Nachhaltigkeit Carbon Footprint der Forschung
Die Forschung an der Universität Heidelberg trägt wesentlich zum Fortschritt unserer Gesellschaft bei. Viele Disziplinen befassen sich mit Forschungsfragen, die das Thema Nachhaltigkeit direkt oder auch indirekt tangieren. Aber Forschung ist auch energie- und personalintensiv, womit unweigerlich ein CO₂-Fußabdruck verbunden ist. Wie groß ist dieser und wie verteilen sich seine Komponenten?
Um die Nachhaltigkeit des Forschungsbetriebes optimieren zu können, erfordert es zunächst der Etablierung einer Baseline – wie groß sind die verursachten Emissionen und was ist ihr Ursprung? Damit wird es möglich, konkrete Verbesserungsmaßnahmen zu identifizieren, deren Effekte auch quantifizierbar ist. Ein detaillierter und systematischer Blick auf die Emissionen des Forschungsbetriebs selbst steht jedoch noch aus. In diesem Kontext führt die große Diversität der Forschung an der Universität Heidelberg dazu, dass eine pauschale Betrachtung der Emissionen der Universität kein realitätsgetreues Abbild der Situation individueller Labore und Forschungsgruppen ergibt.
Um datenbasiert einen Überblick von der Komplexität zu bekommen, wurde gemeinsam von allen vier Fields of Focus der Universität die Stelle des Referenten für Carbon Footprint im Forschungsbetrieb finanziert.
Projektziele
Im Kontrast zu einer Gesamtuniversitären Bilanz ist die Zielsetzung dieses Pilotprojekts auf die Erhebung möglichst hochauflösender Datensätze fokussiert. Das Pilotprojekt soll Forschende dazu ermächtigen, ihre Treibhausgasemissionen zu reduzieren, ohne ihre Forschungsfragen negativ zu beeinträchtigen. Dafür werden folgende Ziele definiert:
- Ermittlung einer Emissions-Baseline auf Forschungsgruppenebene
Alle relevanten Emissionskategorien nach GHG-Protokoll sollen identifiziert und bilanziert werden. Ohne Erhebung einer Baseline fehlen die Voraussetzungen für eine evaluierbare Strategie zur Emissionsreduktion. - Hochauflösende Datenaggregation
Erhebung der Datensätze aller relevanten Emissions-Kategorien in hoher Auflösung. Ziel ist es, Forschenden möglichst viel analytischen Spielraum zu geben, um sinnvolle Reduktionsstrategien für den eigenen Forschungsbetrieb entwickeln zu können. Hierbei muss auf Basis zuverlässiger und vollständiger Emissionsdaten abgewogen werden können, welche Reduktionsoptionen mit der Erreichbarkeit der Forschungsfrage in Einklang zu bringen sind. - Identifikation von Herausforderungen in der Datenbasis
Welche Lücken gibt es in der Erfassung Emissionsbilanzrelevanter Daten? Wie können Dokumentationsprozesse und Messungen angepasst werden, um mögliche Lücken zu beheben, und/oder die Auflösung existierender Datensätze zu verbessern? - Vollständige Bilanzierung von mehreren Pilotprojekten
Auswahl von verschiedenen Test-Cases, um die Datenerhebung und Analyse in Form von Case-Studies zu testen und in einen standardisierten Prozess zu überführen.
Es ist ausdrücklich darauf hinzuweisen, dass eine Treibhausgasbilanzierung auf Ebene einzelner Forschungsgruppen nicht als Grundlage für wertende oder vergleichende Bewertungen zwischen verschiedene Gruppen herangezogen werden sollte. Hierfür existiert keine belastbare Metrik, die einen sachlich fundierten Vergleich ermöglichen würde. Die ausgeprägte Heterogenität der Forschung an einer Volluniversität führt zu einem äußerst diversen Spektrum an Forschungsfragen, die mit methodisch höchst unterschiedlichen Ansätzen bearbeitet werden. Vor diesem Hintergrund ist weder ein Vergleich absoluter Emissionen noch von Pro-Kopf-Emissionen oder emissionsbezogenen Unterkategorien (z.B. Dienstreise-Emissionen) sinnvoll möglich. Jeder solcher Vergleich würde implizit eine Bewertung der jeweiligen Forschungsfrage, ihrer Methodik oder ihrer wissenschaftlichen Notwendigkeiten enthalten. Dies berührt wissenschaftstheoretische Fragestellungen, die außerhalb des Aussagebereichs der hier zugrunde liegenden Emissionsdatensätze liegen und von diesen weder abgebildet noch legitim bewertet werden können.
Methodik
Das Projekt bedient sich des etablierten Treibhausgas-Berichtsstandard “Greenhouse Gas Protocol”. Im Rahmen dieses Standards werden verschiedene Emissionsquellen in sogenannten Scopes zusammengefasst. Alle dort definierten Emissionsquellen – soweit im universitären Kontext relevant – sollen im Rahmen des Projektes erhoben werden.
