CO2 Monitoring Schweiz

Erfassung des Fortschritts: Jährlich (nicht alle Daten stehen gleichzeitig zur Verfügung) werden die Entwicklungen der erfassten Ist- und Soll-Wert gegenüber den Ist-Werten an einem Referenzzeitpunkt ^[2]Ist- und Soll-Wert sollten beim Referenzzeitpunkt möglichst beisammen liegen. In den Datensätzen ist der Referenzzeitpunkt jeweils markiert. Falls das Ziel eine Absenkung ist, gilt entsprechend: Fortschritt = (Referenzwert-Ist – Ist-Wert) / (Referenzwert-Ist – Soll-Wert) miteinander in Beziehung gesetzt.

Fortschritt = (Ist_Wert – Referenzwert_Ist) / (Soll_Wert – Referenzwert_Ist)

Diese Auswertung wurde an das deutsche Ariadne-Projekt https://tracker.ariadneprojekt.de/de/ (31.3.2024) angelehnt.

Der Fortschritt wird folgendermassen auf eine Ampel umgesetzt

Grün: erfolgreich, Fortschritt > 0.95
Gelb: zu langsam, Fortschritt >= 0.5 und <0.95
Rot: viel zu langsam, Fortschritt < 0.5

Zur Veranschaulichung der verwendeten Methodik ein Beispiel:

Soll/Ist-Vergleich: Die blauen Balken stellen die jährlichen Ist-Werte des Bestandes an erneuerbaren Personenwagen dar. Orange-gepunktet die Sollkurve, welche die Zielwerte angibt. Blau-gepunktet eine mathematisch aus den vorhandenen Ist-Werten abgeleitete Trendkurve. Trendkurven zeigen an, wie es anhand der zurückliegenden Entwicklung weiter gehen könnte. Diese Kurve kann exponentiell, linear, logarithmisch oder polynomisch sein.

Die interaktiven Grafik zur Darstellung der Ist- und Soll-Werte wurde basierend auf Python-Code aus openenergytracker.org von Alexander Roth & Wolf-Peter Schill, unter der CC-BY 4.0 Open-Source-Lizenz, erstellt. Die erstellen Grafik sind ebenfalls Open-Source.

Falls vorhanden, werden bei den Ist- und den Soll-Zahlen offizielle Daten der Bundesämter BFE (Energie) und BFU (Umwelt) verwendet, in einzelnen Fällen wurde ein eigenes Soll-Modell gerechnet.
Entsprechende Hintergrundinformationen und Datenquellen befinden sich im jeweiligen (ausklappbaren) Kapitel „Hintergründe und Daten“.
Die verwendeten Datensätze (EXEL) für die Grafiken befinden sich hier.

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Soll-Kurve: Anhand der politisch vorgegebenen Eckpunkten wurde vereinfachend eine lineare Absenkung ermittelt. ^[5]Umwandlungsprozesse erfolgen meist nach logistischen Modellen, siehe dazu Transformationsmodelle.

Mit dem verwendeten Absenkungspfad bis 2050 kann vermutlich das Ziel einer maximalen Erwärmung des Klimas von 1.5 Grad nicht eingehalten werden, siehe dazu z.B. Zero 2035. Diese Studie zeigt unter anderem auch auf, dass Netto-Null bis 2035 theoretisch möglich wäre, dieses Ziel aber nur extrem schwer erreichbar ist und massive Verhaltensänderungen voraussetzt.
Die hier verwendeten Modelle zur Erfassung der Soll-Ziele basieren nicht auf massiven Verhaltensänderungen, sondern primär auf Effizienz und einem industriellen Umbau zu CO2 freien Technologien. Damit steigen die gesellschaftlichen Umsetzungschancen. Aber auch dieser Weg wird gewisse persönliche Anpassungen z.B. beim Fleischkonsum und der Mobilität (Fliegen) beinhalten.

Trotz mancher Unsicherheiten ist es wichtig, dass wir alle gemeinsam ambitionierte aber auch realistische Ziele ins Augen fassen und diese schnellstmöglich umsetzen. Wir sollten uns dabei aber auch bewusst sein, dass es laufend Anpassungen an neue Entwicklungen geben wird.

Ist-Daten:
Die Ist-Daten basieren auf dem BAFU Treibhausgasinventar. Siehe dort unter „Weiterführende Informationen / Daten“ das EXCEL -File „Entwicklung THG Emissionen seit 1990“, Zeile „Total(3)“ und andere Rubriken.
ACHTUNG: Zwischen dem Download Okt21 und Juni22 wurden vom BAFU ältere Werte in den Tabellen scheinbar rückwirkend angepasst (kleine Abweichungen). Diese „Nachträge“ wurden nicht übernommen.

