Air Emission Accounts Energy first approach Eva Milota Directorate Spatial Statistics Vienna 26-27 June 2014 Energy first approach Der energy first approach ist einer der beiden Ansätze zur Erstellung der Luftemissionsrechnung. Der andere ist der inventory first approach. Grob gesprochen liegt der Unterschied darin, dass man hier mit den Energiedaten beginnt, diese auf die Verbraucher aufteilt und dann mit Emissionsfaktoren, die Luftemissionen berechnet. Beim inventory first approach wird dagegen mit der Luftemissionsinventur gestartet.

Energy first approach Who applies the energy first approach when compiling Air Emission Accounts? Methodology - overview Energy statistics/energy balances are based on territory principle. Adjustment to Energy Accounts (residence principle, industry break down etc.). Calculation of air emissions using emission factors. Der erste Satz ist eine Frage an die Teilnehmer des Kurses. Der Rest ist ein Überblick über die methodischen Aspekte, die in dieser Präsentation abgehandelt werden. Addition of further emissions from non-energy sources.

Energy first approach 1. From energy statistics/energy balances to Energy Accounts Energy statistics/energy balances are based on the territory principle, i.e. they comprise all energy carriers used on the national territory, without taking into account the origin of the user (resident or non-resident unit). In contrast, Energy Accounts comprise the energy carriers used by resident units, irrespective the geographic region of the use. (a) For adjusting to the system boundaries of Energy Accounts the consumption of energy carriers by non-residents units on the national territory has to be removed whereas the fuel consumption of resident units abroad has to be added (usually fuels for transport purposes), e.g. tourists, freight carriers. Hier werden die unterschiedlichen Systemgrenzen der Energiebilanzen/Energiestatistiken auf der einen Seite und der Energiegesamtrechnung auf der anderen Seite (territory principle vs. residence principle) angesprochen. Liegt keine Energiegesamtrechnung vor, muss der Energieverbrauch von Ausländern im Inland abgezogen und der Energieverbrauch der Inländer im Ausland dazu gezählt werden.

Energy first approach 1. From energy statistics/energy balances to Energy Accounts (cont.) (b) It is necessary to allocate fuels to industries and households. In energy balances only the final energy consumption is allocated to NACE categories (groups of NACE 2-digits) and households. Fuels used for transport issues and the so called „transformation input“ is not allocated to NACE categories and households. Further data sources are necessary for this allocation step. E.g. in Austria we have three sample surveys on fuel consumption (manufacturing industry, service industries, households). Collaboration with energy statistics experts is important! Nachdem in den Energiebilanzen nur der Energetische Endverbrauch den Verbraucher zugeordnet ist, müssen noch der Energieverbrauch des Verkehrs und der Umwandlungseinsatz den Verbrauchern zugewiesen werden. Dazu brauchen die Leute Zusatzinfos von den Erstellern der Energiebilanzen.

Energy first approach 1. From energy statistics/energy balances to Energy Accounts (cont.) How to split groups of NACE 2-digits (examples): CRF 1A4a, SNAP 020103: Combustion plants < 50 MW in service industries Space heating in service industries; breakdown by means of Useful Energy Analysis and distribution of labour force. CRF 1A2f, SNAP 03010F: Combustion plants < 50 MW in other industry Unspecific combustion processes; some industries like iron and steel production, chemical and petrochemical, paper, food have specific CRF codes (1A2a – 1A2e), information comes from air emissions inventory experts or energy statistics experts. This code encompasses the other manufacturing industries; breakdown using Useful Energy Analysis, Transformation Input and Energy Accounts. Hier folgen ein paar Beispiele, wie man Gruppen von NACE 2-Stellern (gemäß Energiebilanz) aufsplitten kann um die Daten auf 2-Steller-Ebene zu erhalten. Ich habe dazu Beispiele von mir genommen, obwohl sie sich auf die Aufteilung von SNAP codes beziehen. Es geht mir dabei aber um die verwendeten Hilfsmittel. Beispiel: Aufteilen der Raumheizung in den Dienstleistungsbranchen anhand der Nutzenergieanalyse und der Arbeitnehmer je Branche. Die NEA wird gebraucht, um herauszufinden, welchen Anteil die Raumheizung am gesamten energetischen Endverbrauch hat. Die Arbeitnehmer je Branche werden dazu verwendet, die Aufteilung auf die 2-Steller zu erhalten. Es wird unterstellt, dass in den Dienstleistungsbranchen der Verbrauch für Raumheizung je Arbeitnehmer ähnlich ist. Beispiel: Das sind unspezifische Verbrennungsprozesse im Produzierenden Bereich. Vom Umweltbundesamt haben wir die Info erhalten, in welchen Branchen diese Emissionen anfallen. Wir nehmen hier wieder Informationen aus der NEA (welche genau kann ich jetzt nicht sagen, aber es sind zwei bestimmte Daten), aus den Umwandlungsbilanzen und der Energiegesamtrechnung. Ich habe zwar die Emissionen direkt aufgeteilt, aber die verwendeten Hilfsstatistiken können natürlich auch für die Aufteilung der Energiedaten verwendet werden, nachdem ja sowieso Energiedaten auf die Verbraucher aufzuteilen sind. Es geht hier nur darum, den Teilnehmern des Kurses ein paar Anreize zu geben, sich zu überlegen, welche Statistiken sie für die Aufteilung verwenden könnten, falls sie diesen Ansatz verwenden.

