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Emission von Spurengasen bei Biomasseverbrennung

Das Projekt "Emission von Spurengasen bei Biomasseverbrennung" wird/wurde ausgeführt durch: Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut).Offene Verbrennung von Pflanzenmaterial verschiedener Herkunft. Dabei Messung von Temperatur, Flussrate, Gewichtsverlust und Spurengaskonzentrationen im Abgas. Gemessene Spurengase: CO, CO2, CH4, C2-C10-Kohlenwasserstoffe, NO, N2O, NH3, HCN, CH3CN, SO2, H2S, CS2, COS.

Gasreaktionen im fremdbeheizten Wirbelbett

Das Projekt "Gasreaktionen im fremdbeheizten Wirbelbett" wird/wurde gefördert durch: Schwing Verfahrenstechnik GmbH. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Duisburg, Fachbereich 7 Maschinenbau, Institut für Verbrennung und Gasdynamik.Wirbelbettreaktoren werden fuer sehr unterschiedliche Fragestellungen der Energie-, Verfahrens-, und Umwelttechnik eingesetzt. Neben den primaer interessierenden heterogenen Reaktionen laufen auch immer damit gekoppelt homogene Gasphasenreaktionen ab, deren Besonderheit darin besteht, dass sie in der Naehe von grossen Partikeloberflaechen stattfinden. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der Pyrolyse und Verbrennungsreaktionen von einfachen Kohlenwasserstoffen, die der Fluidisierungsluft oder einem inerten Fluidisierungsgas in kleinen Konzentrationen beigemischt werden. Mit Hilfe eines Chrompack Gaschromatrografen CP09001 (3-Saeulen-Schaltung mit Molsieb 5 A, Al2O3/KCl und Poraplot Q, WLD- und FID-Detektoren) koennen Konzentrationsprofile fuer folgende Gaskomponenten gemessen werden: Kohlenwasserstoffe C1-C4, CO2, CO, O2, N2, H2. Es wurde die stoechiometrische Verbrennung und die Pyrolyse von Propan bei Minimalfluidisation im Bereich von 700 bis 1000 Grad Celsius untersucht. Das Bettmaterial des Wirbelschichtofens bestand aus einer SiO2-Schuettung. Es hat sich gezeigt, dass im Bereich der Minimalfluidisation unguenstige Temperaturgradienten im unteren Bettbereich auftreten, die eine kinetische Deutung erschweren. Bei den Pyrolyseexperimenten konnte das Kohlenstoffdefizit im Abgas durch eine Messung des festen Kohlenstoffs auf dem Bettmaterial bilanziert werden.

Abgasmessungen an PKW, LKW und Motorrad

Das Projekt "Abgasmessungen an PKW, LKW und Motorrad" wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Berlin, Institut für Fahrzeugtechnik.Das Forschungsprojekt befasst sich mit dynamischen Messungen auf Rollenpruefstaenden an Pkws, Lkws und motorisierten Zweiraedern. Gemessen werden Kraftstoffverbrauch sowie limitierte und nichtlimitierte schadstoffkomponenten fuer Otto- und Dieselfahrzeuge nach gesetzlich vorgeschriebenen oder freien Fahrzyklen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt bei der Untersuchung von Katalysator- oder Russfilterproblemen sowie bei neuartigen bis alternativen Kraftstoffen und Antriebskonzepten. Anwendungsbereiche: Referenzen: IAV, VW, Mercedes, Umweltbundesamt, Dekra, Senatsverwaltung fuer Stadtentwicklung und Umweltschutz, Stiftung Warentest.

