Analyse

Studie: Negative Emissionen im europäischen Emissionshandelssystem

Executive Summary

Wenn die Europäische Union (EU) bis 2050 Netto-Null-Emissionen erzielen will, reicht es nicht aus, die Klimapolitik auf Emissionsvermeidung zu begrenzen. Nicht vermeidbare Restemissionen müssen durch ökosystembasierte Ansätze wie beispielsweise die Aufforstung sowie Negativ-Emissions-Technologien (NETs) wie beispielsweise Direktabscheidung von CO2 aus der Luft (DACCS) ausgeglichen werden. Durch eine  Integration von NETs in das europäische Emissionshandelssystem (EU-ETS) können dringend notwendige Anreize zur Forschung und Entwicklung von NETs gesetzt werden. Zudem bietet die Integration den Vorteil der Verlängerung des EU-ETS über den Zeitpunkt hinaus, an dem es aufgrund des Reduktionspfades keine neuen Zertifikate für den Ausstoß  von CO2 mehr geben wird. Wenn Zertifikate für die Entnahme von CO2 europaweit gehandelt werden, ist es unerheblich, wo die Technologie eingesetzt wird.

  • Die EU-Mitgliedsstaaten haben beschlossen, bis 2050 Netto-Null Treibhausgasemissinen zu erreichen. Die Europäische Kommission hat zudem kürzlich vorgeschlagen, dass EU-Emissionsreduktionsziel für 2030 zu verschärfen. Um diese Ziele zu erreichen, muss der Atmosphäre CO2 entzogen und dauerhaft gespeichert werden. Um Anreize für die Entfernung von CO2 aus der Atmosphäre zu schaffen, muss das europäische Regelwerk für das EU-ETS, das momentan nur Anreize für die Emissionsvermeidung bietet, angepasst werden.
  • Das EU-ETS ist das weltweit größte Emissionshandelssystem und das wichtigste sowie effizienteste klimapolitische Instrument der EU. Jedes Jahrstehteinebegrenzte Summe an Zertifikaten zur Verfügung,die für den Ausstoß von Treibhausgasen und entsprechend insbesondere CO2 erworben werden müssen. Diese Anzahl wird jährlich reduziert und sinkt linear gegen Null. Deshalb werden in der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts keine neuen Zertifikate mehr auf den Markt kommen. Aufgrund nicht oder nur schwer vermeidbarer  Restemissionen werden aber weiterhin CO2 und andere Treibhausgase ausgestoßen werden. Die EU muss deswegen die Frage lösen, wie sie ihr Emissionshandelssystem ohne Ausgabe neuer Zertifikate organisieren kann.

  • Die künftige Integration von NETs in das EU-ETS könnte theoretisch auf zwei unterschiedlichen Wegen erfolgen: Einerseits durch den direkten Handel der am Emissionshandel beteiligten Unternehmen mit den Anbietern von NETs und andererseits durch Zwischenschaltung einer Regulierungsbehörde, die die beiden Märkte koordiniert. Beide Varianten könnten mittels europäischer Gesetzgebungsakte umgesetzt werden.

  • Eine Besonderheit ergibt sich für Bioenergie mit anschließender CO2-Speicherung (BECCS). Wenn Anlagen, die ausschließlich Biomasse verwenden, künftig in das EU-ETS einbezogen werden sollten und dadurch zertifikatepflichtig würden, gleichzeitig die Betreiber dieser Anlagen aber bei der kostenlosen Zuteilung von Zertifikaten berücksichtigt würden, könnten diese Anlagen implizit Zertifikate für die CO2-Entnahme durch den Einsatz von CO2-Abscheidung und -Speicherung erhalten. Erhielten die Betreiber die frei zugeteilten Zertifikate aus dem bestehenden Zertifikatepool, würden durch den Einsatz von BECCS die Netto-Emissionen im EU-ETS über den vorgegebenen Reduktionspfad hinaus verringert. Eine emissionsunabhängige Integration von NETs erfordert hingegen einen grundlegenden Umbau des EU-ETS.

  • Trotz existierender Initiativen der Europäischen Kommission befindet sich die politische Debatte über die Integrationdergezielten CO2-Entnahmeindieeuropäische Klimapolitik immer noch in einer frühen Phase. Es zeichnet sich nur rudimentär ab, welche Mitgliedstaaten, Parteien, Branchen, Unternehmen und NGOs den CO2-Entnahme-Ansatz voranbringen wollen, welche Koalitionen dabei entstehen, und welche Methoden dabei präferiert werden. Da zudem noch kaum absehbar ist, wie sich die einzelnen NETs technologisch und hinsichtlich ihrer Kosten entwickeln werden, lässt sich derzeit nicht prognostizieren, auf welche Weise und in welcher Geschwindigkeit sich der Übergang zu einer gezielten CO2-Entnahme-Politik vollziehen wird.

  • NETs werden allerdings unabdingbar sein und ohne geeignete Anreizsysteme für CO2-Entnahmen sowie eine regulatorische Öffnung des wichtigsten klimapolitischen Instruments – des EU Emissionshandels – wird das EU-Ziel der Treibhausgasneutralität bis 2050 nicht zu schaffen sein. Die EU braucht jetzt einen Plan, wie diese dringend notwendige Integration von NETs in das EU-ETS ausgestaltet werden soll.

