Zum Inhalt

Waste-Mod

Name

Waste-Mod

Version des Modells

Für jede Modellierungsrunde wird eine aktualisierte Version des Modells basierend auf dem deutschen Treibhausgasinventar erstellt. Die Version für die Treibhausgasprojektionen 2026 basiert auf dem Inventar 2026.

Im Teilmodul zur Ermittlung von Emissionen aus der Abfalldeponierung von Waste-Mod wird das vom Weltklimarat (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) entwickelte Waste Model eingebunden, das auf dem IPCC Refinement von 2019 basiert und seitens des Umweltbundesamts zur Erstellung des deutschen Treibhausgasinventars genutzt wird. Das Umweltbundesamt stellt dem Öko-Institut die aktuelle für Deutschland gültige Version des IPCC Waste Model zur Erstellung der Treibhausgas-Projektionen zur Verfügung.

Betreibende Organisation

Das Öko-Institut wendet das Modell im Konsortium an und hat die einzelnen Module entwickelt.

Das in einem Teilmodul eingesetzte IPCC Waste Model wird weltweit von unterschiedlichen Behörden zur Ermittlung von Treibhausgasemissionen aus Siedlungsabfalldeponien, unter anderem vom Umweltbundesamt, angewendet.

Zweck des Modells

Waste-Mod ist ein modulares Abfallmodell, welches auf Basis von 4 Modulen die Emissionen aus der CRT-Quellkategorie 5 (nicht-energiebedingte Emissionen des Abfallsektors) abbildet. Die vier Module des Modells decken die relevanten Quellkategorien

  • 5.A. Abfalldeponierung (Solid waste disposal)
  • 5.B. Biologische Abfallbehandlung (Biological treatment of solid waste)
  • 5.D Abwasserbehandlung (Wastewater treatment and discharge)
  • und 5.E Andere Bereiche (Other) der Abfall- und Abwasserbehandlung ab.

Die Quellkategorie 5.C. Abfallverbrennung (Incineration and open burning of waste) wird in der Energiewirtschaft abgebildet (siehe Modellfaktenblatt zu PowerFlex) und ist nicht Teil von Waste-Mod.

Teilmodul 5.A. Deponien

Das Teilmodul 5.A. dient zur Bestimmung der Emissionen aus der CRT-Quellkategorie 5.A. Deponien. Es kombiniert die Ergebnisse aus dem IPCC Waste Model mit einer Methodik zur Bestimmung der Emissionsminderung aus der optimierten Gaserfassung sowie der Belüftung von Siedlungsabfalldeponien.

Das IPCC Waste Model wurde entwickelt, um Länder bei der Erstellung ihrer THG-Emissionsinventare für den Bereich Abfall, Teilbereich Deponien zu unterstützen. Es wurde vom Umweltbundesamt und dem Öko-Institut für die Anwendung in Deutschland angepasst, um die landestypischen Besonderheiten bei der Erstellung des THG-Inventars berücksichtigen zu können. Eine durch das Öko-Institut durchgeführte Erweiterung des Modells ermöglicht die Projektion der Emissionen aus Siedlungsabfalldeponien in die Zukunft. Das Modell berücksichtigt die organischen Abbauprozesse in Deponien in Abhängigkeit von Art und Ablagerungszeitpunkt der betrachteten Abfalltypen. Das primäre Ergebnis des Modells ist die zeitliche Entwicklung von Methan-Emissionen aus Siedlungsabfalldeponien in Deutschland. Das Modell kann herangezogen werden, um zu beantworten, wie die Art und Menge von deponierten Abfällen die Entwicklung an Methanemissionen beeinflusst. Darüber hinaus können Auswirkungen von unterschiedlicher Erfassung von Deponiegas betrachtet werden.

Teilmodul 5.B. Bioabfallbehandlung

Im Teilmodul 5.B. werden die Emissionen aus der biologischen Abfallbehandlung berechnet. Hierbei wird unterschieden, welche Anteile des Bioabfallaufkommens der Kompostierung beziehungsweise der Vergärung zugeführt wird.

