Kartenstapel

Hanß Carl von Carlowitz:

Die Menge der holzwirtschaftlichen Entnahmen ist so zu bemessen, dass ein stabiles Ertragsniveau langfristig gesichert wird.

—> Übertragung auf die globale umweltpolitische Aufgabe des Ressourcenschutzes für kommende Generationen

Umweltschutzpolitischen Instrumente:

Bedeutung von Aufklärung und Zwang:

Abgaben/Subventionen —> Steuern

Um die ökologische Effektivität zu erreichen, müsste die Höhe der Abgaben/Subventionen vom Staat so festgelegt werden, sodass die Unternehmen durch ihr Eigennutzenstreben automatisch zu umweltschonendem Verhalten angeregt werden.

Statt die Abgabe zu zahlen und die Umwelt weiterhin zu verschmutzen, müsste es sich für sie lohnen, die Schadstoffemissionen zu vermeiden, und zwar für so viele Unternehmen, dass die Umweltziele erreicht werden.

D. h. für Unternehmen muss es kostengünstiger sein, Emissionen zu vermeiden und dafür Subventionen zu erhalten bzw. keine Abgaben zahlen zu müssen, als die Emissionen fortzusetzen.

Durch das Verhalten der Unternehmen, die Kosten mit dem Abgabesatz bzw. mit den Subventionen zu vergleichen, ergibt sich am Markt die optimale Emissionsmenge.

Verkauf von Zertifikaten —> Emissionshandel

Beim Emissionshandel wird für den Handel mit Zertifikaten ein eigener Markt eingerichtet, auf dem die Zertifikate für Emissionsrechte ge- und verkauft werden können.

Da der Staat die Menge der zu handelnden Zertifikate vorgibt, ergibt sich am Markt durch Angebot und Nachfrage ein optimaler Preis.Außerdem kann er für die Menge der Zertifikate oder deren Gültigkeit zeitlich begrenzen, sodass die Gesamtmenge der Emissionen im Laufe der Zeit immer weiter verringert wird.

Durch das Verhalten der Unternehmen, die Kosten für den Ausstoß von Emissionen mit den Kosten für den Kauf von Zertifikaten zu vergleichen, ergibt sich am Markt der optimale Zertifikatspreis.

I.    Ökologische Effektivität

II.  Ökonomische Effizienz

1.  im statischen Sinn

2.  im dynamischen Sinn

III. soziale Akzeptanz spezieller Wirkungen auf z. B.

1.  Verteilung à Betroffenheit der Maßnahmen

2.  Beschäftigung

3.  internationale Wettbewerbsfähigkeit à Carbon Leakage

4.  praktische Handhabung

politische Durchsetzbarkeit als Folge der Instrumente und unter zusätzlicher Beachtung konkreter Besonderheiten in politischen Willensbildungs- und Entscheidungsprozessen

Ökologische Effektivität/Treffsicherheit

• Verbote/Auflagen: VK und GVK sind unbekannt

• Zertifikate/Emissionshandel (cap and trade): Markt ergibt sich als Marktpreis, GVK ergeben sich erst im Nachhinein

• Abgaben/Steuer: Mengeneffekt unsicher, da GVK normalerweise unbekannt sind, daher nicht treffsicher

Ökonomische Effizienz

statisch

• ist erreicht, wenn die gesamtwirtschaftlichen Kosten minimiert werden. D. h., dass Emissionen dort zuerst reduziert werden, so wie am kostengünstigsten vermieden werden können

  • Steuern/Subventionen und Emissionshandel sind effizient

  • Verbote nicht

Dynamisch

• ist erreicht, wenn Anreizwirkungen zur Weiterentwicklung der Technik gegeben werden

  • Problem: Grenzvermeidungskosten der zukünftigen Technologien müssten bekannt sein

  • statt „auf Verdacht“ den cap zu verringern oder Steuern herauf-/Abgaben herunterzusetzen sollte Technologieentwicklung gefördert und zeitlich befristete Anschubfinanzierungen angeboten werden

• Cap-and-Trade-System: Menge der auszugebenden Zertifikate wird begrenzt und mit der Zeit reduziert.