Bemerkung betr. Flugemissionen: Verwendet wird im Monitoring das Total des Treibhausinventars, welches übereinstimmend mit den Richtlinien der UNO-Klimakonvention in der Emissionsstatistik die Emissionen des internationalen Flug- und Schiffsverkehr nicht enthält (die inländische Emissionen unterliegen den Reduktionszielen des Pariser Abkommens, während die Emissionen des internationalen Luftverkehrs dem Klimaschutzinstrument CORSIA unterliegt). Dasselbe gilt für die Treibhausgasbilanz der Landnutzung, also die Treibhausgasemissionen und Kohlenstofffixierung durch Böden und Vegetation. Das Treibhausgasinventar berücksichtigt zudem keine Emissionen, die bei der Produktion von Importgütern (inklusive Importstrom) entstehen.

Wie schädlich die Flugemissionen wirklich sind, zeigt eine Antwort des Bundesrates auf eine Interpellation:

Auszüge aus einer Antwort des Bundesrates (2019) auf eine Anfrage von Jürg Grossen:

• Die Berechnung der Treibhausgasemissionen des Luftverkehrs wird bisher und zukünftig entsprechend den international anerkannten Regeln für die Erstellung der nationalen Treibhausgasinventare gemäss Klimakonvention der Vereinten Nationen (UNFCCC) erfolgen. Für den internationalen Luftverkehr werden die CO2-Emissionen ausgewiesen und umfassen die ganzen Flugstrecken bis zur Destination. Die Emissionen des internationalen Flugverkehrs sind im Reduktionsziel gemäss Kyoto-Protokoll und CO2-Gesetz nicht eingeschlossen.
• Die Emissionen pro Einwohner und Jahr, welche alleine durch Flugreisen entstehen, werden nicht separat erhoben. Unter den Annahmen, welche der Antwort auf Frage 2 zugrunde liegen, kann man von rund 0,8 Tonnen CO2 pro Einwohner und Jahr ausgehen. Dem gegenüber stehen 4,5 Tonnen CO2 pro Einwohner und Jahr.

Eigene Abschätzungen anhand obiger Angaben: Da die Gesamtmenge 4.5 + 0.8 Tonnen = 5.3 Tonnen beträgt, verursacht der Flugverkehr ca. 15 % der Treibhausgasemissionen.

Der WWF kommt zu einer noch höheren Anteil, nämlich 27 %: https://www.wwf.ch/de/unsere-ziele/flugverkehr Diese Differenz lässt sich dadurch erklären, dass der Flugverkehr neben den bekannten Klimagasen auch andere Effekte erzeugt (z.B. Kondensstreifen), welche ebenfalls klimawirksam sind. Die Berechnung dieser Effekte sind sehr aufwändig und befinden sich aktuell (2021) in Diskussion. Siehe dazu „Die Auswirkungen der Flugverkehrsemissionen auf das Klima, Swiss Academies Communications“.

Kurzüberblick der wichtigsten Klima-Abkommen und Gesetze (Stand Ende 2020):
Die Schweiz trat den zwei zentralen internationalen Klima-Abkommen bei:
2003: Ratifizierung des Kyoto-Protokolls
2017: Ratifizierung des Übereinkommens von Paris
Zur Umsetzung des Kyoto-Protokolls in der Schweiz wurde 2011 das CO2-Gesetz revidiert und das Ziel einer Emissionsminderung um 20 Prozent unter das Niveau von 1990 im „Bundesgesetz über die Reduktion der CO2 Emissionen“ verankert.
Für die Zeit nach 2021 erfolgte eine Totalrevision, die von der Stimmbevölkerung abgelehnt wurde. Mit der Annahmen des Klima- und Innovationsgesetzt 2023 wurde das Ziel Netto-Null bis 2050 gesetzlich festgelegt. Auch wurde festgelegt, dass soweit möglich die Reduktionen durch Emissionsminderungen in der Schweiz erfolgen.
Ziele der Schweiz als Übersicht (2030: 50%, 2040: 75% 2050 Netto-Null)

Die Datensätze (EXEL) für die Grafiken befinden sich hier.

Ist-Werte:
Die Daten über den Bestand der Personenwagen bis 2019 (basierend auf BfS Daten) wurden 2021 heruntergeladen von https://www.swissinfo.ch/ger/co2-emissionen_weniger-kuehe–aber-mehr-fahrzeuge–die-schweiz-verfehlt-ihr-klimaziel/45868012.

