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Transformationsprozess zum treibhausgasneutralen und ressourcenschonenden Deutschland - GreenEe

Das Umweltbundesamt (UBA) untersucht schon seit vielen Jahren, wie eine nachhaltige Entwicklung sowie eine treibhausgasneutrale und ressourcenschonende Lebensweise erreicht werden kann. Hierfür wurde ein interdisziplinäres Projekt gestartet: "RESCUE" (Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität). Dieses Projekt ist mit einem hohen Anteil an "Eigenforschung" des UBA und einer intensiven Einbindung externer Wissenschaftler über das hier berichtete Forschungsvorhaben (FKZ 3715411150) gelungen. Dabei wurden sechs Szenarien zur Transformation entwickelt. Die Green-Szenarien beschreiben unterschiedlich ambitionierte Transformationspfade zu einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland bis 2050. Die beiden GreenEe-Szenarien stehen für "Germany -resource efficient and greenhouse gas neutral -Energy efficiency" und fokussieren die Erschließung der Energieeffizienzpotenziale über alle Anwendungsbereiche hinweg. In GreenEe1 sind Produktionsmengen vorgegeben, Produkte, die aufgrund einer rückläufigen Nachfrage in Deutschland nicht mehr nachgefragt werden, werden exportiert. In GreenEe2 werden die Produktionsmengen entlang der Dynamik der inländischen Nachfrage ermittelt. Beide Szenarien beinhalten die grundlegende Transformation des Energiesystems einschließlich des Ausstiegs aus fossilen Rohstoffen und einer tiefgreifender Sektorkopplung mittels Elektrifizierung. Der Endenergiebedarf kann von 2.737 TWh in 2015 auf nur 1.609 TWh in GreenEe1 reduziert werden, der Anteil der erneuerbaren Energien im Strombereich steigt bereits auf 75 % in 2030 und 100 % in 2050. Der EE-Anteil der Brenn- und Kraftstoffe ist aufgrund des langsameren Markthochlaufes für PtX im Jahre 2040 bei 40 %. Im GreenEe2-Szeanrio wird der Endenergiebedarf dabei sogar auf 1.540 TWh reduziert, bei einer vergleichbaren Dekarbonisierung der Stromerzeugung, aber etwas höheren Dekarbonisierung der Brenn- und Kraftstoffe in 2040 von 42 %. Im Ergebnis wird in GreenEe1 (GreenEe2) im Jahr 2050 der Rohmaterialkonsum gegenüber 2010 um 60,6 % (61,8 %) reduziert. Der Anteil der Sekundärmaterialien am gesamten (primär- und sekundär-) Rohstoffbedarf/-verbrauch steigt auf 32 % (33 %). Pro Person werden nur noch 7,5 (7, 3) Tonnen Rohstoffe konsumiert, davon 2,2 Tonnen Biomasse, die überwiegend für die Ernährung gebraucht werden. Die technologischen Änderungen einschließlich Substitutionen (wie die der fossilen Rohstoffe durch erneuerbare Energien, der Steigerungen der Rohstoffeffizienz und des Recyclings) reduzieren die Nachfrage nach einer Vielzahl von Rohstoffen, ausgenommen davon sind Rohstoffe, die in Schlüsseltechnologien für die Transformation gebraucht werden. Die Treibhausgasemissionen können in GreenEe1 (GreenEe2) bis 2050 um 95,8 % (96,3 %) gegenüber 1990 reduziert werden, bis 2030 liegt der Rückgang der THG-Emissionen bei 60,2 % (61,3 %) . Allerdings können nur im Energie- und Verkehrssektor die Treibhausgase bis 2050 vollständig vermieden werden. In den anderen Quellgruppen Industrie, Landwirtschaft, Abfall und LULUCF verbleiben Emissionen, die nach dem heutigen Wissensstand noch nicht vollständig vermeidbar sind. Quelle: Forschungsbericht

