Corporate greenhouse gas accounting for emissions from electricity consumption
Corporate greenhouse gas (GHG) accounting is pivotal in the global effort to mitigate emissions. A significant portion of GHG emissions originates from sites operated by companies. Companies are increasingly mandated to calculate and report their GHG emissions. Particularly crucial are ‘Scope 2’ emissions, related to the production and consumption of electricity. This significance is heightened by the expected surge in global electricity demand, driven by the growing use of heat pumps for heating homes and electric motors in vehicles. Concurrently, rapid and substantial reductions in emissions across all sectors, including electricity, are imperative to meet international climate goals. Regrettably, the current frameworks for Scope 2 emission accounting, notably the Scope 2 Guidance by the Greenhouse Gas Protocol, are insufficient for impactful emission reduction. These guidelines, widely adopted globally, permit companies to report minimal or even zero emissions on paper, contributing little to actual emission reductions. This practice, often criticized as greenwashing in academic and public domains, hinders genuine corporate efforts in climate change mitigation and tarnishes their public image. More rigorous guidelines could enhance this situation. This thesis introduces an innovative approach for Scope 2 emission accounting, addressing key limitations of existing standards. This approach is informed by the latest research in energy systems, corporate GHG management, and environmental impact assessment. It offers three main advancements: heightened temporal resolution, an additionality assessment, and an integrated calculation method. The improved temporal resolution acknowledges the hourly fluctuations in emission profiles due to increasing reliance on wind and solar power, rather than yearly averages. The additionality assessment ensures that only companies engaging in electricity contracts that genuinely expand renewable generation capacity, thereby replacing fossil fuel-based sources, can report reduced emissions. The integrated calculation method merges the two prevailing accounting approaches— location-based and market-based—thus aligning incentives and encouraging comprehensive mitigation strategies. Implemented in an interactive programming environment, this concept is tested through three case studies using empirical data on electricity consumption, energy systems, and emissions at high temporal resolutions. The first case study evaluates the current state of Scope 2 emissions without mitigation initiatives. The subsequent studies explore the impact of demand-side and supply-side mitigation strategies, such as load-shifting and on-site renewable energy generation, on Scope 2 emissions. These studies highlight the differences between the novel and traditional accounting methods and how these discrepancies influence corporate decision-making on mitigation measures.
Die Erfassung von Treibhausgasemissionen in Unternehmen ist von entscheidender Bedeutung im globalen Bestreben, Emissionen zu reduzieren. Ein wesentlicher Anteil der Treibhausgasemissionen wird durch Unternehmen verursacht. Sie sind zunehmend verpflichtet, ihre Treibhausgasemissionen öffentlich zu berichten. Besonders wichtig sind “Scope 2”-Emissionen, die mit Stromerzeugung und -verbrauch zusammenhängen. Dies wird durch den erwarteten Anstieg der weltweiten Stromnachfrage verstärkt, der u.a. durch die Verbreitung von Wärmepumpen und Elektroautos verursacht wird. Gleichzeitig sind schnelle, umfangreiche Emissionsreduktionen in allen Sektoren, einschließlich des Energiesektors, unabdingbar, um internationale Klimaziele zu erreichen. Bedauerlicherweise sind die derzeitigen Rahmenbedingungen für die Scope 2- Emissionsbilanzierung, insbesondere die Scope 2-Leitlinien des Greenhouse Gas Protocol, nicht ausreichend für eine wirkungsvolle Reduzierung der Emissionen. Diese weltweit anerkannten Richtlinien erlauben es Unternehmen, minimale oder sogar null Emissionen zu berichten, während sie kaum etwas zur tatsächlichen Emissionssenkung beitragen. Diese Praxis des “Greenwashings” behindert echte unternehmerische Bemühungen zur Abschwächung des Klimawandels und schädigt das Ansehen der Unternehmen. Strengere Richtlinien könnten diese Situation verbessern. Diese Dissertation stellt einen innovativen Ansatz zur Scope 2-Emissionsbilanzierung vor und adressiert die wichtigsten Unzulänglichkeiten bestehender Standards. Das vorgestellte Konzept basiert auf Erkenntnissen aus der Forschung zu Energiesystemen, unternehmerischem THG-Management und Ökobilanzierung. Drei Aspekte stehen im Fokus: die zeitliche Auflösung, die Bewertung von Zusätzlichkeit (“Additionalität”), und die Integration der Berechnungsmethode. Die verbesserte zeitliche Auflösung berücksichtigt die Volatilität der Stromerzeugung durch die zunehmende Abhängigkeit von Wind- und Solarenergie. Die Zusätzlichkeitsbewertung stellt sicher, dass nur Unternehmen mit Stromlieferverträgen, welche tatsächlich die Kapazität erneuerbarer Energieerzeugung erhöhen und so fossile Quellen ersetzen, niedrige Emissionen berichten können. Die integrierte Berechnungsmethode vereint die beiden herkömmlichen Bilanzierungsansätze (orts- und marktbasiert), und setzt somit Anreize für umfassende, effektive Emissionssenkungsmaßnahmen. Implementiert in einer interaktiven Programmierumgebung, wird dieses Konzept durch drei Fallstudien mit empirischen Daten zu Stromverbrauch, Stromerzeugung und Emissionen bei hoher zeitlicher Auflösung getestet. Die erste Fallstudie bewertet die Emissionen eines Verbrauchers ohne Emissionssenkungsmaßnahmen. Die anderen beiden Fallstudien untersuchen die Auswirkungen von Emissionssenkungsmaßnahmen auf der Nachfrage- und Angebotsseite, wie z.B. Lastverschiebung und die Stromerzeugung vor Ort. Die Fallstudien heben Unterschiede zwischen den neuartigen und herkömmlichen Bilanzierungsmethoden hervor und wie diese Diskrepanzen die unternehmerische Entscheidungsfindung bei Emissionssenkungsmaßnahmen beeinflussen.
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