Klimabilanz von Erdgas

Erd­gas ist ein brenn­ba­res, na­tür­lich ent­stan­de­nes Gas­ge­misch. Als wich­ti­ge Säu­le im Ener­gie­mix wird es zur Be­hei­zung von Wohn- und Ge­wer­be­räu­men, als Wär­me­lie­fe­rant in der In­dus­trie, zur Strom­er­zeu­gung sowie als Treib­stoff für Schif­fe und Kraft­fahr­zeu­ge ge­nutzt. Im Ver­gleich zu Koh­le und Heiz­öl ver­brennt Erd­gas be­son­ders schad­stoff­arm und weist die ge­rings­ten Treib­haus­gas-Emis­si­o­nen und Fein­staub­be­las­tun­gen un­ter al­len fos­si­len Ener­gie­trä­gern auf.

Methan-Emissionen: Zahlen und Fakten

Haupt­be­stand­teil von Erd­gas ist Me­than (CH4), ein farb- und ge­ruch­lo­ses Gas. Die­ses ent­steht, wenn or­ga­ni­sches Ma­te­ri­al un­ter Luft­ab­schluss ab­ge­baut wird. So kann Me­than un­ter an­de­rem in der Land­wirt­schaft, bei der Ab­fall- und Ab­was­ser­be­hand­lung oder bei der Ge­win­nung, För­de­rung und Ver­tei­lung von Brenn­stof­fen ent­wei­chen und in die Erd­atmo­sphä­re ge­lan­gen.

Als hoch­wirk­sa­mes Treib­haus­gas oxi­diert Me­than in der Erd­atmo­sphä­re zu Koh­len­stoff­mo­no­xid und schließ­lich zu Koh­len­stoff­di­o­xid. Mit ei­nem glo­ba­len Er­wär­mungs­po­ten­zi­al (GWP über 100 Jah­re) von 25 ist Me­than ein deut­lich stär­ke­res Treib­haus­gas als Koh­len­stoff­di­o­xid. Da­durch trägt es zur Erd­er­wär­mung bei.

Ne­ben dem wich­tigs­ten vom Men­schen ver­ur­sach­ten Treib­haus­gas Koh­len­di­o­xid (CO2) gibt es wei­te­re, wie z. B. Lach­gas oder Me­than, die in un­ter­schied­li­chem Ma­ße zum Treib­haus­ef­fekt bei­tra­gen und über ver­schie­den lan­ge Zeit­räu­me in der Atmo­sphä­re ver­blei­ben. Um de­ren Kli­ma­wir­kung zu ver­ein­heit­li­chen, wer­den die Treib­haus­ga­se ent­spre­chend ih­rem glo­ba­len Er­wär­mungs­po­ten­zi­al in CO2-Äqui­va­len­te um­ge­rech­net.

GWP steht für global warming potential. Der GWP-Wert de­fi­niert das re­la­ti­ve Treib­haus­po­ten­zi­al ei­ner Subs­tanz in Be­zug auf das CO2-Äqui­va­lent. Der Wert be­schreibt die Wir­kung der mitt­le­ren Erd­er­wär­mung, meist über ei­nen Zeit­raum von 100 Jah­ren be­trach­tet.

Methanemissionen der deutschen Gaswirtschaft

Das Um­welt­bun­des­amt (UBA) hat im neu­en Treib­haus­gas-In­ven­tar­be­richt, der im Ja­nu­ar 2023 er­schien, ak­tu­a­li­sier­te Emis­si­ons­fak­to­ren bei den Me­than­emis­si­o­nen der Gas­wirt­schaft an­ge­wen­det.