Klimaemissionen sinken 2023 um 10,1 Prozent – größter Rückgang seit 1990

UBA-Projektion: Nationales Klimaziel bis 2030 erreichbar Im Jahr 2023 emittierte Deutschland 10,1 Prozent weniger Treibhausgase (THG) als 2022. Das zeigen neue Zahlen des Umweltbundesamtes (UBA). Gründe sind der gestiegene Anteil erneuerbarer Energien, ein Rückgang der fossilen Energieerzeugung und eine gesunkene Energienachfrage bei Wirtschaft und Verbrauchern. Insgesamt wurden 2023 in Deutschland rund 674 Millionen Tonnen THG freigesetzt – 76 Millionen Tonnen oder 10,1 Prozent weniger als 2022. Dies ist der stärkste Rückgang seit 1990. Insbesondere der Verkehrssektor muss beim Klimaschutz aber nachsteuern. Er verfehlt seine Klimaziele erneut deutlich und liegt 13 Millionen Tonnen über dem zulässigen Sektor-Budget. ⁠ UBA ⁠-Präsident Dirk Messner ordnet die Zahlen so ein: „Mit Ausbruch des Kriegs gegen die Ukraine hatten viele die Sorge, dass wir eine Renaissance der Kohle und anderer fossiler Energieträger sehen werden. Wir wissen heute, dass das nicht passiert ist. Das liegt vor allem am sehr erfolgreichen Ausbau der erneuerbaren Energien. Das ist ein großer Schritt, der uns in den kommenden Jahren beim ⁠ Klimaschutz ⁠ helfen wird. Aber nicht in allen Sektoren stehen wir glänzend da. Vor allem der Verkehrssektor bleibt weiter ein großes Sorgenkind. Hier muss dringend mehr passieren – etwa durch den Ausbau der Elektromobilität und den Abbau des Dienstwagenprivilegs und anderer klimaschädlicher Subventionen. Mit Blick auf das Jahr 2030 bin ich zuversichtlich, dass wir die nationalen Klimaziele einhalten können. Wir sind bereits ein großes Stück beim Klimaschutz vorangekommen. Zu Beginn der Legislaturperiode gingen wir für 2030 noch von 1.100 Millionen Tonnen THG zu viel aus. Jetzt sehen wir in unseren Projektionen für 2030, dass diese Lücke geschlossen werden wird, wenn wir weiter so ambitioniert am Klimaschutz arbeiten.“ Im Sektor Energiewirtschaft sind die THG-Emissionen 2023 gegenüber dem Vorjahr um rund 51,8 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente bzw. 20,1 Prozent gesunken, was auf einen geringeren Einsatz fossiler Brennstoffe zur Erzeugung von Strom und Wärme zurückzuführen ist. Besonders stark war dieser Rückgang beim Einsatz von Braun- und Steinkohle sowie bei Erdgas. Gründe hierfür sind unter anderem die deutlich gesunkene Kohleverstromung, der konsequente Ausbau der erneuerbaren Energien und ein Stromimportüberschuss bei gleichzeitig gesunkener Energienachfrage. Weitere Treiber waren Energieeinsparungen in Folge von höheren Verbraucherpreisen sowie die milden Witterungsverhältnisse in den Wintermonaten. In der Industrie sanken die Emissionen im zweiten Jahr in Folge auf rund 155 Mio. Tonnen CO 2 -Äquivalente im Jahr 2023. Dies entspricht einem Rückgang von fast 13 Mio. Tonnen oder 7,7 Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Damit liegt der Industriesektor mit rund 18 Mio. Tonnen ⁠ CO2 ⁠-Äquivalente unter seiner Jahresemissionsmenge für 2023. Auch hier wird der Emissionsrückgang durch den gesunkenen Einsatz fossiler Brennstoffe, insbesondere von Erdgas und Steinkohle, bestimmt. Wichtige Treiber dieses Trends sind die negative konjunkturelle Entwicklung und gestiegene Herstellungskosten, die zu Produktionsrückgängen führten. Auch im Gebäudesektor konnte eine Emissionsminderung von 8,3 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalenten auf rund 102 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente (minus 7,5 Prozent) erreicht werden. Trotz dieser Minderung überschreitet der Gebäudesektor erneut die gemäß BUndes-Klimaschutzgesetz (KSG) erlaubte Jahresemissionsmenge, diesmal um rund 1,2 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente. Wesentliche Treiber für den Rückgang der Emissionen sind wiederum Energieeinsparungen aufgrund der milden Witterungsbedingungen in den Wintermonaten 2023 und höhere Verbraucherpreise. Auch der Zubau an Wärmepumpen wirkte sich positiv auf die Emissionsentwicklung im Gebäudebereich aus, da beispielsweise weniger Erdgas und Heizöl eingesetzt wurden. Im Verkehr wurden 2023 rund 146 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente ausgestoßen. Damit liegen die THG-Emissionen im Verkehrssektor rund 1,8 Mio. Tonnen (1,2 Prozent) unter dem Wert von 2022 und rund 13 Mio. Tonnen über der nach KSG für 2023 zulässigen Jahresemissionsmenge von 133 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente. Im Vorjahr waren die Emissionen noch leicht angestiegen. Angesichts der nur geringen