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Für das Erreichen der nationalen und europäischen Klimaziele ist es notwendig, dass politische Instrumente implementiert werden, um den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren. Über die dynamische Entwicklung des EU-Emissionshandel (EU-ETS) werden die Emissionen in den Sektoren Energiewirtschaft, Flugverkehr und Industrie langfristig teurer und lagen zuletzt Anfang Januar 2022 bei 85 €/t CO₂ [1]. Zusätzlich dazu verpflichtet das nationale Emissionshandelssystem (nEHS) alle Inverkehrbringer von Heiz- und Kraftstoffen, die nicht vom EU-ETS erfasst sind, die Kosten für die CO₂-Emissionen zu tragen, sodass auch die Sektoren Wärmeerzeugung und Verkehr mit einem CO2-Preis belegt sind. Das vorliegende Gutachten soll daher genau an diesem Punkt wissenschaftlich ansetzen. Es hat zum Ziel, für definierte Fallbeispiele zu beurteilen, wo aus dem Zusammenspiel zwischen dem CO₂-Preis des nEHS von 35 €/t CO₂ (nationalen Emissionshandelssystem) und möglichen Preisvorteilen des Biomasseeinsatz Kostenvorteile entstehen, die einen Energieträger-Switch aus ökonomischen Gründen bewirken. Zu diesem Zweck wird für jedes Fallbeispiel die Kostenstruktur für den Betrieb mit fossilen Brenn- oder Kraftstoffen sowie für deren Umstellung auf biomasse-basierte Energieträger aufgestellt und der Einfluss der CO₂-Bepreisung nach dem nEHS untersucht. Im Ergebnis kann ein CO₂-Preis bestimmt werden, der zum Kostengleichgewicht zwischen beiden Optionen führt. Das Sachverständigen-Gutachten soll darüber hinaus mögliche Sensitivitäten auf diesen Effekt prüfen. Daher werden im Rahmen der Analysen verschiedene Optionen für die Emissionsbemessung untersucht: Null-Emissionen (mit Nachhaltigkeitszertifikaten), realen Emissionen (brennstoffbezogene Emissionen), RED II-Emissionen. Neben der Emissionsbewertung stellen die spezifischen Brennstoffkosten für die Energieträger eine wesentliche Einflussgröße für die Analysen dar. Die Auswirkungen der aktuell (Stand: August 2022) hoch dynamischen Energiepreisentwicklung wird abschließend im Rahmen einer Preissensitivitätsanalyse bestimmt.

Dieser Bericht entstand im Rahmen zweier Projekte, die aktuell im Auftrag des Umweltbundesamts durchgeführt werden: BioWISE1 und BioSINK2. Im Fokus des Projektes BioWISE steht die Nutzung fester Biomasse im Wärmesektor mit der zentralen Frage, wie Regelungen so angepasst werden können, dass die Nachfrage nach fester Biomasse im Wärmesektor und die damit möglicherweise verbundenen negativen Umweltauswirkungen gemindert werden. Im Projekt BioSINK hingegen steht die Waldsenke im Vordergrund und es wird untersucht, wie diese im In- und Ausland durch die energetische Nutzung von Waldholz beeinflusst wird. Im Spannungsfeld des Ausbaus erneuerbarer Energien, inklusive Energieholz aus dem Wald, und der nötigen Senkenleistung der Waldfläche hat der vorliegende Bericht zum Ziel, einen Überblick über die derzeitigen Nutzungsströme der Holzenergie sowie den Außenhandel mit Holzenergieprodukten in Deutschland zu geben. Des Weiteren erfolgt eine Beschreibung solcher Regelungen und Förderinstrumenten, die die Nutzungsströme von Holzenergie maßgeblich beeinflussen. Im Anschluss wird geprüft, welche Regelungen in Bezug auf die Erfüllung von Nachhaltigkeitskriterien und Treibhausgasemissionsgrenzen derzeit für Bioenergie gelten und ob, bzw. wie diese auf die Holznutzung beschränkend wirken. Zu guter Letzt wird ein Blick ins Ausland und den dort gültigen Regulierungen, Förderinstrumenten und Nachhaltigkeitsaspekten zur Steuerung von Holznutzung im Wärmebereich geworfen.

Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) leistet durch effiziente Strom- und Wärmeerzeugung einen Beitrag zur deutschen Energiewende. Die Novellierung des KWKG und die andauernde Diskussion zur Frage nach der Zukunft der (fossilen) KWK in einem zunehmend erneuerbaren Energiesystem sind Anlass für das Umweltbundesamt mit einem kompakten Sachstandspapier über den Status quo der KWK zu dieser Diskussion beizutragen. Das Papier gibt einen Überblick über typische KWK-Techniken und die Strom- und Wärmeerzeugung aus KWK. Es stellt den Klimaschutzbeitrag der KWK sowie mit KWK verbundene Umwelteffekte dar. Zudem beinhaltet das Papier einen Überblick über den rechtlichen Rahmen, in den die KWK eingebettet ist.

Ende 2018 wurden in Deutschland etwa 9.000 Biogasanlagen (davon 8.800 Biogasproduktionsanlagen mit Vor-Ort Verstromung und rd. 200 Biogasaufbereitungsanlagen) betrieben. In Hinblick darauf, dass bis 2030 für eine Vielzahl von Anlagen die EEG-Festvergütung ausläuft, ergeben sich für die Biogasanlagen neue Anforderungen und Herausforderungen. Zentrale Fragen des Vorhabens "Biogas2030" sind, welche Optionen für den Anlagenbestand nach Ablauf der 20-jährigen Vergütungsdauer existieren und inwiefern bestehende Anlagen in "sinnvolle" Betriebsmodelle wechseln können. Aufbauend auf den Erkenntnissen zum Anlagenbestand wurden ökologische und ökonomische sowie aus energiesystemtechnischer Sicht sinnvolle Anlagenkonzepte für Biogasbestandsanlagen anhand verschiedener Bewertungskriterien identifiziert und hinsichtlich der Kosten und der THG-Bilanz detaillierter bewertet. Im Vorhaben wurden als Anlagenkonzepte Güllekleinanlagen, landwirtschaftliche Anlagen mit NawaRo - bzw. Gülle basiertem Substratmix und Bioabfallanlagen betrachtet, für die jeweils drei Betriebsmodelle näher analysiert wurden: Betriebsmodell 1: Reduktion NawaRo-Anteils im energetischen Substratinputs um 50 % ohne wesentliche technischen Änderungen an der Anlage, Betriebsmodell 2: Flexibilisierung der Biogaserzeugung und Strombereitstellung (Flex) und Betriebsmodell 3: Biogasaufbereitung zu Biomethan. Anschließend wurden Handlungsoptionen zur verbesserten Umsetzbarkeit der Betriebsmodelle untersucht. Zur angemessenen Berücksichtigung der ökologischen, ökonomischen und energiesystemtechnischen Aspekte wird empfohlen nach Anlagengröße und regionalen Rahmenbedingungen zu differenzieren. Während für die kleineren Bestandsanlagen - je nach regionalen Gegebenheiten - Anreize für die Umstellung auf BM 1 (Substratreduktion) oder BM 2 (Flex) zu setzen sind, wird ausschließlich für die größeren Biogasanlagen (> 250 m3 Biogas/h) der Wechsel in das BM 3 (Biomethan) präferiert.

Gülle und Bioabfälle verursachen nach wie vor durch die notwendige Lagerung, Behandlung und Verwertung relevante Treibhausgasemissionen. Sie werden heute teilweise bereits in Biogasanlagen zur Bereitstellung von erneuerbarer Energie eingesetzt. Es bestehen für diesen Nutzungsweg jedoch noch Ausbaupotenziale. Die Mobilisierung der Stoffströme scheint aber außerordentlich komplex und schwierig zu sein. Daher wurde in diesem Vorhabenbericht der Stand des Wissens abgebildet, um existierende Hemmnisse und Möglichkeiten der Mobilisierung von Gülle und Bioabfällen für die Biogasgewinnung zu identifizieren und daraus in der Praxis realisierbare Handlungsvorschläge abzuleiten. Unter anderem wurde ein Vorschlag zur Anpassung der EEG-Förderung erarbeitet, der den Einsatz von Gülle in Biogasanlagen verstärkt anreizen soll, aber auch darauf hingewiesen, dass gemäß Verursacherprinzip Maßnahmen in der Landwirtschaft in Erwägung gezogen werden sollten. Vorschläge für den verstärkten Einsatz von Bioabfall in Vergärungsanlagen beziehen sich z.B. auf die verstärkte Getrenntsammlung von Biogut, die Förderung von Bioabfallvergärungsanlagen im Rahmen des EEG und Hilfestellungen für Kommunen.