Teilmodul 5.D. Abwasserbehandlung

Im Teilmodul 5.D. werden die Emissionen aus der kommunalen und industriellen Abwasserbehandlung berechnet. Diese werden basierend auf der Entwicklung von Einwohnerzahlen (Kemmler et al. 2026) sowie Emissionsfaktoren aus dem aktuellen Nationalen Inventarbericht zum Deutschen Treibhausgasinventar (vgl. Umweltbundesamt 2025) bestimmt.

Teilmodul 5.E. Mechanisch-Biologische Abfallbehandlung (MBA)

Im Teilmodul 5.E. werden die Emissionen aus der Mechanisch-Biologischen Abfallbehandlung berechnet. Diese werden basierend auf der Entwicklung von Einwohnerzahlen (Kemmler et al. 2026) sowie Emissionsfaktoren aus dem aktuellen Nationalen Inventarbericht zum Deutschen Treibhausgasinventar (vgl. Umweltbundesamt 2025) bestimmt.

Akteure

Es werden keine Akteure oder deren Verhalten abgebildet/simuliert.

Dokumentation

Waste-Mod

Das Modell wurde in verschiedenen Studien zur Bestimmung der Emissionsentwicklung im Abfallsektor eingesetzt, u.a .: Förster et al. 2025, Repenning et al. 2023 und Ludig et al. 2026

IPCC Waste Model

Doku: IPCC 2018, Chapter 5.1: https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/5_Waste-1.pdf

IPCC 2019, Chapter 3: https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2019rf/pdf/5_Volume5/19R_V5_3_Ch03_SWDS.pdf

Excel File Modell (IPCC 2019): https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2019rf/pdf/5_Volume5/19R_V5_Waste_Model.xlsx

Räumliche Abdeckung

Entsprechend des Territorialprinzips der deutschen Treibhausgasinventare deckt Waste-Mod das gesamte Staatsgebiet Deutschlands ohne weitere Differenzierung ab.

Zeithorizont

Teilmodul 5.A. Deponien

Zeithorizont: 1950-2050. Zur Inventarerstellung wird der Zeitraum von 1950 bis zum jeweils aktuellen Jahr mit Datenverfügbarkeit verwendet. Für die Projektion kann der Zeithorizont bis zum Jahr 2050 erweitert werden. Startjahr ist dann jeweils das erste Jahr, für das keine Daten aus dem THG-Inventar zur Verfügung stehen.

Teilmodule 5.B., 5.D., 5.E

Zeithorizont: 1990-2050. Die historischen Daten werden vom Jahr 1990 bis zum jeweils aktuellen Jahr mit Datenverfügbarkeit verwendet. Startjahr der Berechnung ist das erste Jahr, für das keine historischen Daten zur Verfügung stehen.

Zeitliche Auflösung

Jährliche Auflösung.

Es werden keine unterjährigen Effekte berücksichtigt.

Konzeptionelle Gestaltungsprinzipien

Teilmodul 5.A. Deponien

Das Teilmodul 5.A. baut auf dem IPCC Waste Model auf und enthält darüber hinaus eine Erweiterung zur Ermittlung der Emissionsminderung aus der Deponiebelüftung.

IPCC Waste Model

Das Modell berücksichtigt die organischen Abbauprozesse in Siedlungsabfalldeponien in Abhängigkeit von Art und Ablagerungszeitpunkt der betrachteten Abfalltypen. Die Berechnung der Methanemissionen aus der Deponierung basiert auf der „First Order Decay Method“, welche in den 2006 veröffentlichten IPCC Guidelines for Greenhouse Gas Inventories (Volume 5, Chapter 3.2.1.1) erläutert ist.

Es werden sowohl nationale Aktivitätsdaten sowie landesspezifische Werte beispielsweise für Anteile des organisch abbaubaren Kohlenstoffs (degradable organic carbon, DOC) oder Halbwertszeiten (k-Werte) angesetzt.

