Vollkosten- statt Grenz­kosten­rechnung bei der Berech­nung von CO2-Emissionen

Ökologische Betrachtung von Verkehrssystemen – Ein ganzheitlicher Systemvergleich

Der „ökologische Fußabdruck“ verschiedener Verkehrssysteme wird zumeist reduziert auf Angaben zum CO₂– und NO_x-Ausstoß, die im Zusammenhang mit dem Antrieb entstehen, bei Flugzeugen werden in manchen detaillierteren Überlegungen noch Aerosole, die Wirkung von Kondensstreifen etc. in die Diskussion einbezogen.

Bisherige Ansätze, THG-Emissionen in einem weiter gefassten Kontext zu bewerten und zu vergleichen, zielten vor allem darauf ab, neben kurzfristigen Emissionen auch deren langfristige Klimawirkung einzubeziehen (1), (2). Der Ansatz, der in dieser Arbeit erstmalig beschrieben wird, zielt darauf ab, dass die Emissionen des Verkehrssektors ganzheitlich inklusiver aller notwendigen Infrastrukturkomponenten betrachtet werden. Emissionen, die in der bisher gängigen Betrachtungsweise „der Industrie“ oder „dem Bausektor“ zugeschrieben wurden, sind dem Verkehrssystem zuzuschreiben und der im jeweiligen System erbrachten Verkehrsleistung zuzuordnen, auch wenn es sich um industrielle Fertigung oder Baumaßnahmen handelt. Dieser Ansatz ist sehr komplex, aber bereits einige Beispiele machen deutlich, dass es nicht ausreicht, nur die Abgase am Auspuff zu messen, um dem Umweltaspekt angemessen Rechnung zu tragen.

Diese Veröffentlichung befasst sich schwerpunktmäßig mit den Treibhausgasen (THG) bei der Nutzung unterschiedlicher Verkehrssysteme und fokussiert dabei stark auf den Aspekt der CO₂-Emissionen; wir folgen damit der aktuellen gesellschaftlichen und politischen Diskussionskultur, wohlwissend, dass es weitere, zum Teil intensiver wirkende THG gibt, die in die Gesamtbilanz einfließen.  Die nachfolgend vorgestellte Methodik lässt sich grundsätzlich auch auf andere ökologische Aspekte (Lärm, Vibrationen, Flächenverbrauch usw.) und auf nicht-ökologische Kriterien wie z. B. Kosten, Verfügbarkeit, Ausfallsicherheit, Flexibilität, Fehlertoleranz etc. anwenden.

Für die vier großen Verkehrssysteme Straße, Schiene, Luft und Wasser zeigt Tabelle 1, welche Komponenten die jeweiligen Systeme benötigen, um eine Transportleistung erbringen zu können. Neben dem eigentlichen Verkehrsmittel, also Autos und Lkw, Züge, Flugzeuge bzw. Schiffe benötigen alle Systeme ihre eigene spezifische Infrastruktur, die sich unterteilen lässt in eine „Knotenpunkt“-Infrastruktur, eine „Wege“-Infrastruktur und eine „Steuerungs“-Infrastruktur.

Tabelle 1: Die vier grundlegenden Verkehrssysteme und ihre jeweils notwendigen Komponenten

Ganzheitliche Ursache-Wirkungs-Mechanismen zu betrachten heißt, sämtliche klimarelevanten Emissionen aus der Fahrzeugproduktion, dem Straßenbau und der Wartung und Pflege der Straßeninfrastruktur, der Produktion sämtlicher Verkehrszeichen und Ampeln inklusive des Aufstellens und des Betriebs (Strom, Wartung etc.) zu ermitteln und in die Gesamtbilanz einzubeziehen. Analog ist im Schienenverkehr beispielsweise nicht nur der Strom zu betrachten, mit dem die Züge angetrieben werden, sondern auch der Bau und die Wartung der Züge und des Schienennetzes, Bau und Betrieb der Bahnhöfe sowie Bau und Betrieb aller Stellwerke, Signalanlagen, Weichen etc., ohne die es keinen geregelten und sicheren Schienenverkehr gibt.

Zudem spielt für einen vollständigen Vergleich der Effizienz auch die „Mechanische Bewegungseffizienz“ des Verkehrssystems eine Rolle. Dabei geht es u. a. darum, welche Gesamtmasse für eine bestimmte Transportleistung bewegt werden muss, welche Beschleunigungsvorgänge wie häufig auszuführen sind, welche physikalische Hubarbeit zu leisten ist etc.

