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Die Bilanzierung von Energieverbrauch und CO2-Emissionen erfolgt nach einer abgestimmten einheitlichen und verbindlichen Methodik. Grundlage für die Energiebilanzierung ist die internationale Bilanzierungsmethodik, die von der Internationalen Energieagentur (IEA) vorgegeben und empfohlen wird und in weitgehender Übereinstimmung zum Vergehen des Statistischen Amtes der Europäischen Union (Eurostat) steht. Die Anwendung der Methodik für die Länder erfolgt in enger Abstimmung mit der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen, die für die Erstellung der Bundesbilanz verantwortlich ist. Aus diesem Grund sind die Energiebilanzen von Bund und Ländern weitestgehend kompatibel.

Die konkrete Umsetzung der Methodik in den Länderbilanzen wird für die Energiebilanz in einem Methodenhandbuch dokumentiert, wobei für jedes Bilanzfeld die Datenquelle, die Berechnung (z.B. Rechenformel, Umrechnungsfaktoren) sowie Hinweise auf weitere Besonderheiten festgehalten werden. Die detaillierte Berechnungsmethodik der einzelnen Energieträger wird von dem jeweils zuständigen Energieträgerverantwortlichen erarbeitet und der AG Methodik zur Diskussion vorgelegt. Über Festlegungen oder Änderungen der Methodik entscheidet in der Regel die Frühjahrstagung. Bei einigen Energieträgern liegen keine Primärdaten auf Länderebene vor. In solchen Fällen können die Länder entweder eventuell vorliegende oder erhobene Einzeldaten verwenden oder auf eine durch Schlüsselung vorliegender Bundeswerte ermittelte Länderaufteilung zurückzugreifen.

Die Methodik der CO2-Bilanzierung wurde in einer besonderen Arbeitsanleitung zur Erstellung von CO2-Bilanzen für die Länder sowie einer weiteren zur Ermittlung der prozessbedingten Emissionen verbindlich festgelegt. Die Darstellung der energiebedingten CO2-Emissionen erfolgt in zwei verschiedenen Varianten mit unterschiedlichem Blickwinkel. Während die Quellenbilanz alle Emissionen darstellt, die auf den Verbrauch von Primärenergieträgern – z. B. Kohlen, Mineralöle und Gase – in einer Gebietseinheit zurückgehen, zeigt die Verursacherbilanz, wie viele CO2-Emissionen einer Gebietseinheit aufgrund des Energieverbrauchs zuzurechnen sind.

Die Darstellung der Quellenbilanz erfolgt in enger Anlehnung an die Methodik des Umweltbundesamtes (UBA), dessen Inventarisierung der deutschen CO2-Emissionen wiederum der IPCC-Methodik folgt. Die Emissionsfaktoren werden ebenfalls, so weit möglich und sinnvoll, vom UBA übernommen.