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1. Ausgangslage

Trotz der seinerzeit kaum Anlass zu Optimismus gebenden Bilanz der internationalen Klimapolitik seit dem Klimagipfel von Kopenhagen (2009) gelang im Rahmen der 21. Konferenz der Vertragsparteien der UN-Klimarahmenkonvention (UNFCCC) im Dezember 2015 eine Einigung auf einen neuen Weltklimavertrag (Übereinkommen von Paris). Dieser Vertrag trat am 4.11.2016 in Kraft und verfügt heute über 189 Vertragsparteien. Sein Ziel ist es, die globale Durchschnittstemperatur auf deutlich unter 2 °C gegenüber vor industriellen Werten zu begrenzen; ferner sollen die Vertragsparteien weitere Anstrengungen zu einer Begrenzung der globalen Durchschnittstemperatur auf unter 1,5 °C unternehmen. Den zentralen Mechanismus zur Erreichung dieses Ziels bilden gemäß Art. 4 die sogenannten National Determined Contributions (NDCs). Die Vertragsparteien sind hiernach verpflichtet, in regelmäßigen Abständen (mindestens alle 5 Jahre) die im Rahmen ihrer jeweiligen Möglichkeiten höchst erreichbaren Reduktionsziele zu melden. Ausgangspunkt ist der sogenannte Global Stocktake, der erstmals im Jahr 2023 stattfinden wird. Seine Ergebnisse sollen die Vertragsparteien dazu anreizen, ihre Pflicht zu erfüllen,die nationalen Zielvorgaben kontinuierlich zu aktualisieren und zu verschärfen. Gegebenenfalls können die NDCs im Verbund mit anderen Staaten verfolgt werden, wobei dann jeweils auch die in diesem Rahmen individuell zugeteilten NDCs zu berichten sind.

Zu betonen ist, dass sich die Zielvorgaben des Übereinkommens von Paris auf die globale Durchschnittstemperatur beziehen und nicht im Sinne einer einzelstaatlichen „Erfolgspflicht“ auf die Vertragsparteien umgelegt werden können. Im Unterschied zum Kyoto Protokoll, dessen erste Verpflichtungsperiode bereits Ende 2012 abgelaufen ist (die geplante zweite Verpflichtungsperiode ist bislang nicht in Kraft getreten), statuiert das Übereinkommen von Paris keine einzelstaatlichen quantifizierten Emissionsreduktionspflichten. Die Vertragsparteien müssen lediglich die bestmöglichen Bemühungen unternehmen und geeignete Maßnahmen treffen, um dieses kollektive Ziel zu erreichen (Voigt, 2016). Völkerrechtlich wird insofern von einer due diligence Pflicht, d.h. einer staatlichen Sorgfalts- bzw. Bemühenspflicht, gesprochen. Eine solche Pflicht ist qualitativ etwas anderes als eine „Erfolgspflicht“ wie der Pflicht zur Erreichung quantifizierter Emissionsreduktionen gemäß Kyoto Protokoll (Mayer, 2018). Völkerrechtlich ist deshalb weder eine „Umrechnung“ des globalen Temperaturziels auf die einzelnen Vertragsparteien geboten, noch sind die Vertragsparteien des Übereinkommens von Paris individuell verpflichtet, die von ihnen notifizierten NDCs auch zu erreichen (Mayer, 2018). Eine Erfolgspflicht besteht nach Art. 4 Abs. 2 Satz 2 des Übereinkommens von Paris lediglich insoweit, als die Vertragsparteien innerstaatliche Minderungsmaßnahmen ergreifen müssen, um die Ziele der NDCs zu verwirklichen. Entscheidendes Gewicht für die Effektivität des Übereinkommens von Paris kommt daher seiner Implementierung in den nationalen Rechtsordnungen der Vertragsparteien zu. Dabei gibt das Übereinkommen von Paris nicht vor, wie das in Art. 4 Abs. 1 des Übereinkommens vorgegebene Ziel, in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts ein „Gleichgewicht zwischen den anthropogenen Emissionen von Treibhausgasen aus Quellen und dem Abbau solcher Gase durch Senken“ - mit anderen Worten: Netto-Null Emissionen - zu erreichen, umgesetzt werden kann. 

In Europa gehen die zentralen Vorgaben und Anstöße vom Recht der Europäischen Union (EU) aus. Die EU verfügt nach Art. 192 und Art. 194 des Vertrags über die  Arbeitsweise der Europäischen Union (AEUV) über eine Gesetzgebungszuständigkeit für die Politikbereiche Umwelt und Energie. Den auf Grundlage dieser Befugnisse erlassenen (und geplanten) Gesetzgebungsakten wird im Folgenden daher besondere Aufmerksamkeit geschenkt.

Seit einem Beschluss der Europäischen Rats im Jahr 2009 (kurz vor dem Klimagipfel von Kopenhagen) zielte die EU eine Reduktion der Treibhausgasemissionen von 80-95 Prozent bis 2050 an (relativ zu 1990). Maßgeblich auf Betreiben der Europäischen Kommission (2018a) diskutierten die EU-Mitgliedstaaten seit der Veröffentlichung des 1,5-Grad Sonderberichts des IPCC (IPCC, 2018) über eine Verschärfung dieses Ziels auf (netto) 100 Prozent bis 2050, also eine treibhausgasneutrale EU. Nach mehreren Anläufen haben sich die EU-Mitgliedstaaten inzwischen auf dieses Ziel geeinigt und dies im März 2020 auch in ihrer offiziell bei der UNFCCC eingereichten Klima-Langfriststrategie bekräftigt (Geden und Schenuit, 2020).

Das Zieljahr 2050 wird dabei einerseits aus Art. 4 des Übereinkommens von Paris abgeleitet (Erreichen globaler Netto-Nullemissionen in der zweiten Jahrhunderthälfte als Beitrag zur Stabilisierung der globalen Durchschnittstemperatur auf deutlich unter 2°C), andererseits als angemessener europäischen Beitrag zum Erreichen des 1,5 Grad-Ziels betrachtet. Laut IPCC-Sonderbericht ist es für eine mindestens 50-prozentige Chance, die globale Erwärmung bis 2100 bei 1,5 Grad Celsis zu stabilisieren, notwendig, die THG-Emissionen bis 2067 auf Netto-Null zu bringen (die leichter zu reduzierenden CO2-Emissionen bereits bis 2050) - um anschließend deutlich unter die Null-Linie zu gehen, der Atmosphäre also mehr CO2 zu entziehen als noch an THG ausgestoßen wird (Geden und Schenuit, 2020).

