1 Einleitung

Am 5. Nov 2024 hat die Bürstädter Klimachutz-Beauftragte eine erste CO2-Bilanz für die Stadt Bürstadt mit ihren Bewohnerinnen und Bewohnern veröffentlicht:

CO2-Bilanz Bürstadt

Damit ist es erstmalig möglich, eine Berechnung der nach dem Klimaschutz-Abkommen von Paris 2015 und der Betrachtung des Bundesverfassungsgerichts ethisch und rechtlich noch zulässigen CO2 Emissionen Bürstadts vorzunehmen.

Eine erste Version dieses Dokuments vom 8. Nov 2024 hat nicht berücksichtigt, dass für die Budgetberechnung nach SRU nur CO2, nicht aber CO2-Äquivalente von CH4 u.ä. verwendet werden dürfen. Dadurch wurde das verbleibende Budget kleiner.

2 Bilanzwerte

Leider ist die Bilanz bislang nur als niedrig aufgelöste unscharfe PDF-Grafik veröffentlicht. Daher rechnen wir erst mal die Pixel-Werte aus der Grafik in Tonnen CO2 um:

co2_max <- 150 * 1000;
px_max <- 462;

# Jahr
year <- c(2017, 2018, 2019, 2020, 2021, 2022)

# Pixel
px <- c(404,  414,  404,  395,  402,  399);

# Tonnen CO2
co2 <- px/px_max * co2_max;

d <- data.frame(t, co2)
knitr::kable(d);
t co2
2017 131168.8
2018 134415.6
2019 131168.8
2020 128246.8
2021 130519.5
2022 129545.5 
bp <- barplot(co2/1000~year, data=d, xlab="Jahr",
        col=rep('blue',6),
        main="CO2-Emissionen gesamt (1000t CO2eq)");
abline(line(bp, d$co2/1000), col='black', lwd=3, lty=2)

Mittlere jährliche Reduktion der CO2-Emissionen in Prozent pro Jahr:

percent_per_year <- coef(lm(co2/mean(co2)~year, d)) [2]*100
percent_per_year
##       year 
## -0.4962779

Jahre, bis Bürstadt bei dieser Geschwindigkeit der Reduktion CO2-Neutral sein wird:

100 / -percent_per_year
##  year 
## 201.5

3 BISKO-Bilanz

Die veröffentlichten CO2-Bilanzen sind Bisko-Bilanzen, wie sie bei Kommunen verbreitet eingesetzt werden. Sie enthalten lediglich CO2-Emissionen aus Energieträgern und keine Werte für Landwirtschaft, Zement, Dünger, Gase aus der Kläranlage usw.

Nach Schätzungen des Umweltbundesamtes kann eine BISKO-Bilanz durch diese Einschränkung durchaus um 2-20 Prozent zu niedrig ausfallen. Die hohen Ungenauigkeit treten dabei bei ländlichen Kommunen auf. Da Bürstadt von trockengelegten Mooren und Landwirtschaft umgeben ist, dürften wir weit über den 2 Prozent liegen. Wir benutzen daher hier einen Wert von 10 Prozent, das ist unbefriedigend aber besser als keine Berücksichtigung.

bisko <- 1.10;
co2 <- co2 * bisko;

d <- data.frame(year, co2);
knitr::kable(d);
year co2
2017 144285.7
2018 147857.1
2019 144285.7
2020 141071.4
2021 143571.4
2022 142500.0

4 Paris-kompatible Reduktion

Für die Berechnung des Paris-kompatiblen Bürstädter CO2-Budgets benutzen wir die Methode, die der Sachverständigenrat der Bundesregierung SRU in seinem Sachstandsbericht 2020 auf Seite 54 verwendet hat. Dieser Bericht liegt auch dem Klimaschutz-Urteil des Bundesverfassungsgerichts zugrunde.

Eine ähnliche Berechnung hat der Klimawissenschaftler Stefan Rahmstorf 2019 als “Wie viel CO2 kann Deutschland noch ausstoßen?” dokumentiert.

  1. Globales CO2-Budget ab 2018 mit einer 67 prozentigen Wahrscheinlichkeit, deutlich unter 2 °C (1,75 °C) zu bleiben: 800 Gt CO 2 (IPCC 2018b).

