Modellierung von lebenszyklusbasierten THG-Emissionen des österreichischen Konsums

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1 Modellierung von lebenszyklusbasierten THG-Emissionen des österreichischen Konsums Bernhard Windsperger 1, Andreas Windsperger Institut für Industrielle Ökologie (IIÖ) Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des 7. Austrian Climate Research Programme (ACRP) durchgeführt. Kurzfassung: Zurzeit erfolgt eine Erfassung der nationalen Klimabilanz anhand eines territorialen Ansatzes, der auf nationale Grenzen beschränkt und somit auf die nationale Produktion fokussiert ist. Auswirkungen im Ausland durch Im- und Exporte werden nicht berücksichtigt, wodurch die tatsächlichen Klimaeffekte hinter dem Konsum eines Landes nicht abgebildet werden. Die Einbeziehung der THG für die Herstellung der Handelsgüter in die nationale THG-Bilanz würde diese um die Klimarelevanz des österreichischen Konsums erweitern. Demnach müssten THG, die in Verbindung mit importierten Gütern stehen, ergänzt, sowie THG durch die Herstellung von exportierten Gütern abgezogen werden. Durch einen derartigen Ansatz der THG-Bilanzierung könnte ein transparentes Bild über die wahren Klimawirkungen des österreichischen Konsums dargestellt werden, sowie die wesentlichsten Handlungsfelder für Maßnahmen zur Reduktion von THG identifiziert werden (z.b. Bruckner et al. 2010, Wiedmann 2009, Munoz and Steininger 2010). Für die Berechnung und Modellierung der konsumbasierten THG-Emissionen von Österreich wird ein material- und lebenszyklusbasierter Ansatz gewählt, der auf einer Güterflussbilanz beruht, bei der Im- und Exporte mit der inländischen Herstellung von Gütern verbunden werden. Dabei werden sämtliche Güter ihrer jeweiligen Position in der Prozesskette zugeordnet, indem zwischen Rohstoffen, Grundstoffen, Zwischenprodukten und Konsumprodukten unterschieden wird. Daraus wird schließlich eine Güterflussbilanz zusammengestellt, die als Grundlage für die Emissionsberechnung herangezogen wird. Aus dieser Güterflussbilanz werden mit LCA- Daten und ergänzt durch technologische Faktoren die THG-Emissionen hinter der Bereitstellung von Produkten errechnet. Zusätzlich werden Emissionen für den Konsum von Produkten abgeschätzt, wofür eine Verbindung mit der nationalen Inventur hergestellt wird. Dabei sollen speziell der technologische Stand und der nationale Energiemix über die Emissionsfaktoren für die jeweiligen Herkunftsländer berücksichtigt werden, um Unterschiede in den Emissionen zwischen national hergestellten und importierten Produkten darstellen zu können. Keywords: Treibhausgasemissionen, Konsum, LCA-Daten, technologischer Stand 1 Rennbahnstraße 29/Stiege B, 0664/ , bernhard.windsperger@indoek.at, Seite 1 von 8

2 1 Hintergrund und Zielsetzung Der Klimawandel und deren Auswirkungen haben sich speziell in den letzten Jahren zu einer der größten Herausforderungen unserer Zeit entwickelt. Hauptverantwortlich dafür sind die stark steigenden Konzentrationen an Treibhausgasen (v.a. CO2, CH4, N2O), die eindeutig auf einen menschlichen Einfluss zurückzuführen sind (laut aktuellstem IPCC- Sachstandsbericht, IPCC 2013). Für mögliche Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen (THG) ist die Kenntnis der Ursachen der Emissionen notwendig, um die klimaintensivsten Aktivitäten identifizieren zu können. Zurzeit erfolgt eine Erfassung von THG in den meisten Ländern anhand eines territorialen Ansatzes, der