Ermittlung und Verbesserung der CO2-Bilanz des b.is-Technikums

An der Bauhaus-Universität Weimar wird sich im Rahmen der Klima AG intensiv mit Möglichkeiten zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen) auseinandergesetzt. Ein Schwerpunkt der Arbeitsgruppe ist die CO₂-Bilanzierung der Technika und Labore. Die von Herrn Lennart Wolf eingereichte Bachelorarbeit liefert hierzu einen ersten Beitrag, indem eine THG-Bilanz für das Technikum des Bauhaus-Instituts für zukunftsweisende Infrastruktursysteme (b.is) erstellt wird. Das hierfür üblicherweise verwendete Maß ist der sogenannte Carbon Footprint (CO₂-Fußabdruck) in Tonnen CO2-Äquivalent (t CO₂e). Dieser berücksichtigt die unterschiedlichen Auswirkungen der einzelnen Treibhausgase (THG) und setzt das von ihnen ausgehende Erderwärmungspotential ins Verhältnis zum Global Warming Potential (GWP) des wichtigsten anthropogenen Treibhausgases CO₂.

Im Rahmen der Arbeit soll eine Grundlage zur Verbesserung der THG-Bilanz des b.is Technikums geschaffen werden. Im Zuge dessen wurden folgende Forschungsfragen formuliert:

• Welche Leitlinien und Standards zur Erstellung einer THG-Bilanz sind zur Bilanzierung des Technikums geeignet?
• Welche verbauten Anlagen sowie im Technikum durchgeführten Verfahren und Prozesse verursachen relevante THG-Emissionen?
• In welchen Maßnahmen liegen die größten Potentiale zur Vermeidung von THG-Emissionen und langfristigen Verbesserung der THG-Bilanz des Technikums?

Zunächst wurde der Status-Quo des Energiebedarfs ermittelt und über eine Ökobilanzierung als Carbon Footprint quantifiziert. Dabei wurden sowohl die direkten Emissionen (Scope-1), als auch die durch Strombezug indirekt anfallenden Emissionen (Scope-2) bilanziert. Auf Grundlage der Ergebnisse der THG-Bilanz wurden die Hauptemissionsquellen ausgemacht und mögliche Einsparungspotentiale erörtert. Anschließend wurde eine ausgewählte Maßnahme zur langfristigen Verbesserung der THG-Bilanz praktisch umgesetzt und bilanziert.

Zur Bilanzierung der THG-Emissionen von Organisationen gibt es zwei international anerkannte Standards, den GHG-Protocol Standard sowie die Norm ISO 14064. Beide sind nahezu identisch aufgebaut und die Ergebnisse der entsprechenden THG-Bilanzen sollten nur unwesentlich voneinander abweichen. Entsprechend sind beide Standards zur Bilanzierung des Technikums geeignet. Da es sich um den international meistgenutzten Standard handelt, wurde im Rahmen dieser Arbeit das GHG-Protocol verwendet.

Bilanziert wurden die direkten Emissionen der CSTR-Vergärungsanlage (Continuous Stirred Tank Reactor) sowie die indirekten Emissionen durch den Bezug von Strom. Daraus ergibt sich ein jährlicher Carbon Footprint von 22,71 t CO₂e. Maßgeblich werden die Emissionen durch den Stromverbrauch der Anlagen im Technikum verursacht (94 %). Die einzigen direkten Emissionen entstehen durch die Vergärungsprozesse in der CSTR-Anlage und sind im Vergleich zu den indirekten Emissionen sehr gering (6 %). Als größte Emissionsquellen wurden die Heizpumpe der CSTR-Anlage (28 %), die Be- und Entlüftungssysteme (24 %) und die Trockenöfen (18 %) des Technikums identifiziert. Diese sind allein durch ihre Stromverbräuche für 70 % der untersuchten Emissionen des Technikums verantwortlich.

Mögliche Maßnahmen zur Verringerung der Emissionen sind insbesondere die Dämmung der Heizpumpe, die Anpassung der Betriebszeiten der Trockenöfen, die Verringerung der Leistung des Biofilters und der Ersatz der Leuchtstoffröhren durch Leuchtdioden (LED). Bei einer Umsetzung der genannten Maßnahmen ist Berechnungen zufolge ein THG-Einsparungspotential von knapp 30 % zu erwarten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Dämmung der CSTR-Reaktoren und Heizleitungen der Anlage vorgenommen und bilanziert. Durch die Umsetzung der Maßnahme konnte der Stromverbrauch der Heizpumpe um 52 % reduziert werden. Dies entspricht einer Senkung des Gesamtstromverbrauchs des Technikums um 15 %. Jährlich werden so 3,3 t CO₂e vermieden und dadurch die Gesamtemissionen des Technikums um 14,5 % verringert. Werden die mit dem Kauf der Dämmmatten verbundenen Investitionskosten von 193 € mit der jährlichen Kosteneinsparung von 2 073 € verglichen, wird deutlich, dass sich die Maßnahme bereits nach kurzer Zeit (34 Tagen) finanziell amortisiert.

Die THG-Bilanz des b.is-Technikums legt nahe, dass auch in weiteren Laboren und Einrichtungen der Bauhaus-Universität große Emissionsvermeidungspotentiale vorhanden sind und die Durchführung von THG-Bilanzen auch dort sinnvoll ist. Erst durch die Durchführung einer THG-Bilanz können auf Basis einer soliden Datenlage effektive und zielorientierte Maßnahmen zur Reduzierung von THG-Emissionen identifiziert werden. Die im Rahmen dieser Bachelorarbeit durchgeführte THG-Bilanz des b.is-Technikums sollte als erster Schritt auf dem Weg zu einer klimaneutralen Bauhaus-Universität betrachtet werden.

Die Professur Biotechnologie in der Ressourcenwirtschaft bietet ein universitätsinternes Beratungsangebot durch Dr.-Ing. Tonia Schmitz sowie einen Verleih von Energiemessgeräten (Wechselstrom 16 A/230V; Drehstrom 16 A/400 V und 32 A/400 V) an, um für weitere Labore, Werkstätten und Arbeitsräume Energieeinsparungspotentiale aufzuzeigen. Weitere Informationen finden Sie unter LINK (Zum Beratungsangebot in Aktuelles).