Energie – Erzeugung, Handel und Transport

• CO₂, Kohlendioxid, verbleibt mehrere 1000 Jahre in der Atmosphäre, GWP 1; hat ein breites technisches Anwendungsspektrum; wichtigstes Treibhausgas in der Erdatmosphäre

• CH₄, Methan, verbleibt etwa 12 Jahre in der Atmosphäre, GWP 21; wird verwendet als Heizgas und als Ausgangsstoff für technische Synthesen; entsteht vor allem in der landwirtschaftlichen Tierhaltung und im Abfallbereich

• N₂O, Distickstoff (Lachgas), verbleibt 120 Jahre in der Atmosphäre, GWP 310; wird verwendet in der Medizin, zum Beispiel als Narkosemittel; entsteht vor allem bei der Herstellung von Dünger und in der chemischen Industrie

• CF₄ (Summenformel), perfluorierte Kohlenwasserstoffe (FKW/PFC), verbleibt etwa 50 000 Jahre in der Atmosphäre, GWP 6 500; wird verwendet als Kälte- und Löschmittel sowie als Treibgas

• CHF₃ (Summenformel), teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (H-FKW/HFC), verbleibt etwa 264 Jahre in der Atmosphäre, GWP 11 700; wird verwendet als Lösch- und Kältemittel sowie als Prozessgas beim Trockenätzen

• SF₆, Schwefelhexafluorid, verbleibt etwa 3 200 Jahre in der Atmosphäre, GWP 23 900; wird verwendet als Schutzgas bei der technischen Erzeugung von Magnesium und bei der Behandlung von Leckagen an gasisolierten Hochspannungsschaltanlagen

• NF₃, Stickstofftrifluorid, verbleibt etwa 509 ±21 Jahre in der Atmosphäre, GWP 19 700; wird in der Halbleiterindustrie und in sehr großer Menge in der Flüssigkristallbildschirm- und Solarindustrie zum Reinigen der PECVD-Beschichtungskammern verwendet

Aufgrund der sehr unterschiedlichen Treibhauswirkungen der jeweiligen Gase wird als gemeinsamer Maßstab für Berechnung der Emissionsreduktion das sogenannte Kohlendioxidäquivalent verwendet. Mit diesem Wert kann allen anderen Treibhausgasen eine spezifische Treibhauswirkung (GWP, Global Warming Potential) zugewiesen werden. Ein GWP-Wert zeigt an, wievielmal stärker das jeweilige Treibhausgas in den nächsten hundert Jahren im Vergleich zur Wirkung von CO₂ zur globalen Erwärmung beiträgt. Als Umrechnungsbeispiel mag hier Methan (CH₄) dienen: Es hat laut Kyoto-Protokoll ein GWP von 21, was bedeutet, dass 1 kg Methan innerhalb der ersten hundert Jahre seiner Freisetzung 21-mal so stark zum Treibhauseffekt beiträgt wie 1 kg Kohlendioxid.

2005 – 2007, 1. Handelsperiode: Sie war ein Prozess des „learning by doing“. Das EU-ETS etablierte sich erfolgreich als der weltweit größte CO₂-Emissionshandel. Jedoch beruhte die Anzahl der Zertifikate auf Schätzungen und erwies sich als zu hoch. Infolgedessen fiel der Preis der Zertifikate der ersten Handelsperiode 2007 ins Bodenlose.

2008 – 2012, 2. Handelsperiode: Island, Norwegen und Liechtenstein schlossen sich an (1. 1. 2008). Die Anzahl der Zertifikate wurde für den Zeitraum um 6,5 % reduziert, der Wirtschaftsabschwung verringerte die Emissionen und die Nachfrage umso mehr. Es entstand ein Überhang an nicht verwendeten Zertifikaten und Gutschriften, der den Druck auf den CO₂-Preis erhöhte. In das System wurde der Luftverkehr aufgenommen (1. 1. 2012).