auf nationale Grenzen beschränkt und somit auf die nationale Produktion fokussiert ist. Auswirkungen im Ausland durch den internationalen Handel (Importe und Exporte) werden hingegen nicht berücksichtigt, wodurch die tatsächlichen Klimaeffekte hinter dem Konsum eines Landes nicht abgebildet werden (Bruckner et al. 2010). Die Einbeziehung der Treibhausgasemissionen für die Herstellung der Handelsgüter in die nationale Treibhausgasbilanz würde die nationale Bilanz um die Klimarelevanz des österreichischen Konsums erweitern. Demnach müssten THG, die in Verbindung mit importierten Gütern stehen, der nationalen Klimabilanz zugerechnet, sowie THG durch die Herstellung von exportierten Gütern abgezogen werden. Durch einen derartigen Ansatz der THG-Bilanzierung könnte ein transparentes Bild über die wahren Klimawirkungen des österreichischen Konsums dargestellt werden sowie die wesentlichsten Handlungsfelder für Maßnahmen zur Reduktion von THG identifiziert werden. Abbildung 1: Systemgrenzen für produktions- und konsumbasierte THG-Bilanzierung Seite 2 von 8

3 2 Methodische Vorgehensweise Für die Berechnung und Modellierung der konsumbasierten THG-Emissionen von Österreich wird ein lebenszyklusbasierter Prozessketten-Ansatz gewählt (Jungbluth et al. 2011, Frischknecht et al. 2014), der folgende Arbeitsschritte beinhaltet: 2.1 Festlegung des zu betrachtenden Systems und der Detaillierung der Betrachtung Grundsätzlich werden alle in Österreich produzierten, importierten und exportierten Güter mit berücksichtigt, um daraus den Konsum errechnen zu können (siehe Abbildung 1). Als Bezugsjahr wurde dafür das Jahr 2013 gewählt. Dabei wird in einem ersten Schritt der Detailliertheitsgrad der zu betrachtenden Güter festgelegt, der speziell durch folgende Kriterien bestimmt wurde: Als Erstes muss die Datenlage hinsichtlich der Verfügbarkeit von physischen Daten geprüft werden. Dafür wurden in diesem Projekt speziell die Außenhandelsstatistik (Statistik Austria 2014a) für Importe und Exporte, sowie die Konjunkturstatistik (Statistik Austria 2014b) für die nationale Produktion herangezogen. Letztere ist jedoch aufgrund von Geheimhaltungen durch lückenhafte Datenlage geprägt, wodurch ergänzende Daten (z.b. branchenspezifische Berichte) verwendet werden müssen. Neben der Verfügbarkeit von physischen Daten liegt ein weiteres Hauptaugenmerk auf den Emissionsfaktoren, die aus LCA-Daten entnommen werden. Dabei sollte bereits im Vorhinein ein erstes Screening hinsichtlich der Verfügbarkeit sowie der Differenzierung (Unterschiede in der Emissionsintensität) durchgeführt werden, um einen zielführenden aber auch umsetzbaren Betrachtungsumfang definieren zu können. 2.2 Datenerhebung für physische Materialflüsse Nach Festlegung des Betrachtungsumfangs werden physische Daten für die jeweiligen Güter für Importe, Exporte und nationale Produktion erhoben und zusammengetragen. Durch Summierung der physischen Materialflüsse kann eine Güterflussbilanz hinter dem österreichischem Konsum erstellt werden (Konsum = Produktion plus Import minus Export). Hauptaugenmerk liegt dabei an der Zusammenführung von nationaler Produktion mit Außenhandel, da es sich dabei um zwei getrennte und unterschiedliche Systematiken handelt. 2.3 Zuordnung zu Prozessstufen und Bildung von Prozessketten Da dieser Ansatz sämtliche Güter hinter dem österreichischen Konsum umfasst, handelt es sich dabei in der Regel um Güter unterschiedlichster Prozessstufen (z.b. Rohstoff, Zwischenprodukt, Konsumprodukt), wodurch die Gefahr von Doppelzählungen entsteht. Das bedeutet, dass beispielsweise in Konsumprodukten Güter der Vorketten (z.b. Rohstoffe und Zwischenprodukte) bereits enthalten sind und somit nicht noch einmal gezählt werden dürfen. Von besonderer Relevanz ist dies für die Berechnung der Treibhausgasemissionen mit lebenszyklusbasierten Emissionsfaktoren, die in jeder Prozessstufe die jeweiligen Seite 3 von 8