Sauber durch Technik: Pilotprojekte zur Nachrüstung von Fahrgastschiffe

Fahrgastschiffe sind sehr langlebig und auch ihre Motoren haben eine Lebensdauer von gut 30 Jahren und länger. Moderne Motoren mit niedrigem Schadstoffausstoß finden somit nur langsam Verbreitung in der Flotte. Die meisten Fahrgastschiffe weisen daher einen hohen Schadstoffausstoß (Emission) auf. Diese hohen Emissionen lassen sich durch Nachrüstungen der Fahrgastschiffe mit Partikelfiltern und SCR-Katalysatoren zur Minderung von Stickstoffoxiden deutlich vermindern. Gleichzeitig gehen auch die Geruchsbelästigungen durch die Abgase im Uferbereich zurück. In Modellprojekten mit unterschiedlichen Schiffen wurde erfolgreich die Nachrüstung mit Partikelfiltern (Praxistest Partikelfilter auf Fahrgastschiffen 2008-2011) und auch mit der Kombination von Stickoxidkatalysatoren und Partikelfiltern (Pilotprojekt Saubere Schiffe) getestet. Dabei konnten jeweils drei unterschiedliche Systeme erprobt werden. Messungen des TÜV Hessen zeigten, dass sich Partikel und Stickstoffoxide bei betriebswarmem Motor signifikant mindern lassen, teilweise waren die Schadstoffe im Abgas nicht mehr messbar. Dieses Projekt war Voraussetzung für das Förderprogramm “Nachrüstung und Umrüstung von Fahrgastschiffen 2022/23” . Pilotprojekt “Saubere Schiffe” 2018/2019 Berliner Praxistest “Partikelfilter auf Fahrgastschiffen” 2008 bis 2011 In diesem Pilotprojekt wurde die kombinierte Nachrüstung mit Partikelfilter und SCR-Katalysator mit Harnstoffeindüsung erprobt. Im Winter 2018/2019 konnten die drei Fahrgastschiffe „Bärliner“ (BWSG Berliner Wassersport und Service GmbH), „Berolina“ (Stern & Kreisschifffahrt GmbH) und „Spreeblick“ (Reederei Riedel GmbH) nachgerüstet werden. Bei dem Schiff „Bärliner“ wurden sowohl der Antriebsmotor als auch Motor des Bordgenerators nachgerüstet. Zum Einsatz kamen Systeme von TEHAG, Krone Filtertechnik und Fischer Abgastechnik. Die Abgasmessungen für die Bestimmung der Wirksamkeit der Systeme wurden vom TÜV Hessen durchgeführt. Die mehrstündigen Messfahrten fanden im Dezember 2019 statt. Ergebnisse: Alle Systeme hatten nur einen niedrigen Abgasgegendruck, so dass kein Mehrverbrauch auftrat. Alle Partikelfilter reduzierten sehr wirksam die Partikelemissionen. Alle SCR-Systeme zeigten eine gute Minderung der Stickoxidemissionen, sobald die erforderliche Temperatur im SCR-Katalysator erreicht war. Diese Temperatur wurde zum Messzeitpunkt im Winter bei Langsamfahrt nicht erreicht. Die Dosierung des Harnstoffs in den SCR-Katalysator erwies sich als anspruchsvoll, da die alten Motoren keine elektronische Regelung haben. Daher konnten dem SCR-System keine Angaben zum Betriebszustand übermittelt werden. Bei einer Überdosierung von Harnstoff können unerwünschte Ammoniakemissionen auftreten. Für künftige SCR-Nachrüstungen ergibt sich aus dem Pilotprojekt insbesondere die Empfehlung, einen möglichen Ammoniakschlupf durch den Einbau eines Ammoniaksperrkatalysators zu vermeiden. Ziel des Praxistests war es, die Nachrüstung von Berliner Fahrgastschiffen mit Partikelfiltern zu fördern und damit die Wirksamkeit und Dauerhaltbarkeit der geförderten Filtersysteme durch Abgasmessungen nach dem Einbau und über den Zeitraum von zwei Jahren zu untersuchen. Der Praxistest fand von 2008 bis 2011 statt. Nachgerüstet wurden die drei baugleichen Fahrgastschiffe „Friedrichshain“, „Pankow“ und „Prenzlauer Berg“ der Reederei Stern & Kreis. In diesen Schiffen wurden drei unterschiedliche Filtersysteme der Firmen „hug“, „Huss“ und „Clemens“ eingebaut. Bei allen Systemen handelte es sich um geschlossene, aktiv regenerierende Filter. Die Regeneration der Filter, d.h. der Abbrand der gesammelten Rußpartikel erfolgte durch integrierte Dieselbrenner oder zusätzliche Aufheizung des Filters. Um die Manövrierfähigkeit des Schiffs sicherzustellen, darf der Gegendruck des Filters nicht so hoch werden, dass der Motor ausgeht. Zur Sicherheit wurde daher ein druckgesteuerter Sicherheitsbypass eingebaut. Ergebnisse: Alle Filter erreichten Abscheidegrade von über 90 % der Partikelmasse. Die Regeneration der Filter arbeitete problemlos, allerdings erfordert das System der Firma hug zur Regeneration einen ununterbrochenen Betrieb bei Leerlaufdrehzahl von 20 Minuten. Ein Mehrverbrauch durch die Filter konnte nicht festgestellt werden, Grund ist der geringe Gegendruck im Normalbetrieb. Bei allen Herstellern mussten und konnten anfängliche Schwierigkeiten, wie unzureichende Hitzeisolation oder zu klein dimensionierter Filter, gelöst werden. Erste Ascheeinlagerungen waren nach circa 3000 Betriebsstunden zu beobachten. Die Bypass-Klappe erwies sich als notwendig, da es vereinzelt zu hohen Gegendrücken kam