Sind die relevanten Zahlen für den CO₂-Ausstoß der notwendigen Komponenten eines Verkehrssystems oder eines Teils davon (z. B. für eine bestimmte Strecke) ermittelt, müssen diese ins Verhältnis zum erbrachten „Verkehrsaufwand“ (Verkehrsleistung in Personenkilometer (PKM), bei Fracht Tonnenkilometer) gesetzt werden.

Nicht alle Zahlen für eine solche Berechnung sind heute bereits bekannt; sehr viel präzise, analytische Arbeit wird noch notwendig sein, um sämtliche Daten methodisch sauber zu ermitteln. Andererseits werden wir aber sehen, dass der Einfluss der bisher nicht betrachteten Komponenten viel zu groß ist, als dass man ihn einfach ignorieren könnte. Bei den weiteren Überlegungen fokussieren wir uns auf die Verkehrssysteme Schiene, Straße und Luftfahrt und auf den Personenverkehr; die kommerzielle Schifffahrt (von Kreuzschifffahrten und Fährverbindungen abgesehen) erbringt nur Frachttransportleistung. Zudem betrachten wir schwerpunktmäßig den Fernverkehr, da es im System Luftfahrt keinen Nahverkehr im klassischen Sinne gibt. Folgende Zahlen legen wir für die erbrachte Jahresverkehrsleistung in Deutschland zugrunde (3), (4), (5): Straßenverkehr 965,5 Milliarden PKM, Schienenverkehr 95,8 Milliarden PKM, davon 39,4 Milliarden im Fernverkehr, innerdeutscher Luftverkehr 10,3 Milliarden PKM. (Der ankommende und abgehende internationale Luftverkehr auf deutschen Flughäfen beläuft sich in Summe auf 475,9 Milliarden PKM.)

CO₂-Bilanz verschiedener Materialien

Zu den größten Energieverbrauchern und CO₂-Emittenten gehören die Stahlindustrie, die Aluminiumproduktion und die Zement- bzw. Betonindustrie (6), (7). Vor dem Hintergrund einer korrekten Ursache-Wirkungs-Beziehung müssen Energieverbrauch und entstehende Schadstoffe für Beton und Stahl für Autobahnbrücken der Energie- und Schadstoffbilanz des Verkehrsträgers Straße zugerechnet werden. Handelt es sich bei den Bauwerken um Bahnbrücken oder U-Bahn-Tunnel, sind sie entsprechend dem Schienenverkehr oder dem ÖPNV zuzuordnen.  Stahl, der für Schienen oder für den Bau von Zügen verwendet wird, muss in der Energiebilanz ebenfalls dem Bahnverkehr zugerechnet werden und Aluminium in der Flugzeugproduktion dem Sektor Luftfahrt.

Für die Produktion von einer Tonne Rohstahl fallen allein im Hochofen- und Kokerei-Prozess etwa zwei Tonnen CO₂ an (6), (8), (9); alles, was im Walzwerk oder bei einer weiteren Veredlung des Rohstoffs Stahl darüber hinaus anfällt, kommt noch hinzu. Um eine Tonne reines Aluminium zu produzieren, fallen je nach verwendeter Primärenergie zwischen acht und zwölf Tonnen CO₂ an (10). Im Produktionsprozess von Kupfer fallen pro Tonne rund drei Tonnen CO₂ an, die Weiterverarbeitung des reinen Metalls zu Drähten noch nicht eingerechnet; bei Zinn (neben Kupfer in industriellen Bronze-Legierungen enthalten) sind es rund 16 Tonnen CO₂ (11).

Die Produktion einer Tonne Zement verursacht etwa eine Tonne CO₂ (12). Pro Kubikmeter Beton muss man von mindestens 300 Kilogramm CO₂ ausgehen, die freigesetzt werden, in Abhängigkeit des Zementanteils können es auch mehr als 400 Kilogramm sein. Am Rande sei angemerkt, dass die weltweite Zement- und Betonproduktion je nach Schätzung zwischen sechs und acht Prozent der gesamten jährlichen CO₂-Emissionen verursacht, das ist das Drei- bis Vierfache dessen, was der gesamte weltweite Luftverkehr in seiner CO₂-Bilanz stehen hat (13), (12), (14), (15). Klimatechnisch ist es dabei irrelevant, ob CO₂ und andere Emissionen bei der Stahl- oder Zementproduktion in China, in Indien, in Indonesien oder in Deutschland entstehen.