Überschreitung im Gebäudesektor ist der Verkehr damit der einzige Sektor, der sein Ziel deutlich verfehlt und sich weiter vom gesetzlichen Zielpfad entfernt. Haupttreiber des geringen Emissionsrückgangs sind dabei aber nicht etwa effektive Klimaschutzmaßnahmen, sondern die abnehmende ⁠ Fahrleistung ⁠ im Straßengüterverkehr. Verglichen mit 2022 hat der Pkw-Verkehr 2023 dagegen leicht zugenommen. Die im vergangenen Jahr neu zugelassenen Elektrofahrzeuge im Pkw-Bestand wirken hier leicht emissionsmindernd. Projektionsdaten für das Jahr 2030: Aus den heute veröffentlichten aktuellen UBA-Projektionsdaten 2024 wird im Vergleich zum UBA-Projektionsbericht 2023 deutlich, dass die neuen Klimaschutzmaßnahmen auf nationaler und europäischer Ebene ihre Wirkung entfalten können. Mit einem ambitionierten Ausbau der erneuerbaren Energien bleiben die nationalen Klimaziele bis 2030 sektorübergreifend erreichbar. Die sogenannte kumulierte Jahresemissionsgesamtmenge zeigt sektorübergreifend bis 2030 sogar eine Übererfüllung von 47 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalenten. Dem Ziel, im Jahr 2030 die THG-Emissionen um 65 Prozent gegenüber 1990 zu mindern, kommt Deutschland mit den aktuell vorgesehenen Maßnahmen demnach sehr nahe. Wie die Emissionsdaten zeigen auch die aktuellen Projektionsdaten, dass die Klimaschutzanstrengungen in den einzelnen Sektoren unterschiedlich erfolgreich sind. So weist der Verkehrssektor bis 2030 eine kumulierte Minderungslücke von 180 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalenten auf. Im Sektor Gebäude werden bis 2030 wiederum 32 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente mehr emittiert als vorgesehen. Dahingegen übertrifft der Sektor Energiewirtschaft sein Emissionsziel um 175 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente, was maßgeblich auf einen gelungenen Ausbau der erneuerbaren Energien bis 2030 basiert. Auch der Sektor Industrie übertrifft laut Projektionsdaten seine gesetzlichen Vorgaben um 37 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente, dabei geht in den kommenden Jahren die Erholung der Industrie einher mit ihrer Dekarbonisierung. Die Sektoren Landwirtschaft sowie Abfallwirtschaft und Sonstiges übererfüllen ihre Ziele um 29 Mio. Tonnen, bzw. um 17 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalente. Weitere Informationen: Die vorliegenden Emissionsdaten für das Jahr 2023 stellen die gegenwärtig bestmögliche Berechnung dar. Sie sind insbesondere aufgrund der zu diesem Zeitpunkt nur begrenzt vorliegenden statistischen Berechnungsgrundlagen mit entsprechenden Unsicherheiten verbunden. Die Berechnungen leiten sich aus einem System von Modellrechnungen und Trendfortschreibungen der im Januar 2024 veröffentlichten detaillierten Inventare der THG-Emissionen des Jahres 2022 ab. Die vollständigen, offiziellen und detaillierten Inventardaten zu den THG-Emissionen in Deutschland für das Jahr 2023 veröffentlicht das UBA im Januar 2025 mit der Übermittlung an die Europäische Kommission. Für die Erstellung der Projektionsdaten und des Projektionsberichts der Bundesregierung beauftragt das UBA regelmäßig ein unabhängiges Forschungskonsortium, das mit einem integrierten Modellierungsansatz abschätzt, wie sich die aktuelle Klimaschutzpolitik auf die klimaschädlichen Treibhausgasemissionen Deutschlands auswirkt. Der Fokus liegt auf den Ergebnissen in den Sektoren bis zum Jahr 2030 und auf dem Jahr 2045. Das UBA koordiniert die Arbeiten in enger Abstimmung mit den zuständigen Ressorts aller Sektoren auf Bundesebene (Energiewirtschaft, Verkehr, Industrie, Gebäude, Abfallwirtschaft, Landwirtschaft sowie ⁠ Landnutzung ⁠, Landnutzungsänderungen und Forstwirtschaft). Diese Projektionen sollten nicht als ⁠ Prognose ⁠ für kommende Jahre missverstanden werden. Für Projektionen werden Modelle eingesetzt, die eine langjährige, plausible Treibhausgasemissionsentwicklung unter den Bedingungen und Annahmen zum Zeitpunkt des Modellierungsstarts projizieren. Auftretenden Sondereffekten und unvorhergesehenen, kurzfristigen Ereignissen, wie z. B. die Energiekrise im vergangenen Jahr, sind methodisch nicht oder nur begrenzt integrierbar. Zusätzlich zu dem heute veröffentlichten Kurzpapier „Treibhausgas-Projektionen 2024 – Ergebnisse kompakt“ zu den Projektionsdaten 2024 hat das UBA bereits Anfang März 2024 die Annahmen für die Berechnung der Treibhausgasprojektionen veröffentlicht: Treibhausgas-Projektionen 2024 für Deutschland - Instrumente Treibhausgas-Projektionen 2024 für Deutschland - Rahmendaten

