Häufige Fehler und Hinweise zum korrekten Vorgehen für die Berechnung
Als Verifizier für EPD International, IBU, KBOB und andere EPD-Programmbetreiber stoße ich regelmäßig auf dasselbe methodische Problem bei der Einreichung von Umweltproduktdeklarationen (EPD): die Modellierung des Eigenverbrauchs von erneuerbarem Strom, die sich an den Prinzipien des Greenhouse Gas Protocols statt an der Methodik der Ökobilanz (LCA) orientiert.
Obwohl dieser Unterschied auf den ersten Blick subtil erscheinen mag, kann er erhebliche Auswirkungen auf die Ergebnisse haben. Je nach Strommix, Spannungsebene und Modellierungsannahmen können die Umweltauswirkungen im Zusammenhang mit Strom deutlich variieren. In einigen Fällen kann eine falsche Modellierung die in einer EPD berichteten Ergebnisse maßgeblich verfälschen und zu umfangreichen Überarbeitungsanforderungen während der Prüfung führen.
Scope-Logik vs. LCA-Logik
Die unternehmerische Treibhausgasbilanzierung und die Ökobilanzierung dienen unterschiedlichen Zwecken und wenden daher unterschiedliche Modellierungsprinzipien an.
Nach dem Greenhouse Gas Protocol wird gekaufter Strom in der Regel als Scope 2-Emissionen ausgewiesen, während die Eigenerzeugung unter Scope 1 fallen kann. Vertragliche Instrumente wie Herkunftsnachweise können die ausgewiesenen Scope 2-Emissionen erheblich beeinflussen.
EPDs basieren hingegen auf der Ökobilanzmethodik gemäß ISO 14040, ISO 14044, ISO 14025 und für Bauprodukte EN 15804. Bei einer Ökobilanz werden die Umweltauswirkungen über alle Lebenszyklusphasen hinweg modelliert. Daher müssen alle relevanten upstream-Prozesse, die mit der Stromversorgung verbunden sind, in der Perspektive von der Wiege bis zur Bahre berücksichtigt werden.
Dies umfasst typischerweise:
- Brennstoffgewinnung und -verarbeitung
- Bau der Kraftwerke
- Stromerzeugung
- Übertragung und Verteilung
- Transformation zwischen Spannungsebenen
- Netzinfrastruktur
- Wartungsaktivitäten
- Stromverluste
- Andere relevante Emissionen im Zusammenhang mit Stromversorgungssystemen
Die LCA klassifiziert Emissionen nicht in Scope 1, Scope 2 und Scope 3. Stattdessen werden alle relevanten Prozesse innerhalb des definierten Produktsystems konsistent nach den anwendbaren Standards modelliert.
Wie relevant ist das Vorgehen für die Modellierung des Strommix?
Das folgende Beispiel veranschaulicht die Bedeutung von Modellierungsannahmen für Strom aus Wasserkraft. Die Ergebnisse basieren auf einem Strommodell der BAFU:25-Datenbank und zeigen, wie unterschiedliche Systemgrenzen die Klimawirkung von einer Kilowattstunde Laufwasserkraftwerk-Strom beeinflussen können:
- Stromerzeugung und Verbrauch direkt vor Ort ohne Übertragung über das öffentliche Netz ergeben eine Klimawirkung von 0,0037 kg CO₂-Äq./kWh. Dieses Vorgehen wäre korrekt wenn die Stromerzeugungsanlage in Eigenregie betrieben wird (z.B. PV-Anlage auf dem Dach und direkte Stromnutzung)
- Bei Einbeziehung von Transformationsinfrastruktur und Verteilerausrüstung, wobei Übertragungsverluste ebenfalls durch Wasserkraft abgedeckt werden steigt das Ergebnis auf 0,011 kg CO₂-Äq./kWh
- Unter der üblichen Annahme, dass Übertragungs- und Verteilungsverluste durch den deutschen Restmix statt durch zusätzliche Wasserkrafterzeugung abgedeckt werden steigt die Klimawirkung auf 0,079 kg CO₂-Äq./kWh
Das ist schließlich etwa 20-mal höher als die reine Erzeugung des verbrauchten Stroms!