Bau und Entsorgung der Verkehrsmittel

Welche Emissionen entstehen beim Bau eines einzelnen Autos, eines Zuges oder eines Flugzeuges und welche Transportleistung wird damit erbracht? Erste überschlägige Untersuchungen für diesen Themenkomplex bei Pkws wurden vom Institut für Energie- und Umweltforschung in Heidelberg gemeinsam mit dem ADAC durchgeführt. Für einen Wagen der oberen Mittelklasse wurde errechnet, dass bei der Produktion und beim ordnungsgemäßen Recycling in Summe etwa acht Tonnen CO₂ anfallen (16).

Statistisch gesehen fährt ein Pkw in Deutschland 160.000 Kilometer und ist dabei durchschnittlich mit 1,5 Personen besetzt (5); die angenommenen acht Tonnen CO₂ für das Fahrzeug fallen somit für die vergleichsweise geringe Transportleistung von 240.000 PKM an. Wir haben somit aus der reinen Fahrzeugproduktion einen Durchschnittswert von 33 Gramm CO₂ für jeden geleisteten Personenkilometer.

Für Züge und Flugzeuge liegen keine Zahlen vor, welche Mengen an THG bei der Produktion entstehen. Allerdings ist es plausibel, dass die Gesamtmenge der Materialien eine wichtige Größe darstellt und das Leergewicht des Transportmittels einen ersten Anhaltspunkt liefert. In jedem Fall werden die CO₂-Mengen beim Bau eines Zuges oder Flugzeuges ungleich größer sein als bei einem Pkw, und sie werden sich definitiv im drei-, vier-, möglicherweise fünfstelligen Tonnenbereich bewegen. Wir reden aber auch über Transportleistungen von Hunderten Millionen bzw. Milliarden PKM. Ein ICE ist auf eine Lebensdauer von 25 Jahren ausgelegt und legt pro Jahr rund 500.000 Kilometer zurück, was dann zu einer Gesamtfahrleistung von 12,5 Millionen Kilometer führt (17). Berücksichtigt man die Anzahl der Plätze und die durchschnittliche Auslastung – (18), (19) –, so ergibt dies etwas mehr als 3,1 Milliarden PKM, auf die die CO₂-Mengen aus Produktion, Wartung und fachgerechter Entsorgung letztendlich umgelegt werden müssen.

Ein Passagierflugzeug kann im Laufe eines Monats schon einmal 375.000 Kilometer fliegen (20). Unter Berücksichtigung der Anzahl der Sitzplätze und durchschnittlicher Auslastung ergibt dies mehr als 111 Millionen PKM im Monat. Unterstellt man, dass das Flugzeug etwa elf Monate im Jahr fliegen kann (ein Monat wird für Wartungsarbeiten veranschlagt) und nehmen wir eine Lebensdauer von 25 Jahren an, so kommen in dieser Zeit bis zu 30 Milliarden PKM zusammen. Diese Zahlen verdeutlichen eindrucksvoll, dass es für die Effizienz eines Verkehrssystems offensichtlich vorteilhaft ist, wenn die durch ein einzelnes Verkehrsmittel erbrachte Verkehrsleistung im Laufe der Nutzungszeit möglichst hoch ist, um die anzurechnenden Energie- und Schadstoffkosten aus der Produktion und Wartung auf möglichst viele Personenkilometer zu verteilen.

Notwendige Infrastruktur

Eine in Deutschland typischerweise eingesetzte Bahnschiene wiegt 60 Kilogramm pro Meter! (21). Für einen Kilometer Schiene sind das 60 Tonnen Stahl, für ein Gleis (aus zwei Schienen) 120 Tonnen und damit 240 Tonnen CO_2, die allein bei der Rohstahlproduktion angefallen sind. Betrachtet man beispielsweise die gesamte zweigleisige Strecke Köln-Frankfurt (rund 700 Kilometer Schienen), sind wir bereits bei 84.000 Tonnen CO₂ nur aus der Rohstahlproduktion für die Schienen. Für Brücken und die 46 Kilometer Tunnel aus Stahl und Beton sowie für den Schienenunterbau aus Beton (feste Fahrbahn) wurden Millionen Kubikmeter Beton und Hunderttausende Tonnen Stahl verbaut, nachdem Millionen Kubikmeter Gestein aus dem Berg zu bohren oder sprengen, abzutransportieren und zu verwerten bzw. deponieren waren. Detaillierte Zahlen finden sich in (22), (23), (24). In Summe sind zwischen 1995 und 2002 beim Bau dieser Bahnstrecke mehrere Millionen Tonnen CO₂ als klimawirksamer Fußabdruck angefallen, noch bevor überhaupt der erste Zug gefahren ist. Wartungsarbeiten an Schienen und Gleisanlagen kommen im Laufe der Zeit noch hinzu und nach spätestens 30 Jahren sind viel befahrene Strecken komplett zu sanieren; bei den ersten ICE-Strecken, die 1989 in Deutschland in Betrieb gingen, entspricht dies faktisch einem Neubau (Schiene, Gleisbett, Oberleitungsmasten, Elektrifizierung und Steuerungstechnik) (25).