Als Bilanzierungsrahmen wird ein „people-based-approach“ gewählt, im Gegensatz zu einer Betrachtung von ganzen Instituten oder Gebäuden. Die Wahl von Forschungsgruppen oder einzelnen Forschungsprojekten als Betrachtungseinheit ermöglicht eine differenzierte Zuordnung von Emissionen zu konkreten organisatorischen Einheiten und schafft damit die Grundlage für zielgerichtete Maßnahmen auf Gruppen- oder Projektebene.
Gleichzeitig erhöht sich die Komplexität der Datenaggregation für solche Emissionsquellen, die bisher ausschließlich auf Gebäudeebene erfasst werden. Diese erhöhte Komplexität ist jedoch kein inhärentes methodisches Defizit des gewählten Ansatzes, sondern vielmehr Ausdruck einer bislang unzureichend differenzierten Datenerfassungs- und Zuordnungsstruktur. Eine Mitigation der herausfordernden Datenverfügbarkeit kann durch Attributions-Konzepte, basierend auf Flächenverteilungen, und punktuell durch einzelne Messungen versucht werden.
Die institutionelle Datenerfassung der Universität Heidelberg ist weder auf Ebene einzelner Forschungsgruppen noch auf gesamtuniversitärer Ebene auf die systematische Erfassung, Aggregation und Bereitstellung emissionsrelevanter Kennzahlen ausgerichtet. Vielmehr ist sie strukturell überwiegend auf die Abbildung und Kontrolle finanzieller Flüsse ausgelegt. Entsprechend existieren keine standardisierten Reportingstrukturen, die eine unmittelbare Ableitung treibhausgasbezogener Aktivitätsdaten erlauben würden.
Für jede identifizierte Emissionskategorie war daher die Entwicklung einer spezifischen Datenaggregationsstrategie unter Berücksichtigung verfügbarer Primär- und Sekundärdatenquellen erforderlich.
Verteilung von CO₂ Emissionen verschiedener Forschungsprojekte
Zusammenfassung der Ergebnisse
Aus der Erhebung der Daten für die ausgewählten Projekte lassen sich die folgenden Schlussfolgerungen über die Emissions-Datenlage an der Universität ziehen. Zu beachten ist hier, dass die Datenqualität und Auflösung den Anforderungen des Projektziels – Forschende zur Identifikation von Handlungsoptionen zur Reduktion ihrer Emissionen zu befähigen, und eine Evaluation dieser zu ermöglichen – genügen muss. Diese Anforderungen eines people-up-approachs werden für die meisten Emissions-Kategorien noch nicht erreicht, während die Datenlage für einen building-down-approach oder eine gesamtuniversitäre Bilanzierung teilweise bereits genügend ist.
Die gravierendsten Defizite bestehen in den Bereichen gebäudebetriebsbezogene Verbräuche sowie Verbrauchsmaterialien, insbesondere in natur- und lebenswissenschaftlichen Forschungsfeldern.
Am Beispiel des Strombedarfs wird die Diskrepanz der Datenanforderungen deutlich: Für eine gebäude- oder universitätsweite Bilanzierung ist die Datenverfügbarkeit grundsätzlich gut. Die derzeit implementierte Zählerstruktur liefert jedoch keine hinreichend granulare Auflösung, um Forschenden belastbare Informationen für eine prozessbezogene Analyse und Identifikation konkreter Einsparpotenziale bereitzustellen. Es besteht somit eine strukturelle Lücke zwischen aggregierter Berichtsfähigkeit und operativer Steuerungsfähigkeit.
In der Kategorie der Verbrauchsmaterialien ist die Datenlage in sämtlichen Betrachtungsebenen unzureichend. Es fehlen grundlegende, belastbare Emissionsfaktoren für viele der eingesetzten Stoffe und Produkte. Eine Abschätzung über monetäre Emissionsfaktoren ist zwar methodisch möglich, birgt jedoch – insbesondere angesichts der hochspezialisierten und oft energieintensiven Bedarfe wissenschaftlicher Forschung – ein erhebliches Risiko systematischer Unterschätzung der tatsächlichen Emissionen.
Die Emissionen aus Reisetätigkeiten lassen sich hingegen – abgesehen von rein verwaltungstechnischen Herausforderungen bei der Datenaggregation, welche mit geringem Aufwand zu mindern sind – sowohl in ihrer absoluten Größenordnung als auch mit hoher Granularität hinreichend belastbar erfassen.
In der Summe ist die Datenlage aktuell nicht ausreichend, um Forschende zu datenbasierten Emissionsminderungsmaßnahmen zu befähigen. Die Identifikation und Priorisierung von Einsparpotenzialen kann derzeit kaum auf belastbaren Emissionsdaten basieren. Weder ist die Relevanz einzelner Emissionsquellen im Kontext der Gesamtemissionen transparent – und damit eine fundierte Kosten-Nutzen-Abwägung möglich – noch können umgesetzte Maßnahmen systematisch evaluiert und in ihrer Wirksamkeit quantifiziert werden.
Ansprechpartner
Das Pilotprojekt wurde von Dr. rer. nat. Florian Freundt durchgeführt. Er hat am Institut für Umweltphysik (IUP) in Heidelberg promoviert und mehrere Jahre als Postdoktorand dort ein Labor geführt. Angesiedelt war das Projekt am Heidelberg Center for the Environment (HCE).