Abbildung: CO₂-Fußabdruck von Strom aus Wasserkraft, der direkt am Kraftwerk geliefert wird, im Vergleich zu Strom, der über das öffentliche Stromnetz geliefert wird, einschließlich Übertragungs- und Verteilungsverlusten.
Dieses Beispiel zeigt einen entscheidenden Punkt: Selbst wenn erneuerbarer Strom verwendet wird, können die Umweltauswirkungen, die mit der Lieferung des Stroms an die Endverbraucher verbunden sind, erheblich höher sein als die Auswirkungen, die allein mit der Erzeugung verbunden sind. Es zeigt, das die politische Diskussion zu Verteilnetzen und Eigenstromverbrauch z.B. von PV-Anlagen auch in Ökobilanzen abgebildet werden kann und muss.
Wichtige Aspekte der modellierung für den Strommix in EPDs
Gelieferter Strommix
Der in der Produktion (Modul A3 der EPD) verwendete Strom sollte mit dem tatsächlichen Stromprodukt, das gekauft wurde, modelliert werden. Sofern ausreichende Nachweise vorliegen kann z.B. ein erneuerbarer Strommix modelliert werden. Akzeptable Dokumentation kann umfassen:
- Herkunftsnachweise oder gleichwertige Zertifikate
- Stromverträge
- Stromrechnungen
- Lieferantenerklärungen
- Nachweis über die Stornierung von Zertifikaten (falls zutreffend)
Ziel der Dokumentation ist es, sowohl die Menge als auch die Umwelteigenschaften des während des Berichtszeitraums verwendeten Stroms nachzuweisen. Nur vertragliche Instrumente, die Rückverfolgbarkeit gewährleisten, Doppelzählungen vermeiden und den gültigen Vorschriften entsprechen, sollten verwendet werden.
Beispiele:
- Deutschland: Dokumentation wird in der Regel über das Umweltbundesamt Herkunftsnachweisregister (HKN) oder ein gleichwertiges anerkanntes System bereitgestellt. Zusätzlich ist unter Umständen sowohl für den lokalen Mix als auch für den Residualmix auch der Anteil der Stromlieferung gemäss EEG zu berücksichtigen. In einigen Datenbanken wird dies bisher für den Residualmix nicht berücksichtigt.
- Österreich: Dokumentation ist in der Regel über E-Control verfügbar.
- Schweiz: Dokumentation ist in der Regel über Pronovo verfügbar. Alle Lieferantenmixe für verschiedene Jahre einsehen werden veröffentlicht. Auch die Stromversorger stellen Informationen bereit (siehe Beispiel für Schaffhausen)
- Andere Länder: Gleichwertige nationale oder anerkannte Zertifikatsregister können gelten.
Die Akzeptanz hängt letztlich von den Anforderungen des jeweiligen Programmbetreibers, der PCR und des Prüfers ab.
Spannungsebene der Versorgung
Die Stromverluste unterscheiden sich erheblich je nach Spannungsebene, auf der der Strom geliefert wird.
Typische Werte:
| Spannungsebene | Typische Verluste |
|---|---|
| Hochspannung (220–380 kV) | ca. 2–4% |
| Mittelspannung (1–110 kV) | ca. 4–6% |
| Niederspannung (<1 kV) | ca. 6–10% |
Die ausgewählten Hintergrunddaten sollten daher möglichst der tatsächlichen Versorgungsspannung entsprechen. Viele moderne Ökobilanz-Datenbanken bieten bereits separate Datensätze für durchschnittlichen Hoch-, Mittel- und Niederspannungsstrom an.
Modellierung von Stromverlusten
Ein häufig übersehener Aspekt ist die Abdeckung von Stromverlusten in der Ökobilanzierung.