Durch neue Stu­dien und Er­kennt­nis­se kam es bei den Me­than­emis­si­o­nen zu er­heb­li­chen An­pas­sun­gen. Ins­be­son­de­re wer­den die Me­than­emis­si­o­nen der Gas­ver­sor­gung nun deut­lich nie­dri­ger an­ge­ge­ben. Die Kor­rek­tur er­gibt sich aus ei­ner Neu­be­stim­mung der Emis­si­ons­fak­to­ren, de­ren Grund­la­ge um­fang­rei­che Mess­pro­jek­te der Netz­be­trei­ber in den ver­gan­ge­nen Jah­ren wa­ren.

Die­se Pro­jek­te ha­ben ge­zeigt, dass die Me­than­emis­si­o­nen deut­lich nie­dri­ger sind, als dies bei Zu­grun­de­le­gung der bis­lang ver­wen­de­ten Emis­si­ons­fak­to­ren an­ge­nom­men wur­de: Bei der Gas­ver­sor­gung (Trans­port und Ver­tei­lung) wur­de der Wert um 62 Pro­zent nach un­ten kor­ri­giert. Das ent­spricht 3 Mio. t CO2eq. Da­mit ist der An­teil der Gas­ver­sor­gung an den ge­sam­ten Me­than­emis­si­o­nen mit we­ni­ger als 5 Pro­zent statt knapp 10 Pro­zent er­heb­lich nie­dri­ger als bis­her an­ge­nom­men.

EU-Methanstrategie

Me­than ist welt­weit nach Koh­len­stoff­di­o­xid das zweit­häu­figs­te Treib­haus­gas (THG). Die Eu­ro­pä­i­sche Kom­mis­si­on hat sich des­halb im Rah­men des European Green Deals auch ei­ne Stra­te­gie mit Vor­schlä­gen für le­gis­la­ti­ve und nicht­le­gis­la­ti­ve Maß­nah­men zur Min­de­rung der Me­than-Emis­si­o­nen in den Be­rei­chen Ener­gie, Land­wirt­schaft und Ab­fall (EU-Me­than­stra­te­gie) – auf die welt­weit rund 95 Pro­zent der auf mensch­li­che Tä­tig­kei­ten zu­rück­ge­hen­den Me­than-Emis­si­o­nen ent­fal­len – ent­wi­ckelt. Ei­ne Ver­rin­ge­rung der Me­than-Emis­si­o­nen soll so­wohl zur Ver­lang­sa­mung des Kli­ma­wan­dels als auch zur Ver­bes­se­rung der Luft­qua­li­tät bei­tra­gen.

Die Fol­gen­ab­schät­zung zum Kli­ma­ziel­plan der EU für 2030 er­gab, dass die An­stren­gun­gen zur Ver­rin­ge­rung der Me­than­emis­si­o­nen be­schleu­nigt wer­den müss­ten und ei­ne Re­du­zie­rung um 35 - 37 Pro­zent ge­gen­über 2005 er­for­dern, wenn die ehr­gei­zi­ge­ren Ziel­vor­ga­ben ei­ner Re­du­zie­rung der Treib­haus­gas­emis­si­o­nen um min­des­tens 55 Pro­zent bis 2030 er­reicht wer­den sol­len. Ob­wohl die EU nur 5 Pro­zent der welt­wei­ten Me­than­emis­si­o­nen ver­ur­sacht, wird sie sich als welt­wei­te Num­mer eins beim Im­port von Ener­gie und wich­ti­ge Ak­teu­rin in der Land- und in der Ab­fall­wirt­schaft den­noch für in­ter­na­ti­o­na­le Maß­nah­men ein­set­zen.

Die EU-Me­than­stra­te­gie be­in­hal­tet u. a. Maß­nah­men zur Ver­bes­se­rung der Mess-, Über­prü­fungs- und Be­richt­er­stat­tungs­stan­dards auf EU-Ebe­ne. Da­rü­ber hi­naus wird die Kom­mis­si­on in Part­ner­schaft mit dem Um­welt­pro­gramm der Ver­ein­ten Na­ti­o­nen, der Koa­li­ti­on für Kli­ma und sau­be­re Luft und der In­ter­na­ti­o­na­len Ener­gie­agen­tur die Ein­rich­tung ei­ner in­ter­na­ti­o­na­len Beo­bach­tungs­stel­le für Me­than­emis­si­o­nen un­ter­stüt­zen. Auch das Sa­tel­li­ten­pro­gramm der EU "Copernicus" wird da­zu bei­tra­gen, die Über­wa­chung zu ver­bes­sern, glo­ba­le Su­per­emit­ten­ten auf­zu­spü­ren und grö­ße­re Me­than­leckagen zu er­mit­teln.

