12.02.2024

Beitragsreihe Carbon Management: Wie werden abgeschiedene Emissionen bilanziert?

Mit der festen Verankerung der europäischen Klimaneutralitätsziele bis 2050 rückt die Thematik des Carbon Managements in den Fokus nachhaltiger Umweltpraktiken. Die Herausforderung besteht nicht nur darin, die Emissionen zu reduzieren, sondern auch unvermeidbare Emissionen effektiv zu managen. Dies erfordert den Einsatz von Technologien zur CO2-Abscheidung, die entweder eine unterirdische Speicherung (Carbon Capture and Storage – CCS) oder die Integration in einen geschlossenen Kohlenstoffkreislauf (Carbon Capture and Utilization – CCU) ermöglichen. Diese Beitragsreihe gibt einen Überblick über Abscheidungstechnologien, Verwendungsmöglichkeiten des CO2, Speicherverfahren, sowie Transportoptionen und politische Bestrebungen im Kontext Carbon Management.

Inhalte der Beitragsreihe

  1. Begriffserklärungen und Grundlagen
  2. Wie werden abgeschiedene Emissionen bilanziert?
  3. Wie kann CO2 abgeschieden werden?
  4. CCU – Wie kann CO2 genutzt werden?
  5. CCS – Wie kann CO2 gespeichert werden?
  6. Wie kann CO2 transportiert werden?
  7. Welche Rahmenbedingungen sind zu beachten?
Abbildung 1: Der Kohlenstoffkreislauf mit Kennzeichnung der Bilanzierung von CO2-Emissionen

Negative Emissionen durch CO2-Abbau

Sobald CO2 dauerhaft der Atmosphäre entzogen wird spricht man von „Netto-Negativ-Emissionen“. Zum einen kann dies durch direkte Abscheidung aus der Atmosphäre mit anschließender Speicherung erreicht werden (DACCS). Außerdem gilt die Abscheidung bei Verbrennung von Biomasse beispielsweise in Biomassekraftwerken bei anschließender Speicherung als negative Emission, da die Biomasse schon während des Wachstums CO2 aus der Atmosphäre gebunden hat. Auch Verfahren der nachhaltigen Landnutzung, wie Aufforstung oder Kohlenstoffbindung im Boden sorgen für einen CO2-Abbau in der Atmosphäre, solange das gebundene CO2 nicht wieder in die Atmosphäre entweicht [4].

Für eine Gesamtbilanzierung von CO2-Emissionen, ist es wichtig, nur zusätzliche und langfristig entnommen CO2-Mengen als negative Emissionen zu zählen. Zu diesem Zwecke und um Doppelzählungen zu vermeiden, muss CO2-Entnahme einheitlich zertifiziert werden. Die CO2-Zertifikaten können dann von Unternehmen gekauft werden, um bestehende Emissionen auszugleichen. Der Handel mit CO2 Zertifikaten kann daher einen monetären Anreiz für den Abbau von CO2 darstellen.

Zertifizierung von CO2-Abbau

Es gibt verschiedene freiwillige Standards und Zertifizierungsprogramme, wie z.B. den Verified Carbon Standard (VCS) und der Gold Standard, welche Kriterien festlegen, nach denen CO2-Entnahmen überprüft und zertifiziert werden. Projekte mit CO2-Abbau, die diese Standards erfüllen, können Zertifikate ausstellen, die den entfernten CO2-Mengen entsprechen [5].