Die jährliches Updates erfolgen über diese BfS Seite . Aktuell werden beim BfS nur elektrische Personenwagen als nachhaltig gezählt. Die Anzahl anderer nachhaltiger Antriebe (Wasserstoff- und andere synthetische Gase) sind aktuell noch zu gering.
Hybride Fahrzeuge werden nicht zu den nachhaltigen mitgerechnet.

Soll-Werte:
Da für die Schweiz kein Modell für den Umbau auf nachhaltige Fahrzeuge bis 2050 vorhanden war, habe ich ein eigenes Modell erstellt. Dieses berücksichtig insbesondere, dass konventionelle Fahrzeuge nicht vorzeitig ausgemustert werden sollen. Details dazu siehe unter Szenario Personenwagen.
Dabei wurde davon ausgegangen, dass der Individualverkehr nicht weiter wächst.

Für die Berechnung dieses Soll-Szenarios wurde in den nächsten paar Jahren die aktuellen Wachstumswerte der Elektro-Autos (ca. 40%) fortgeschrieben, nach ca. 5 Jahren wird dann das weitere Wachstum durch die „natürliche Ersatzrate“ von fossilen Personenwagen beschränkt (d.h. alte Wagen werden aus dem Verkehr gezogen, d.h. es wird keine unnötigen „vorzeitigen Verschrottungen“ geben).

Aus dem zugrundeliegenden Modell können zeitliche Entwicklungen interessanter Aspekte, wie z.B. der Anteil der Erneuerbaren bei den Neuwagen, errechnet werden. Einige Aspekte sind in der nachfolgenden Grafik festgehalten. Daraus wird ersichtlich, dass in diesem Szenario ab 2030 in der Schweiz keine neuen fossilen Personenwagen mehr in den Verkehr kommen, d.h. die Erneuerbaren decken dann 100% der Neuwagen ab. Ab etwa 2045 kann so der Umbau abgeschlossen sein.

Bewertung:

Die oben formulierten notwendigen Schritte für einen CO2-freien Verkehr bis spätestens 2050 sind ambitiös, aber nicht unrealistisch. Die im Szenario verwendeten anfänglichen jährlichen Wachstumsraten der Erneuerbaren von gegen 40 % in den nächsten Jahren liegen durchaus im Bereich des Möglichen (d.h. im Schnitt des Wachstums der letzten 5 Jahre).

Im 2021 hat die EU ihren neuen Plan „EU Fit for 55“ publiziert, und dieser ist 2022 auf gutem Wege. Darin werden für den Personenverkehr folgende Ziele formuliert: „Ab 2035 dürfen neu in der EU verkaufte Autos keine Emissionen mehr verursachen. Das bedeutet letztlich ein Verbot des herkömmlichen Verbrennungsmotors. Von der Leyen erklärte in Brüssel, dass viele Autohersteller weltweit bereits Pläne hätten, freiwillig auf derartige Antriebe zu verzichten, und zwar in einem Zeitraum zwischen 2028 und 2035.“ ^[8]NZZ 15.7.2021- Dies passt zum obigen Szenario!

Volvo_2030_Elektrisch zeigt, dass die Firma Volvo plant, bis ins Jahr 2030 nur noch elektrische Fahrzeuge zu produzieren.

Auch die aktuelle Studie Net Zero by 2050 der International Energy Agency kommt zu vergleichbaren Resultaten, dass insbesondere in entwickelten Ökonomien die meisten neuen Personenwagen anfangs 2030 erneuerbar sein werden.

Also alles ganz einfach? – Ein kritisches Element dieser Transformation auf Seiten der Produzenten dürfte die Batterieproduktion sein, die sehr materialintensiv ist und spezielle Materialien braucht. Sicher sind dabei noch technologische Verbesserungen möglich (Materialien, Recycling). Auf jeden Fall muss aber die Stromproduktion und Autoproduktion ebenfalls CO2 frei werden! Und damit das aktuelle Wachstum nicht vorzeitig „abgewürgt“ wird, muss unbedingt die Ladeinfrastruktur zügig ausgebaut wird.