Für den Ener­gie­sek­tor be­deu­tet das u. a. ei­ne Ver­pflich­tung zur bes­se­ren Er­ken­nung und Re­pa­ra­tur von Leckagen (LDAR) in der Gas­in­fra­struk­tur, die Prü­fung ei­nes Ver­bots von Ent­ga­sen ("venting") und Ab­fa­ckeln ("flaring") so­wie mög­li­che wei­te­re Rechts­vor­schrif­ten. Zu­dem wird die Eu­ro­pä­i­sche Kom­mis­si­on mit ih­ren in­ter­na­ti­o­na­len Part­nern in ei­nen Dia­log tre­ten und in Be­zug auf Ener­gie­im­por­te in die EU mög­li­che Stan­dards, Ziel­vor­ga­ben oder An­rei­ze so­wie Ins­tru­men­te für ih­re Durch­set­zung prü­fen.

Expertenthema

Methan-Emissionen sinken seit Jahren kontinuierlich

Um der Erd­er­wär­mung ent­ge­gen­zu­wir­ken, hat die Welt­ge­mein­schaft be­reits im Rah­men des Kyo­to-Pro­to­kolls ei­ne ers­te in­ter­na­ti­o­na­le Ver­ein­ba­rung zur Sen­kung der Me­than-Emis­si­o­nen ge­trof­fen. Im Zu­ge des­sen ging der An­teil des Me­than­aus­sto­ßes an den ge­sam­ten Treib­haus­gas-Emis­si­o­nen al­lein in der EU zwischen 1990 und 2020 um 32 Pro­zent auf 3.298 Mil­li­o­nen Ton­nen CO2eq zurück7. Da­bei ha­ben sich die Me­than-Emis­si­o­nen, die ent­lang der Wert­schöp­fungs­ket­te von Erd­gas ent­ste­hen, EU-weit zwi­schen 1990 und 2020 um 39 Pro­zent re­du­ziert1, ob­wohl der Gas­ver­brauch im glei­chen Zeit­raum um ein Vier­tel zu­ge­nom­men hat und auch die Län­ge des Gas­net­zes deut­lich an­ge­stie­gen ist. Der Me­than­an­teil am Ge­samt­aus­stoß kli­ma­schäd­li­cher Ga­se lag in der EU im Jahr 2020 bei rund 11,6 Pro­zent (CO2-Äqui­va­len­te)1.

Eben­so wur­den in Deutsch­land gro­ße Fort­schrit­te er­zielt, denn die ge­sam­ten Me­than-Emis­si­o­nen wur­den laut Um­welt­bun­des­amt hier­zu­lan­de zwi­schen 1990 und 2020 um ca. 40 Pro­zent re­du­ziert2.

Vom Menschen verursachte Emissionsquellen

Anthropogene Methan-Emissionen nach Quellen 2021

Rundungsbedingt entspricht die Summe aller Zahlenangaben nicht 100 Prozent. Die Methan-Emissionen der Gaswirtschaft sind anteilig sowohl im Bereich "Energiewirtschaft" als auch im Bereich "Diffuse Emissionen aus Brennstoffen" dargestellt. Quelle: eigene Berechnung auf Basis von UBA (2022).