Energy first approach 2. Calculating air emissions using emission factors After the first step of reorganisation the following data are available: Energy consumption by energy carrier and by NACE category and households For the calculation of emissions the technical sources are necessary. Examples are: Type of vehicle (passenger car, light duty truck, moped etc.) Gas turbines, boilers, small stoves etc. Type of aircrafts, ships etc. Nach dem vorigen Schritt hat man den Energieverbrauch nach Energieträgern und nach NACE Kategorie und Haushalten aufgegliedert. Um nun die Emissionen berechnen zu können braucht man die technischen Quellen, die für den Energieverbrauch verantwortlich sind.

Energy first approach 2. Calculating air emissions using emission factors (cont.) In an ideal world you would have an own emission factor per pollutant or greenhouse gas for each combination of energy carrier, industry/household and technical source. In practice an emission factor is often used in more than one combination. IPCC and EMEP/CORINAIR guidelines provide emission factors, but most countries have developed specific factors. So it is crucial to contact your national air emissions inventory experts to ensure the use of coherent factors. Example: CO2 emissions from air transport Emissions (t) = kerosene (t) x 3.153 Ideal wäre es, für jede Kombination von Energieträger, Wirtschaftsbereich/Haushalt und technischer Quelle einen eigenen Emissionsfaktor je Luftschadstoff oder Treibhausgas zu haben. In der Praxis wird das aber eher nicht sein, sondern ein Emissionsfaktor wird öfters verwendet werden. In den Leitlinien werden Emissionsfaktoren angegeben, die meisten Länder haben aber eigene Emissionsfaktoren entwickelt. Daher wäre es wichtig, dass die Teilnehmer – so sie diesen Ansatz verwenden – mit den Leuten der Luftemissionsinventur reden, damit die selben Faktoren verwendet werden. Das Beispiel stammt aus Österreich. So berechnen wir die Luftemissionen aus dem Luftverkehr. Die Kerosinmengen werden von Walter bei den Luftfahrtgesellschaften erhoben.

Energy first approach 2. Calculating air emissions using emission factors (cont.) Example: Combination of fuels, industry and technical sources Das sind einige Beispiele für die Kombination von Treibstoff, Wirtschaftsbereich und technischer Quelle: SNAP 010101: Das sind Kessel in der Energieproduktion mit einer Leistung, die größer gleich 300 MW ist, der Code ist weiter untergliedert in die verwendeten Energieträger. Es sollten für jeden Energieträger die eingesetzten Mengen vorhanden sein. SNAP 010102: Das sind Kessel in der Energieproduktion mit einer Leistung zwischen 50 und kleiner 300 MW. Der Code ist ebenfalls weiter untergliedert in die verwendeten Energieträger. Es sollten für jeden Energieträger die eingesetzten Mengen vorhanden sein. SNAP 010103: Das sind Kessel in der Energieproduktion mit einer Leistung kleiner 50 MW. Der Code ist ebenfalls weiter untergliedert in die verwendeten Energieträger. Es sollten für jeden Energieträger die eingesetzten Mengen vorhanden sein. SNAP 010103: Gasturbinen. Diese Kombination kommt z. B. nicht vor (möglicherweise aber in einem anderen Land, ich bin mir jetzt nicht sicher, ob das österreichische Beispiele sind). SNAP 010103: Standmotoren. Hier wird nur Diesel verwendet. Die SNAP Codes beziehen sich wieder auf die Luftemissionsinventur. Es geht hier nur darum Beispiele für technische Prozesse aufzuzeigen.