Weitere Parameter basieren auf Default-Werten der IPCC-Guidelines, wurden aber in Teilen auch durch Forschungsvorhaben überprüft. Für weitere Informationen siehe auch Umweltbundesamt 2025, Kapitel 7.2.1.2.

Das Modell kann Wirkungen von Politiken und Maßnahmen abbilden, insofern sie auf die Ablagerung von Abfällen auf Siedlungsabfalldeponien wirken.

Deponiebelüftung

Für die Berechnung der Emissionsminderung durch die Belüftung von Deponien werden Daten von Projekten, die mit Fördergeldern der Kommunalrichtlinie der Nationalen Klimaschutzinitiative (NKI) unterstützt wurden, zugrunde gelegt. Die Daten werden auf Anfrage vom Projektträger ZUG gGmbH zur Verfügung gestellt und beinhalten detaillierte Informationen zu den Einzelprojekten inklusive THG-Minderungen und Kosten. Die voraussichtlichen Minderungen jedes Einzelprojekts werden für einen Zeithorizont von 10 Jahren ab dem jeweils festgelegten Startjahr im Rahmen der jeweilgen Förderanträge ermittelt. Die Daten werden nach Minderungszeiträumen kumuliert und von den auf Basis des IPCC Waste Model ermittelten Methan-Emissionen abgezogen. Da die Berechnung der durch Deponiebelüftung erzielbaren THG-Einsparungen sehr komplex ist, auf vielen Unsicherheiten beruht und dementsprechend in Fachkreisen immer wieder Gegenstand kontroverser Diskussionen ist, wird für die Projektionen ein konservativer Ansatz gewählt. Die Zahlen der Projekte aus der NKI werden daher – als Abschätzung zur sicheren Seite – nur zu 50% angerechnet.

Teilmodul 5.B. Bioabfallbehandlung

Im Teilmodul 5.B. werden die Emissionen aus der biologischen Abfallbehandlung berechnet. Hierbei wird unterschieden, welche Anteile des Bioabfallaufkommens der Kompostierung beziehungsweise der Vergärung zugeführt werden und basierend auf den jeweiligen Emissionsfaktoren die entstehenden Emissionen bestimmt. Das Aufkommen an Bioabfall wird durch die Bevölkerungsentwicklung (Kemmler et al. 2026) und durch die verstärkte Getrenntsammlung von Bioabfällen bestimmt. Daten zum zukünftigen Bioabfallaufkommen (Biogut und Grüngut) werden für das Jahr 2030 aus den Potenzialschätzungen im BAU-Szenario der Studie „BioRest. Verfügbarkeit und Nutzungsoptionen biogener Abfall- und Reststoffe im Energiesystem“ (Fehrenbach et al. 2019) abgeleitet und anhand der Bevölkerungsentwicklung extrapoliert. Darüber hinaus fließen Annahmen zur Reduktion der Lebensmittelabfälle in die Berechnungen ein. Diese werden aus den Zielwerten, Halbierung der Lebensmittelabfälle bis 2030 und einer Annahme zu welchem Anteil das Ziel erreicht werden kann, abgeleitet. Diese Annahmen werden vorab mit dem Autraggeber abgestimmt und in der Publikation zu den zentralen sektorbezogenen Annahmen dokumentiert.

Des Weiteren können Annahmen zur Verbesserung der Emissionsfaktoren von Vergärungsanlagen hinterlegt und die entsprechenden Emissionsminderungen bestimmt werden. Die Entwicklung der Emissionsfakoren durch eine Verbesserung der Vergärungsanlagen erfolgt auf der Basis von Cuhls et al. (2015).