Aus THG-Sicht noch dramatischer sind Bahnstrecken durch Gebirge: Für den zurecht als grandiose Ingenieurleistung gelobten neuen Gotthardtunnel in der Schweiz werden u. a. Mengen von vier Millionen Kubikmeter Beton, 1,4 Millionen Tonnen Zement sowie 125.000 Tonnen Stahlbögen für die Tunnelröhren angegeben (26). In Summe lassen sich die CO2-Emissionen für dieses Bauwerk mit etwa vier Millionen Tonnen abschätzen.

Sind Bahnstrecken elektrifiziert, ist zudem zu berücksichtigen, dass auch diese Infrastruktur sehr THG-intensiv ist. Ende 2017 waren in Deutschland knapp 54 Prozent der Bahnstrecken elektrifiziert, 21.000 Kilometer von gut 38.000 Kilometer (27). Auf unserer Beispielstrecke Köln-Frankfurt wurden allein 4.000 Oberleitungsmasten außerhalb der Tunnel gesetzt, in den Tunneln sind 1.600 „Hängesäulen“ verbaut. In Summe wurden für die 170 Kilometer lange Strecke rund 3.300 Kilometer Drähte, Seile und Kabel für die Elektrifizierung benötigt (23). Oberleitungsmasten bestehen aus Beton oder Stahl, je nach Länge und Material wiegen sie zwischen 1,5 und 2 Tonnen (28). Der Fahrdraht aus Kupfer (120 mm² Querschnitt) wiegt pro Kilometer etwa eine Tonne (29). Rechnet man die in den genannten Quellen angegebenen Zahlen und Daten zusammen, ergeben sich für die Elektrifizierung einer Strecke schon für die als Rohmaterial benötigten Mengen an Kupfer, Beton und Stahl CO₂-Emissionen von mind. 20 Tonnen pro Kilometer. Der Stahl für die Halteseile der Fahrleitung, die Anker und auch die sog. „Kettengewichte“ an den Masten sind in dieser Überschlagsrechnung noch unberücksichtigt. Zudem gehört zu den elektrifizierten Bahnstrecken „im Hintergrund“ ein eigenes Energieversorgungsnetz von über 7.900 Kilometer Leitungslänge (30). Dieses bahneigene Hochspannungsnetz (110 kV) hat eigene Überlandmasten und Hunderte eigene Umformwerke, Gleichrichter und Transformatoren, um den Bahnstrom in den Fahrdraht zu bringen und auf die für den Bahnbetrieb notwendige 15kV und 16 ²/₃ Hz zu transformieren. Einen Zug elektrisch fahren zu lassen, ist sicherlich umweltfreundlich, wenn der Strom dazu aus erneuerbaren Energien gewonnen wird; in die Umweltbilanz sind aber zwingend auch die THG-Emissionen einzurechnen und auf PKM umzulegen, die notwendig sind, um die Fahrt überhaupt zu ermöglichen.

Die rund 5.600 Bahnhöfe in Deutschland (31) mit ihren vielen Hunderte Meter langen Bahnsteigen und Unterführungen aus Stahl und Beton sind sowohl bei der Erstellung als auch im Betrieb eine nicht zu vernachlässigende CO₂-Quelle. Besonders extrem ist das „Vorzeigeobjekt“ Stuttgart 21: für das Vergraben des Stuttgarter Hauptbahnhofs wurde in einem Verkehrsgutachten unter Berücksichtigung der exakten baulichen Gegebenheiten ermittelt, dass mehr als 27.000 t CO₂ für jeden Kilometer Tunnelröhre anfallen (32); die gesamten CO₂-Emissionen für den Bau werden auf 1,9 Millionen Tonnen geschätzt (33).

Auch Bau und Erhalt der Wege-Infrastruktur des Verkehrssystems Straße verursachen große CO₂-Mengen. Die 174 Kilometer der durchweg 6-spurigen Autobahn A3 zwischen Köln und Frankfurt hat rund 5 Millionen m² Fläche. Unterstellen wir hier eine Betondeckschicht von 30cm (34), so fallen nur für diese Deckschicht bereits mehr als 1,5 Millionen Kubikmeter Beton an, für die bei der Produktion mehr als 375.000 Tonnen CO₂ freigesetzt worden sind. Auch für die an Autobahnen üblichen Schutzplanken ergeben sich beeindruckende Zahlen: Vier Meter Leitplanke stehen inklusive Pfosten je nach Profil mit 55 bis 60 Kilogramm Stahl auf der Rechnung (35), für unsere 174 Kilometer der A3 sind wir dann bei rund 10.000 Tonnen Stahl nur für die Schutzplanken.