Verursacher von Methan-Emissionen

Et­wa 50 bis 60 Pro­zent des welt­weit frei­ge­setz­ten Me­thans stam­men aus an­thro­po­ge­nen Quel­len4. Auch in Deutsch­land wird der über­wie­gen­de Teil der Me­than-Emis­si­o­nen durch die Land­wirt­schaft frei­ge­setzt. Nach An­ga­ben des Um­welt­bun­des­am­tes emit­tier­te al­lein die­ser Wirt­schafts­zweig im Jahr 2021 et­wa 30,9 Mil­li­o­nen Ton­nen CO2-Äqui­va­len­te Me­than. Wei­te­re 7,6 Mil­li­o­nen Ton­nen CO2-Äqui­va­len­te Me­than-Emis­si­o­nen wur­den bei der Ab­fall- und Ab­was­ser­be­hand­lung emit­tiert. Auch die Ener­gie­wirt­schaft ver­ur­sach­te in Deutsch­land den Aus­stoß von 2,3 Mil­li­o­nen Ton­nen CO2-Äqui­va­len­ten Me­than-Emis­si­o­nen, hin­zu ka­men knapp 4,8 Mil­li­o­nen Ton­nen CO2-Äqui­va­len­te dif­fu­ser Me­than-Emis­si­o­nen aus Brenn­stof­fen2.

Die Me­than­emis­si­o­nen der Vor­ket­te des Öl- und Gas­ver­brauchs tra­gen 0,5 Pro­zent zu den Treib­haus­gas­emis­si­o­nen in Deutsch­land bei, ca. 0,06 Pro­zent ent­fal­len auf den Trans­port von Erd­gas durch das Lei­tungs­netz der deut­schen Fern­lei­tungs­netz­be­trei­ber.

Und auch EU-weit ist nur ein ge­rin­ger Teil der Me­than-Emis­si­o­nen ener­gie­be­dingt. So liegt et­wa der An­teil der durch Gas­ak­ti­vi­tä­ten ver­ur­sach­ten Me­than-Emis­si­o­nen am ge­sam­ten Me­than­aus­stoß der EU bei knapp 4 Pro­zent1. Die­se Men­ge ent­spricht et­wa 0,2 Pro­zent der ge­sam­ten Treib­haus­gas­emis­si­o­nen der EU1.

Erdgas ist ein klimaschonender Energieträger und Partner der Erneuerbaren.

Emissionen von Erdgas

Der Ener­gie­trä­ger Erd­gas wird in vie­len De­bat­ten als kos­ten­güns­ti­ge Lö­sung zur Er­rei­chung der Kli­ma­zie­le dar­ge­stellt. Dies ruft ver­ein­zelt Kri­tik in Be­zug auf sei­ne ge­sam­ten Treib­haus­gas-Emis­si­o­nen in­klu­si­ve Vor­ket­te her­vor.

Die Stu­die "Carbon Foot­print Natural Gas 1.1" der DBI Gas- und Um­welt­tech­nik GmbH un­ter­such­te für den Zeitraum 2015 – 2018 den Carbon Foot­print von Erd­gas, wel­ches in Zen­tral-Eu­ro­pa bzw. Deutsch­land ver­teilt wur­de. Da­bei wur­den die Schrit­te För­de­rung, Auf­be­rei­tung, Trans­port und Spei­che­rung von Erd­gas be­rück­sich­tigt. Die Stu­die zeigt auf, dass auch un­ter Ein­be­zie­hung al­ler Vor­ket­ten Erd­gas der kli­ma­scho­nends­te fos­si­le Ener­gie­trä­ger ist. Ins­ge­samt be­trägt der Kli­ma­vor­teil von Erd­gas ge­gen­über Stein- und Braun­koh­le zwi­schen 41 und 44 Pro­zent. Un­ter Be­rück­sich­ti­gung der Kraft­werks­wir­kungs­gra­de steigt die­ser Vor­teil so­gar noch.