The innovation fund

This report analyses a range of options for designing the EU Innovation Fund (IF), a financing instrument created under the EU Emissions Trading System (ETS) to support technological breakthrough for low-carbon innovations in the power sector and industry. The report combines a look at lessons learned from the IF’s predecessor mechanism “NER 300” with insights from the respective emission reduction technology options in three key industry sectors (steel, cement, pulp & paper) based on a literature review and interviews: on this basis, the paper concludes with recommendations for the IF’s design.

Identifying and supporting vulnerable households in light of rising fossil energy costs

Rising energy prices, poor energy performance of buildings and low incomes can leave households unable to meet their energy needs, adequately heat their homes or pay their energy bills. These households are referred to as energy poor or vulnerable households. However, a standardised definition and robust indicators of energy poverty are currently lacking in Germany. This study therefore addresses the concepts of energy poverty and vulnerability, presents definitions and indicators, and looks at policies and measures to support affected groups. The study emphasises that energy poverty should not be seen as part of general poverty, but as a distinct structural problem. Due to budget constraints or lack of decision-making power, affected households are unable to respond adequately to an increase in fossil fuel prices, for example as a result of ⁠ CO2 ⁠ pricing, by investing in energy-efficient refurbishment or renewable heat. To prevent a worsening of social inequalities as a result of the European carbon pricing scheme for buildings and transport (ETS2), the Social Climate Fund will be established at EU level to complement the ETS2. The National Social Climate Plans, due in mid-2025, require EU member states to define energy poverty and vulnerability, develop indicators to identify these groups, and design policies and measures to help these groups transition to climate-friendly technologies. Using a range of indicators, the study concludes that around 3 million households in Germany are vulnerable to rising fossil fuel prices. This represents around 10% of the 30 million households that use fossil fuels for heating. More than 80% of these vulnerable households live in multi-family dwellings and almost all of them are tenants. The study examines different instruments to support vulnerable households and also looks at good practice examples from other countries. Socially differentiated financing of efficiency and decarbonisation measures, similar to the French MaPrimeRénov' programme, could also help those households to invest that have so far hardly benefited from state funding programmes in Germany. Veröffentlicht in Texte | 01/2025.

The Korea Emissions Trading System and electricity market

Electricity generation is the largest source of greenhouse gas emissions in many countries. Most emissions trading systems (ETS) therefore address emissions from electricity generation. The de-sign of an ETS and the structure and regulation of the electricity sector have a large impact on the environmental effectiveness and the quality of the carbon price signal. This report analyses the interaction of carbon and electricity markets in the Republic of Korea. Since its launch in 2015, the K-ETS has evolved into one of the country’s principle mechanisms for achieving its emission reduction target. Regulatory reform in the carbon and the electricity market has a large potential for acceler-ating emission reductions through the ETS and could set an example for countries considering in-troducing carbon pricing policies to advance decarbonisation in regulated electricity sectors. This case study is part of the project “Influence of market structures and market regulation on the carbon market” that aims to identify the impact of market structures and regulations on carbon markets and to investigate the interdependencies between carbon and energy markets in Europe, California, China, South Korea, and Mexico. Veröffentlicht in Climate Change | 36/2021.