Der IPCC-Sonderbericht über 1,5 °C globale Erwärmung (SR1.5) fasst den weltweit vorhandenen wissenschaftlichen Kenntnisstand zu den Folgen von 1,5 °C globaler Erwärmung gegenüber vorindustriellen Bedingungen und zu den mit einer solchen Erwärmung konsistenten Treibhausgas-Emissionspfaden zusammen. Er untersucht Maßnahmen zur Verstärkung und Beschleunigung des Kampfes gegen den Klimawandel. Ein gesondertes Kapitel geht auf Berührungspunkte zu den globalen Nachhaltigkeitszielen (Sustainable Development Goals; SDGs) ein. Ergänzend zu den UBA-Webinaren für Politikberatende stellte das Umweltbundesamt in diesem Webinar am 05. April 2019 ausgewählte Erkenntnisse des Sonderberichtes für eine Zielgruppe mit weniger Detailwissen zu Klimawandel und Klimapolitik vor. Das Webinar richtete sich an Akteurinnen und Akteure aus Bildungs- und Kultureinrichtungen, NGOs, Vereinen, Initiativen und Verbänden der Wirtschaft und Zivilgesellschaft, die in der Kommunikation mit der Öffentlichkeit und Bewusstseinsbildung zur Klima- und Umweltpolitik tätig sind. Es zielt darauf ab, diese Akteurinnen und Akteure darin zu unterstützen, die Öffentlichkeit mit den Berichtsinhalten vertraut zu machen und Bewusstsein für deren Bedeutung zu erzeugen. Diese Dokumentation umfasst die im Webinar präsentierten Inhalte sowie im Anhang eine konsolidierte Beantwortung der im Webinar gestellten Teilnehmerfragen.

Welche Treibhausgasminderung bis 2030 sieht das ⁠UBA⁠ als notwendig an? Und wie können diese erreicht werden? Aus Sicht des Umweltbundesamtes sollte eine Minderung der Treibhausgasemissionen in Deutschland bis 2030 um mindestens 70 Prozent und bis 2040 um mindestens 90 Prozent gegenüber 1990 erreicht werden. Dieses Papier zeigt die dafür notwendigen Schritte und ebnet den nachhaltigen Weg in ein treibhausgasneutrales Wirtschaftssystem. Es werden für die Bereich Energie, Verkehr, Gebäude, Industrie, Landwirtschaft und ⁠LULUCF⁠ (Senken) sektorübergreifende und sektorspezifische Klimaschutzmaßnahmen und -instrumente erörtert, die schnellstmöglich zu implementieren sind, um diese Minderungsziele zu erreichen.

Die RESCUE-Studie zeigt in sechs Szenarien mögliche Lösungs- und Handlungsspielräume für Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität in Deutschland bis 2050. Dabei werden Änderungen im Ausbau der erneuerbaren Energien, Anstrengungsniveaus zur Treibhausgasneutralität, Materialeffizienz und zu nachhaltigen Lebensstilen untersucht. Bis 2050 können die Treibhausgasemissionen um 95 Prozent bis 97 Prozent gegenüber 1990 gemindert werden. In Verbindung mit einer nachhaltigen land- und forstwirtschaftlichen Bewirtschaftung können Netto-Null-Emissionen erreicht werden. Der Primärrohstoffkonsum wird um 56 Prozent bis 70 Prozent reduziert (allerdings kommt es auch zu einer Mehrinanspruchnahme einzelner Rohstoffe). Der vorliegende Forschungsbericht gibt eine detaillierte Übersicht über das Projekt. Zur Umsetzung der beschriebenen Transformationspfade sind ein ambitioniertes und schnelles Handeln sowie internationale Kooperation notwendig.