wurde. Das ist gut. Die weiter eingesparten 26 Mio. t der CO_2-Äq Emission sind dadurch zustande gekommen, dass Deutschland 2023 aus dem Ausland mehr Strom zugekauft als exportiert hat. Das ist nicht gut. Hier wird die CO_2.Äq Emission ins Ausland verlagert und damit ist dem Klima nicht geholfen.

Mit wie viel CO₂-Emission in verschiedenen Ländern Strom produziert wird und in den vergangenen Jahren produziert wurde kann aus der Webseite Elektrizitäts-Karten | CO₂-Emissionen des Stromverbrauchs in Echtzeit (electricitymaps.com) entnommen werden. Aus dieser Seite kann auch entnommen werden, mit wie viel CO₂-Emission der von Deutschland zugekaufte Strom verbunden ist. Stand der Dinge ist, dass Deutschland beim Überschuss von regenerativem Strom bei viel Sonne und/oder Wind ins Ausland billig verkauft, aber bei Bedarf, oft mit fossilen Brennstoffen oder mittels AKW hergestellten Strom teuer zukauft. Nach electricitymaps.com wurde in Deutschland in den letzten 12 Monaten 58% der produzierten Strommenge regenerativ hergestellt und für 1 kWh Strom 416 g CO₂ emittiert (Stand 15. Januar 2024). Derzeit und wahrscheinlich auch in den nächsten Jahren wird der Strom der Wärmepumpen weniger als 65% regenerativ sein. Damit ist das neue Heizungsgesetz problematisch, da neu eingebaute Heizungen mindestens zu 65% mit regenerativer Energie betrieben werden sollen, wie zum Beispiel Wärmepumpen.

Die verbleibenden 6 Mio. t CO_2.Äq Emission sind  auf den geringen Stromverbrauch, bedingt durch das allgemeine Sparen, zurückzuführen. Das ist gut, aber nicht „kriegsentscheidend“, da der Stromverbrauch in den nächsten Jahren durch die E-Mobilität und Wärmepumpen weiter steigen wird.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass bei der Energiewirtschaft 2023 mit Subventionen in Deutschland 6 Mio. t  CO_2.Äq Emission gespart wurden, was weniger als 1% der CO_2.Äq Emission von Deutschlands ist (siehe Tabelle am Schluss des Aufsatzes „was hat das alles gekostet“).

Industrie

In der Industrie wurden im Jahr 2023 insgesamt 20 Mio. t CO_2.Äq Emission gespart. Davon sind 3 Mio. t der CO_2-Äq Emissionen, durch langfristige Maßnahmen eingespart worden. Das sind im Verhältnis zur gesamten CO_2.Äq Emission von Deutschland weniger als 0,5 %, was keine zufriedenstellende Zahl sein darf und nicht für den zukunftsträchtigen Industriestandort Deutschland spricht.

Besorgniserregend sind die eingesparten weiteren 17 Mio. t der CO_2-Äq Emission durch den „krisenbedingten Produktionsrückgang“. Ein großer Teil dieser Einsparung ist die Abnahme der Produktion der Energieintensiven Produkte wie Zement, Eisen, Papier und Glas. Was aber viel gravierender ist, ist dass die Industrie aus Deutschland, vielleicht auch wegen der Klimapolitik der letzten Jahre, abwandert.

Das Bruttoinlandsprodukt BIP von Deutschland ist 2023 um 0,3% zurückgegangen. Hinzu kommt, dass 2023 aus Deutschland mehr Investitionskapital abgeflossen ist als ausländisches Kapital in Deutschland investiert wurde (125 Mrd. EURO laut Deindustrialisierung: Eine Analyse auf Basis von Direktinvestitionen - Institut der deutschen Wirtschaft (IW) (iwkoeln.de) ). Ein weiteres Indiz ist der DAX 50, in der mehrheitlich international tätige deutsche Unternehmen vertreten sind. Der Dax 50 ist  2023 um 20% gestiegen. Der MDAX, in dem mehrheitlich Unternehmen vertreten sind die schwerpunktmäßig den deutschen Markt bedienen, hat 2023 an Wert verloren. Das sind Zeichen zur „Deindustrialisierung“ von Deutschland, in dem große, international tätige deutsche Firmen ihre Produktion ins Ausland verlegen und aus dem Ausland in Deutschland nur noch investiert wird, wenn diese mit Subventionen verbunden sind. Das kann langfristig zu volkswirtschaftlichen Problemen führen. Es werden auch Steuereinnahmen fehlen, um die teure Energiewende in der Zukunft zu finanzieren. Eine Reduktion der Emission von „Treibhausgasen“ durch Deindustrialisieren von Deutschland wird politisch nur dann tragfähig sein, wenn vom deutschen Wähler akzeptiert wird, dass der Klimawandel mit Verzicht auf Konsum in allen Bereichen, auch mit Mangel an frei verfügbarem Einkommen verbunden ist. Da das, wie oben dargestellt  eine Perspektive über Jahrzehnte wäre, ist hierfür die Akzeptanz der Bevölkerung wichtig.

Verkehr

Die in diesem Bereich eingesparten 3 Mio. t CO_2.Äq sind laut AGORA auf den leichten Rückgang des konjunkturbedingten Lkw-Verkehrs zurückzuführen.