Alle zuvor genannten Beispiele verdeutlichen nur die Größenordnungen, um die es hier geht, sie erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

Mechanische Bewegung

Für die weitere Betrachtung zur ökologischen Effizienz der jeweiligen Verkehrsmittel ist es hilfreich, sich einige physikalische Sachverhalte ins Gedächtnis zu rufen: Entscheidend für die notwendige Antriebsenergie sind vier Kenngrößen: die insgesamt pro Person zu bewegende Masse, die Geschwindigkeit, mit der sich das Transportmittel fortbewegt, die Beschleunigungsvorgänge, die notwendig sind, um die Geschwindigkeit zu erreichen, und die Hubarbeit, die aufgewendet werden muss, um der Schwerkraft entgegen zu wirken. Physikalische Hubarbeit fällt dabei keineswegs nur für Flugzeuge an, sondern auch für KFZ und Züge, wann immer diese eine Steigung zu bewältigen haben. In diesem Papier kann die sehr komplexe Thematik der mechanischen Bewegungseffizienz nur angerissen werden; eine separate Veröffentlichung hierzu ist in Vorbereitung.

Die zu bewegende Masse ist eine entscheidende Kenngröße für die benötigte Energie zur Fortbewegung, und für die Effizienz insbesondere, welchen Anteil die beförderte Nutzlast im Verhältnis zur insgesamt zu bewegenden Masse hat.  In einem Pkw haben wir es in Deutschland im Durchschnitt mit 1,5 t Fahrzeuggeweicht zu tun; bei einer mittleren Auslastung von 1,5 Personen liegt das Fahrzeuggewicht somit bei 1 t pro Person.

Als Beispiel für einen Zug betrachten wir den ICE3, der mit 408 t Leergewicht auf der Schiene steht (18).  Bei einer durchschnittlichen Auslastung der Züge von 55,5 Prozent (19) errechnen sich rund 1,7 Tonnen Zuggewicht pro Fahrgast.

Beim Flugzeug sind diese Massen deutlich geringer. Ein Airbus A350 hat eine Leermasse von rund 131 t und 314 Plätze (36), ein im innerdeutschen und europäischen Verkehr eingesetzter A321 kommt auf 47,5 t Leergewicht und 200 Plätze (37). Mit einer durchschnittlichen Auslastung von 81,4 Prozent (38) hat man im A350 rund 514 Kilogramm Flugzeuggewicht/Passagier, im A321 weniger als 300 Kilogramm.

Flugzeuge, KFZ und auch von Dieselloks gezogene Züge haben das Thema zu bewegende Gesamtmasse betreffend noch eine weitere Eigenschaft, die zu berücksichtigen ist. Die Energie, die sie antreibt, müssen sie innerhalb ihres geschlossenen Systems mitführen und diese Masse muss im Transportvorgang mitbewegt werden. Für elektrisch angetriebene Züge ist das nicht der Fall; hier stehen stattdessen aber die immensen Aufwände des Baus und der Wartung der Elektrifizierungsinfrastruktur mit auf der Rechnung, die zuvor bereits adressiert wurden.

Besonders energieintensiv sind Beschleunigungsvorgänge; ist eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht, wird weitere Energie auf ebener Strecke nur benötigt, um Rollwiderstand und Luftwiderstand zu überwinden. Für eine energetisch effiziente Fortbewegung sollte die Bewegung möglichst gleichförmig sein, möglichst wenige Beschleunigungsvorgänge benötigen und mit konstanter Geschwindigkeit erfolgen. Für den Luftwiderstand gilt, dass er quadratisch mit der Geschwindigkeit wächst, die Luftdichte hingegen mit zunehmender Höhe logarithmisch abnimmt, so dass der Luftdruck in der Reiseflughöhe von Flugzeugen nur noch rund 25 Prozent bis 30 Prozent der Luftdichte am Boden ausmacht. Häufiges Wechseln der Geschwindigkeit bei Autofahrten, das durch abwechselndes Abbremsen und Beschleunigen verursacht wird, ist aus energetischer Sicht ebenso ineffizient, wie das Abbremsen von Zügen an Zwischenhalten auf null Kilometer pro Stunde, um dann anschließend wieder auf bis 290 Kilometer pro Stunde zu beschleunigen.