In den meisten Stromsystemen werden Herkunftsnachweise nur für die an den Kunden gelieferte Menge storniert, während Übertragungs- und Verteilungsverluste nicht explizit durch vertragliche Instrumente abgedeckt sind.
In diesen Situationen ist es notwendig, Verluste mit dem nationalen Restmix zu modellieren.
Der Restmix stellt die Stromattribute dar, die nach der vertraglichen Zuteilung von Zertifikaten für erneuerbaren Strom verbleiben, und kann eine angemessene Darstellung des Stroms liefern, der zur Deckung der Netzverluste verwendet wird, wenn diese Verluste nicht anderweitig dokumentiert sind.
Infrastruktur für Stromübertragung und -transformation
Im Gegensatz zu vereinfachten Ansätzen der Treibhausgasbilanzierung beinhaltet die Ökobilanz die Infrastruktur, die mit der Stromversorgung verbunden ist.
Relevante Infrastruktur kann umfassen:
- Kraftwerksbau und -stilllegung
- Übertragungsleitungen
- Transformatoren
- Umspannwerke
- Verteilernetze
- Wartungsaktivitäten
SF₆-Emissionen bei der Stromtransformation
Schwefelhexafluorid (SF₆) wird in Hochspannungsanlagen aufgrund seiner hervorragenden Isolationseigenschaften weit verbreitet eingesetzt.
SF₆ hat jedoch ein extrem hohes Treibhauspotenzial (GWP von 22.800 nach IPCC AR6). Folglich können bereits geringe Leckageemissionen einen bedeutenden Beitrag zu den Klimawirkungen im Zusammenhang mit der Hochspannungs-Stromübertragung und -verteilung leisten.
SF₆-Emissionen sollten daher in die Strommodellierung einbezogen werden. Geeignete Schätzungen sollten in der Ökobilanz-Hintergrunddatenbank verfügbar sein.
Praktische Umsetzung
Die genaue Umsetzung hängt von der verwendeten Ökobilanz-Software und Datenbank ab. Der allgemeine Ansatz ist in der Regel wie folgt:
- Identifizieren Sie das vom Unternehmen gekaufte Stromprodukt.
- Beschaffen Sie unterstützende Dokumentation für den Strommix.
- Wählen Sie geeignete Erzeugungsdatensätze, die den gekauften Strom repräsentieren.
- Modellieren Sie Übertragung und Verteilung auf der richtigen Spannungsebene.
- Berücksichtigen Sie Stromverluste mit einem begründeten und dokumentierten Ansatz.
- Stellen Sie sicher, dass Infrastrukturprozesse, die in der Hintergrunddatenbank enthalten sind, angemessen dargestellt werden.
- Überprüfen Sie, dass alle Annahmen, Datenquellen und Berechnungen dokumentiert sind.
Für Nutzer von parametrisierten Strommodellen können diese Schritte oft effizient umgesetzt werden, während gleichzeitig Transparenz und Reproduzierbarkeit gewahrt bleiben.
anforderungen an die Dokumentation im Hintergrundbericht
Unabhängig vom gewählten Modellierungsansatz ist die Dokumentation entscheidend. Die Strommodellierung sollte transparent, reproduzierbar und überprüfbar sein. Die Dokumentation sollte in der Regel umfassen:
- Stromverbrauchsdaten
- Stromrechnungen
- Lieferanteninformationen
- Herkunftsnachweise oder gleichwertige Zertifikate
- Registerreferenzen (falls zutreffend)
- Annahmen zu Verlusten
- Annahmen zur Spannungsebene
- Annahmen zum Restmix
- Ausgewählte Ökobilanz-Datensätze
- Berechnungsverfahren
Für zukünftige Stromverträge, die den Gültigkeitszeitraum der EPD abdecken, akzeptieren einige Programmbetreiber möglicherweise dokumentierte Verpflichtungen oder Erklärung des Herstellers. Die genauen Anforderungen hängen jedoch von den geltenden Programmregeln ab und sollten immer überprüft werden.