Die Europäische Kommission hatte bereits 2018, im Rahmen ihres Vorschlags für eine neue EU-Klima-Langfriststrategie, detaillierte Szenarien entwickelt, mit denen bis 2050 annähernd Netto-Null-THG-Emissionen erreicht werden können (1.5 TECH und 1.5 LIFE) (Europäische Kommission, 2018b). Beide Szenarien beinhalten einerseits die Option der Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (Carbon Capture and Storage, CCS), vor allem für Emissionen aus der Industrie. Da aber auch in einer treibhausgasneutralen EU noch residuale Emissionsquellen existieren werden, die sich nicht oder nur zu sehr hohen Kosten eliminieren lassen - etwa in der Landwirtschaft, der Stahl- und Zementindustrie oder dem Luftverkehr (Ludereretal., 2018) - sieht die Kommission andererseits auch den Einsatz von Maßnahmen zur direkten Entnahme von CO2 aus der Atmosphäre vor. Die Kommission geht für 2050 von residualen Emissionen von über 550 Millionen Tonnen aus, die durch solche Maßnahmen auszugleichen wären, was etwa 10 Prozent der EU 28-Emissionen in 1990 entspricht (Europäische Kommission, 2018a). Abbildung 1 stellt den von der EU Kommission vorgesehen Verlauf der Emissionen mit den jeweiligen Residualemissionen in den Szenarien dar (die beiden Szenarien werden später detaillierter präsentiert).

Europäische Treibhausggas-Emissions-Szenarien im Kontext des 1,5 Grad Celsius-Ziels

Eine Verschärfung des Emissionsreduktionsziels für 2050 impliziert, dass das bislang gültige Emissionsreduktionsziel für das Jahr 2030 (40 Prozent relativ zu 1990) ebenfalls angehoben werden muss. Dementsprechend hat die Kommission im September 2020 eine ökonomische Folgenabschätzung für eine Verschärfung auf 50-55 Prozent (relativ zu 1990) präsentiert (siehe zu aktuellen Zahlen auch Europäische Kommission 2020a und 2020b, Impact Assessment). Sie hat dabei auch Optionen vorgestellt, wie sich die zusätzlichen Emissionsreduktionen sowohl auf das europäische Emissionshandelssystem (EU-ETS) als auch auf die Sektoren, die derzeit nicht vom EU-ETS abgedeckt werden, verteilen lassen. Die Kommission plädiert zwar inzwischen eindeutig für eine Zielanhebung auf 55 Prozent sowie die verstärkte Anrechnung von forstwirtschaftlichen Emissions-Senken bei der Zielerreichung. Die Entscheidung über Höhe und Struktur des neuen 2030-Ziels hängt nun jedoch im Wesentlichen von der Haltung der 27 Staats- und Regierungschefs ab. Viele regulatorische Fragen werden sogar erst ab Mitte 2021 von Mitgliedstaaten und Europäischem Parlament verhandelt werden, nachdem die Kommission detaillierte Vorschläge für die Novellierung der wichtigsten klimapolitischen Richtlinien und Verordnungen vorgelegt hat. 

In dem Maße, in dem zukünftig NETs zu den netto Emissionsreduktionen im EU-ETS beitragen, müssten entsprechend mindestens in diesem Umfang negative Emissionen in das EU-ETS integriert werden. So schlägt zum Beispiel das Dänische Ministerium für Klima, Energie und Versorger in einer Stellungnahme zum 2030-Ziel vor, zu prüfen, in wieweit im Rahmen des EU-ETS Anlagen, die negative Emissionen erzeugen, Zertifikate zugeteilt werden können (Danish Ministry of Climate, Energy and Utilities, 2020). Auch Rosell (2019) schlägt in einem Beitrag für das Europäische Liberale Forum vor, dass NETs durch die Integration in das EU-ETS technologieneutral gefördert werden könnten.

Das EU-ETS ist ein zentrales Instrument für die europäische Klimapolitik. Es gründet auf der am 25.10.2003 in Kraft getretenen Richtlinie 2003/87/EG über ein System für den Handel mit Treibhausgasemissionszertifikaten (ETS Richtlinie), mit der die EU ihre völkerrechtlichen Pflichten aus dem Kyoto Protokoll umgesetzt hat. Das EU-ETS wurde für den Zeitraum nach 2020 reformiert und unter anderem durch das Gebot der jährlichen linearen Absenkung der Gesamtzahl der Emissionszertifikate um 2,2 Prozent (anstatt bis dahin 1,74 Prozent) sowie die Implementierung neuer Zuteilungsregeln verschärft. Derzeit deckt der EU-ETS etwa 40 Prozent der europäischen Treibhausgasemissionen ab. Im EU-ETS sinkt die Menge der jährlich ausgegebenen Zertifikate linear so, dass nach dem Jahr 2057 keine Zertifikate mehr ausgegeben werden. Die damit verbundenen Emissionen können allerdings später auf null sinken, da es für die Marktteilnehmer möglich ist, nicht genutzte Zertifikate in späteren Handelsperioden zu nutzen. Für die nicht durch das EU-ETS abgedeckten Emissionen legt die europäische Gesetzgebung zur Lastenverteilung (Effort Sharing Verordnung, ESR) für die Mitgliedstaaten für die Zeiträume 2013–2020 und 2021–2030 verbindliche jährliche Emissionsziele fest, die für 2030 durchschnittlich bei einer Reduktion von 30 Prozent (gegenüber 2005) liegen und je nach Mitgliedstaat zwischen 0 (Bulgarien) und 40 Prozent (Schweden) schwanken. Diese Ziele betreffen die Emissionen der nicht im EU-ETS enthaltenen Sektoren Verkehr, Gebäude, Landwirtschaft und Abfall Daneben reguliert die EU auch die  Emissionen aus Landnutzung und Forstwirtschaft (Land-Use, Land-Use Change and Forestry, LULUCF) in einer eigenen Verordnung.