Exergie und Wirtschaft

Im Rahmen des Projekts werden für ausgewählte energieintensive Industrien mögliche zukünftige Produktionsprozesse definiert und untersucht, die zu einer möglichst vollständigen Dekarbonisierung der Industriebranchen führen. Für eine vergleichende Analyse werden sowohl die gegenwärtig in Deutschland eingesetzten Prozesse als auch die definierten zukünftigen Prozesse betrachtet. Neben energetischen, ökonomischen und ökologischen Indikatoren werden zusätzlich exergetische Indikatoren analysiert und bewertet. Darüber hinaus werden für die zukünftigen Prozesse Potenziale für industrielle Symbiosen durch betriebsübergreifende Nutzung anfallender ⁠ Nebenprodukte ⁠ untersucht. Hierfür wird ein modellbasierter Ansatz eingesetzt, der auf den exergetischen Indikatoren basiert und Aufwände für den Transport der Nebenprodukte mitberücksichtigt. Abschließend werden Handlungsempfehlungen für eine möglichst effiziente Umstrukturierung bestehender Produktionsprozesse und Standorte abgeleitet. Veröffentlicht in Climate Change | 26/2020.

The European Commission’s Renovation Wave Initiative for the Building Sector

In summer 2020, the European Commission launched the Renovation Wave Initiative as an important building block of the European Green Deal. The aim is to at least double the renovation rates of public and private buildings over the next ten years and to promote deeper renovations. Together with the decarbonization of heat supply, this should enable a significant reduction in direct greenhouse gas emissions in the building sector by 2030. The new discussion paper places the Renovation Wave in its political context, analyzes its main elements with a view to the overall goal of a climate-neutral building stock in 2050, and identifies options for action for revisions of relevant guidelines. Veröffentlicht in Climate Change | 53/2021.

Kurs halten in der Krise - schneller auf den Pfad zur industriellen Dekarbonisierung!

Deutschland ist ein produktions- und exportstarker Industriestaat im Herzen Europas. Doch ist die deutsche Industrie in unterschiedlichem Maße auf Importe von Energieträgern, Rohstoffen und Halbzeugen angewiesen. Der Angriffskrieg Russlands gegen die Ukraine zeigt viele Konsequenzen – vom Wegbrechen und Neuaufbau bisheriger Lieferketten bis hin zu möglichen und bereits umgesetzten Energieboykottmaßnahmen der EU gegenüber Russland, die auf die deutsche Industrie zurückfallen. Dieses Papier zeigt, wie Betreiber von Industrieanlagen, Genehmigungsbehörden und der Bundesgesetzgeber den sich für die Aufrechterhaltung der Produktion stellenden Herausforderungen begegnen können und Energie- und sonstige Rohstoffverbräuche einsparen. Dies unterstützt zudem die Industrie auf ihrem Transformationsweg zur Dekarbonisierung. Veröffentlicht in Texte | 84/2022.

Setting Incentives for Emission Reductions in Developing Countries: The Case of Social Housing in Colombia

Colombia faces a number of challenges including growing need for social housing in metropolitan areas driven by accelerating urbanisation associated with a growing electricity demand as well as increasing hydroelectric uncertainty as a result of changes in the el Niño weather phenomenon. At the same time, Colombia actively implementing its Nationally Determined Contribution (NDC) under the Paris Agreement. These include measures to improve energy efficiency in the residential sector overall. Policies for renewable electricity, building codes, and appliance energy performance standards all play a role in these efforts. However, these policies are not currently putting Colombia on a path towards the decarbonisation of the building sector. Through Article 6 of the Paris Agreement, countries can cooperate in NDC implementation to allow for higher climate ambition. There may be an opportunity to construct Net Zero Energy Buildings though an Article 6 pilot in the social housing sector, which would reduce energy consumption, reduce emissions, reduce energy poverty, reduce energy consumption subsidy payments, and improve public health and energy security. Such a pilot could, together with a larger policy roadmap towards increasingly stringent energy efficiency standards, help put the Colombian building sector on a path towards decarbonisation and alignment with the Paris Agreement. Veröffentlicht in Climate Change | 40/2020.

Staying on course in a crisis - accelerating progress forward towards industrial decarbonisation!

Germany is an industrialised country with a strong production and export sector in the heart of Europe. However, German industry is dependent to varying degrees on imports of energy sources, raw materials and semi-finished products. Russia's war of aggression against Ukraine is having many consequences - from the break-up and rebuilding of previous supply chains to possible and already implemented sanctions by the EU against Russia as well as reductions in supply volumes up to a supply boycott by Russia, which are having an impact on German industry. This paper shows how operators of industrial plants, licensing authorities and the federal legislator can meet the challenges of maintaining production while reducing energy and raw material consumption. This also supports industry on its transformation pathway towards decarbonisation. Veröffentlicht in Texte | 101/2022.

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