4 9. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien IEWT 2015 Vorketten in den Belastungen mit berücksichtigen. Somit ist beispielsweise bei dem Emissionsfaktor von Rindfleisch der gesamte Lebenszyklus von der Aufzucht und der Haltung der Rinder bis zur Herstellung des Fleisches in den Belastungen inkludiert. Deshalb ist ein wesentlicher Aspekt das Zuordnen der Güter zu definierten Stufen einer Prozesskette, woraus schließlich eine Güterflussbilanz hinter dem Konsum in Österreich entsteht, wie in Abbildung 2 zu sehen ist. Abbildung 2: Systemfließbild für die Berechnung der konsumbasierten THG-Emissionen in Österreich 2.4 Ergänzung und Regionalisierung von LCA-Faktoren und Berechnung der THG-Emissionen Aus dieser Güterflussbilanz werden in einem nächsten Schritt mit LCA-bezogenen Emissionsfaktoren die Treibhausgasemissionen für die gesamte Prozesskette hinter dem Konsum in Österreich auf Ebene von einzelnen Produkten errechnet. Dafür wurden primär aus der Ecoinvent Datenbank (Version 3.2) produktspezifische Emissionsfaktoren gesucht und zugeordnet, um in weiterer Folge daraus die Treibhausgasemissionen hinter der Produktion, dem Import und dem Export, sowie schließlich dem Konsum berechnen zu können. Die Emissionsfaktoren werden dabei durch technologische Faktoren korrigiert, indem der technologische Stand und der jeweils nationale Energiemix für die jeweiligen Exportländer sowie die Situation in Österreich berücksichtigt werden, um Unterschiede in den Emissionen zwischen national hergestellten und importierten Produkten darstellen zu können. 3 Ergebnisse Nach der nationalen Klimainventur, der ein produktionsbasierter Ansatz innerhalb der nationalen Grenzen zugrunde liegt, hat Österreich im Jahr 2013 knapp 80 Millionen Tonnen Treibhausgasemissionen verursacht (Pazdernik et al. 2016). Die Ergebnisse bereits durchgeführter Ansätze (z.b. Bruckner et al. 2009, Munoz und Steininger 2010, Steininger Seite 4 von 8

5 2016), die anhand von monetären Input-Output Modellen ebenfalls die Klimabelastungen hinter dem Konsum in Österreich errechnet haben, weisen Emissionen in der Höhe von etwa 150% der nationalen THG-Emissionen aus. Die Ergebnisse dieses Projektes zeigen ebenfalls, dass die Treibhausgasemissionen einer konsumbasierten Betrachtung deutlich über der nationalen THG-Inventur liegen. Nach den vorläufigen Ergebnissen machen die konsumbasierten THG-Emissionen im Jahr 2013 zwischen 125% und knapp 180% der nationalen THG-Emissionen aus (siehe Abbildung 3). Dies bestätigt die Ergebnisse der bisherigen Berechnungen und zeigt, dass die Klimabelastungen hinter dem Import von Produkten für einen wesentlichen Teil der durch die in Österreich konsumierten Produkte und Dienstleistungen verantwortlich sind. Diese Emissionen sind derzeit nur in den nationalen Bilanzen der jeweiligen Exportländer sichtbar, ohne eine Verbindung zu dem Land, von dem sie nachgefragt werden. Wie hoch das tatsächliche Ausmaß der konsumbasierten THG-Emissionen von Österreich aussieht, hängt