Energy first approach 2. Calculating air emissions using emission factors (cont.) Discussion of national experiences/approaches!

Energy first approach 3. Calculation of emissions from non-combustion These emissions are not covered by Energy Accounts because they are not energy-related. For a full description of air emissions according to AEA these emissions have to be added from air emissions inventories. They are estimated or directly measured. For AEA purposes they have to be rearranged to fit into the accounting scheme. So a close cooperation with the producers of air emission inventories is highly recommended. In general they are calculated like emissions from combustion, i.e. based on activities/technical sources and specific emission factors. Die Emissionen aus Nicht-Verbrennungsprozessen müssen aus der Luftemissionsinventur genommen werden. Ohne diese Emissionen ist eine AEA unvollständig. Sollte es der Fall sein, dass die Emissionen an die Systemgrenzen der AEA angepasst werden müssen, braucht man weitere Informationen von den Produzenten der Luftemissionsinventuren. Grundsätzlich sind diese Emissionen aber wie jene aus der Verbrennung berechnet, d.h. auf der Basis von Aktivitäten/technischen Quellen (technischen Prozessen) und spezifischen Emissionsfaktoren.

Energy first approach 3. Calculation of emissions from non-combustion (cont.) Most of these emissions can directly be allocated to specific industries and households because of the underlying activity. Examples for industrial processes: Cement production (decarbonizing): CRF 2A1 or SNAP 040612 Lime production (decarbonizing): CRF 2A2 or SNAP 040614 Processes in petroleum industries (fugitive emissions from fuels, refining, storage): CRF 1B2a4 or SNAP 0401 Processes in metal production like blast furnace charging (CRF 2C1b /SNAP 040202), electric furnace steel plant (CRF 2C1e3/ SNAP 040207, aluminium production (CRF 2C3, SNAP 040301) Die meisten Emissionen können über die Aktivität/ die technische Quelle (dem technischen Prozess) direkt einem Wirtschaftsbereich oder den Haushalten zugewiesen werden. Dazu werden hier ein paar Beispiele aus der Luftemissionsinventur angegeben (CRF bedeutet Common Reporting Format und ist die Klassifikation für die Meldung der Emissionen an UNFCCC, diese ist gröber als die SNAP Klassifikation, weshalb auch die Deutschen im Email das Problem mit der Aufteilung haben).

Energy first approach 3. Calculation of emissions from non-combustion (cont.) Examples for industrial processes (cont): Products of chemical industry like sulfuric acid (CRF 2B5f, SNAP 040401), ammonium nitrate (CRF 2B5f, SNAP 040405), calcium carbide (CRF 2B4b, SNAP 040412); Please note: SNAP is more detailed than CRF. Products of food and beverages industry like bread (CRF 2D2, SNAP 040605), wine (CRF 2D2, SNAP 040606) or beer (CRF 2D2, SNAP 040607); again SNAP is more detailed than CRF. Fortsetzung.

Energy first approach 3. Calculation of emissions from non-combustion (cont.) Agriculture: For agriculture there are specific codes of CRF and SNAP so an allocation of the respective emissions is relatively easy. Only if a country has important own-use production by households it is necessary to divide these emissions between agriculture and households. Air emission inventory experts should have the necessary information for their calculation and allocation to agriculture and households. In der Landwirtschaft kann es notwendig sein, eine Trennung in Betrieb und Haushalt vorzunehmen, wenn es einen hohen Anteil an Eigenerzeugung von Energie in der Landwirtschaft gibt. Dazu müssen aber auch die Experten der Luftemissionsinventur Daten haben.