Zusammenfassung häufiger Modellierungsfehler:
Modellierung Eigenstromverbrauch bei bekanntem Strommix in einer EPD
| Häufiger Fehler | Warum problematisch | Bevorzugter Ansatz |
|---|---|---|
| Direkte Verwendung von Scope 2-Werten | Stellt keine vollständige Ökobilanz für die Stromversorgung dar | Verwenden Sie Ökobilanz-Datensätze, die die gesamte Stromversorgungskette repräsentieren |
| Annahme, dass „grüner“ Strom keine Auswirkungen hat | Ignoriert Erzeugungsinfrastruktur, Verteilverluste und upstream-Prozesse | Verwenden Sie technologie-spezifische Ökobilanz-Datensätze |
| Verwendung des nationalen Durchschnittsstroms ohne Begründung | Kann den tatsächlich gekauften Strom nicht widerspiegeln | Modellieren Sie den dokumentierten Strommix für die eigene Produktion |
| Vernachlässigung von Stromverlusten | Unterschätzt die mit der Stromversorgung verbundenen Auswirkungen unter Umständen deutlich | Beziehen Sie Verluste auf der appropriate Spannungsebene und Qualitätsebene ein (in der Regel Restmix) |
| Ausschluss von Infrastruktur | Kann Auswirkungen unterschätzen und die Konsistenz verringern | Verwenden Sie vollständige Ökobilanz-Datensätze einschließlich Infrastruktur |
| Vernachlässigung von SF₆-Emissionen, wo relevant | Kann Klimawirkungen unterschätzen | Beziehen Sie SF₆-Beiträge ein, wo diese im Datensatz repräsentiert sind |
Regulatorische Grundlagen für die Strommix-modellierung in EPDs
Die Strommodellierung in EPDs wird nicht durch eine einzelne Klausel geregelt, sondern durch die kombinierten Anforderungen von ISO 14040, ISO 14044, ISO 14025, EN 15804 und programmspezifischen Anweisungen.
EN 15804 verlangt, dass EPDs für Bauprodukte auf Ökobilanzprinzipien und repräsentativen Ökobilanzdaten basieren. Der in der Herstellung verwendete Strom sollte daher mit Datensätzen modelliert werden, die die Erzeugungs-, Übertragungs- und Verteilungsprozesse angemessen darstellen, anstatt sich ausschließlich auf Werte der unternehmerischen Treibhausgasbilanz zu verlassen.
Der Standard verlangt auch Transparenz in Bezug auf Datenquellen, Annahmen und Modellierungsentscheidungen, die die deklarierte Umweltleistung beeinflussen. Daher sollten Strommixe, Zertifikate, Restmix-Annahmen und Spannungsebenenmodellierung in der Projektdokumentation, die der EPD zugrunde liegt, klar dokumentiert werden.
Die Allgemeinen Programmvorgaben (GPI 5.0.1) des International EPD Systems enthalten zusätzliche Anforderungen an die überprüfbare Lebenszyklusmodellierung, Transparenz und Berichterstattung über Strom, der in Prozessen unter der Kontrolle des EPD-Inhabers verwendet wird. Annahmen zur Strommodellierung und damit verbundene Klimawirkungen sollten daher ordnungsgemäß dokumentiert und nachvollziehbar sein.
Kürzliche Aktualisierungen des International EPD Systems haben auch die Ausrichtung an EN 15804 und ECO Platform-Anforderungen gestärkt und legen mehr Wert auf marktbasierte Strommodellierung, Rückverfolgbarkeit vertraglicher Instrumente und Vermeidung von Doppelzählungen.
IBU-Bau PCR Teil A für Bauprodukte baut auf EN 15804 auf und führt zusätzliche Anforderungen an Datenqualität, Repräsentativität, Allokationsprinzipien, Transparenz und Dokumentation ein. Diese Anforderungen gelten ebenfalls für die Strommodellierung und sollten immer berücksichtigt werden, wenn herstellerspezifische Strommixe, Herkunftsnachweise oder Restmixe verwendet werden.