maßgeblich von den getroffenen Annahmen ab, da einzelne Einflussfaktoren extreme Auswirkungen auf die Ergebnisse aufweisen. Aus Abbildung 3 (THG ohne Reg.) ist zu erkennen, dass die konsumbasierten THG- Emissionen die niedrigsten Werte zeigen, wenn die LCA-Faktoren aus den Datenbanken nach bestmöglicher regionaler Übereinstimmung, aber ohne länderspezifische Regionalisierung (siehe Kapitel 2.4) verwendet werden. Dabei werden die jeweiligen technologischen Standards sowie das Energiemix des Bezugslandes in den LCA-Daten abgebildet. Da aber nicht für alle Länder spezifische Faktoren vorliegen, werden damit die länderspezifischen Gegebenheiten nur unzureichend abgebildet, es müssen oft Werte von Regionalräumen wie Europa oder Rest der Welt verwendet werden. Somit kann auf diesem Weg weder die Situation in den exportierenden Ländern noch jene der Herstellung in Österreich entsprechend abgebildet werden. Eine länder- und branchenspezifische Regionalisierung der LCA-Daten (Abbildung 3, THG mit Reg.) wurde mit dem Energiemix der Branchen in den jeweiligen Ländern durchgeführt. Hiermit wird versucht die spezifische Situation in den entsprechenden Herstellländern über die Emissionsintensität zu berücksichtigen. Dabei steigen die THG- Emissionen von 125% auf etwa 160% der nationalen THG-Inventur, wobei durch diese Regionalisierung die Emissionen hinter den Importen steigen, die der nationalen Produktion aber deutlich sinken. Damit wird die Produktion vollständig mit dem technologischen Stand des jeweiligen Herstelllandes gerechnet wird, was wegen des globalen Handels speziell der Roh- und Grundstoffe mit der weltweiten Verflechtung der Vorketten eine Unsicherheit in den Ergebnissen bringt. So ergibt sich eine Unterschätzung, wenn Produkte aus europäischen Ländern importiert werden, für die Roh- und Grundstoffe von außerhalb Europas verwendet wurden. Diese Annahme würde die konsumbasierten THG-Emissionen von Österreich auf bis zu 180% der nationalen THG-Inventur erhöhen (THG mit Reg.- Import global). Seite 5 von 8

6 Abbildung 3: Konsumbasierte THG-Emissionen in Österreich Nachfolgend sind die wesentlichsten Einflussgrößen noch einmal detailliert beschrieben: Zuordnung der Produkte zu Abschnitten in der Prozesskette Wesentlich bei der verwendeten Methodik ist die Zuordnung von Gütern zu den jeweiligen Abschnitten entlang der Prozesskette, da in den LCA-Werten der Endprodukte die Vor- und Zwischenprodukte enthalten sind. Daher ist bei allen Produkten zu prüfen, ob sie bereits in der Herstellkette eines anderen Produkts enthalten sind. Das erfordert eine Zuordnung zu den einzelnen Prozessschritten. In unserem Fall wurden vier Prozessstufen definiert: Rohstoffe, Grundstoffe, Zwischenprodukte und Konsumprodukte. Als Beispiel wird in der Holzverarbeitung das Rundholz als Rohstoff, das Schnittholz als Grundstoff, ein erstellter Holzwerkstoff als Zwischenprodukt und das Bauholz als Konsumprodukt klassifiziert. Bei falscher Zuordnung kommt es zu Doppelzählungen, die die Ergebnisse erhöhen. Wahl von geeigneten produkt-spezifischen Emissionsfaktoren Bei der Wahl der Emissionsfaktoren gilt es einerseits einen für das jeweilige Produkt repräsentativen LCA-Prozess zu finden, sowie andererseits die dem LCA-Prozess hinterlegte Prozesskette zu beachten. Dies betrifft einerseits die entsprechende Verarbeitungstiefe aber auch die Prüfung der enthaltenen Verarbeitungsprozesse in der Herstellkette. Regionalisierung der Emissionsfaktoren Die in diesem Projekt verwendeten Emissionsfaktoren stammen überwiegend aus der Ecoinvent-Datenbank. In dieser ist jeder LCA-Prozess einem Land (z.b. Schweiz) oder einer Region (z.b. Europa) zugeordnet. Der für den jeweiligen Prozess benötigte Energieverbrauch spiegelt somit den Energiemix der Länder in der Herstellkette wider. Da Seite 6 von 8