Ba­sie­rend auf den Stu­dien­er­geb­nis­sen lässt sich ab­lei­ten, dass die Vor­ket­ten-Emis­si­ons­wer­te des deut­schen Erd­gas-Mix rund 12,2 Pro­zent des Ge­samt­emis­si­ons­wer­tes von Erd­gas be­tra­gen. Die Me­than­ver­lus­te aus Trans­port und Pro­duk­ti­on des in Deutsch­land ver­wen­de­ten Ga­ses be­lau­fen sich auf ca. 0,3 Vo­lu­men-Pro­zent; be­dingt durch die Kli­ma­wirk­sam­keit von Me­than ent­ste­hen da­mit ca. 9 g CO2-Äqui­va­len­te pro ver­brann­ter kWh Erd­gas. Für die Be­rech­nung der CO2-Äqui­va­len­te der Me­than­emis­si­o­nen wur­de der den ak­tu­el­len Emp­feh­lun­gen des IPCC Assessment Reports 4 ent­spre­chen­de Fak­tor von 25 zu­grun­de ge­legt. Wei­te­re 18 g CO2-Emis­si­o­nen ent­ste­hen durch den Ener­gie­auf­wand bei För­de­rung (Ener­gie­ein­satz bei Auf­schluss und Aus­beu­tung der Erd­gas-Quel­le), Auf­be­rei­tung (Rei­ni­gung und Kon­di­ti­o­nie­rung des Roh-Ga­ses) und Trans­port (Ener­gie­auf­wand für Ver­dich­tung und Ver­tei­lung).

Die Stu­die kommt zu dem Er­geb­nis, dass die Me­than­emis­si­o­nen in al­len Län­dern und Pro­duk­ti­ons­schrit­ten zu­rück­ge­gan­gen sind, was auf die Maß­nah­men zur Re­du­zie­rung der Me­than­emis­si­o­nen zu­rück­zu­füh­ren ist. Gleich­zei­tig sind die CO2-Emis­si­o­nen ge­stie­gen, was vor al­lem an dem stei­gen­den An­teil von Erd­gas aus Russ­land mit sei­nem län­ge­ren Trans­port­weg liegt. Der Carbon Foot­print hat sich da­her zwi­schen 2015 und 2018 leicht er­höht, liegt aber leicht un­ter dem Wert von 2014.

Expertenthema

Emissionen im Vergleich: LNG, Pipeline-Gas und Kohle

Ne­ben lei­tungs­ge­bun­de­ner Gas-Ver­sor­gung hat 2022 das Thema LNG (Liquefied Natural Gas, ver­flüs­sig­tes Erd­gas) an Re­le­vanz ge­won­nen. Rund 130,6 Mil­li­ar­den Ku­bik­me­ter flüs­si­ges Erd­gas (LNG) wur­den 2022 in die EU ge­lie­fert.

Be­reits im Früh­jahr 2019 hat das Um­welt­bun­des­amt (UBA) die öko­lo­gi­sche Bi­lanz von Flüs­sig­erd­gas un­ter­sucht. Die­se Me­ta­ana­ly­se ver­schie­de­ner Stu­dien zeigt, dass sich die durch Pro­duk­ti­on und Trans­port von LNG her­vor­ge­ru­fe­nen Treib­haus­gas­emis­si­o­nen in Ab­hän­gig­keit des Lie­fer­lan­des stark un­ter­schei­den. Das ist zum ei­nen auf die geo­gra­fi­sche Ent­fer­nung zwi­schen Her­kunfts- und Emp­fän­ger­land, zum an­de­ren aber auch auf tech­ni­sche Ge­ge­ben­hei­ten so­wie die Art der Erd­gas-För­de­rung (kon­ven­ti­o­nell oder un­kon­ven­ti­o­nella) zu­rück­zu­füh­ren. Wäh­rend bei­spiels­wei­se der Pipe­line­trans­portb, die Ver­flüs­si­gung so­wie der LNG-Trans­port von Al­ge­rien in das nie­der­län­di­sche Rot­ter­dam et­wa 27 Gramm CO2-Äqui­va­len­te pro Ki­lo­watt­stun­de ver­ur­sa­chen, sind es vom aus­tra­li­schen Queens­land nach Rot­ter­dam 59 Gramm6.