Schlussfolgerungen für die Modellierung der Stromversorgung in EPDs
Die Strommodellierung in EPDs wird oft als einfache Dateneingabe behandelt, ist aber einer der einflussreichsten und am häufigsten missverstandenen Aspekte der Ökobilanzierung.
Das grundlegende Prinzip ist einfach: Strom sollte nach LCA-Regeln und nicht nach der Logik der unternehmerischen Treibhausgasbilanz modelliert werden.
Gute Praxis umfasst in der Regel:
- Verwendung repräsentativer Stromdatensätze
- Modellierung des dokumentierten gekauften Strommix, wo gerechtfertigt
- Berücksichtigung von Übertragungs- und Verteilungsverlusten
- Berücksichtigung von Spannungsebenen-Effekten
- Einbeziehung relevanter Infrastrukturprozesse
- Berücksichtigung von SF₆-Emissionen, wo relevant
- Aufrechterhaltung einer vollständigen und transparenten Dokumentation
Ein robuster und transparenter Modellierungsansatz verbessert nicht nur die wissenschaftliche Qualität einer EPD, sondern erleichtert auch einen reibungsloseren Prüfprozess und erhöht das Vertrauen in die veröffentlichten Ergebnisse.
Praktische Umsetzung im SimaPro Parameter Modell
Um die korrekte Modellierung zu vereinfachen, hat ESU-services ein parametrisiertes Modell in SimaPro entwickelt, das auf Folgendem basiert:
- BAFU:26 (Datenbank des Bundesamts für Umwelt der Schweiz), oder
- ecoinvent v3.xx Hintergrunddaten
Diese parametrisierten Modelle ermöglichen es Ihnen:
- Schnelle Eingabe des Strommix gemäss ihrer Unterlagen
- Auswahl der richtigen Stromqualität für die Abdeckung von Verteilungsverlusten
- Automatische Berücksichtigung von verlustabhängigen Spannungsebenen
- Einbeziehung aller relevanten upstream-Prozesse
- Erzeugung konsistenter, prüffähiger Ergebnisse
Mögliche Parameter für Modellierung des Strommixes
Das SimaPro Parameter-Model umfasst Dutzende vorkonfigurierter Einflussgrössen, die Folgendes abdecken:
- Alle wichtigen Erzeugungstechnologien (Wasser, Wind, PV, Kernenergie, fossile Brennstoffe)
- Import/Export-Mixe für wichtige europäische Länder
- Netzverlustfaktoren
- KWK- und Müllverbrennungszuteilungen
- Länderspezifische Restmixe
Haftungsausschluss
Dieser Artikel bietet allgemeine Leitlinien basierend auf der aktuellen Ökobilanz-Praxis und Prüfungserfahrung. Die Anforderungen können sich zwischen Programmbetreibern, PCRs, Gerichtsbarkeiten und zukünftigen Revisionen von Standards und Leitliniendokumenten unterscheiden. Modellierungsentscheidungen sollten immer gegen die anwendbaren Standards, PCRs und Programmvorgaben für das zu bewertende Produkt geprüft werden. Prüfungsergebnisse hängen von der Qualität der Daten, der Dokumentation und der Einhaltung programmspezifischer Anforderungen ab.
Über den Autor
Niels Jungbluth ist EPD-Prüfer und Ökobilanz-Praktiker mit umfangreicher Erfahrung in der Strommodellierung, Umweltproduktdeklarationen und Methoden der Ökobilanzierung. Die in diesem Artikel vorgestellten Beobachtungen basieren auf praktischen Erfahrungen aus EPD-Prüfungsaktivitäten und Ökobilanzstudien in verschiedenen Industriezweigen.
Erstmals veröffentlicht: 10. Juli 2026