Vor allem aufgrund umfangreicher Aufforstungsmaßnahmen konnte seit dem Jahr 2000 durchschnittlich eine netto CO2-Entnahme von 320 Mt pro Jahr realisiert werden, mit zuletzt leicht abnehmender Tendenz (Böttcher et al., 2019). Diese Netto-Senke entspricht zwar gut 5 Prozent der EU- Emissionen von 1990, wird aber bislang beim Erreichen des EU-Emissionsminderungsziels (20 Prozent von 1990–2020) nicht mit angerechnet. In der Regulierungsphase 2021–2030 wird eine solche Anrechnung zum ersten Mal möglich, allerdings nur in sehr beschränktem Umfang. Die Kommission schlägt in ihrem Klimaziel-Plan 2030 vor, die LULUCF-Senke zukünftig vollständig anzurechnen.

Insgesamt wird die EU27 ihr Emissionsreduktionsziel von minus 20 Prozent in 2020 erreichen. Das liegt insbesondere an den Emissionsreduktionen innerhalb des EU-ETS. Abbildung 2 zeigt, dass das EU-ETS insbesondere seit Phase III (ab 2013) aufgrund der Verknappung des Zertifikateangebots zu deutlichen Emissionsreduktionen geführt hat,  während die Emissionen außerhalb des EU-ETS ab 2014 wieder zugenommen haben. Gerade diese Maßnahmen zur Verknappung des Zertifikateangebots (die von Marktteilnehmern in ihrer Erwartung über zukünftige Preise der European Emission Allowances (EUAs) bereits vor Einführung der Maßnahmen berücksichtigt wurden) zeigen, dass das EU-ETS kostengünstig Emissionsreduktionsziele erreichen kann.

Abbildung 2, Entwicklung der Treibhausgasemissionen sowie deren Reduzierung gegenüber 2005

Aber auch innerhalb des EU-ETS sind die Emissionsreduktionen sehr ungleich verteilt. Hier wurden die Emissionen vor allem bei der Verwendung von Brennstoffen und damit überwiegend im Energiesektor reduziert. Abbildung 3 verdeutlicht, welche Herausforderungen durch die Anhebung der Emissionsreduktionsziele sich insbesondere für den industriellen Sektor ergeben.

Abbildung 3, Entwicklung de rEmissionen im EU ETS

Während im Elektrizitätssektor bereits fossile und CO2-freie Anlagen zur Stromerzeugung parallel existieren und die vollständige Umstellung auf Erneuerbare Energien zwar im Hinblick auf die Stromspeicherung anspruchsvoll, aber technisch vorstellbar ist, sind die Herausforderungen in der Industrie (insbesondere in der Zement-, Stahl- und chemischen Industrie) erheblich höher. Hier befinden sich unterschiedliche Substitutionsmöglichkeiten noch im Pilotstadium (z.B. die Herstellung von „grünem“ Stahl) bzw. ist die vollständige CO2-Reduktion aufgrund prozessbedingter Emissionen (wie bei der Zementherstellung) nicht möglich. So zeigen zum Beispiel Robinius et al. (2019) für Deutschland, dass eine  Steigerung des Reduktionsziels von 80 auf 95 Prozent bereits deutlich anspruchsvollere  technische und wirtschaftliche Lösungen erfordert, und dass eine Steigerung des Reduktionsziels um 15 Prozentpunkte mehr als eine Verdopplung der jährlichen Mehrkosten mit sich bringt (bei einer Emissionsreduktion 80 Prozent werden Mehrkosten von 49 Mrd. Euro pro Jahr prognostiziert, bei einer Emissionsreduktion um 95 Prozent von 128 Mrd. Euro). Bei der Dekarbonisierung der industriellen Prozesse bedarf es eines zunehmenden Einsatzes neuer regenerativ gewonnener Energieträger (u.a. Wasserstoff), des Einsatzes von Carbon Capture and Storage (CCS) und der Kompensation von Residualemissionen durch die Entnahme von CO2 aus der Atmosphäre. Als Oberbegriff wird für die CO2-Entnahme der Begriff Carbon Dioxide Removal (CDR) verwendet.

Die verschiedenen Ansätze, CO2 aus der Atmosphäre zu entziehen, basieren darauf, biologische, chemische und physikalische Prozesse im globalen Kohlenstoffkreis zu verstärken oder künstlich zu imitieren. Durch diese  Ansätze wird CO2 der Atmosphäre entzogen und ist dann entweder im Ozean gelöst bzw. in Biomasse (im Ozean oder an Land) gespeichert oder liegt als Gas vor und kann entsprechend geologisch gespeichert oder dauerhaft genutzt werden. Werden natürliche Prozesse verstärkt, wird in der aktuellen Debatte teilweise der Begriff „nature-based solutions“ verwendet, insbesondere wenn mit diesen Maßnahmen neben der CO2-Entnahme weitere positive (ökologische) Effekte erreicht werden sollen. In Abgrenzung dazu ordnen man den eher technischen Ansätzen, die natürliche Prozesse imitieren, die Begriffe „technological carbon dioxide removal“ oder insbesondere „Negative Emission Technologies (NETs)“ zu.

Gerade in der internationalen Debatte wird letzteres aber zunehmend synonym mit CDR verwendet, zudem ist die Trennlinie „natürlich vs. technisch“ wissenschaftlich fragwürdig (Bellamy und Osaka, 2020). Wir verwenden deshalb hier den Begriff Negative Emission Technologies (NETs) für sämtliche CO2-Entnahme-Methoden, allerdings in Abgrenzung zu Emissionsvermeidungstechnologien, d.h. es geht darum, der Atmosphäre dauerhaft CO2 zu entziehen, anstatt Emissionen lediglich zu vermeiden. Abbildung 4 zeigt eine Übersicht der verschiedenen Ansätze, negative Emissionen zu erreichen. Die Abbildung stellt die verschiedenen Ansätze nur konzeptionell dar. So handelt es sich bei der Möglichkeit, die natürliche Verwitterung zu beschleunigen, nicht um „eine“ Technologie; sie fasst vielmehr eine Vielzahl von Möglichkeiten zusammen, die je nach Gestein, Aufbereitung des Gesteins und Ausbringung des Gesteins variieren.