  2. Berechnung des globalen CO2-Budgets ab 2016 durch Addition der CO2 -Emissionswerte 2016, die 41 Gt CO 2 betrugen (FRIEDLINGSTEIN et al. 2019): 800 Gt CO 2 + (2 × 41 Gt CO 2 ) = 882 Gt CO 2 .

  3. Berechnung des Paris-kompatiblen CO2 -Budgets für Bürstadt gemäß unserem Anteil an der Weltbevölkerung von 2016:

# Anzahl Bürger*innen Bürstadt 2016
our_citizens <- 16176

# Anzahl Weltbevölkerung 2016
world_citizens <- 7.51E9

# Verbleibendes Rest-Budget Tonnen
world_budget_2016 <- 882E9

# Verbleibendes Budget Bürstadt (2016) t
our_budget_2016 <- world_budget_2016 * our_citizens / world_citizens;
our_budget_2016;
## [1] 1899765

Für 2016 liegt keine CO2-Bilanz für Bürstadt vor. Wir gehen davon aus, dass die Bilanzzahl für 2016 so hoch war wie 2017 + das jährliche Gefälle von 0,5 Prozent:

Quelle Einwohnerzahl Bürstadt 2016: https://www.wegweiser-kommune.de/daten/demografische-entwicklung+buerstadt+2012-2022+tabelle Quelle Einwohnerzahl weltweit 2016: CO2 Budget Calculator des SRU

4.1 Nicht CO2 Treibhausgase

Für die Berechnung des verbleibenden Budgets nach SRU wird nur CO2 berücksichtigt , nicht andere Treibhausgase wie Methan (CH4), Lachgase (NOx) und Andere.

Die CO2-Bilanz von Bürstadt enthält dazu keine Angaben. Laut Umweltbundesamt sind in Deutschland etwa 89% der Emissionen CO2, also wenden wir diesen Durchschnittssatz auch auf die Bürstädter Daten an.

https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/384/bilder/dateien/8_tab_thg-emi-kat_2024-04-02.pdf

co2_only <- 0.89;
co2 <- co2 * co2_only;

4.3 Bei linearer Reduktion

Bei linearer Reduktion ist die verbleibende Zeit eine Seite eines Dreiecks mit dem Restbudget als Fläche und den aktuellen Emissionen als andere Seite:

trend$year[9];
## [1] 2025
trend$remaining_budget[9];
## [1] 750367.9
trend$emissions[9];
## [1] 124936.8
remaining_years <- 2 * trend$remaining_budget[9] / trend$emissions[9];
remaining_years;
## [1] 12.01196
end_year <- trend$year[9] + remaining_years;
end_year;
## [1] 2037.012

Demnach müsste Bürstadt jedes Jahr mehr 7,5 Prozent CO2- Emissionen einsparen (!), um im Jahr 2038 klimaneutral zu werden.

Dieser Wert entspricht dem Wert aus dem SRU-Gutachten für ganz Deutschland.

nyears <- 13+8;
emissions <- array(dim=nyears);
remaining_budget <- array(dim=nyears);
remaining_budget[1] <- our_budget_2017;
i <- 1;
while (i < length(co2))
{
  remaining_budget[i+1] <- remaining_budget[i] - co2[i];
  emissions[i] <- co2[i];
  i <- i + 1;
}

reduction_per_year <- emissions[i-1]/remaining_years;

while (i < 9)
{
  emissions[i] <- trend$emissions[i];
  remaining_budget[i+1] <- remaining_budget[i] - emissions[i];

  i <- i + 1;
}

while (i < nyears)
{
  emissions[i] <- emissions[i-1] - reduction_per_year;
  if (emissions[i] < 0)
  {
      emissions[i] <-0;
  }
     
  remaining_budget[i+1] <- remaining_budget[i] - emissions[i];
  if (remaining_budget[i+1] < 0)
  {
      remaining_budget[i+1] <- 0;
      emissions[i] <- remaining_budget[i];
  }
  i <- i + 1;
}

emissions[i] <- 0;