Teilmodul 5.D. Abwasserbehandlung

Im Teilmodul 5.D. werden die Emissionen aus der kommunalen und industriellen Abwasserbehandlung berechnet. Diese werden basierend auf der Bevölkerungsentwicklung (Kemmler et al. 2026) sowie Emissionsfaktoren aus dem aktuellen Nationalen Inventarbericht (vgl. Umweltbundesamt 2025) bestimmt.

Darüber hinaus werden, basierend auf Projektdaten der Kommunalrichtlinie der Nationalen Klimaschutzinitiative, Emissionsminderungsmöglichkeiten im Bereich der Abwasserbehandlung abgebildet. Die hier geförderten Projekte beinhalten Minderungen sowohl energiebedingter als auch nicht-energiebedingter Treibhausgasemissionen. Für die Bewertung der Maßnahmenwirkung im Abfallsektor werden nur diejenigen Projektdaten berücksichtigt, bei denen nicht-energiebedingte Emissionen gemindert werden. Darüber hinaus wird angenommen, dass im Rahmen der Kommunalrichtlinie im Förderzeitraum noch weitere Projekte implementiert werden. Die Minderungswirkung wird über den Wirkungszeitraum aufgeteilt und von den auf Basis der Inventardaten und Bevölkerung fortgeschriebenen Emissionen abgezogen.

Methodischer/mathematischer Ansatz

Waste-Mod allgemein

Waste-Mod ist ein Accounting Modell, welches nur mathematische Grundoperationen benötigt:

  • Multiplikation von Aktivitätsraten mit Emissionsfaktoren
  • Trendfortschreibung von Basisjahresemissionen durch Multiplikation mit Trendfaktoren
  • Modellierung von Mengenänderungen durch Addition/Subtraktion von Abfall-/Abwassermengen

IPCC Waste Model

Das Modell berechnet die Methanemissionen aus der Deponierung auf Basis der sogenannten „First Order Decay Method“ (vgl. IPCC 2006, Volume 5, Chapter 3.2.1.1 und Annex 3A.1, Umweltbundesamt 2025, Kapitel 7.2.1.2). Dabei wird für jedes Jahr die Gesamtmenge an abbaubarem organischem Kohlenstoff in den Deponien berechnet, um zu ermitteln, wieviel davon in jedem Jahr zu Methan abgebaut wird. Das Modell ist ein Multi-Phasen-Modell, welches für die einzelnen Abfallfraktionen mit verschiedenen Halbwertszeiten rechnet und anschließend summiert.

Open Source

Waste-Mod

Waste-Mod kombiniert historische Daten und darauf aufbauende Berechnungen in Excel-Dateien. Da auch nicht öffentlich verfügbare Daten enthalten sind, ist eine Open-Source-Veröffentlichung in seiner jetzigen Form nicht möglich.

IPCC Waste Model im Teilmodul 5.A. Deponien

Das Modell ist in der Grundform online beim IPCC und UNFCCC zur Berechnung von Emissionen aus Deponien frei verfügbar. Für die Berechnungen der Projektionen wird dem Öko-Institut die jeweils auf das aktuelle deutsche Treibhausgasinventar angepasste Modellversion vom Umweltbundesamt zur Verfügung gestellt. Diese darf vom Öko-Institut ausschließlich zum Zweck der Projektionserstellung genutzt und nicht weitergegeben werden.

Parameter

In Waste-Mod werden nationale Statistiken zu Abfallmengen verwendet, welche auf den Daten des Statistischen Bundesamtes basieren. Darüber hinaus werden nicht öffentliche Projektdaten der Nationalen Klimaschutzinitiative ausgewertet, um Minderungen in den Teilmodulen 5.A. und 5.D zu ermitteln (siehe visualisierten Modellierungsprozess und Eingangsdatensätze in diesem Modellfaktenblatt).

Im IPCC Waste Model stehen in Fällen, wo keine gemessenen oder berechneten nationalen Werte vorhanden sind, vom IPCC vorgegebene Default-Werte zur Verfügung, auf welche zurückgegriffen werden kann (vgl. Umweltbundesamt 2025, Kapitel 7).