Abbildung 4, Überblick über verschiedenen Ansätze, der Atmosphäre CO2 zu entziehen

Die Szenarien der EU-Kommission zum Erreichen von THG-Neutralität bis 2050 zeigen nicht nur beträchtliche NETs-Volumina, sondern auch politische Spielräume bei der Frage, welche NETs in welchem Umfang zum Einsatz kommen könnten. Sowohl in 1.5 TECH als auch in 1.5 LIFE geht die Kommission vom Einsatz von Bioenergie in Kombination mit Carbon Capture und Storage (BECCS), von Direct Air Capture und Storage (DACCS) sowie von einem Ausbau von ökosystembasierten Kohlenstoffsenken, wie sie schon jetzt in der Kategorie LULUCF zusammengefasst sind, unter denen die (Wieder-) Aufforstung die bei weitem wichtigste Maßnahme darstellt, aus. Das Szenario 1.5 LIFE grenzt sich vom Szenario 1.5 TECH dadurch ab, dass noch stärkere Emissionsreduktionen durch Verhaltensänderungen erzielt werden können (u.a. im Landwirtschaftssektor durch niedrigeren Fleischkonsum) und im geringeren Umfang auf synthetische Kraftstoffe gesetzt wird, dafür aber der Anteil der CO2-Entnahmen durch Aufforstung höher ist.

Im 1.5 TECH-Szenario wird angenommen, dass im Jahr 2050 etwa 923Mt CO2 aus der Atmosphäre entnommen werden. Diese verteilen sich zu 317Mt CO2 auf den LULUCF-Sektor, zu 276Mt CO2 auf das nachgelagerte Auffangen aus Biomasse und zu 210Mt CO2 auf Direct Air Capture. Zusätzlich werden in dem Szenario in 2050 noch jährlich 120Mt CO2 aus fossilen Quellen aufgefangen. Von den insgesamt 606Mt (technisch) aufgefangenem CO2 (nachgelagert aus Biomasse und Direct Air Capture (DAC)) werden in dem Szenario 298Mt CO2 geologisch (CCS) und 80Mt CO2 in künstlichen Materialen permanent gespeichert. Die verbleibenden 227Mt CO2 werden zu synthetischen Kraftstoffen verarbeitet und somit der Atmosphäre im Sinne einer Kreislaufwirtschaft wieder zugeführt. Durch die Verwendung von BECCS im Elektrizitätssektor sind in diesem Szenario die Emissionen sogar netto negativ (141Mt CO2), so dass nicht nur die Emissionen anderer Sektoren im EU-ETS kompensiert werden, sondern das gesamte EU-ETS netto negativ wird (-50Mt CO2), d.h. also Zertifikate abgibt. Im 1.5 LIFE-Szenario sind diese Zahlen für die (technische) CO2 Entnahme niedriger (84 Mt CO2 durch die Verwendung von BECCS und 123Mt CO2 durch die Verwendung von DACCS, ergänzt durch 74Mt CO2 fossiles CCS), dafür steigt die CO2-Entnahme durch LULUCF auf 464Mt CO2, so dass insgesamt 745Mt CO2 entnommen werden. In der zweiten Hälfte des Jahrhunderts würde die Emissionskurve der EU gemäß der beiden 1,5-Grad-kompatiblen Szenarien netto-negativ werden und sich langfristig bei -450Mt CO2 pro Jahr einpendeln, was einer Netto-Emissionsreduktion von 110 Prozent entspräche. In welchem Ausmaß dies durch eine weitere Verringerung der residualen Emissionen oder einen fortwährenden Ausbau von NETs erreicht werden kann, bleibt in der technischen Analyse der Kommission offen.

Unabhängig davon, welche Anteile sich bei den verschiedenen NETs einstellen, stellt sich die Frage, wie diese NETs in einem dezentral angelegten System wie dem europäischen Emissionshandel organisiert und die dafür notwendigen Technologien entwickelt werden können. Damit hinreichende Anreize für die Entwicklung von BECCS und DACCs bestehen, muss den Betreibern entsprechender Anlagen das entnommene CO2 vergütet werden (Marcu et al., 2019). Allerdings ergibt sich diese Herausforderung nicht erst durch die Forderung nach der Klimaneutralität in der EU in 2050, denn auch ohne diese Forderung wäre durch den linearen Reduktionsfaktor die Menge der neu auf den Markt kommenden Zertifikate in 2057 auf null gesunken. Vor diesem Hintergrund kommt der Frage nach einer Integration von NETs in das EU-ETS entscheidende Bedeutung zu. Angesichts der bereits angesprochenen Unsicherheiten und der zahlreichen Möglichkeiten, wie eine Einbeziehung von NETs in der Zukunft umgesetzt werden könnte, kann die vorliegende Arbeit dabei keinen umfassenden Ansatz für eine Integration von NETs erarbeiten. Nachfolgend geht es vielmehr darum, auf konzeptionelle Fragen und Probleme hinzuweisen und erste Ansätze für Integrationsansätze zu diskutieren.

2. Grundsätzliche Überlegungen zur Einbeziehung von Negativen Emissionen im Emissionshandelssysteme

Bevor auf das europäische Emissionshandelssystem in Abschnitt 3 eingegangen wird, betrachten wir in diesem Abschnitt grundsätzlicher, welche Anforderungen sich an das Instrument des Emissionshandels mit sowohl positiven als auch negativen Emissionen ergeben.  Die ökonomische Literatur beschränkt sich bislang auf die Situation, in der Emissionshandelssysteme genutzt werden, um  Emissionen mit externen Effekten entsprechend zu reduzieren, betrachtet aber nicht explizit den Fall, dass diese Emissionen auf null beziehungsweise sogar auf eine negative Menge reduziert werdensollen. Entsprechend stellt der nachfolgende Abschnitt  konzeptionelle Überlegungen zu einem Emissionshandel mit negativen Emissionen vor,  die dann in nachfolgender Forschung zu vertiefen sind.