Alternative Ansätze? Wäre es nicht ökologisch sinnvoller diese Transformation durch eine Verlagerung des Verkehrs auf den öffentlichen Verkehr oder auf Velos zu erreichen? Zum einen glaube ich nicht, dass sich unsere Gesellschaft massenhaft vom Auto wegbewegen wird und zum anderen kann ich mir im Moment leider (!) nicht vorstellen, dass ein entsprechender Kapazitätsausbau des öffentlichen Verkehrs in der gegebenen Zeit denkbar wäre. Nur ein kleines Beispiel: der neue Durchgangsbahnhof soll in Luzern ca. 2040 in Betrieb gehen. Bis dahin müsste der grösste Teil der Transformation bereits abgeschlossen sein! Trotzdem scheint mir wichtig, was im „Vernehmlassungsbericht zur Klima und Energiepolitik 2021 des Kantons Luzern“ steht: „Ebenso wichtig wie die technologische Transformation ist eine konsequente Verkehrspolitik, welche die Chancen der Effizienzsteigerung des Verkehrssystems durch Verlagerung auf effiziente Verkehrsformen (z.B. ÖV sowie Fuss- und Veloverkehr) sowie die Vermeidung von Verkehr verfolgt“.
Wir brauchen eine entsprechende Umverlagerung von Verkehrs, um ein allfälliges Verkehrswachstum aufzufangen!

Die Datensätze (EXEL) für die Grafiken befinden sich hier.

Wir betrachten hier den tatsächlich produzierten Strom und nicht die installierte Leistung. D.h. die Verfügbarkeiten (Wettereinfluss) der eingesetzten Technologien fliessen ebenfalls in die Betrachtung mit ein (mit allen Vor- und Nachteilen).
Die Angaben erfolgen damit in TWh (Terawattstunden) ^[9]Energie [Wh] = Leistung [W] x Zeit [h].

Soll-Werte: Die Firma AXPO hat mit dem „Powerswitcher“ ein interessantes Werkzeug zum Vergleich unterschiedlicher Szenarien im Bereich Stromproduktion bereitgestellt. Dort können Szenarien mehrerer Energieexperten miteinander verglichen werden. Für die Ermittlung der Soll-Werte der Indikatoren „nachhaltigen Stromproduktion“ und „Windenergie“, wurde ab Frühjahr 2024 neu auf das dortige Szenario „Grossen“ gesetzt. Gegenüber dem vorherigen Szenario („Axpo“) geht es von einem etwas höheren Bedarf aus. Es passt damit besser, zu den Ende 2023 verabschiedeten Zielen des Stromgesetzes. Unterschiede zum Stromgesetzt wurden in diesem Blog-Artikel diskutiert.

Die Ist-Werte wurden aus der „BFE Gesamtenergiestatistik“ übernommen (Siehe dort insb. unter Tabellen). Verwendet wurde die dortige Tabelle „T24: Elektrizitätserzeugung“. Dazu müssen die Erneuerbaren „herausgerechnet“ werden. Für die erneuerbare Stromproduktion wurden „Erneuerbarer Anteil Konventionelle-thermische Kraft- und Fernheizwerke“ plus die Summe „Diverse erneuerbare Energien“ verwendet.

Speicher: Neben den geforderten Ausbaumengen müssen auch die Herausforderungen bezüglich benötigter Speichersystemen zum Ausgleich der jahreszeitlichen, täglichen und kurzfristigen Schwankungen bei PV und Wind beachtet werden. Technische Lösungen sind vorhanden, bei der Umsetzung muss aber noch zugelegt werden.

Die Datensätze (EXEL) für die Grafiken befinden sich hier.

Die Verfolgung und Auswertung der nachhaltigen Wärme ist nicht ganz trivial, da je nach Statistik unterschiedliche Energien angeben werden (Siehe dazu Schweizerische Statistik der Erneuerbaren Energien, Kapitel 2.4). Zudem werden die Begriffe in den unterschiedlichen Unterlagen nicht ganz einheitlich verwendet. Wir verwenden hier den sog. „Endverbrauch“, der kleiner als die „Endenergie“ ist (Vor Juli 2024 wurden in der Auswertung der Wärme entsprechende Werte miteinander vermischt. Die Auswertung wurde daher neu überarbeitet und angepasst).

Die Erfassung der Ist-Werte (Nachhaltig und Fossil) erfolgt anhand der Figur 1.5 der Teilstatistik Schweizerische Statistik der Erneuerbaren Energien. Es wird der Endverbrauch erfasst.