Antriebsenergie

Natürlich gilt es jetzt auch zu betrachten, wie viel CO₂ durch die eigentliche Verbrennung des Kraftstoffes bzw. bei der Erzeugung des Stroms für die Fortbewegung des Verkehrsmittels entsteht. Benzin, Diesel und Kerosin sind Kohlenwasserstoffe, jeweils ein Kilogramm davon verbrennt zu 3,1 bis 3,2 Kilogramm CO₂. Der BUND gibt den durchschnittlichen CO₂-Ausstoß deutscher Pkw für 2017 mit  128 Gramm pro Kilometer an; mit der durchschnittlichen Auslastung von 1,5 Personen ergibt dies 85 Gramm CO₂ pro PKM (39). Im Flugverkehr lag der durchschnittliche Verbrauch aller deutscher Fluggesellschaften 2018 bei 3,55 Liter pro 100 PKM (40), das entspricht 90 Gramm CO₂ pro PKM. Beim Kraftstoffverbrauch und den resultierenden Schadstoffen ist noch zu berücksichtigen, dass auch die Kraftstoffe zunächst aus Rohöl hergestellt und bis zu den Tankstellen transportiert werden müssen. Auch das geht nicht ohne Energie und damit verbundenen Schadstoffausstoß, hierfür sind noch einmal 15 bis 20 Prozent der CO₂-Emissionen „obendrauf“ zu veranschlagen.

Beim Strom beliefen sich unter Berücksichtigung des in Deutschland üblichen Strommix und des Inlandsverbrauches in 2016 die CO₂-Emissionen auf 0,57 Kilogramm pro Kilowattstunde, die nach vorläufigen Zahlen auf 0,52 Kilogramm pro Kilowattstunde in 2018 gesenkt werden konnten (41). Detaillierte Zahlen, um die CO₂-Belastung pro PKM bei der Bahn zu ermitteln, sind nicht verfügbar und wurden auch auf Nachfrage von der DB nicht zur Verfügung gestellt. Eine Abschätzung kann auf Basis folgender Annahmen getroffen werden: Die Bahn selbst gibt die Gesamt-Traktionsenergie für 2017 mit 10.190 GWh zuzüglich 436 Millionen Liter Dieselkraftstoff an (19); unter Zugrundelegung der CO₂-Emissionen für die Stromerzeugung in Deutschland sowie aus der Verbrennung von Diesel ergeben sich insgesamt CO₂-Emissionen für den Betrieb aller Züge der Deutschen Bahn von mehr als 6,7 Millionen Tonnen. Dem steht eine Verkehrsleistung von knapp 96 Milliarden PKM gegenüber, wovon rund 40 Milliarden jeweils im Fernverkehr und Regionalverkehr und gut 13 Milliarden PKM im europäischen Ausland (DB Arriva) geleistet werden. Zudem werden mit dieser Energie knapp 93 Milliarden Tonnenkilometer Fracht transportiert. Je nach Verteilung der benötigten Energie auf die unterschiedlichen Verkehre ergeben sich Werte zwischen 35 und 50 Gramm CO₂ für jeden geleisteten PKM.

Weitere ökologische Aspekte von Verkehrssystemen

Neben den THG-Emissionen sind weitere ökologische Aspekte zu berücksichtigen, die wir an dieser Stelle nicht weiter behandeln, sondern nur aufzählen wollen:

Flächenverbrauch:

Fläche für Knotenpunkt-Infrastruktur wird von allen Systemen benötigt, Fläche für Wege-Infrastruktur fällt nur bei Straße und Schiene an. Das IÖR hat ermittelt, dass Ende 2019 die Gesamtfläche aller Fernstraßen (Autobahnen bis Kreisstraßen) 2.085 Quadratkilometer betrug, die Flächen für das Fernverkehrsnetz der Bahn 354 Quadratkilometer; die zehnfache Verkehrsleistung der Straße benötigt somit nur die 5,9-fache Fläche im Vergleich zur Schiene (42).

Lärm:

Hier ist zu berücksichtigen, dass die terrestrischen Verkehrssysteme auf der gesamten Strecke lärmverursachend sind, wohingegen Fluglärm nur im direkten Umfeld der Flughäfen entlang der An- und Abflugrouten entsteht. Eine systematische und umfassende Analyse, wie viele Personen wie stark tatsächlich vom Verkehrslärm betroffen sind, steht noch aus.

Durch weitere Arbeiten in diesem Umfeld wird sich ermitteln lassen, welche Fläche und welcher Lärm pro geleisteten PKM entsteht.