2.1 Emissionshandel als Instrument zur effizienten Erreichung von Temperaturzielen

Die Bepreisung von Treibhausgasen und insbesondere CO2 (vereinfacht häufig als Carbon Pricing bezeichnet) ist das wichtigste Instrument für eine effiziente Klimapolitik. Ein Preis für CO2-Emissionen (erst einmal unabhängig von der Quelle) kann exogen durch eine Steuer  (vereinfacht häufig als CO2-Steuer bezeichnet) oder endogen im Rahmen eines CO2-Emissionshandelssystem gegeben sein. In einem Emissionshandelssystem wird die Menge der erlaubten Emissionen festgelegt und in Form von Emissionszertifikaten ausgegeben bzw. versteigert. Emittenten müssen dann etwa für jede Tonne emitiertes CO2 ein entsprechendes Zertifikat vorhalten. Die Zertifikate sind handelbar, so dass jeder Emittent abwägen kann, ob es billiger ist, selber zu vermeiden, oder Zertifikate zu kaufen. Je nach Knappheit bildet sich auf dem Zertifikatmarkt der entsprechende Zertifikatpreis. Bei beiden Instrumenten wird nicht festgeschrieben, welche Technologien zum Einsatz kommen - der CO2-Preis führt dazu, dass dort vermieden wird, wo die Vermeidung von Emissionen am wirtschaftlichsten ist. Während bei einer Steuer als Preisinstrument der CO2-Preis festgelegt wird und die sich daraus ergebende Emissionsmenge unsicher ist, ist es bei einem Emissionshandelssystem als Mengeninstrument umgekehrt: Hier sind die Menge der  Emissionen vorgegeben und der CO2-Preis unsicher. Entsprechend führt Unsicherheit über die Vermeidungskosten zu unterschiedlichen Auswirkungen, je nachdem, ob man die Menge der Emissionen fixiert oder den CO2-Preis (die Grenzvermeidungskosten) festlegt. Formal betrachtet ergibt sich in einer statischen Kosten-Nutzen-Betrachtung unter Unsicherheit auf der Regulierungsseite bezüglich der Höhe der Vermeidungskosten die Vorteil- bzw. Nachteilhaftigkeit einer CO2-Steuer im Vergleich zu einem Emissionshandelssystem in Abhängigkeit der Steigung der Vermeidungskostenkurve zur Steigung der Schadenskostenkurve (Weitzman, 1974). Je stärker die Schäden relativ zu den Vermeidungskosten ansteigen, desto eher wählt man ein Mengeninstrument (und  umgekehrt).

Die Staatengemeinschaft und als Teil davon auch die EU haben sich im Rahmen des  Pariser Klimaabkommens für die Begrenzung der globalen mittleren Temperatur auf deutlich unter 2 °C zum Ende des Jahrhunderts verständigt. Die Festlegung auf ein Temperaturziel impliziert, dass ein vor- gegebenes Ziel kostenminimal erreicht werden soll (Kosteneffektivitätsanalyse). Interpretiert man die Temperaturobergrenze strikt (auch wenn dies, wie einleitend hervorgehoben, völkerrechtlich nicht vorgegeben ist), bedeutet das gleichzeitig, dass man in einem ökonomischen Modellrahmen zwingend ein Mengeninstrument einem Preisinstrument vorzieht, da es sicherstellt, dass die kumulativen CO2-Emissionen im Einklang mit dem Temperaturziel stehen. Dies wird deutlich, wenn man die Diskussion über Instrumente mit den Überlegungen des verbleibenden globalen CO2-Budgets verbindet. Das verbleibende CO2-Budget gibt an, wie viel CO2 kumulativ noch emittiert werden kann, ohne dass eine definierte Obergrenze für den global durchschnittlichen Temperaturanstieg mit einer ebenfalls definierten Wahrscheinlichkeit überschritten wird. Die Berechnung des CO2-Budgets basiert auf der nahezu linearen Beziehung zwischen kumulativen CO2-Emissionen und Temperaturanstieg.

Grundsätzlich besteht aber die Möglichkeit, Mengen- und Preisziele zu kombinieren, um sicherzustellen, dass Preis- unter- bzw. Preisobergrenzen nicht unter- und überschritten werden (Roberts and Spence, 1976). Vor dem Hintergrund des 2 °C Ziels sind Preisobergrenzen (d.h. Preise, ab denen Zertifikate zu einem definierten Preis verkauft werden) nicht empfehlenswert, weil damit nicht mehr sichergestellt wäre, dass das Temperaturziel eingehalten wird. Man kann zwischen harten und weichen Preisgrenzen unterscheiden. Bei ersteren gelten die Preisgrenzen unabhängig von den damit verbundenen Mengenimplikationen, bei letzteren werden die Preise nur bis zu einer begrenzten Menge gestützt. Das bedeutet zum Beispiel für die Preisobergrenze, dass nur eine begrenzte Menge an Zertifikaten bereitsteht, die beim Erreichen der Preisobergrenze freigegeben werden. Bei einer weichen Preisobergrenze kann also die maximale Überschreitung der Mengenobergrenze festgelegt werden. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, eine harte Preisuntergrenze mit einer weichen Preisobergrenze zu kombinieren und umgekehrt. Preisuntergrenzen im Kontext des Pariser Klimaabkommens können einen Anreiz setzen, dass die Emissionen stärker reduziert werden, als es für zum Beispiel das 2 °C-Ziel notwendig wäre, wenn die Vermeidungskosten niedriger sind als angenommen.

Entsprechend könnte man den Minimumpreis an den sozialen Kosten für CO2 (social cost of carbon, SCC) bei einem Temperaturanstieg von 1.5 °C orientieren und die obere Mengengrenze am 2 °C Ziel. Für eine mögliche innere Lösung (d.h. Schnittmenge der marginalen kumulativen Vermeidungskostenkurve mit der marginalen Schadenskurve für Temperaturanstieg zwischen 1.5 °C und 2 °C Temperaturanstieg) bieten sich weitere Instrumente an, wie zum Beispiel die Zertifikatevergabe im Rahmen eines anreiz kompatiblen Mechanismus wie von Montero (2008).