Soll-Werte:
Anhand des Szenarios „Zero Basis“ der BFE Energieperspektiven 2050+ wurde der Wärme/Kältebedarf der Schweiz bis 2050 ermittelt (Kurzbericht, Abbildung 8: Entwicklung des Endenergieverbrauchs nach Verwendungszwecken, Prozesswärme, Raumwärme, Klima&Lüftung, Warmwasser). Der gesamte Wärmebedarf (oben nicht eingezeichnet) nimmt bis 2050 ab, was darauf zurückzuführen ist, dass bei der Wärme- und Kälte-Erzeugung mit einer Effizienzsteigerung zu rechnen ist.
Bei den verwendeten Zahlen dieses Berichtes handelt es sich (entgegen den Ist-Werten) um die Endenergie, d.h grössere Zahlen als beim Endverbrauch. Dies zeigt auch ein Vergleich der erfassten Ist-Zahlen 2019 mit den Zahlen der Energieperspektiven bezogen auf das gewählte Referenzjahr 2019. Es wurde daher basierend auf 2019 eine entsprechende Skalierung vorgenommen für die Berechnung der Soll-Werte (siehe CO2Monitoring-SollWerte.xlsx).
Soll-Werte Nachhaltig: Da die fossilen Energiequellen bis 2050 ausgelaufen sein müssen, muss der gesamte Bedarf im Jahr 2050 durch erneuerbare Quellen abgedeckt werden. Damit ist der Ziel-Punkt der Kurve „Wärme erneuerbar Soll“ festgelegt. Als Startpunkt wurde der Ist-Wert 2019 verwendet, danach wurden beiden ermittelten Stützpunkte linear interpoliert (warum eine lineare Interpolation? – Im BfE-Bericht „Energieperspektiven 2050+“, Abbildung 32, wird die Entwicklung der Fernwärme dargestellt. Diese entwickelt sich mehr oder weniger linear. Daraus kann geschlossen werden, dass sich auch die private erneuerbare Wärmedeckung annähernd linear entwickelt.

Die Datensätze (EXEL) für die Grafiken befinden sich hier.

Natürlich sind die oben aufgeführten Indikatoren nicht die einzigen Aspekte, die für eine „Netto-Null“-Strategie angegangen werden müssen! Es sind zwar wichtige Aspekte, aber es gibt noch viele andere Möglichkeiten für entsprechende Indikatoren. Bei der Auswahl spielte es auch eine Rolle, ob entsprechende Ist- und Soll-Daten aus verlässlichen Quellen erhältlich sind.

Um die anderen Aspekte nicht aus den Augen zu verlieren, ein paar statistische Angaben, wo wieviel Treibhausgase entsteht:

Besonders heikle Punkte, für die es keine einfachen technischen Lösungen gibt, sind z.B. die Betonproduktion und die Landwirtschaft (Fleisch- und Reisproduktion).
Wichtig auch zu erwähnen: In den obigen Zahlen ist der internationale Flugverkehr nicht enthalten!
Siehe dazu Flugemissionen.

Neben den geforderten Ausbaumengen an erneuerbarem Strom müssen auch die Herausforderungen bezüglich benötigter Speichersystemen zum Ausgleich der jahreszeitlichen, täglichen und kurzfristigen Schwankungen bei PV und Wind beachtet werden.

Ein Augenmerk müssen wir auch auf sog. Rebound-Effekten haben: Neue Technologien führen zu Energieeinsparungen, was über tiefere Preise dazu verleiten kann, diese Technologien vermehrt einzusetzen! Zudem werden durch einen erfolgreichen CO2-Umbau Erdölprodukte weniger nachgefragt werden. Die Erdölproduzenten werden darauf wohl mit Preisreduktionen antworten. Das könnte dazu führen, dass manche Staaten billiges Erdöl für ihre Energieproduktion nutzen. Dieses Problem kann nur international angegangen werden, dabei müssen auch die Interessen der erdölproduzierenden Länder berücksichtig werden.

Wir dürfen uns auch nicht generell nur auf den Binnenkonsum konzentrieren. Viele Güter werden importiert (z.B. Autos, Batterien). Auch die im Ausland erzeugten Klimagase müssen berücksichtig werden. Dieses Problem wird z.B. in einem Artikel der Republik ^[10]Republik, 22.2.2021, Daniel Büttler, „Unsere Klima­bilanz, zerlegt in Einzelteile“. https://www.republik.ch/2021/02/22/unsere-klimabilanz-zerlegt-in-einzelteile?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=republik%2Ftemplate-newsletter-taeglich-2021-02-22, basierend auf Empa und Bafu-Daten, beschrieben. Dieser Bericht zeigt, unser Treibhausgas-Fussabdruck entlang der gesamten Material­kette ist mehr als doppelt so hoch wie die Inland­-Emissionen, die wir gemäss Klima­-Konvention ausweisen!