Um einen EU-weiten einheitlichen Standard für die Zertifizierung von CO2-Entnahmen zu gewährleisten, arbeitet die EU-Kommission aktuell an einem Entwurf für einen EU-Zertifizierungsrahmen. Hier werden die Qualitätskriterien für die Zertifizierung von CO2-Mengen, die Vorschriften für die Überprüfung, sowie die Vorschriften für die Arbeitsweise des Zertifizierungssystems festgelegt. Berücksichtigt werden neben BECCS und DACCS auch die CO2-Speicherung in langlebigen Produkten und CO2-Abbau durch klimaeffiziente Landwirtschaft [1]. Um eindeutige Vorteile für das Klima durch die CO2-Entnahme sicherzustellen sind Qualitätsmerkmale anhand Speicherdauer der Maßnahmen festgelegt. Dabei muss die geologische Speicherung von BECCS und DACCS mindestens mehrere Jahrhunderte andauern, während für die die Bindung von CO2 in langlebigen Produkten eine Mindestspeicherdauer von 35 Jahren gilt. Als langlebige Produkte sind zunächst nur Holzprodukte und Baumaterialien für die Zertifizierung zugelassen, während die Einbeziehung anderer langlebiger Kohlenstoffspeicherprodukte von der Kommission im Rahmen der Überprüfung der Verordnung abgewogen werden soll [1]. Für eine Zertifizierung muss die Bindung des CO2 in langlebigen Produkten über die gesamte Lebensdauer einschließlich des Endes seiner Lebenszeit überwacht werden. Im Fall der Freisetzung von CO2 während des Überwachungszeitraumes muss als Ausgleich eine CO2-Speicherung in gleicher Höhe erfolgen. Am Ende des Überwachungszeitraums gilt das gebundene CO2 als in die Atmosphäre freigesetzt und die entsprechenden Einheiten werden in dem Zertifizierungsregister gelöscht. Mit Löschung des Zertifikats muss der Betreiber eine Geldbuße entrichten, die den Kohlenstoffkosten der in die Atmosphäre freigesetzten Kohlenstoffmenge entspricht. Beim CO2-Abbau durch BECCS und DACCS wird von einer dauerhaften Speicherung ausgegangen, sodass die Gültigkeit des Zertifikats kein Ablaufdatum hat [1].

Märkte für CO2-Zertifikate

Es gibt existieren zwei Marktsegmente für den Handel mit CO2-Zertifikaten: Der Compliance-Markt basiert auf verbindlichen Klimaschutzzielen von Industrieländern. Der freiwillige CO2-Markt dient der der freiwilligen Kompensation von Treibhausgasemissionen.

Freiwillige CO2-Märkte sind Märkte, auf denen Akteure wie Unternehmen, Organisationen oder Privatpersonen freiwillig Zertifikate für die Kompensation von Treibhausgasemissionen kaufen oder verkaufen können. Durch die Kompensation übernimmt der Akteur Verantwortung über seinen ökologischen Fußabdruck, was zu einem umweltfreundlichen Image, Wettbewerbsvorteil und Erreichung der eigenen Klimaziele verhelfen kann. Die CO2-Zertifikate werden meist über Dienstleister wie z.B. atmosfair, myclimate oder Primaklima außerbörslich übertragen. Der freiwillige Erwerb von CO2-Zertifikaten kann hierbei allerdings keine Emissionen für die Erreichung verpflichtender Klimaschutzziele wie dem Pariser Abkommen kompensieren.

Das wichtigste Beispiel für einen Compliance Markt ist der EU-Emissionshandel, auch bekannt als European Union Emissions Trading System (EU-ETS). Dieser umfasst Emissionen aus den Sektoren Energie, Industrie und Luftfahrt, für welche eine begrenzte Anzahl von Emissionszertifikaten (Emissionsmengen) ausgegeben werden. Wie in der oberen Graphik in Abbildung 2 abgebildet, wird die Anzahl der ausgehändigten Emissionszertifikate jährlich reduziert, bis 2050 keine Zertifikate mehr ausgegeben werden [6]. Außerdem wird ab 2026 die Zuteilung kostenloser Emissionen für die emissionsintensive Industrie reduziert und bis 2034 abgeschafft [7]. Vor allem für emissionsintensive Industrien erhöhen diese Beschlüsse die Dringlichkeit zur Emissionsminderung. Neben Energieeffizienzmaßnahmen, Elektrifizierung und dem Einsatz von klimaneutralen Energieträgern kann dabei die CO2-Abscheidung am Standort einen wichtigen Beitrag leisten.

