Kurs: Technik, Energie und Nachhaltigkeit | OnCourse UB

  • Lektion 5

    • Datenbanken und Softwaresysteme

       Ökobilanzsoftware wie z. B. die Marktführer Umberto®, SimaPro®, GaBi®, aber auch Open-Source-Software wie openLCA® erleichtern die Erstellung von Ökobilanzen und Carbon Footprints erheblich. Ein in der Software aufgestelltes Produkt- oder Prozessmodell kann mit hinterlegten Material- und Prozessmodulen verlinkt oder eigenen Daten spezifiziert werden. Ein weiteres Angebot besteht über ecocockpit (https://ecocockpit.de/), eine webbasierte Software der Effizienz-Agentur NRW zur Erstellung einer THG-Bilanz. Der gegenwärtige Markt zu LCA-Datensätzen ist recht unübersichtlich, eine Teilübersicht bietet die Webseite openLCA Nexus.

      Die weltweit führende und bewährte kostenpflichtige LCA-Datenbank ist die Schweizer EcoInvent-Datenbank mit einer breiten Abdeckung für länderspezifische Prozesse in Industrienationen.

      • Ebenfalls an der Marktspitze ist die GaBi-Basis-DB, die durch branchenspezifische Zusatzmodule erweitert werden kann; 15.000 jährlich aktualisierte Datensätze, verpackt in etwa 20 thematischen Datenbanken.
      • Weniger bekannt ist die IDEA for Environmental Analysis (IDEA), die branchenführende LCA-Datenbank in Japan mit rund 3.800 Prozessen, die auch über LCA-Tools wie SimaPro und openLCA zugänglich ist.

      Beispiele für Open Access Datenbanken

      Beispiele für bewährte Open Access Datenbanken im Auftrag des Umweltbundesamtes sind die:

      Die folgende Liste hat keinen Anspruch auf Vollständigkeit, zeigt aber die Vielfalt gegenwärtiger Initiativen, für künftige Carbon Footprint Analysen und Ökobilanzen eine bessere Datenbasis zur Verfügung zu stellen:

    • Science Based Targets Initiative (SBTi)

      Im Kontext der zunehmenden Verpflichtungen und Aktivitäten in der Wirtschaft ist es wichtig, die Science Based Targets Initiative (SBTi) zu kennen. Sie ist eine gemeinsame Initiative von Carbon Disclosure Project (CDP), UN Global Compact, World Resources Institute (WIR) und World Wide Fund for Nature (WWF), welche Methoden und Kriterien für effektiven Klimaschutz in Unternehmen entwickelt haben und Unternehmen anbieten, ihre Dekarbonisierungsziele zu validieren. Die SBTi unterstützt die Ziele des Pariser Abkommens, indem sie ehrgeizige Klimaschutzmaßnahmen im privaten Sektor vorantreibt. Sie unterstützt Organisationen dabei, Emissionsreduktionsziele auf der Grundlage wissenschaftlicher Erkenntnisse festzulegen. Ein wissenschaftsbasiertes Ziel (Science Based Target) ist ein genau definierter Plan zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen, der dem aktuellen Stand der Klimawissenschaft entspricht. Die SBTi ermutigt Unternehmen, kurzfristige, wissenschaftlich fundierte Ziele für die absolute Reduzierung der THG-Emissionen in Scopes 1 und 2 bis 2030, ausgehend von einem vordefinierten Basisjahr, festzulegen. Kleine und mittelständige Unternehmen werden im Beratungsprogramm nicht verpflichtet, kurzfristige Ziele für ihre Scope-3-Emissionen zu bestimmen. Stattdessen sollen sie ihre Emissionen messen und versuchen zu reduzieren.


      Carbon-Footprint-Analysen und Ökobilanzen in der erneuerbaren Energiewirtschaft
      Abschließend zu diesem Kapitel sollen Brücken zur erneuerbaren Energiewirtschaft geschlagen werden und gezeigt werden, dass LCA-Studien in vielen Fällen zur Anwendung kommen, um die ökologische Vorteilhaftigkeit von Erneuerbaren Energien quantitativ auszudrücken.


      Beispiel 1: LCA von Biokraftstoffen

      Ein bekanntes Beispiel ist der Vergleich von Biotreibstoffen wie Biodiesel, Biomethan mit fossilen Treibstoffen. Die Ergebnisse hatten in der Vergangenheit entscheidenden Einfluss auf die Reduktion der Förderung von Bioethanol (E10) und Pflanzenöl durch die Bundesregierung, die als Biokraftstoffe der ersten Generation auf den bundesdeutschen Markt kamen. Kritik und entscheidende Frage war, als die Kraftstoffe stärker auf den Markt kamen, ob mit dem Anbau von Raps und Zuckerrüben/Zuckerrohr für den Zweck der Biotreibstofferzeugung zum einen der Nahrungsmittelanbau zurückgedrängt, und zum anderen überhaupt eine nennenswerte Reduktion der Treibhausgasemissionen gegenüber traditionellen Treibstoffen zu erreichen war. Die Ergebnisse waren kritisch. Die Biomassebasis für Biokraftstoffe der zweiten Generation besteht daher aus Reststoffen und Nicht-Nahrungsmittelpflanzen (Bioabfall, Holz, Stroh, Gras, gebrauchtes Speiseöl, Bagasse) (vgl.: Bundesamt für Landwirtschaft und Ernährung 2024). 

      Die Biomassestrom-Nachhaltigkeitsverordnung und Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung regelt heute in der EU, wie der ökobilanzielle Nachweis der THG-Reduktion und Biomasseherkunftsnachweis über eine Stoffstromanalyse geführt werden muss.

      Beispiel 2: Energetische Amortisation von Silizium-Solarzellen

      Die energetische Amortisation, oder auch Energierücklaufzeit genannt, beschreibt die Zeit, die benötigt wird, um die Energie zurückzugewinnen, die zur Herstellung desselben Moduls aufgewendet wurde. So liegt laut einer Studie des Fraunhofer ISE die energetische Amortisationszeit für Photovoltaik-Dachanlagen weltweit zwischen 0,44 und 1,42 Jahren. Die Angaben basieren auf monokristallinen Solarmodulen aus chinesischer Produktion mit einem Wirkungsgrad von 19,9%. Auch die Zahlen zu Windkraftanlagen sind sehr positiv. Laut Angaben von dem Windkraftanlagenhersteller Vestas ist die energetische Amortisation der eigenen Anlagen (V117-4,2 MW, 136-4,2 MW, V150-4,2 MW) bereits nach 5 bis 8 Monaten je nach Windverhältnissen gegeben. Andere Quellen bestätigen diese Angabe mit einer energetischen Amortisation von drei bis sieben Monaten. Der Nachteil von Windkraftanlagen liegt in ihrer Materialintensität, welche im Kapitel 11 thematisiert wird.

      Beispiel 3: Treibhausgasbilanz der verschiedenen Arten der Wasserstofferzeugung

      Nur der Grüne Wasserstoff wird den Anforderungen einer decarbonisierten Wirtschaft und einer net-zero-Emission als zukünftiger Energieträger gerecht. Die durch die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe zusammengestellte Datenvergleich zeigt dieses in Form eines GWP-Vergleichs einzelner Produktionsverfahren für Wasserstoff (kg CO2-e/kg erzeugten H2). Besonders treibhausintensiv ist demnach die Methanreformierung aus der Verarbeitung fossiler Energieträger, die bisher übliche häufige Praxis der Wasserstoffherstellung.

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