year <- 2017:(2017+nyears-1)
linear <- data.frame(year, remaining_budget, emissions);
knitr::kable(linear);
year remaining_budget emissions
2017 1770708.22 128414.286
2018 1642293.94 131592.857
2019 1510701.08 128414.286
2020 1382286.79 125553.571
2021 1256733.22 127778.571
2022 1128954.65 126825.000
2023 1002129.65 126195.596
2024 875934.06 125566.191
2025 750367.87 114928.579
2026 635439.29 104290.967
2027 531148.32 93653.356
2028 437494.96 83015.744
2029 354479.22 72378.132
2030 282101.09 61740.520
2031 220360.57 51102.909
2032 169257.66 40465.297
2033 128792.36 29827.685
2034 98964.68 19190.073
2035 79774.60 8552.461
2036 71222.14 0.000
2037 71222.14 0.000 
barplot(emissions/1000~year, data=linear, xlab="Jahr",
        col=c(rep('blue',6),rep('orange',2),rep('red',nyears-8)),
        main="CO2-Emissionen lineare Reduktion (1000t CO2eq)");

5 Vergleich bundsweit

Um die Entwicklung in Bürstadt mit den Bundesweiten Emissionen in derselben Zeit zu vergleichen, rechnen wir die Emissionen von Bürstadt und Deutschland jeweils pro Einwohner um.

5.1 Einwohnerzahl Bürstadt

Einwohnerzahl 2012 bis 2022: https://www.wegweiser-kommune.de/daten/demografische-entwicklung+buerstadt+2012-2022+tabelle

#             2012   2013  ...                                                      2022
ncitizen <- c(15551, 15625, 15802, 16060, 16176, 16315, 16398, 16453, 16492, 16430, 16734);
plot(2012:2022, ncitizen,
     type='b',
     xlab='Jahr',
     main='Bevölkerungsentwicklung Bürstadt');
grid();

5.2 Einwohnerzahl+Emissionen Deutschland

Quelle Einwohnerzahl Deutschland: CO2 Budget Calculator des SRU

#                 2012   2013  ...                                                      2022
ncitizen_brd <-c(80.91, 80.92, 81.16, 81.59, 82.57, 82.95, 83.25, 83.48, 83.63, 82.62, 83.77) * 1E6;
n <- data.frame(year=2012:2022, ncitizen_buer=ncitizen, ncitizen_brd=ncitizen_brd);

brd <- read.csv('brd.csv');
brd$co2_brd <- brd$co2_kt * 1000;

vgl <- merge(brd, merge(d, n))

vgl$brd_per_citizen <- vgl$co2_brd / vgl$ncitizen_brd;
vgl$buer_per_citizen <- vgl$co2 / vgl$ncitizen_buer;

plot(vgl$year, vgl$brd_per_citizen,
     type='b', lwd=2,
     main='CO2-Emissionen Bürstadt und Deutschland',
     ylab='Tonnen CO2 pro Jahr', xlab='Jahr',
     col='blue');
abline(line(vgl$year, vgl$brd_per_citizen), col='blue', lty=3)
lines(vgl$year, vgl$buer_per_citizen,
      type='b', lwd=2,
      col='red');
abline(line(vgl$year, vgl$buer_per_citizen), col='red', lty=3);
legend(x= "topright",
       legend=c("Deutschland", "Bürstadt", "Deutschland Trend", "Bürstadt Trend"),
       col=c("blue", "red", "blue", "red"),
       lty=c(1, 1, 2, 2),
       lwd=c(2, 2, 1, 1));

# Reduktion pro Jahr Bürstadt in %
coef(line(vgl$year, vgl$buer_per_citizen))[2]/mean(vgl$buer_per_citizen)*100
## [1] -0.8675352
# Reduktion pro Jahr Deutschland in %
coef(line(vgl$year, vgl$brd_per_citizen))[2]/mean(vgl$brd_per_citizen)*100
## [1] -3.461079

6 Fazit

Die letzten Jahre, in denen eine katastrophale Klimaveränderung mit unabsehbaren Folgen noch aufgehalten werden könnte, sind voraussichtlich ebenfalls nicht erfolgreich.

Es wäre nun notwendig, Maßnahmen von ungeheuerlicher Intensität zu ergreifen, um eine dystopische Entwicklung noch zu verhindern. Dafür ist die Weltgemeinschaft politisch noch weniger vorbereitet als 2019.

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