2013 – 2020, 3. Handelsperiode: Große Reform trat in Kraft (1. 1. 2013). Die größte Neuerung war die Einführung einer EU-weiten Emissionsobergrenze (jährlich verringert um 1,74 %) und der Wechsel zu Zertifikatversteigerungen anstelle der kostenlosen Zuteilung. Kroatien schloss sich dem ETS an (1. 1. 2013). Im Juli 2015 präsentierte die Europäische Kommission einen Gesetzesvorschlag für die Überarbeitung des EU-ETS.

2021 – 2030: 4. Handelsperiode.

Quelle Europäische Union, 2016

Der Anlass für die Entstehung und Funktion des Emissionsrechtehandels, genauer: des Treibhausgas-Emissionsrechtehandels, war das weltweit zu beobachtende Phänomen der Erderwärmung (Bild 1), verursacht durch übermäßig gesteigerte Freisetzung klimaschädlicher Gase, allen voran Kohlendioxid (CO₂). Anders jedoch als noch zu Beginn des Industriezeitalters wird diese Entwicklung mittlerweile von fast allen Experten als Bedrohung erkannt und als solche behandelt.

Bild 1: Green-House-Effect mit Sonnenlicht (wei

Vom natürlichen zum anthropogenen Effekt

Die Erdatmosphäre bildet mit Spuren von Treibhausgasen (THG) wie zum Beispiel von Wasserdampf, Kohlendioxid, Ozon, Methan und Distickstoffoxid eine Lufthülle, die klimatische Bedingungen schafft, unter denen Leben auf der Erde überhaupt erst möglich wird. Dabei ist diese Hülle für die kurzwellige Sonneneinstrahlung weitgehend durchlässig, während dies für die vom Erdboden und von Wasserflächen reflektierte langwellige Wärmestrahlung weniger der Fall ist. Sie bleibt zum Teil erhalten und erwärmt die Umgebung, denn sie wird von den genannten Treibhausgasen, vor allem von Wasserdampf und Kohlendioxid, an der vollständigen Reflexion ins Weltall gehindert. Dieser Vorgang ähnelt der Funktion eines gläsernen Gewächshauses und ist als natürlicher Treibhauseffekt allgemein bekannt. Er bewirkt, dass das globale Mittel der bodennahen Lufttemperatur etwa 15 °C beträgt. Ohne Treibhausgase in der Atmosphäre läge die Mitteltemperatur permanent bei – 18 °C, was die Erde vereisen ließe.

Werden nun, wie seit Beginn des Industriezeitalters zu beobachten, durch menschliche Aktivitäten (Bild 2) zusätzlich Treibhausgase in die Atmosphäre emittiert, kommt es zu einem Wandel des bis dahin über Jahrhunderte hinweg weitgehend stabilen Klimageschehens. Er zeigt sich unzweideutig als stetig zunehmende globale Erwärmung. Dieses als menschengemachter (anthropogener) Treibhauseffekt bezeichnete Phänomen zwingt mittlerweile viele internationale Institutionen, nationale Regierungen sowie weitere Klimaschutzakteure dazu, Gegenkonzepte zu entwickeln und umzusetzen.

Bild 2: Treibhausgasaussto

Klimarahmenkonvention, Kyoto-Protokoll und Pariser Abkommen

Vor dem Hintergrund der ständigen Zunahme der Treibhausgas-Emissionen in der Atmosphäre wurde am 9. Mai 1992 mit dem Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen (United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC) erstmals die Grundlage für einen völkerrechtlichen Vertrag zum Klimaschutz geschaffen. Die Konvention, von 196 Staaten unterschrieben, enthält allerdings kaum mehr als Absichtserklärungen. Positiv zu bewerten ist die Vereinbarung, jährliche Konferenzen der Vertragsparteien (Conference of the Parties, kurz COP) stattfinden zu lassen [1]. Die dritte dieser Art (COP 3), im Jahr 1997 abgehalten in der japanischen Stadt Kyoto, brachte dann mit dem Kyoto-Protokoll [2] eine Ergänzung und Konkretisierung der UNFCCC von 1992.