CO2-Ausstoß bei der Stromerzeugung

Meine Artikelserie hat zu zahlreichen Kommentaren von Leserinnen und Lesern geführt. Das hat mich veranlasst, die einzelnen Erzeugungsarten konkret auf ihren CO₂ Ausstoß hin zu beleuchten. Dies wird zwangsläufig wieder Fragen und Kommentare auslösen, da sich aus den Einzelbetrachtungen auch historische Komponenten ergeben, die bei der Geschwindigkeit des Auf - und Ausbaus erneuerbarer Energien eine Rolle spielen.

Der Vergleich von CO₂-Emissionen bei der Stromerzeugung

Neben den Themen der Emissionen aus Gebäuden und dem Verkehr ist die Stromerzeugung eine der Hauptquellen für klimaschädlich CO₂-Emissionen. Der Hauptgrund dafür sind die immer noch weltweit dominierenden fossilen Energieträger, die mit ihren Emissionen von Treibhausgasen zu den Klimaveränderungen und ihren Folgen beitragen.

Betrachten wir also die einzelnen Erzeugungsarten und was sie genau zu Emissionen beitragen. Alle Angaben beziehen sich auf den gesamten Lebenszyklus der genannten Erzeugungsart beziehungsweise des entsprechenden Kraftwerks. Die Vergleichswerte sind als CO₂-Äquivalente (CO₂e) angegeben. Informationen zu der Berechnungsart habe ich am Ende des Artikels verlinkt.

Kohlekraftwerke: die höchsten Emissionswerte

Kohlekraftwerke sind die weitaus größten Verursacher von CO₂-Emissionen. Es gibt allerdings nicht nur geologisch, sondern auch in Bezug auf den CO₂ Ausstoß einen Unterschied zwischen Braunkohle und Steinkohle. Pro erzeugter Kilowattstunde (kWh) Strom entstehen bei Braunkohle zwischen 980 und 1230 Gramm an CO₂e. Steinkohle hat etwas geringere Werte, und zwar zwischen 790 und 1080 Gramm an CO₂e.

DIe anderen Fossilen

Kraftwerke auf der Basis von Erdölderivaten werden insgesamt nicht sehr häufig genutzt, sind aber in einigen Ländern durchaus noch relevant. Ihre Emissionswerte liegen mit 890 Gramm an CO₂e pro erzeugter Kilowattstunde (kWh) Strom im Bereich der Werte von Steinkohlekraftwerken.

Als Nächstes in der Liste folgen Gaskraftwerke. Hierbei gibt es zwei unterschiedliche Arten von Kraftwerken. Beginnen wir mit den Kraftwerke auf reiner Erdgasbasis. Sie erzeugen zwischen 500 und 640 Gramm CO₂e pro kWh.

Immer häufiger eingesetzt werden so genannte Erdgas GuD-Kraftwerke. GuD steht für Gas- und Dampfkraftwerke. Um den Wirkungsgrad des erzeugten Stroms in Relation zur eingesetzten Energie zu erhöhen und damit den Verbrauch an Primärenergie zu senken, werden diese Kombikraftwerke zunehmend eingesetzt.

Der Wirkungsgrad von Gasturbinenkraftwerken erhöht sich dadurch, dass man die heißen Abgase nicht ungenutzt verpuffen lässt, sondern für den Betrieb eines Dampfkraftwerks verwendet. Bei einem solchen Kombi-Kraftwerk erhitzen die Abgase einen Dampfkessel. In der Regel erreicht die nachgeschaltete Dampfturbine nochmals die Hälfte der Leistung der Gasturbine.

Der Wirkungsgrad beträgt bei neuen Anlagen 51% bis 58% - im Verhältnis zu 33-42% bei Gasturbinenkraftwerken. GuD-Kraftwerke lassen sich wirtschaftlich im Dauerbetrieb einsetzen. Benutzt man den heißen Dampf statt für die Dampfturbine als Fernwärme, so werden Wirkungsgrade bis zu 85% erreicht.

Die Firma Siemens stellte im Jahre 2010 das GuD-Kraftwerk Irisching (Block 5) an der Donau fertig. Das Kraftwerk hat einen Wirkungsgrad von ca. 60% und eine Leistung von 860MW.

Durch die hohe Effizienz liegt die Emission von Erdgas-GuD.Kraftwerken mit 410 bis 430 Gramm CO₂e je erzeugter kWh deutlich niedriger als ein reines Gasturbinenkraftwerk.

Kohlenstoffarme Erzeugungsarten von Strom

Beginnen wir mit Kernkraftwerken. Sie erzeugen deutlich weniger CO₂ als fossile Kraftwerke, haben aber andere große Umwelt- und Versorgungsrisiken. Die Emissionen entstehen hauptsächlich beim Abbau und bei der Herstellung des Kernbrennstoffs und der Entsorgung. Insgesamt setzen Kernkraftwerke nach Schätzungen etwa 30-45 Gramm CO₂e pro kWh frei.