Abbildung 2: Maximale Anzahl der ausgehändigten CO2-Zertifikate am EU-ETS bis 2050 (oben), das Abschmelzen der kostenlos ausgehändigten CO2-Zertifikate (mittig) sowie der CO2-Preis am EU-ETS (unten) [6] [7].

Dabei sind CO2-Emissionen welche am Industriestandort „zum Zwecke der Beförderung und geologischen Speicherung“ [2] (CCS) abgeschieden werden im EU-ETS anrechenbar. Die Emissionszertifikate, die dem Unternehmen zugeteilt wurden (d.h. die ihnen zustehen, aber durch CO2-Abscheidung vermieden wurden), können demnach verkauft werden und bieten damit einen finanziellen Anreiz für CCS-Technologien [3]. Hierbei unterliegen sowohl die Abscheidung, der Transport, sowie die Speicherung einer strengen Monitoringpflicht um mögliche Leckagen zu identifizieren. Die Abscheidung von CO2 fossilen Ursprungs mit anschließender langfristiger geologischer Speicherung gelten daher im aktuellen Rechtsrahmen der EU-ETS als neutrale Emissionen unter der Voraussetzung, dass keine Leckagen vorliegen. Emissionen biogenen Ursprungs werden bei der Berechnung mit dem Emissionsfaktor 0 bewertet und daher ebenso neutral bilanziert.

Die geplante EU-Zertifizierung für negative Emissionen, beispielsweise für die Speicherung von abgeschiedenem biogenem CO2 (BECCS), soll einen monetären Anreiz für zusätzlichen CO2-Abbau bieten. Die Zertifikate können dann am freiwilligen CO2-Markt verkauft werden. Aktuell ist jedoch keine Integration der zertifizierten CO2-Entnahme in die ETS-Richtlinie vorgesehen.

Literatur

[1] Bericht über den Vorschlag für eine Verordnung des Europäischen Parlaments und des  Rates zur Schaffung eines Unionsrahmens für die Zertifizierung von CO2- Entnahmen (Bericht EU-Zertifizierung von CO2- Entnahmen). Ausgefertigt am 2023-11-03; Straßburg: Europäisches Parlament, 2023.

[2] Gesetz über den Handel mit Berechtigungen zur Emission von Treibhausgasen (Treibhausgas-Emissionshandelsgesetz – TEHG). Ausgefertigt am 2011-07-21, Version vom 2021-08-10; Berlin: Bundesrepublik Deutschland, 2021.

[3] Altrock, Martin: Rechtliche Rahmenbedingungen für Carbon Capture and Storage (CCS) in  Deutschland – Gutachten. Brussels, Belgium: Bellona Europa AISBL, 2022.

[4] Erlach, Berit: Was sind negative Emissionen,  und warum brauchen wir sie?. Akademienprojekt „Energiesysteme der Zukunft” (ESYS), 2022.

[5] Carbon Mechanisms. In https://www.carbon-mechanisms.de/grundlagen/grundlagen-der-kohlenstoffmaerkte . (Abruf am 2024-02-11), Berlin: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), 2024.

[6] Der Europäische Emissionshandel. In https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/der-europaeische-emissionshandel#teilnehmer-prinzip-und-umsetzung-des-europaischen-emissionshandels . (Abruf am 2024-02-11), Dessau-Roßlau: Umweltbundesamt (UBA), 2023.

[7] Klimaschutz: Einigung über ehrgeizigeren EU-Emissionshandel (ETS). In https://www.europarl.europa.eu/news/de/press-room/20221212IPR64527/klimaschutz-einigung-uber-ehrgeizigeren-eu-emissionshandel-ets . (Abruf am 2024-02-11), Brüssel: Europäisches Parlament, 2022.