• Anlagenbetreiber (mit Anlagen mehr als 20 MWth) müssen ihre Emissionsmengen über Emissionsberechtigungen (EUA) decken

• durch EUA erhält der Anlagenbetreiber das Recht, 1 t CO2 zu emittieren

• nicht genutzte EUA können am Markt verkauft werden, bzw. können bei Fehlmengen erworben werden

• Zu Beginn des EU-ETS wurden den Unternehmen einige Zertifikate kostenlos zugeteilt („grandfathering), allerdings musste dennoch ein Teil der erforderlichen EUA zugekauft oder ersteigert werden. Unternehmen, die sich nicht am EU-ETS beteiligen, aber müssten, müssen eine Strafe zahlen.

• Durch das sog. Clean Development Mechanism (CDM) können Staaten/Unternehmen mit Projekten in Entwicklungs- und Schwellenländern (ohne eigene Reduktionsverpflichtung) Emissionsgutschriften erwerben. Diese werden dann auf die eigenen Verpflichtungen angerechnet. Diese Gutschriften heißen Certified Emission Reductions (CER) und können auch von den Schwellenländern ohne die Einbindung eines Industrielandes erzeugt werden.

• Industrieländer, die einem erheblichen Risiko ausgesetzt sind, die Produktion in Länder mit weniger strengen Emissionsauflagen zu verlagern, erhalten eine Sonderbehandlung, um ihre Wettbewerbsfähigkeit zu fördern —> Verhinderung der Verlagerung der CO2-Emissionen in andere Länder

• unter das EU-ETS fallende Branchen erhalten bei erheblichem Carbon-Leakage-Risiko einen höheren Anteil kostenloser Zertifikate (wird schrittweise verringert)

• in jedem Sektor erhalten nur die effizientesten Anlagen bedarfsdeckend kostenlos Zertifikate

• Strompreiskompensation: Mitgliedsstaaten können den meisten stromintensiven Branchen einen Ausgleich für durch das EU-ETS gestiegene Stromkosten gewähren

• die gefährdeten Branchen stehen auf einer Liste und erhalten eine höhere Zuteilung als andere Branche

• allerdings will man nicht, dass es hier zum Stillstand kommt. Deshalb werden die kostenlosen Zuteilungen Schritt für Schritt verringert, damit Anreiz bestehen bleibt.

• nur die effizientesten Anlagen in einem Sektor werden unterstützt, d.h. es soll nicht der Stillstand belohnt werden, sondern die besten unterstützt

• Trittbrettfahrerproblem: es gibt immer jemanden, der die anderen zahlen lassen und sich selbst durchmogeln möchte

• es gibt Länder die das eher können und Länder, die sich das eher nicht leisten können —> OECD und nicht-OECD-Länder —> Unterscheidung nach Ländergruppen

• klassische Argumentation: Industrie- und Entwicklungsland

  
  

  Gefangenendilemma:

  in Verhandlungssituationen geht es anders aus als erwartet:

• Beschuldigen sich Täter beide gegenseitig, kommen beide nicht gut raus

• gestehen beide nicht (Ganovenehre), würden beide straffrei ausgehen

• Minimaxstrategie: man sucht bei den möglichen Strategien das größte Übel, das auf einen zukommen kann (nicht gestehen: 10 Jahre einsitzen, bei gestehen: 5 Jahre)

  —> man/beide wählt/wählen kleineres Übel/das günstigste:

  • beide haben nicht die für sich beste Situation (die hätten sie, wenn beide nicht gestehen, außer, es gibt einen Kodex

  Klima:

-          Lösung: Ehrenkodex mit einer höheren Moral

Funktionsweise nEHS:

• nEHS funktioniert nach dem Prinzip “Cap and Trade” —> Treibhausemissionen aller Teilnehmenden werden auf eine Gesamtmenge begrenzt. So wird politisch entschieden, wie viel Treibhausgase alle insgesamt höchstens emittieren dürfen; aber: keine festgelegten Emissionsziele für einzelne Teilnehmer

• Der Marktpreis ergibt sich aus den Auktionen und dem Handel zwischen den teilnehmenden Unternehmen. Werden Zertifikate knapp, weil aufgrund der Reduktion durch die EU insgesamt weniger Zertifikate verfügbar sind, steigt der Preis. D. h., es gibt einen finanziellen Anreiz, in Klimaschutzmaßnahmen zu investieren

• Wenn es kostengünstiger ist, eine Tonne CO2 zu vermeiden, als ein Zertifikat zu kaufen, lohnt es sich, den EInsatz von fossilen Brennstoffen zu reduzieren udn Maßnahmen zur Emissionseinsparung durchzufürhen

• Durch den marktwirtschaftlichen Emissionshandel werden die Emissioenn dort reduziert, wo es volkswirtschaftlich am günstigsten ist

Unterscheidung zu EU-ETS

Wenn man das gleiche System wie in der EU in Deutschland eingeführt hätte, hätte man jeden Verbraucher erfassen müssen.

