Der CO2-Preis-Rechner

Sind 180 bis 640 € pro Tonne CO2 wie vom Umweltbundesamt empfohlen politisch durchsetzbar? Spielen Sie mit dem Regler, um zu sehen, wo man ladet.

alle Preise inkl. MWSt 19%

Anmerkungen in Kürze

• Ein Wegfall der Mineralölsteuer könnte einen nahtlosen Übergang bei Benzin und Diesel mit einem CO2-Startpreis von mehr als 100€ ermöglichen. Dies beseitigt Verzerrungen, die bisher z.B. Heizöl stark begünstigen, das dann natürlich deutlich teurer würde. Die unverzichtbare Investition in einer Wärmepumpe und ggf. Sanierungsmaßnahmen - zumal mit Förderung - hätten sich schneller rentiert.
• Methan wird im deutschen und europäischen CO2-Preis bisher nicht gesondert betrachtet. Dabei hat die weltweit emittierte Methanmenge kurzfristig (bis 20 Jahre) einen ähnlich starken Effekt wie alle CO2-Emissionen. Wie stark Methan einbezogen wird, hängt entscheidend davon ab, welches GWP (= Global Warming Potential) für welchen Zeitraum angesetzt wird. Da es um die Vermeidung von Kettenreaktionen geht, macht es Sinn, den hohen GWP-Wert für 20 Jahre anzusetzen.
• Strom: Bei 350 Euro CO2-Preis (mit Methanbepreisung schon ab 200 €) wird die Gaserzeugung als Lückenfüller teurer als Erneuerbare + Speicher, wenn dafür 20 cent Herstellungskosten pro KWh angesetzt werden.

Hintergrund

Wird die Energiewende teuer?

• Alle Emissionen werden gleichermaßen erfasst, auch für Methan, auch für Flugbenzin, Importe (schwer zu regeln). Schlupflöcher oder weitere Abgaben wie die Mineralölsteuer verzerren sofort die Wirkung.
• Das CO2-Budget wird nicht überschritten. Entweder über Zertifikate, deren Menge jedes Jahr sinkt. Dabei sollte schon jetzt festgelegt werden, welche Menge in welchem Jahr bis zur Netto-Null ausgegeben wird. Schon jetzt muss klar sein, dass jeglicher CO2-Ausstoß danach durch Negativemissionen ausgeglichen werden muss. Eine Alternative ist ein CO2-Preis, der bei einem drohenden Überschreiten des jährlich festgelegten Budgets sofort deutlich erhöht wird.

Mit einem hohen CO2-Preis steigen die Kosten für fossile Energien deutlich an. Der Kohleausstieg käme von selbst. Investitionen in Erneuerbare brauchen dann keine weiteren Anreize mehr, vorausgesetzt Wind und Sonne können genehmigungsrechtlich in großer Dimension installiert werden. Wenn allerdings z.B. Abstandsregeln und Klagemöglichkeiten bei der Windkraft dies verhindern, muss Deutschland seinen Ökostrom importieren, etwa in Form von grünem Wasserstoff für die Stromerzeugung. Bei Transport und Wandlung geht viel Energie verloren, was wiederum den Preis erhöht. Die Gefahr der Falschdeklarierung ist groß. Deutschland verliert Geld. Die Frage ist dann auch, ob alle Staaten weltweit bereit sind, extrem hohe CO2-Preise durchzusetzen, um CO2-Budgets konsequent einzuhalten. Um das zu verhindern gibt es nur einen Weg: Wind- und Sonnenenergie mitsamt Elektrolyse in der größtmöglichen international denkbaren Geschwindigkeit rund um den Globus zu installieren. Die 750 Milliarden Euro des EU-Hilfspaketes wären hierfür besser aufgehoben.
Wenn erneuerbare Energien dann nicht zur Verfügung stehen, ist nicht zuletzt die Energieversorgung gefährdet. All das erklärt auch die Begehrlichkeiten, Laufzeiten für Atomkraftwerke doch noch zu verlängern, die allerdings immense Langzeit-Folgekosten verursachen, selbst ohne GAU. Die weltweiten Produktionsmöglichkeiten für Wind- und Sonnenenergie bleiben der Flaschenhals der Energiewende.

Die Wirtschaftsleistung Deutschlands hängt künftig entscheidend von der Ausbaumenge erneuerbarer Energien, Netzen und Speichern ab.