Treibhausgas-Emissionen von Erdgas und anderen fossilen Energieträgern

in Gramm CO2-Äquivalente pro Kilowattstunde

Treibhausgas-Emissionen von Erdgas und anderen fossilen Energieträgern

Doch die Ent­fer­nung zwi­schen Her­kunfts- und Emp­fän­ger­land hat auch beim lei­tungs­ge­bun­de­nen Trans­port ei­nen Ein­fluss auf die Vor­ket­ten­emis­si­o­nen. So kann LNG um­stands­be­dingt öko­lo­gisch vor­teil­haf­ter sein, et­wa wenn die Pipe­line-Dis­tanz zum Her­kunfts­land so hoch ist, dass die Verschif­fung von LNG aus ei­nem we­ni­ger weit ent­fern­ten Lie­fer­ge­biet zu sin­ken­den Vor­ket­ten­emis­si­o­nen führt. In al­len vom Um­welt­bun­des­amt (UBA) un­ter­such­ten Sze­na­rien er­weist sich die Nut­zung von LNG – selbst un­ter Be­rück­sich­ti­gung der Vor­ket­ten­emis­si­o­nen – zu­dem als deut­lich um­welt­scho­nen­der ge­gen­über dem Ein­satz von Braun- und Stein­koh­le. So­wohl bei der lei­tungs­ge­bun­de­nen Gas­ver­sor­gung als auch ent­lang der Wert­schöp­fungs­ket­te von LNG sind durch Mo­der­ni­sie­run­gen und Ef­fi­zienz­stei­ge­run­gen per­spek­ti­visch wei­te­re Fort­schrit­te in Hin­blick auf die Emis­si­ons­re­duk­ti­on ab­seh­bar, wie auch das UBA in sei­nen Stu­dien be­stä­tigt.

Energie LNG
Zahlen, Daten und Fakten zu Erdgas in Deutschland

Fakten zu den Emissionen von Erdgas

Zah­len und Fak­ten zu den Vor­ket­ten-Emis­si­o­nen und zur Kli­ma­bi­lanz von lei­tungs­ge­bun­de­nem Erd­gas und von LNG le­sen Sie in un­se­rem Fak­ten­blatt.

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Quel­len­an­ga­ben

1 European Commission, DG Climate Action, European Environment Agency (2020): Annual European Union greenhouse gas inventory1990–2018 and inventory report 2020.

2 Um­welt­bun­des­amt (2020). Me­than-Emis­si­o­nen.

3 Lange, R., Schmidinger, J., Schwigon, A., & Steiner, M. (2019). Be­stands- und Er­eig­nis­da­ten­er­fas­sung Gas. Er­geb­nis­se aus den Jah­ren 2011 bis 2017. In: DVGW energie | wasser – praxis Nr. 06/2019.

4 IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp.

5 EEA greenhouse gas - data viewer.

6 Um­welt­bun­des­amt (2019). Wie kli­ma­freund­lich ist LNG? Kurz­stu­die zur Be­wer­tung der Vor­ket­ten­emis­si­o­nen bei Nut­zung von ver­flüs­sig­tem Erd­gas (LNG).

7 https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/treibhausgas-emissionen-in-der-europaeischen-union#trends 


Fuß­no­ten
a Die För­de­rung aus un­kon­ven­ti­o­nel­len La­ger­stät­ten – um­gangs­sprach­lich als Fracking be­zeich­net – fin­det vor al­lem in den USA statt.

b Von der För­der­stät­te zum Ter­mi­nal in­ner­halb des Er­zeu­gungs­lan­des; nicht be­rück­sich­tigt sind an die­ser Stel­le Gas­pro­duk­ti­on und -auf­be­rei­tung.

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