Allerdings ist die Abschätzung der SCC mit sehr hohen Unsicherheiten verbunden. Gerade diese Unsicherheit ist das wesentliche Argument für die Temperaturgrenzwerte aus dem Übereinkommen von Paris. Alternativ ist zu erwägen, die Unter- und Obergrenzen für die Zertifikatemengen an den zwei Pariser Temperaturzielen zu orientieren und dann die Zertifikatemenge in Abhängigkeit der beobachteten Preise innerhalb dieser Grenzen endogenanzupassen. Traeger and Karp (2017) schlagen vor, dass die Emissionszertifikate gewissermaßen mit einem Umrechnungsfaktor versehen sind, der angibt, welche Menge an CO2 durch das Zertifikat abgedeckt ist. Der Umrechnungsfaktor passt sich in Abhängigkeit vom Marktpreis an, d.h. wenn der Marktpreis sinkt, sinkt der Umrechnungsfaktor, und entsprechend reduziert sich die „effektive“ Menge an Zertifikaten. Diesen Ansatz eines „smart cap“ vereinfachen Traeger et al. (2019) mit ihrem Vorschlag für die Einführung eines „FlexCap“, bei dem die CO2-Abdeckung eines Zertifikats konstant bleibt, aber die Auktionsmenge in Abhängigkeit vom Auktionspreis in der vorangegangen Periode angepasst wird. Eine solche Anpassung der Auktionsmenge kann regelgebunden erfolgen oder diskretionär durch eine unabhängige Institution wie zum Beispiel eine CO2-Zentralbank (Felbermayr et al., 2019).

Auch wenn durch die endogene Anpassung der Zertifikatemenge Preisschwankungen reduziert werden, ergibt sich für die Teilnehmer an einem Emissionshandelssystem eine geringere Planungssicherheit im Vergleich zu der Situation mit harten Preisunter- und Preisobergrenzen. Wie aber bereits dargestellt, implizieren harte Preisobergrenzen, dass der Vorteil der Sicherheit im Hinblick auf die Mengensteuer eines Emissionshandelssystems gegenüber einer Steuer nicht mehr gegeben ist, weil zur Einhaltung der Preisobergrenze zusätzliche Zertifikate angeboten werden müssen und entsprechend die Emissionsmenge  ausgeweitet wird. Es besteht auch die Möglichkeit, eine an dem 1.5 Grad-Ziel ausgerichtete Zertifikatemenge mit einer weichen Preis- obergrenze zu kombinieren, die bis zur Erreichung einer mit dem 2 Grad-Ziel im Einklang stehenden Zertifikatemenge gestützt wird. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, in diese Überlegungen NETs-Zertifikate zur Stützung einer weichen Preisobergrenze zu integrieren. Bevor wir diese Überlegungen vertiefen, betrachten wir zunächst ein Emissionshandelssystem mit negativen Emissionen.

2.2 Emissionshandel ohne Emissionen?

In einem Emissionshandelssystem werden Zertifikate gehandelt, die es erlauben, eine entsprechende Menge an CO2-Emissionen zu emittieren. Ist die Gesamtmenge der Zertifikate begrenzt und entsprechend irgendwann verbraucht (d.h. wurden für emittierte CO2-Emissionen abgegeben), können keine weiteren Zertifikate erworben und kann entsprechend kein CO2 mehr ausgestoßen werden. Allerdings können die Zeitpunkte, wann keine Zertifikate mehr ausgegeben oder versteigert werden, und wann keine CO2-Emissionen mehr zu verzeichnen sind, auseinanderfallen, wenn es für die Teilnehmer des Handelssystems möglich ist, die Zertifikate für spätere Handelsperioden zu sparen oder aus zukünftigen Handelsperioden zu leihen. Das beeinflusst aber nicht die kumulative Menge der Zertifikate, da die „gesparten“ Zertifikate aus vorangegangenen Handelsperioden auch „gesparten“ bzw. vermiedenen Emissionen entsprechen.

Anders als bei Effizienzsteigerungen, die es erlauben, weniger zu emittieren und entsprechend weniger Zertifikate nachzufragen, setzt eine Situation ohne Zertifikate voraus, dass i) der Produktionsprozess grundsätzlich umgestellt wird, so dass keine Emissionen mehr entstehen (durch z.B. Verwendung erneuerbarer statt fossiler Energieträger), ii) zwar weiterhin CO2 freigesetzt wird, dieses aber nicht mehr in die Atmosphäre emittiert wird (durch z.B. die Verwendung von Carbon Capture and Storage, CCS), oder iii) die mit CO2-Emissionen verbundenen Aktivitäten eingestellt wurden. In einer Situation ohne Zertifikate ist also entscheidend, dass keine CO2-Emissionen in die Atmosphäre gelangen. Das bedeutet, dass es auch nicht möglich ist, bei einem Verbrennungsprozess abgefangenes CO2 im Rahmen von Carbon Capture und Utilization (CCU) für andere Produkte zu verwenden, wenn dadurch wieder CO2 „unmittelbar“ wieder in die Atmosphäre emittiert wird.

Die Situation ist anders, wenn der Atmosphäre CO2 entzogen wird, da für dieses CO2 bereits in gleicher Menge Zertifikate abgegeben wurden. Hier wird der dem Zertifikatehandel zu Grunde liegende Prozess umgedreht. Bei der Emission von CO2 muss der Emittent eine äquivalente Menge an Zertifikaten abgeben. Bei der Entnahme von CO2 aus der Atmosphäre werden diese Zertifikate an den Entnehmer „zurückgegeben“. So wäre etwa vorstellbar, dass für die CO2-Emissionen, die im Rahmen eines Emissionshandelssystems entstehen, ein entsprechendes Gegenkonto für die dafür erforderliche Zertifikateabgabe eingerichtet wird (vgl. Abbildung 5). Dieses Gegenkonto spiegelt den Bestand an CO2-Emissionen in der Atmosphäre, und entsprechend werden bei der Entnahme von CO2 aus der Atmosphäre die damit verbundenen Zertifikate auch aus dem Gegenkonto wieder „frei“. In dieser konzeptionellen Erklärung nimmt man implizit  an, dass die Menge der atmosphärischen CO2-Entnahme ebenfalls durch die Gesamtmenge der Zertifikate des Emissionshandelssystems bestimmt ist.