Programmiersprache

Excel Formula Language

Programmtechnische Gestaltungsprinzipien

Waste-Mod ist in Microsoft Excel implementiert.

Es bietet die Möglichkeit, für verschiedene Kategorien an Abfallstoffen einerseits Daten aus statistischen Datenquellen anzugeben und andererseits deren zukünftige Ablagerung zu projizieren, dies passiert jeweils für jede CRT-Quellkategorie in einem eigenen Tabellenblatt innerhalb der Datei.

Ergebnisse werden auf einem dafür vorgesehenen Blatt aufgelistet und können via Verknüpfungen in anderen Berechnungen weiterverwendet werden.

Das Einlesen zusätzlicher Daten (aktualisierte Statistik, Bevölkerungsentwicklung) erfolgt via Dateiverknüpfung in Excel mit anderen Dateien.

Verschiedene Checksummen ermöglichen, Fehler zu identifizieren und zu korrigieren.

Räumliche Auflösung

Deutschland wird als Ganzes, ohne weitere räumliche Unterteilung, abgebildet.

NUTS 0 (Nationalstaaten)

Sektoren

CRT-Quellkategorien: 5.A, 5.B, 5.D und 5.E .

Software

Microsoft Excel

Techniken

Das Modell bildet keine Techniken ab, es beschreibt organische Abbauprozesse in Deponien, sowie Emissionen, welche bei der Bioabfall- und Abwasserbehandlung sowie bei der mechanisch-biologischen Abfallbehandlung (MBA) entstehen.

Treibhausgasemissionen

Methan (CH4), Lachgas (N2O)

Unsicherheit

Unsicherheiten werden nicht explizit quantifiziert. Die zugrundeliegenden historischen Daten basieren jedoch auf dem aktuellen deutschen Treibhausgasinventar. Es kann daher davon ausgegangen werden, dass die Unsicherheiten des Modells sich in einem ähnlichen Größenordnungsbereich bewegen, wie diejenigen der zugrunde gelegten Daten.

Visualisierung des Modells und dessen Funktionsweisen

Literaturverzeichnis

Modellierungsprozess

Datenflüsse im Kontext des Modellierungsprozesses von Waste-Mod

Dieser Graph zeigt woher (und wieviele) Datensätze direkt oder indirekt in Waste-Mod fließen. Er zeigt auch, welche Datensätze durch Waste-Mod augegeben werden.

flowchart LR
classDef default text-decoration:none
ipcc_waste_model__output(["7"])
click ipcc_waste_model__output href "/Modellierungsprozess/ipcc_waste_model__output/"
output(("Ergebnisdaten"))
view__ipcc_waste_model(["1"])
click view__ipcc_waste_model href "/Modellierungsprozess/view__ipcc_waste_model/"
view["VIEW-LEO"]
click view href "/Modell/view/"
data_rahmendaten_gesamtbevoelkerung(["Rahmendaten - Gesamtbevölkerung"])
click data_rahmendaten_gesamtbevoelkerung href "/Datensatz/data_rahmendaten_gesamtbevoelkerung/"
data_parametrisierungstabelle(["Instrumentenausgestaltung für die Treibhausgas-Projektionen 2026 (Datentabelle)"])
click data_parametrisierungstabelle href "/Datensatz/data_parametrisierungstabelle/"
ipcc_waste_model["Waste-Mod"]
click ipcc_waste_model href "/Modell/ipcc_waste_model/"
style ipcc_waste_model fill:#9d579a,stroke:#9d579a;
enusem["ENUSEM"]
click enusem href "/Modell/enusem/"
powerflex["PowerFlex"]
click powerflex href "/Modell/powerflex/"
input(("Eingangsdaten"))
input__ipcc_waste_model(["7"])
click input__ipcc_waste_model href "/Modellierungsprozess/input__ipcc_waste_model/"
ipcc_waste_model__powerflex(["7"])
click ipcc_waste_model__powerflex href "/Modellierungsprozess/ipcc_waste_model__powerflex/"
ipcc_waste_model__enusem(["1"])
click ipcc_waste_model__enusem href "/Modellierungsprozess/ipcc_waste_model__enusem/"
data_parametrisierungstabelle --> ipcc_waste_model
ipcc_waste_model --> ipcc_waste_model__powerflex
ipcc_waste_model__powerflex --> powerflex
ipcc_waste_model__enusem --> enusem
input__ipcc_waste_model --> ipcc_waste_model
input --> input__ipcc_waste_model
ipcc_waste_model__output --> output
view__ipcc_waste_model --> ipcc_waste_model
data_rahmendaten_gesamtbevoelkerung --> ipcc_waste_model
view --> view__ipcc_waste_model
ipcc_waste_model --> ipcc_waste_model__output
ipcc_waste_model --> ipcc_waste_model__enusem