Nach den Angaben in https://de.statista.com/statistik/daten/studie/12131/umfrage/pkw-bestand-in-deutschland/ erreichten die in Deutschland gemeldeten Pkw am 1. Januar 2023 mit rund 48,76 Millionen Fahrzeugen den höchsten Wert aller Zeiten.
Der Pkw-Bestand stieg über die Jahre nahezu kontinuierlich an.  Betrachtet man den Pkw-Bestand in Deutschland nach Kraftstoffarten, stellen Fahrzeuge mit Benzinmotor die größte Gruppe dar. Die zweithäufigste Antriebsart bei den Pkw in Deutschland ist der Diesel. Alternative Antriebsformen, wie die Elektromobilität, Hybridantriebe oder Autogas spielen beim Antriebsmix in Deutschland weiterhin eine eher marginale Rolle. Der Trend in der E-Mobilität scheint 2024 gebrochen zu sein, da diese nicht mehr subventioniert werden. Ein anderer Wermutstropfen ist, dass die CO₂-Emission der neuen Pkw 2023 um 4,9 Prozent, von durchschnittlich 109,6 g/km auf 114,9 g/km gestiegen ist (siehe: https://www.adac.de/news/neuzulassungen-kba/  )

Die Fakten oben zeigen, dass im Sektor „Verkehr“ Deutschland 2023 die Klimaziele nicht erreichen wurden, und der Egoismus der persönlichen Mobilität gegenüber der altruistischen Mobilität mit öffentlichen Verkehrsmitteln überwiegt. Auch hier ist ein langfristiges Umdenken für die Klimaneutralität unumgänglich. Voraussetzung hierfür ist die Bereitstellung der Infrastruktur. Da Kfz im Durchschnitt in Deutschland 10 Jahre alt sind, wird das Hochfahren der E-Mobilität, wenn dieses finanziell möglich ist, sich im Klima erst in Jahrzehnten bemerkbar machen.

Landwirtschaft

In der Landwirtschaft wurden 1 Mio. t CO_2.Äq eingespart. Diese 1 Mio. t CO_2.Äq Einsparung, sind in der Gesamtbilanz der CO₂-Emissionen für Deutschland 2023 im Promillebereich. Diese werden von Agora auf die Verminderung des Tierbestandes zurückgeführt. Es ist zu hoffen, dass dieser verminderte Tierbestand nicht zu Importen von tierischem Eiweiß aus dem Ausland führt und somit eine Verlagerung der CO₂-Emissionen ins Ausland, auf Kosten der deutschen Bauern stattfindet.

Ein anderer Faktor ist die Emission von Lachgas N₂O das durch die Oxidation von überschüssigem, Stickstoffhaltigem Dünger entsteht, der nicht von den Pflanzen aufgenommen oder in das Grundwasser ausgewaschen wird. Hier ist die Stellschraube weniger düngen und damit weniger Ertrag, was die Preise für deutsche Nahrungsmittel erhöht und die Emission der Treibhausgase ins Ausland verlagert, von wo Lebensmittel zu geringeren Preisen mit ihrem CO₂-Rucksack importiert werden. Die Bauernproteste Januar 2024 in Deutschland und Frankreich haben die Akzeptanz der Klimaziele von den Landwirten in einem kritischen Licht gezeigt. Auch hier ist der Konsument gefragt, ob er für Nahrungsmittel mit einem kleinen CO₂-Rucksack bereit ist mehr zu bezahlen.

Wohnen

Laut Agora sind diese im Bereich Gebäude beziehungsweise Wohnen 3 Mio. t CO_2.Äq, die weniger als 0,5 % der gesamten Emission von Deutschland 2023 ausmachen, gespart. Das wird auf das mildere Wetter 2023 als 2022, sowie das Sparen der Verbraucher zurückgeführt.

Da das Thema „Wohnen“ der Sektor ist, den wir am ehesten durch unser persönliches Verhalten beeinflussen können, soll das in einem separaten Abschnitt behandelt werden.

Was hat das alles gekostet

2023 war das Bruttoinlandsprodukt (BIP) von Deutschland 4125  Mrd. EURO. Das ist die Summe an Geld das die in Deutschland lebenden Menschen erwirtschaftet haben.

Der Bundeshaushalt war 457 Mrd. EURO.

Der Klima- und Transformationsfond (KTF) hatte 2023 ein Volumen von 31 Mrd. EURO (29. Subventionsbericht des BMF vom 06.09.2023).

Das sind vom BIP weniger als 1% und vom Bundeshaushalt knapp 7%.

Die Einen werden sagen, das war gut investiertes Geld, sonst wären die Zahlen zu den Einsparungen der CO_2.Äq Emission oben noch schlechter. Die anderen werden sagen, das war schlecht investiertes Geld, da die Zahlen oben nicht befriedigend sind.

Ob Deutschland mehr Geld in die Klimaneutralität investieren wird hängt davon ab, wie die Wähler sich entscheiden. Die derzeitige politische Entwicklung in Deutschland zeigt, dass ökologische Vorhaben, die als Bevormundung aufgefassst werden sowie planwirtschaftliche Maßnahmen zur Energiewende, von der breiten Wählerschaft nicht akzeptiert werden. Das Ziel muss sein, innerhalb von Rahmenbedingungen mit der freien Marktwirtschaft die Ziele der Klimaneutralität sozial akzeptiert zu erreichen. Dafür sollten Zahlen und Fakten dienen, damit in Erkenntnis der dramatischen Situation der Klimaveränderung jeder das Seine tut und Opfer bringt. 
(siehe Heizkosten sparen  und strom-sparen ).
 

Aus dem Bundeshaushaltsplan 2023 – Einzelplan 60
Wirtschaftsplan des Klima und Transformation Fond (Sondervermögen)