Abbildung 5, CO2-Emissionen und -Entnahme bei entsprechender Umrechnung in Zertifikate

Im nächsten Schritt ist es unerheblich, ob dieses Zertifikat dafür verwendet wird, um „altes“ CO2 in der Atmosphäre durch „neues“ zu ersetzen, d.h. das Zertifikat wird an einen Emittenten verkauft, der es zum Beispiel dafür verwendet, um fossile Energieträger (aus dem nicht-atmosphärischen Kohlenstoffreservoir) zu nutzen, und entsprechend „neues“ CO2 frei setzt, während das „alte“ CO2 gespeichert wird, oder ob das „alte“ CO2 im Rahmen von CCU verwendet und erneut freigesetzt wird. Die bildliche Darstellung macht deutlich, dass für den Zertifikatehandel nicht zwischen „altem“ CO2, das bereits (mindestens einmal) emittiert wurde, und „neuem“ CO2, das durch Nutzung von zum Beispiel fossilen Brennstoffen zum ersten Mal freigesetzt wird, unterschieden werden muss, da beide dem Aktivposten „Nicht-atmosphärisches Reservoir“ zugeordnet sind. Im Gegensatz dazu entsteht beim CCS kein „neues“ CO2, da es hier nicht zu einem Eintritt in den Aktivposten Atmosphäre kommt, und es bleibt bei einem reinen Aktivtausch im „Nicht-atmosphärischen Reservoir“, ohne entsprechende Veränderungen bei der Zertifikateseite.

Ohne NETs kann nur so lange emittiert werden, so lange freie Zertifikate vorhanden sind. Durch die Integration von NETs in das Emissionshandelssystem kann der Zertifikatehandel fortgesetzt werden, da wieder Zertifikate dem freien Zertifikatepool hinzugefügt werden können. Anbieter von Zertifikaten gewinnen im Sinne einer Kreislaufwirtschaft Zertifikate durch die Entnahme von CO2 aus der Atmosphäre zurück und bieten sie zum Verkauf an. Dabei macht es für den Fortbestand des Emissionshandels keinen Unterschied, ob die Zertifikate direkt an Unternehmen verkauft werden (in die Bank wandern) oder wieder in einen Zertifikatepool kommen, wenn eine Behörde als Zwischenhändlerauftritt.

Damit unterscheidet sich ein Emissionshandelssystem mit einem Angebot an Zertifikaten durch atmosphärische CO2-Entnahme von einem (regional begrenzten) Emissionshandelssystem, das erlaubt, Zertifikate von außerhalb zuzuführen. Letzteres ist möglich, wenn Emissionshandelssysteme verbunden werden und in dem anderen Emissionshandelssystem noch ein positives Angebot an Zertifikaten besteht bzw. wenn Emissionsvermeidungen außerhalb eines Handelssystems realisiert und die Vermeidungsmaßnahmen entsprechend in Zertifikate umgewandelt werden (wie es zum Beispiel im Rahmen der flexiblen Mechanismen des Kyoto Protokolls möglich war). Bei dieser Konstruktion werden Emissionsvermeidungen räumlich verlagert. Die räumliche Verlagerung setzt aber voraus, dass es noch Zertifikate auf der Regulierungsseite gibt, die bislang noch nicht für „neue“ CO2-Emissionen verwendet wurden. Die mit den Temperaturzielen verbundenen globalen Emissionsbudgets implizieren indes, dass auch die Emissionen außerhalb eines (nicht umfassenden) Emissionshandelssystem endlich sein müssen, so dass die räumliche Verlagerung von Emissionen (und die damit verbundenen Zertifikate) keine Möglichkeit darstellt, ein Emissionshandelssystem nach der Verwendung der gesamten Zertifikatemenge fortzuführen.

Diese Überlegungen sollen verdeutlichen, dass für die Fortsetzung eines Emissionshandelssystems ein Angebot von Zertifikaten aus der CO2-Entnahme zwingend erforderlich ist, wenn für das Emissionshandelssystem mindestens ein Netto-Null-Ziel existiert. Die „Fortsetzung“ des Emissionshandelssystems impliziert, dass es nicht oder nur schwer vermeidbare Residualemissionen gibt - ist das nicht der Fall, kann das Emissionshandelssystem hingegen beendet werden. Theoretisch wäre bei einem Netto-Null-Ziel aber eine Situation ohne Emissionshandel, aber mit CCS denkbar. In einer Situation ohne vollumfängliches CCS, besteht für die Marktteilnehmer, die Zertifikate für ihre Emissionen nutzen, zunächst kein Unterschied zwischen „alten“ und „neuen“ Zertifikaten. Wird das Angebot „neuer“ Zertifikate - wie im Rahmen des EU-ETS - linear auf null reduziert, beginnt ab einem gewissen Zeitpunkt parallel  das Angebot „alter“ Zertifikate aus der CO2-Entnahme und ersetzt dann graduell das Angebot „neuer“ Zertifikate. Bei Netto-Negativ-Zielen werden dem Bestand der „freien“ Zertifikate laufend Zertifikate entzogen, so dass die Summe auf beiden Seiten in Abbildung 5 sinkt. Durch den Einsatz von CCS kann kein Absinken auf beiden Seiten erreicht werden, da es hier nur zu einem Tausch im Reservoir „Nicht-atmosphärisches Reservoir“ kommt.

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Johann Ahlers
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