Direkte Datenflüsse zu Waste-Mod

Dieser Graph zeigt an, welche Datensätze direkt in Waste-Mod fließen oder durch Waste-Mod ausgegeben werden.

flowchart LR
classDef default text-decoration:none
ipcc_waste_model_aufkommen_haushaltsabfall(["Aufkommen Biomüll"])
click ipcc_waste_model_aufkommen_haushaltsabfall href "/Datensatz/ipcc_waste_model_aufkommen_haushaltsabfall/"
data_rahmendaten_gesamtbevoelkerung(["Rahmendaten - Gesamtbevölkerung"])
click data_rahmendaten_gesamtbevoelkerung href "/Datensatz/data_rahmendaten_gesamtbevoelkerung/"
data_parametrisierungstabelle(["Instrumentenausgestaltung für die Treibhausgas-Projektionen 2026 (Datentabelle)"])
click data_parametrisierungstabelle href "/Datensatz/data_parametrisierungstabelle/"
ipcc_waste_model["Waste-Mod"]
click ipcc_waste_model href "/Modell/ipcc_waste_model/"
style ipcc_waste_model fill:#9d579a,stroke:#9d579a;
ipcc_waste_model_lebensmittelabfaelle(["Food waste and food waste prevention by NACE Rev. 2 activity"])
click ipcc_waste_model_lebensmittelabfaelle href "/Datensatz/ipcc_waste_model_lebensmittelabfaelle/"
interface_5_abfall_nur_historisch(["Interface Abfall zwischen ENUSEM und Waste-Mod: nur historisch"])
click interface_5_abfall_nur_historisch href "/Datensatz/interface_5_abfall_nur_historisch/"
ipcc_waste_model_projektdaten_deponiebelueftung(["Projektdaten Deponiebelüftung NKI"])
click ipcc_waste_model_projektdaten_deponiebelueftung href "/Datensatz/ipcc_waste_model_projektdaten_deponiebelueftung/"
ipcc_waste_model_projektdaten_abwasser(["Projektdaten Abwasser NKI"])
click ipcc_waste_model_projektdaten_abwasser href "/Datensatz/ipcc_waste_model_projektdaten_abwasser/"
interface_5_abfall(["Interface Abfall zwischen ENUSEM und Waste-Mod: historisch und Projektion"])
click interface_5_abfall href "/Datensatz/interface_5_abfall/"
ipcc_waste_model_projektdaten_deponiebelueftung --> ipcc_waste_model
data_parametrisierungstabelle --> ipcc_waste_model
interface_5_abfall_nur_historisch --> interface_5_abfall
interface_5_abfall_nur_historisch --> ipcc_waste_model
ipcc_waste_model_lebensmittelabfaelle --> ipcc_waste_model
ipcc_waste_model_projektdaten_abwasser --> ipcc_waste_model
data_rahmendaten_gesamtbevoelkerung --> ipcc_waste_model
ipcc_waste_model --> interface_5_abfall
ipcc_waste_model_aufkommen_haushaltsabfall --> ipcc_waste_model