Energy first approach 3. Calculation of emissions from non-combustion (cont.) Besides direct allocation of emissions to specific industries or to households there are also cases where emissions can only be allocated indirectly . In these cases one need further information and keys for the assignment, e.g. from air emission inventory experts. Examples for solvent and other volatile organic product use: CRF 3A, SNAP 060108: Other industrial paint application CRF 3A covers total paint application, whereas in SNAP serveral applications are differentiated. A key for disaggregation could be IO-tables on use of these products, sales data. Auch bei den Emissionen aus Nicht-Verbrennungsprozessen gibt es Prozesse, die man nicht direkt einer Branche zuweisen kann. Diese müssen mit Hilfe von weiteren Daten indirekt aufgeteilt werden, etwa mit Hilfe der Experten der Luftemissionsinventuren. Beispiele: SNAP 060108 ist jener Teil an Emissionen, die bei der Verwendung von Farben und Lacken entstehen, der nicht schon direkt manchen Branchen zugewiesen wurde. Für diese Emissionen muss herausgefunden werden, für welche Anwendungen Farben und Lacke noch verwendet werden. Das könnte man zum Beispiel über die Input-Output-Tabellen oder andere Informationen herausfinden. Die Emissionen kann man dann prozentuell aufteilen. Fortsetzung dieses Beispiels auf der nächsten Folie.

Energy first approach 3. Calculation of emissions from non-combustion (cont.) Examples for solvent and other volatile organic product use: CRF 3A, SNAP 060108: Other industrial paint application (cont.) In Austria we can allocate some of the applications, e.g. manufacture of automobiles, construction and buildings, coil coating or wood. SNAP 060108: Allocation to those NACE 2 digits, in which typically also paint is used: 13-15, 17-18, 20-24, 26-28, 30-32 using distribution of labour force. Fortsetzung des Beispiels von der vorigen Folie. Wir haben für Österreich einige Branchen identifiziert, die typischerweise auch Farben und Lacke verwenden. Anhand der Arbeitnehmer in den entsprechenden Branchen wurde die Aufteilung der Emissionen vorgenommen. Bei SNAP 0604 Feuerwerke habe ich keine Informationen bekommen, wie diese in Österreich verwendet werden. Deshalb habe ich einfach angenommen, dass die Haushalte und die professionellen Pyrotechniker je 50% verschießen. Bei Feuerwerken gibt es keine Treibhausgasemissionen. Wenn ich mich nicht täusche, sind es „nur“ Feinstaubemissionen (Anm.). SNAP 0604: Fireworks (no GHG, therefore no CRF reporting) No information av.; 50/50 to households and pyrotechnicians

Energy first approach 3. Calculation of emissions from non-combustion (cont.) CRF 6B1, SNAP 091001: Waste water treatment in industry Allocation to NACE 2 digits 10, 16 and 17 (most important industries), using information from air emission inventory experts Für diesen SNAP Code bekam ich die Info vom UBA mit welchen Anteilen ich die drei Branchen berücksichtigen soll.

Energy first approach 3. Calculation of emissions from non-combustion (cont.) There are a lot of non-energy related emissions that need to be added to the emissions from combustion. This work has to be done in cooperation with the national air emission inventory experts. On the one hand to benefit from their knowledge and on the other hand to assure that air emission accounts are compatible with air emission inventories. Zeit für Diskussion mit Kursteilnehmern, welche nationalen Erfahrungen sie haben, wo die Probleme liegen. Discussion of national experiences/approaches!

Energy first approach Summary of workflow Adjustment of system boundaries, i.e. from territorial data of energy statistics/energy balances to residence data of energy accounts (according to National Accounts definition) Allocate energy use to industries and households (according to National Accounts definitions); supporting information can be used Calculation of emissions, using specific emission factors (for each combination of energy carrier, industry and technological source) Überblick auf die Arbeitsschritte, den Workflow.

Energy first approach Summary of workflow Calculation of non-energy emissions, using support from air emission inventory experts. Aggregation of emissions from combustion and non-combustion sources for each industry and households for each air pollutant and greenhouse gas Check differences between air emission accounts and air emission inventories. They have to be consistent. Überblick auf die Arbeitsschritte, den Workflow.

Mixed approach Depending on your national circumstances it is also possible to apply a mixed approach, i.e. using information from energy statistics/energy balances and from air emission inventories or vice versa. E.g. in Austria we compile energy use in air transport directly from airlines because they buy most of their kerosene abroad and this information is not available from other sources. The amount of used kerosene is transformed into emissions using a specific factor. The other transport emissions stem from the air emission inventory. Es kann natürlich auch eine Kombination von inventory first und energy first approaches verwendet werden. Das wird möglicherweise sogar oft der Fall sein. Wir machen das auch, wobei wir uns schon auf den inventory first approach fokussieren. Ein Beispiel, wo wir den energy first approach anwenden, ist die Luftfahrt. Auf Folie 7 ist die Berechnung dieser Emissionen beschrieben. Der Rest der Transportemissionen stammt aus der Luftemissionsinventur.