Die Inverkehrbringer waren bereits erfasst —> weniger Aufwand, einfache Umsetzung.

Brundtland-Definition:

Nachhaltig ist eine Entwicklung, bei der die Bedürfnisse heutiger Generationen befriedigt werden ohne die Bedürfnisse zukünftiger Generationen zu gefährden

Nachhaltigkeit als Konzeption einer dauerhaft zukunftsfähigen Entwicklung der ökonomischen, ökologischen und sozialen Dimension menschlicher Existenz. Diese drei Bereiche der Nachhaltigkeit stehen miteinander in Wechselwirkung und bedürfen langfristig einer ausgewogenen Koordination.

• jeder Bereich wird als gleichwertig und gleichberechtigt angesehen

• Aussage: Nachhaltigkeit kann nur bei gleichwertiger Rücksichtnahme auf alle drei Bereiche erreicht werden

Zielkonflikte zwischen

• Ökonomie und Soziales

• Ökonomie und Ökologie

• Ökologie und Soziales

Begriff der schwachen Nachhaltigkeit ist das flexiblere System, da es auch den Ersatz durch Human- und Sachkapital erlaubt:

• schwache Nachhaltigkeit: flexibler, Ersatz durch Human- und Sachkapital, Vorrang für Know-How und Wissen sowie Kapital, das man übergibt

• starke Nachhaltigkeit: Ökologie hat höheren Stellenwert, Ressourcen schonend behandeln, davon etwas für zukünftige Generationen übriglassen oder Alternativen dafür übriglassen

• bei erschöpfbaren Ressourcen ist ein Ersatz notwendig —> starke Nachhaltigkeit:

• die Nutzungsrate der erneuernden Ressourcen (z. B. Fischbestände) darf deren Regenerationsrate nicht überschreiten

• die Nutzung erschöpfbarere Ressourcen (z. B. Rohstoffbestände) darf nur in dem Umfang erfolgen, wie ein physisch und funktionell gleichwertiger Ersatz in Form sich regenerierender Ressourcen oder durch Erhöhung der Ressourceneffizienz (oder durch Erweiterung der Ressourcenbasis) geschaffen wird

• die Schadstoffemissionen dürfen die Kapazität zur Schadstoffabsorption der Umwelt nicht überschreiten (z. B. Gewässereutrophierung)

• Diskrepanz zwischen dem Ziel, sein eigenes Handeln zu ändern und dem tatsächlichen Konsumverhalten, dem Behavior. Heißt: Das, was wir tun wollen, passt nicht mit dem zusammen, was wir wirklich tun

• z. B. Windräder, Hochspannungsleitungen

natürliche Ursachen für Klimaveränderungen:

Erforschung:

• Sedimentbohrungen, Eisbohrkerne

• Analyse von Baumringen

  
  

• Der obere Rand der Kurve stellt die Strahlung dar, die den vom Boden reflektiert wird

• unterhalb dieser Kurve ist die menge der Strahlung, die am oberen Rand der Atmosphäre ankommt.

• alles, was zwischen den beiden Kurven liegt, wird von Treibhausgasen (Wasserdampf, CO2, O3, CH4) über unterschiedliche Wellenlängen absorbiert. Dabei ist Wasserdampf über das gesamte Spektrum aktiv und somit wichtigstes Treibhausgas. Co2, CH4 und O3 wirken dagegen nur innerhalb bestimmter Wellenlängen besonders intensiv

• in den Lücken zwischen den beiden Kurven ist die Rückstrahlungswirkung

  nicht mehr ganz so groß, bei Überlagerung der Kurven ist die Absorption hoch.

• Entscheidend für die Temperatur ist die Kombination von Bodendruck und CO2-Konzentration

• Falsch wäre die Annahme, dass viel CO2 keinen Einfluss auf die Temperatur auf der Erde hat, da in der Atmophäre des Mars 96 % CO2, bei einer Temperatur von -55 °C sind.