Fazit

Betrachtet man die komplexen Verkehrssysteme inklusive ihrer notwendigen Infrastruktur-Komponenten und auch deren jeweilige mechanische Bewegungseffizienz ganzheitlich, so ergeben sich für den ökologischen Vergleich Ergebnisse, die den bisherigen, ausschließlich auf die Antriebsenergie fokussierten Annahmen, nicht entsprechen. Eine korrekte Attribuierung von bisher „der Industrie“ oder „dem Bausektor“ zugeordneten THG-Emissionen auf den Verkehrssektor ist dringend geboten. Dieser Ansatz sollte weiterverfolgt, entsprechende Detailberechnungen durchgeführt und zu einem ganzheitlichen Ergebnis konsolidiert werden. Nur damit kann gewährleistet werden, dass zukünftige gesellschaftliche Diskussionen und politische Entscheidungen zu Verkehr und Mobilität konsequent versachlicht und entideologisiert werden.

Verweise

1. Jens Borken-Kleefeld, Terje Berntsen, Jan Fuglestvedt. Specific Climate Impact of Passenger and Freight Transport. Environmental Science Technology. 2010, Bd. 44, S. 5700-5706.

2. Jens Borken-Kleefeld, Jan Fuglestvedt, Terje Berntsen. Supporting Information for: Mode, load, and specific climate impact from passenger trips. Environmental Science & Technology. 2013, Bde. 47, 14, S. 7608-7614.

3. Statistisches_Bundesamt. Luftverkehr auf allen Flugplätzen – Fachserie 8 Reihe 6.2 – 2018. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.destatis.de/DE/Themen/Branchen-Unternehmen/Transport-Verkehr/Personenverkehr/Publikationen/Downloads-Luftverkehr/luftverkehr-alle-flugplaetze-2080620187004.pdf;jsessionid=9FB84A3F57BD035C3F8E8C7471B9C9A0.internet742?__blob=publicationFile.

4. BMVI. Verkehr in Zahlen 2017/2018. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Publikationen/G/verkehr-in-zahlen-pdf-2017-2018.html.

5. UBA. Daten zum Verkehr. [Online] 2018. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.umweltbundesamt.de/daten/verkehr.

6. LfU. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://lfu.brandenburg.de/cms/detail.php/bb1.c.523833.de.

7. FIZ, Karlsruhe. EnEff:Industrie,. [Online] 2018. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://eneff-industrie.info/quickinfos/energieintensive-branchen/daten-zu-besonders-energiehungrigen-produktionsbereichen/.

8. UBA. Emissionsfaktoren zur Eisen- und Stahlindustrie für die Emissionsberichterstattung. [Online] 2010. http://www.uba.de/uba-info-medien/4362.html.

9. Energiewirtschaft, Forschungsgesellschaft für. CO2 Verminderung in der Metallerzeugung, S.4. [Online] 2018. [Zitat vom: 15. 12 2019.]

10. Umweltagentur, NÖ Energie- und. Aluminium. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.wir-leben-nachhaltig.at/aktuell/detailansicht/aluminium/.

11. Giegrich, Liebich, Fehrenbach. UBA, Ableitung von Kriterien zur Beurteilung einer hochwertigen Verwertung gefährlicher Abfälle. [Online] 2007. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/ableitung-von-kriterien-zur-beurteilung-einer.

12. chemietechnik.de. Klimabilanz Zementindustrie. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.chemietechnik.de/klimabilanz-der-zementindustrie/.

13. Wikipedia. Zement, Umweltschutzaspekte. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://de.wikipedia.org/wiki/Zement#Umweltschutzaspekte.

14. Welt. Klimakiller Beton. [Online] 2011. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.welt.de/print/die_welt/debatte/article13499011/Klimakiller-Beton.html.

15. ZDF. Zement – Der heimliche Klimakiller. [Online] 2018. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.zdf.de/dokumentation/planet-e/planet-e-zement—der-heimliche-klimakiller-100.html.

16. IFEU-ADAC. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.adac.de/verkehr/tanken-kraftstoff-antrieb/alternative-antriebe/studie-oekobilanz-pkw-antriebe-2018/.

17. Handelsblatt. Welche Strecke legt ein Zug insgesamt zurück? [Online] 2013. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.handelsblatt.com/technik/das-technologie-update/weisheit-der-woche/schienenverkehr-welche-strecke-legt-ein-zug-insgesamt-zurueck/8896436.html?ticket=ST-51043305-2RyidOktPLdICL01yqgb-ap5.

