Seite - 242 - in Umwelt- und Bioressourcenmanagement für eine nachhaltige Zukunftsgestaltung

242 6 Umweltinformationssysteme & -management Eine Bewertung von öffentlichen Gütern und Umweltbeeinträchtigungen ist notwen- dig, um gesellschaftliche Entscheidungen treffen zu können (siehe Fallbeispiel 6.1.2). Dies ist in der Praxis mit hohen Unsicherheiten und ethischen Problemen behaftet, da notgedrungen die Bewertung von menschlichem Leben, von Biodiversität oder von zukünftiger Lebensqualität in solche Modelle einfließen muss. Fallbeispiel 6.1.2: Kosten und Emissionen der Energiewende in Deutschland und Österreich Das UBRM-Studium beschäftigt sich in vielen Fällen mit der Frage, wie wir unsere natürlichen Res- sourcen nachhaltig bewirtschaften können. Dies ist eine typische normative ökonomische Frage- stellung. Im diesem Beispiel untersuchen wir, mit welchen Kosten und welchen CO2-Emissionen die Energiewende in Deutschland verbunden ist. In ökonomischen Modellen gibt es verschiedene Mög- lichkeiten, die Auswirkungen wirtschaftlicher Aktivität auf die Umwelt miteinzubeziehen. Erstens kann die Optimierung von Wirtschaftssystemen die monetarisierten Umweltschäden und Verschmutzungs- vermeidungskosten berücksichtigen. Als zweite Möglichkeit kann die Umweltverschmutzung mit maximalen Limits beschränkt werden, in unserem Beispiel also die maximal erlaubten Treibhausgas- emissionen im Stromsystem. Wir setzen das Limit für Treibhausgasemissionen im Stromsystem auf jenen Wert für das Jahr 2030, der die Erreichung des „1,5 °C“-Ziels als realistisch erscheinen lässt (lineare Reduktionen der Treibhausgasemissionen im Stromsektor auf null von heute bis 2050). Schließlich kann auch eine Mehrzieloptimierung vorgenommen werden: Anstatt eine einzelne, optimale Lösung zu bestimmen, wird die gewichtete Summe mehrerer alternativer Indikatoren, in diesem Fall Emissionen sowie Brennstoff- und Kapitalkosten des Systems, minimiert. Werden diese Gewichte verändert, ergeben sich unterschiedliche Lösungen, die den Trade-off zwischen den beiden Zielen anzeigen und so eine Entscheidungsgrundlage bieten. In unserem Beispiel verwenden wir das Strommarktmodell medea (Wehrle und Schmidt 2018). Das Modell minimiert die Kosten der Bereitstellung von Strom in Deutschland und Österreich unter Be- rücksichtigung der Variabilität von Nachfrage und erneuerbarem Angebot – und das auf stündlicher Basis. Das Modell entscheidet sich für Investitionen in neue Technologien (z.B. Windkraft und Photo- voltaik), wenn beispielsweise der Preis für CO2-Emissionen erhöht wird. Damit können Kosten und CO2-Emissionen von unterschiedlichen Varianten der Energiewende einfach berechnet werden. Medea verwendet umfangreiche Umweltdaten: Zur Modellierung des Ausbaus erneuerbarer Energien werden Klimadaten (Windgeschwindigkeiten und solare Strahlung) verwendet. Außerdem werden im Modell die CO2-Emissionen, die in der thermischen Stromproduktion (z.B. Gas- und Kohlekraftwerke) ent- stehen, gegen Umweltdaten, die in den nationalen Treibhausgasbilanzen veröffentlicht werden, validiert. Abbildung 6.1.5 zeigt die Resultate von Szenarienrechnungen, die sich an den diskutierten Möglich- keiten einer Berücksichtigung von Umweltverschmutzung in ökonomischen Modellen orientieren. In Szenario 1 fixieren wir den Emissionspreis auf 160 €/t CO2 (roter Punkt in der Graphik) – einem 2016 publizierten Wert für das Jahr 20301 (Nordhaus 2017). In Szenario 2 limitieren wir die jährlichen CO2-Emissionen in der Stromproduktion auf 170 Mio. t CO2 (blauer Punkt in der Graphik) – derzeit werden in Deutschland rund 280 Mio. t CO2 pro Jahr ausgestoßen. In Szenario 3 suchen wir optimale Kombinationen aus Emissionspreis und CO2-Emissionen durch Mehrzieloptimierung (schwarze Punkte durch Linie verbunden). Wird das Gewicht für die Emissionen erhöht, wird ein Punkt optimal, der weniger Emissionen, aber höhere Kapital- und Brennstoffkosten vorweist. Abbildung 6.1.5 zeigt also deutlich den Trade-off zwischen niedrigeren CO2-Emissionen im Strom- system und den damit verbundenen Kosten.