Strahlungsbilanz des Systems Erde:

• Sonneneinstrahlung wird nicht gebremst (in beide Richtungen)

• auf der Erde wären -3,15 °C

• Sonnenstrahlung wird nach oben reflektiert

• Wolken haben eine stark kühlenden Effekt

• Kühlungseffekt und zurückgeworfene Sonnenstrahlung

• ABER: Infrarotstrahlung wird zurückgehalten

Die wichtigsten Anomalien aus Sicht der Klimageschichte

Ursachen für anthropogene Klimaveränderungen:

• 1987: Brundtlandkommission legt ihren Abschlussbericht vor à wichtigster Anstoß für den ersten Erdgipfel 1992 in Rio de Janeiro

• 1988: UN-Generalversammlung: UN-Mitgliedsstaaten beschließen, dass Welt-Meteorologie-Organisation (WMO) und das UN-Weltprogramm (Unep) den zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (Intergovernmental Panel of Climat Change/Weltklimarat) gründen soll

  —> Expertengremium erhielt den Auftrag, den Erkenntnisstand über den Treibhauseffekt zusammenfassen und Lösungsmöglichkeiten aufzeigen

• Expertengremium erhielt den Auftrag, den Erkenntnisstand über den Treibhauseffekt zusammenfassen und Lösungsmöglichkeiten aufzeigen

• IPCC ist gleichzeitig staatlicher und wissenschaftlicher Ausschuss: In den Gremien sitzen Fachexperten, Regierungen nehmen die Bericht ab (nicht selbst forschen, Lösungsmöglichkeiten aufzeigen)

• hat eine Reihe von Sachstandsberichten veröffentlicht

Sowohl der Emittent als auch das durch die Immission betroffenen Wirtschaftssubjekt

• sind nicht eindeutig zu identifizieren

• die Immissionen können nicht anteilig zurückverfolgt werden

• der entstandene Schaden kann nicht eindeutig ermittelt werden (Feststellen)

Lösung

• es kann keine eigentumsrechtliche Regelung installiert werden, so dass der Emittent mit allen Betroffenen über das optimale Ausmaß der Emissionen verhandeln kann oder die Betroffenen dem Emittenten das Recht zu Emission zumindest teilweise abkaufen können oder entschädigt werden

• die Transaktionskosten dürfen nicht zu hoch sein

 die Umwelt ist ein öffentliches Gut —> Umwelt selbst ist kein Akteur, ist einfach da und steht allen zur Verfügung, niemand kann von ihrer Nutzung ausgeschlossen werden

Naturwissenschaftlich: Umrechnung

• 1 Joule (J) = 1 WS = 1 NM

 Praktiker-Einheiten/Einheiten in der Praxis:

• 1 kg Steinkohleeinheit (SKE) entspricht 8.141 kWh = 29 MJ

• 1 kg Rohöleinheit (RÖE, eng. OE 0 oil equivalent) entspricht 41,868 MJ

wichtige Energieformen und ihre Charakteristika

In einer Energiebilanz werden die Energieströme einer Volkswirtschaft für eine vergangene Periode statistisch erfasst. Dabei wird nur die kommerziell gehandelte Energie erfasst, d. h. z. B. im eigenen Garten geschlagenes Holz wird nicht registriert.

Für die deutsche Primärenergiebilanz zählen zunächst heimische Energieträger. Bei Grenzübertritt werden aber auch Produktenimporte registriert.

Es gibt Gesetzmäßigkeiten zwischen der Energie pro Volumeneinheit und der Energie pro Masse verschiedener Energiespeichermedien. Während Batterie zwischen 0,1 und 10 MJ/l und MJ/kg aufweisen, liegen Methanol und Methan über 10 MJ/l und MJ/kg.

Erdgas ist hinsichtlich der Energie pro Volumeneinheit genauso gut wie (flüssiger) Wasserstoff. Im Hinblick auf die Energie pro Masse ist Wasserstoff allerdings sowohl flüssig als auch unter höherem Druck (700 bar) besser. Beide Energieträger kommen nah an die fossilen Energieträger sowie Methanol und Ethanol ran, allerdings liegt das Dilemma beim Volumen.

Speicherung in anderen Energieformen, aus denen wieder Strom gewonnen werden kann:

• Chemische Energie: Batterien (Blei, Nickel-Metallhydrid, Li-Ionen)

• Potentielle Energie: Pumpspeicher (Wasserkraft), Druckluft

• Kinetische Energie: Schwungmassenspeicher (Turbinen in Kraftwerken)

• Wärme: Warmwasserspeicher, Salzspeicher

Derzeit wird in Deutschland nur die Speicherung von Wasser in Pumpspeicherkraftwerken großtechnisch genutzt.