Solarkraftwerke auf der Basis von Photovoltaikmodulen haben während des Betriebs keine CO₂-Emissionen. Allerdings entstehen CO₂e-Emissionen bei der Herstellung der Solarpaneele. Insgesamt belaufen sich Schätzungen der Emissionen auf zwischen 15und 28 Gramm CO₂e pro erzeugter kWh Strom.

Auch Windkraftwerke erzeugen während des Betriebs keine CO₂-Emissionen. Diese entstehen hauptsächlich beim Bau und der Installation der Windräder. Die Schätzungen belaufen sich auf etwa 8-16 Gramm CO₂e pro erzeugter kWh Strom.

Auch Wasserkraftwerke haben sehr niedrige CO₂-Emissionen, die hauptsächlich beim Bau der Anlagen entstehen. Insgesamt betragen die Emissionen etwa 4 Gramm CO₂e pro kWh.

Ich hoffe sehr, dass ich mit diesen Vergleichen zu einer verbesserten Transparenz und Objektivität bei der Forderung nach einer emissionsreduzierten Erzeugung bei der Stromerzeugung beigetragen habe.

In Deutschland ist der Ausbau der erneuerbaren Energien nach intensiven Jahren des Ausbaus derzeit politisch deutlich weniger gewünscht wird als bisher. China geht zusammen mit vielen anderen Ländern einen anderen Weg. Daher zum Abschluss dieses Artikels ein Vergleich.

China v. Deutschland

Zwei Dinge sind bei der Betrachtung einer Gegenüberstellung von entscheidender Bedeutung: die Bevölkerungsgröße Chinas zu Deutschland hat ein Verhältnis von 17:1. Das 17mal größere China hat ferner eine komplett andere Entwicklung bei der Stromerzeugung als Deutschland - ein Ergebnis der industriellen Dominanz Chinas als Folge der Globalisierung, aber auch eine Folge einer sehr dynamischen Elektrifizierung des Landes.

China hatte im Jahre 2017, also vor 10 Jahren, eine Nettostromproduktion von 6.418 Terrawattstunden (TWh). Davon wurden 70% aus fossilen Energieträgern erzeugt, vorwiegend aus der klimaschädlichen Kohle. 4% trug die Kernkraft am Strommix bei und 26% betrug der Anteil der erneuerbaren Energien.

Deutschland hatte im Jahre 2017 eine Nettostromproduktion von 554 TWh, Die Nettostromerzeugung Chinas verhielt sich also in einem Verhältnis von 11:1 zu Deutschlands Nettostromerzeugung, wo 50% aus fossilen Energieträgern erzeugt wurden, ebenfalls vorwiegend aus der klimaschädlichen Kohle. 13% trug die Kernkraft am Strommix Deutschlands im Jahr 2017 bei und 37% betrug der Anteil der erneuerbaren Energien.

Gegensätzliche Entwicklung - 9 Jahre später

2025 hatte China im Vergleich zu 2017 seine Nettostromproduktion auf 10.405 TWh erhöht, was einer Erhöhung von ca. 60% entspricht. Davon wurden 57,5% aus fossilen Energieträgern erzeugt, erneut fast ausschließlich aus der klimaschädlichen Kohle.

4,6% trug die Kernkraft am Strommix bei und 38% betrug der Anteil der erneuerbaren Energien. Alle diese Zahlen sind unbedingt im Kontext der gestiegenen Nettostromproduktion seit 2017 zu betrachten. Genau in diesem enormen „Stromhunger“ liegt die Erklärung, warum China seine Infrastruktur der erneuerbaren Energien trotz enormer Investitionen nicht schnell genug ausbauen kann.

Deutschland hatte im Jahre 2025 eine Nettostromproduktion von 437 TWh, also ein Verhältnis von 1:23 zu Chinas Nettostromerzeugung - und knapp 20% weniger als 2017.

Davon wurden 41% aus fossilen Energieträgern erzeugt, weiterhin vorwiegend aus der klimaschädlichen Kohle. Die Kernkraft ist seit 2023 aus dem Strommix in Deutschland verschwunden. Der Anteil der erneuerbaren Energien am Strommix lag bei 59%.

Auch bei diesen Zahlen ist eine volkswirtschaftliche Kontextbetrachtung notwendig. Deutschland hat ein Problem mit abwandernden Produktionsstätten, ist aber in den vergangenen Jahren insgesamt auch deutlich energiebewusster geworden.

Regenerative Energieerzeugung, unterstützt von großen Netzspeicherbatterien kann kurz- und mittelfristig dafür sorgen, dass die klimaschädliche Stromerzeugung durch fossile Energieträger kontinuierlich abnimmt.

Dadurch würden die hohen Treibhausgasemissionen aus der Stromerzeugung Zug um Zug abnehmen, was die Klimaziele der gesamten Welt erreichbarer macht.

Artikelreferenz

Green Vision Solutions. CO2e: Die Bedeutung des CO₂-Äquivalents einfach erklärt.