7 nicht für alle Länder, aus denen Waren importiert werden, die jeweiligen Faktoren vorliegen, wurden die LCA-Faktoren mit dem länder- und branchenspezifischen Energiemix für das jeweilige Landes adaptiert. Da damit auch die gesamte Herstellkette mit adaptiert wird entsteht dort eine Unsicherheit, wo maßgebliche Teile vom Exportland selbst importiert werden bzw. bei nationaler Produktion Teile der Prozesskette importiert werden. Daher wurde vor allem bei Grundstoffen mit globaler Vernetzung (z.b. Eisen und Stahl, ) mit weltweiten Durchschnittswerten gerechnet. Das Ausmaß der Anwendung dieser Regionalisierungs-Korrektur hat ebenfalls maßgeblichen Einfluss auf die Ergebnisse. 4 Schlussfolgerungen Eine konsumbasierte THG-Bilanzierung würde die tatsächlichen von einem Land verursachten Klimabelastungen hinter dem nationalen Konsum darstellen. Durch den verwendeten produkt- und technologiebezogenen Ansatz können einerseits die wesentlichen Emissionstreiber bei den Produkten identifiziert und andererseits etwaige Mehrbelastungen durch höhere Emissionsintensität der importierten gegenüber national hergestellten Produkten dargestellt werden. Damit können auch Verlagerungen von Emissionen ( carbon leakage ) und mögliche Reduktionspotenziale aufgezeigt werden. Seite 7 von 8

8 Literatur [1] Bruckner M., Giljum S., Khoroshun O., Lutz C. und Wiebe K Die Klimabilanz des österreichischen Außenhandels. Wien und Osnabrück: Sustainable Europe Research Institute (SERI) und Gesellschaft für Wirtschaftliche Strukturforschung (GWS). [2] Bruckner M., Polzin C, and Giljum S Counting CO2 Emissions in a Globalised World Producer versus consumer-oriented methods for CO2 accounting. Bonn: Deutsches Institut für Entwicklungspolitik GmbH. [3] Frischknecht R., Nathani C., Büsser Knöpfel S., Itten R., Wyss F. and Hellmüller P Development of the global environmental impact of Switzerland: Environmental impact of consumption and production between 1996 and Swiss Federal office for the Environment FOEN, [4] IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis, Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Oxford University Press. [5] Jungbluth N., Nathani C., Stucki M. and Leuenberger M Environmental impacts of Swiss consumption and production: a combination of input-output analysis with life cycle assessment. Environmental studies no ESU-services Ltd. & Rütter + Partner, commissioned by the Swiss Federal Office for the Environment (FOEN), Bern, CH, retrieved from: or [6] Munoz P. and Steininger K.W Austria's CO2 responsibility and the carbon content of its international trade. Ecological Economics 69, [7] Wiedmann T A review of recent multi-region input output models used for consumption-based emission and resource accounting. Ecological Economics 69, [8] Statistik Austria 2014a. Außenhandelsstatistik 2013 [9] Statistik Austria 2014b. Konjunkturstatistik 2013 [10] Steininger K Innovative climate policy instruments to reduce consumption-based emissions to complement territorial emission reduction efforts. Publizierbarer Zwischenbericht. Klima- und Energiefonds. Seite 8 von 8