Kurz- und langfristige Speicherung von Strom

Power-to-X beschreibt die Wandlung von Strom als Primärenergie und Rohstoff in einen Energieträger, also in Wärme, Kälte, Produkt, Kraft- oder Rohstoff.

Das bei der Elektrolyse entstandene H2O kann auf unterschiedliche Weise in Power-to-x umgewandelt werden:

1. Synthese Methanisierung (Power-to-Fuels): Durch Zugabe von CO2 entstehen, Methan, Methanol und Fischer-Tropsch-Produkte. Diese können als klimaneutrale Kraft-, chemische Rohstoffe oder zur Rückverstromung genutzt werden. Methan dient außerdem als Energieträger für Wasserstoff.

2. direkter Einsatz von Wasserstoff (keine Synthese, Power-to-Hydrogen): Wasserstoff kann direkt in Brennstoffzellen oder Kraftwerken eingesetzt oder als chemischer Rohstoff genutzt werden.

3. Haber-Bosch-Verfahren: Durch Zugabe von Stickstoff aus der Luft entsteht Ammoniak. dieses kann als Düngemittel, Rohstoff oder als Energieträger für Wasserstoff bzw. die direkte Energienutzung eingesetzt werden.

Wo kann es hingehen?

man braucht entsprechende große Speicher —> Großspeicher

Technologie muss hochskaliert werden —> leistungsfähige Elektrolyseure und Kavernen

In welcher Form wird Wasserstoff genutzt und transportiert werden? —> Abhängig von der Infrastruktur

Einkommenseffekt: Menschen haben nicht nur mehr Kaufkraft, wenn ihr Einkommen sich erhöht, sondern auch, wenn die Ausgaben in bestimmten Bereichen zurückgehen. Z. B. wenn der Raumwärmebedarf durch bessere Isolierung zurückgeht, gehen die Ausgaben c. p. zurück. d. h. die Ausgaben gehen in diesem Bereich zurück. Der Haushalt hat dann mehr Möglichkeiten, mit dem zur Verfügung stehenden Geld umzugehen, z. B. sich eine größere Wohnung leisten oder eine Urlaubsreise mit dem Flugzeug (beides führt zu höherem Energieverbrauch als vorher).

Ein weiteres Beispiel für den Einkommenseffekt ist die Effizienzsteigerung der Verbrennungsmotoren, mit der gleichzeitig eine Verbrauchssenkung verbunden war. Es wurden Fahrzeuge mit größerem Gewicht und/oder größerer Leistung angeschafft. Oder es ist bei gleichbleibenden Verbrauchskosten eine höhere Jahresfahrleistung möglich. Man nennt den Effekt, dass durch die Effizienzsteigerung nicht weniger, sondern u. U. mehr Energie nachgefragt wird auch den Rebound Effekt: [Autos werden immer effizienter, aber es wird trotzdem nicht mehr Energie eingespart (mehr Größe, mehr Gewicht, aber effizienterer Verbrauch) Effizienz ist nicht alles!]

Jevons: durch die Erhöhung des Wirkungsgrads brauchte man weniger Energie, um die Dampfmaschinen zu betreiben. Die Dampfmaschine wurde immer interessanter/attraktiver, da sie immer mehr Anwendungsmöglichkeiten hatte. So wurde sie u. a. auch in der Kohleförderung eingesetzt, was dazu führte, dass die Kohle, die für den Betrieb der Dampfmaschine notwendig war, ebenfalls günstiger wurde. Der Kohleverbrauch stieg dadurch rasant an.

Effizienzbegriffe unter gesamtwirtschaftlicher Perspektive

Alternativen zu Pumpspeicherwerken: Nutzung von Kavernen, Nutzung vorhandener Infrastruktur wie des Gasnetzes zur Speicherung.

Auswirkung der Haushaltsproduktion von Energie, die nicht in den marktgängigen Energieverbrauch eingeht. Z. B. ÖPNV statt eigener PKW.

Größerer Zeit- und (eigener) Energieaufwand —> Endenergieverbrauch sinkt, Nutzenergie und BIP sinken ebenfalls.

Weniger Zeit —> weniger andere Dienstleistungen nachfragen

Power-to-X beschreibt die Wandlung von Strom als Primärenergie und Rohstoff in einen Energieträger, also in Wärme, Kälte, Produkt, Kraft- oder Rohstoff. Es ist ein Sammelbegriff für Power-to-Gas, Power-to-Liquid, Power-to-Fuel, Power-to-Chemicals, Power-to-Product und auch Power-to-Heat.