Zwei Systeme für CO2-Preise in Deutschland und in der EU

In der aktuellen Diskussion um den Klimapakt wird zu selten herausgestellt, dass es mittlerweile zwei Bepreisungssysteme gibt:

• EU-ETS Seit 2005 gibt es den europäischen Emissionshandel (Emissions Trading System). Entscheidend für die Stromerzeugung mit Kohle und Gas, außerdem für Fabriken (Eisen, Koks, Zement, Glas, Papier) und Kraftwerke ab 20 MW. Seit 2013 auch Chemie, andere Metalle, Gips, Verbrennung, Minerale, Flugbenzin. Preis pro Tonne CO2: Anfangs bis zu 30€, 2006 kompletter Zusammenbruch fast kostenlos, 2012-2017 zwischen 3 und 8 €, bis 2021 Anstieg auf mehr als 50 €.
• nEHS - der nationale Emissionshandel ab 2021 für alle anderen Emissionen durch Öl/Gas/Benzin/Diesel, ab 2023 auch Kohle, entscheidend für den privaten Bezug, z.B. für die Heizung und das Auto. Ab 2021 jährlich gestaffelt 25/30/35/45/55 € bis 2025, danach begrenzt zwischen 55 und 65 € im Handel (Stand 5/2021). Zertifikate werden in unbegrenzter Menge zu Festpreisen (bzw. später im Preis gedeckelt) abgegeben. Eine Anpassung bei Überschreitung jährlicher CO2-Ziele erfolgt somit nicht.

CO2-Steuer-Preisgestaltung deutlich zu niedrig

Methan fehlt noch im CO2-Preis

Die Treibhausgas-Mengen und -Budgets werden oft in CO2-Äquivalenten angegeben (CO2e), da auch andere Gase eine Rolle auf das Klima spielen. Entscheidend ist vor allem, mit welchem Faktor Methan gewertet wird. Kurzfristig hat die weltweit emittierte Menge etwa denselben Effekt wie CO2. Auch Methan entsteht hauptsächlich bei der Förderung von Öl, Gas und Kohle (33%) sowie in der Tierhaltung, hier insbesondere bei Rindern (21% der Gesamtemissionen), siehe Olivier/Peters (S.12). Die weltweiten Methanemissionen pro Jahr werden bei Olivier/Peters (S.6) auf 389 Mt geschätzt, bei NASA Earth Observatory / Global Carbon Project auf 576 Mt.
Oft wird ein 100-Jahres-Faktor (GWP = Global Warming Potential) von 21 oder 25 für Methan genannt, was auf älteren Schätzungen beruht. Im IPCC AR5 (2014, WG1 Kap8 S.714) wird bereits ein Faktor von 36 mit Rückkopplungseffekten angenommen. Der Kurzzeitfaktor liegt mit ca. 86 auf 20 Jahre noch deutlich höher. Gerade kurzfristig kann Methan auf diese Weise Kettenreaktionen auslösen.

Bisher wird Methan beim deutschen CO2-Preis nicht berücksichtigt. Die Einbeziehung der Landwirtschaft ist dabei ein heißes Eisen, an das sich die Politik noch nicht getraut hat.
Bei einem Mittelwert von 500 Mt Emissionen pro Jahr kommt Methan bereits auf ein Äquivalent von 43 Gt CO2, was fast genau der aktuell emittierten CO2-Menge im Jahr entspricht.

Berechnungsgrundlagen

Benzin / Diesel:

Die CO2-Mengen-Festlegung in der Tabelle entspricht den Werten, die der Bund ansetzt. Für Benzin / Diesel / Heizöl / Erdgas: gemäß den Emissionsfaktoren des Umweltbundesamtes (UBA), die der CO2-Preisgestaltung zu Grunde liegt. Tatsächlich sind die Emissionen in der gesamten Produktionskette höher (s.u.).

• 1000 Liter Benzin = 750 kg, 1000 Liter Diesel = 840 kg (BDBE: Umrechnung und Formeln)
• 1 kg Ottokraftstoff verursacht ca. 3,2 kg CO2: UBA: Emissionsfaktoren (S.32 / 34),
• Daraus folgt für 1 l Benzin: 0,75 kg Kraftstoff * 3,2 kg CO2/kg Kraftstoff = 2,4 kg CO2
• Daraus folgt für 1 l Diesel: 0,84 kg Kraftstoff * 3,2 kg CO2/kg Kraftstoff = 2,688 kg CO2

Weitere Grundwerte

• 1 Liter Öl produziert 9,8 KWh Wärme
• Der Wärmepumpenstrom-Grundpreis bezieht sich auf die KWh Wärme, d.h. bei einem COP=3 (mäßiger Wärmepumpeneffizienzgrad) und 22 c/KWh Bezugspreis (aktuieller Wärmepumpenstromtarif) käme man auf 7,33 c/KWh Wärme.
• Mineralölsteuer: 0,06 €/l Heizöl (also 0,6 cent/KWh Wärme), 0,65 €/l Benzin, 0,47 €/l Diesel
• Flüge: Umweltbundesamt / ifeu: Die Klimabilanz eines Bürgers (2007, S.59/60) nennt 0,133 kg CO2 pro Personenkilometer bei Europa- und Interkontinentalflügen. Inlandsflüge liegen mit 0,193 kg CO2/km höher

Methan

Die Methan-Berechnung ist spekulativer. Die Emissionen entstehen bereits bei der Förderung von fossiler Energie. Olivier/Peters geben auf S.12 (s.o.) auch den Anteil an, den Öl, Kohle und Gas an den weltweiten Methanemissionen ausmachen. Bei einem Mittelwert von 500 Mt Methanemissionen pro Jahr (s.o.) ergibt sich:

• Ölproduktion 2020: 95.192.000 Barrel pro Tag (BP Statistical Review 2020), entspricht 5,5 Bio. Liter pro Jahr. Bei 0,862 kg / Liter sind das 4,7 Gt
• 1000 Liter Öl geben 1300 Liter Benzin und 1500 Liter Diesel (WiWo)
• Damit entstehen 7,3 g Methan pro Liter Benzin und 6,3 g Methan pro Liter Diesel
• Gas: 3989,3 Mrd. m³ (BP 2020). Bei 0,86 kg/m³ (BP) ergibt das ca 3,44 Gt.
• Gas: 143 EJ entspricht ca 40000 TWh
• Kohle: 167,58 EJ = 46426 TWh. Hier gibt es keine Gewichtsangabe - daher die Berechnung pro KWh
• Im CO2-Rechner wird ein Wirkungsgrad von 40% für die Stromerzeugung mit Kohle, 60% für Gas (GuD) angesetzt. Das ergibt 2,5 g/KWh Methan für Kohle und 2,9 g/KWh für Gas. Bei Kraft-Wärme-Kopplung verbessert sich die Effizienz.

Nahrung

Referenz ist die WWF-Publikation Klimawandel auf dem Teller (S.27) von 2012, mit der auch der CO2-Rechner des Umweltbundesamtes arbeitet. Interessant wäre hier eine Aufschlüsselung in CO2 und Methan, angegeben sind aber nur CO2-Äquivalente. Der Verzicht auf Kraftfutter (= mehr Methanausstoß) sowie Futter-Importe aus Südamerika, die zur Regenwaldabholzung beitragen, kann die Klimabilanz verbessern. Bio-Produkte aus der Region sind deshalb eine bessere Wahl. Ergänzend empfiehlt sich die Studie Fleisch aus Baden-Württemberg. Auch Transportkosten wirken sich natürlich auf die Lebensmittelpreise aus. Insbesondere bei langen Wegen wird CO2-Preis einen Aufschlag verursachen. Dies ist in der Tabelle aber nicht berücksichtigt.
Inzwischen hat der WWF ergänzend die Studie Klimaschutz, landwirtschaftliche Fläche und natürliche Lebensräume als "Kulinarischen Kompass" herausgegeben. Flexitarische, vegetarische und vegane Ernährung werden gegenübergestellt.
Die Studie Including CO2 implications of land occupation in LCAs— method and example for livestock products (Schmidinger, Universität Wien; Stehfest, Umweltbehörde PBL Niederlande 2012) kommt für niederländisches Rindfleisch auf 22 kg CO2 pro kg Fleisch, setzt sogar für 1kg brasilianisches Rindfleisch 335 kg CO2 an, da hier Regenwaldabholzung und Landveränderung berücksichtigt werden. Daraus würde sich im Rechner der 17fache Aufpreis ergeben, z.B. 45 €/kg bei 180€ CO2-Preis.

Weitere Quellen:

• ERA Energy Research Architekture / Studie im Auftrag des Verbandes der Deutschen Biokraftstoffindustrie: Emissionen von Erdölbegleitgas
• Newscientist / Ogino-Studie (Japan)
• Oekotest: Diese Lebensmittel sind die schlimmsten Klimakiller
• ADAC: E-Auto-Verbrauch pro 100 km
• Finanztip: CO2-Steuer mit den Werten für Benzin / Diesel
• Mineralölsteuer: Zusammensetzung des aktuellen Benzinpreises bei tanken.de

Wie viel CO2 ensteht beim Autofahren?

• Förderung und Transport des Erdöls
• Energieaufwand in der Raffinerie
• das Abfackeln von Erdölbegleitgas (Flaring): 0,27 Gt CO2/a
• nicht verbranntes Methan, das bei der Erdölförderung entweickt (Venting): 0,1-2,4 Gt CO2e/Jahr

² = Nach der ERA-Studie (s.o.) sind die Methanemissionen schwer zu erfassen und entsprechen 0,1 - 2,4 Gt CO2-Äquivalente(CO2e) pro Jahr. Je nach Fördergebiet ergeben sich damit mehr als 100g/MJ, in Nigeria sogar 167g/MJ. Bei 32MJ/Liter Benzin ergeben sich damit 3,2 bis 5,3 kg CO2e pro Liter Benzin. Methan zerfällt zwar nach 10 bis 25 Jahren, heizt aber erstmal das Klima an und kann damit Feedback-Effekte in Gang setzen. Realistisch wäre ein Wert von 4 kg CO2e pro Liter Benzin, der aber hier nicht benutzt wird.

Lesetoff dazu: CO2-Rechner für Auto und Flugzeug der WDR-Sendung Quarks und Klimareporter: CO2-Preis statt EEG-Umlage und Stromsteuer