18. Wikipedia. ICE3. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://de.wikipedia.org/wiki/ICE_3.

19. Bahn, Deutsche. Daten & Fakten 2017. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwi3vInTsMjkAhVDYlAKHe_3DXkQFjADegQIAxAC&url=https%3A%2F%2Fwww.deutschebahn.com%2Fresource%2Fblob%2F1774446%2F455c0e001500b567cc0010d53e52cccf%2FDaten—Fakten-2017-da.

20. Planefinder. Planefinder App: Analyse der Flugbewegungen des Flugzeugs mit der Registrierung D-ABYZ für September 2019. 2019.

21. Wikipedia. Schiene_(Schienenverkehr). [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://de.wikipedia.org/wiki/Schiene_(Schienenverkehr).

22. —. Idsteintunnel. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://de.wikipedia.org/wiki/Idsteintunnel.

23. —. Schnellfahrstrecke Köln-Rhein_Main. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://de.wikipedia.org/wiki/Schnellfahrstrecke_K%C3%B6ln%E2%80%93Rhein/Main.

24. NBS, ARGE. Web Archive: ARGE NBS Los A. [Online] 2019. https://web.archive.org/web/20060208054606/http://www.arge-nbs.de/deutsch/strassenbau/index.php.

25. Tagesschau. Tagesschau. Bahn sperrt Hauptstrecken monatelang. [Online] 2018. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.tagesschau.de/wirtschaft/deutschebahn-sanierung-101.html.

26. AlpTransit-Gotthard-AG. Projektkennzahlen Rohbau Gotthard-Basistunnel. 2016.

27. Deutscher_Bundestag. Elektrifizierungsgrad der Schieneninfrastruktur. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjk4e6BtoXmAhVjw8QBHQDGBkYQFjAAegQIBRAC&url=https%3A%2F%2Fwww.bundestag.de%2Fblob%2F549342%2F…%2Fwd-5-027-18-pdf-data.pdf&usg=AOvVaw1YSdqOyFxDVLxuoTGzxfxL.

28. Bahn. Erster Oberleitungsmast gestellt. [Online] 2018. [Zitat vom: 15. 12 2019.] http://www.bahnprojekt-stuttgart-ulm.de/no_cache/projekt/aktuell/archiv-suche/news-archiv-detail/news/1432-erster-oberleitungsmast-gestellt/newsParameter/detail/News/.

29. Wikipedia. Oberleitung. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://de.wikipedia.org/wiki/Oberleitung.

30. DB_Energie. DB Energie – Über uns. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.dbenergie.de/dbenergie-de/db-energie-unternehmen/unternehmen-1345392.

31. Statista. Anzahl Bahnhöfe. [Online] 2019. https://de.statista.com/statistik/daten/studie/13357/umfrage/anzahl-der-bahnhoefe-im-besitz-der-db-ag/.

32. Rößler. Quantifizierung der THG-Emissionen des Projekts Stuttgart 21. [Online] 2017. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.umstieg-21.de/assets/files/thg-endbericht_s21_251017.pdf.

33. KONTEXT: Wochenzeitung. CO2-Schleuder S-21. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.kontextwochenzeitung.de/politik/345/co2-schleuder-s-21-4704.html.

34. Wikipedia. Deckschicht_Straßenbau. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://de.wikipedia.org/wiki/Decke_(Straßenbau).

35. Leitplanken. Leitplanken. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://leitplanken-kaufen.de/.

36. FlugRevue. Airbus A350. [Online] 2015. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.flugrevue.de/zivil/airbus-a350-900-airbus-a350-900/.

37. Flugzeuginfo.net. Flugzeuginfo.net: Airbus A321. [Online] 2019. http://www.flugzeuginfo.net/acdata_php/acdata_a321_dt.php.

38. Lufthansa. LH-Group Auslastung 2018. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://newsroom.lufthansagroup.com/german/newsroom/mit-142-millionen-passagieren-im-jahr-2018-ist-die-lufthansa-group-die-nummer-eins-in-europa/s/41337be6-ca07-4298-bf9b-cee7e91c69e3.

39. BUND. CO2-Emissionen des Verkehrs. [Online] 2019. https://www.bund.net/themen/mobilitaet/autos/co2-emissionen/?wc=24308.

40. Klimaschutz-Portal. Verbrauch senken. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.klimaschutz-portal.aero/verbrauch-senken/.

41. UBA. UBA_CO2_Strommix. [Online] 2019. [Zitat vom: 15. 12 2019.] https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/entwicklung-der-spezifischen-kohlendioxid-5.

42. Krüger, T. und Schumacher, U. Sonderauswertung aus dem Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung; Geobasisdaten: ATKIS Basis-DLM © GeoBasis-DE / BKG. Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung. 2020.