RSD-Abgasmessung

Wieviel Schadstoffe kommen wirklich aus dem Auspuff? Welche Fahrzeuge tragen besonders zu den Schadstoffbelastungen an Straßen bei? Lassen sich mit Modellen, die in der Luftreinhaltung verwendet werden, die Kfz-Emissionen realistisch berechnen? Um diese Fragen besser beantworten zu können, wurden in Berlin erstmals Schadstoffmessungen direkt in der Abgasfahne von Fahrzeugen im Straßenverkehr mit dem Verfahren „Remote Sensing Detection (RSD)“ durchgeführt. Der wissenschaftliche Bericht zu der RSD-Abgasmessung steht hier zum Download bereit: Die umfangreichen Daten zu dem Bericht können auf Anfrage zur Verfügung gestellt werden. Bitte wenden Sie sich an Annette.Rauterberg-Wulff@senmvku.berlin.de . Die Abgasmessungen mit kombinierter Kennzeichenerfassung fanden im Zeitraum vom 21. Oktober bis zum 8. November 2019 im Auftrag der Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz statt. Gemessen wurde an der Sonnenallee (Neukölln) stadteinwärts zwischen Mareschstraße und Thiemannstraße sowie Am Seegraben (Alt-Glienicke) stadtauswärts am Abzweig zur A 117. Um den Schadstoffausstoß der Fahrzeuge zu messen, wurde quer über die Straße eine Lichtschranke aus infrarotem und ultraviolettem Licht installiert und die Schwächung des Lichtstrahls durch die Schadstoffe gemessen. Diese Lichtabsorption ist umso größer, je mehr Schadstoffe in der Abgasfahne sind. Es handelt sich damit um eine berührungslose Fern-Messung (englisch auch als Remote Sensing Detection oder RSD bezeichnet) ohne störende Eingriffe am Fahrzeug oder in die Fahrweise. Neben der Konzentration von Stickstoffoxiden im Abgas wird auch der Ausstoß von Kohlendioxid, Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und Partikeln sowie die Geschwindigkeit und Beschleunigung der Fahrzeuge gemessen. Damit kann der Schadstoffausstoß in Abhängigkeit vom momentanen Kraftstoffverbrauch und der Fahrweise für die verschiedenen Fahrzeuggruppen ausgewertet werden. Wichtig für die Auswertungen sind zudem Daten zum Fahrzeug, d. h. zur Art des Fahrzeugs (Pkw, Nutzfahrzeuge, Busse), zur Antriebsart (Otto-, Dieselmotor, weitere Antriebe), zu seinem Gewicht und zur Abgasnorm, z.B. für einen Vergleich mit Emissionsgrenzwerten. Die Fahrzeugdaten wurden anhand der erfassten Kennzeichen ermittelt. Die Untersuchung ist Teil eines Projektes zur Erarbeitung eines Informationssystems zur aktuellen Luftqualität an Straßen (AkLuSt Berlin). Dieses Projekt wird aus dem “Sofortprogramm Saubere Luft 2017-2020” des Bundes mit einer Fördersumme von insgesamt 155.295 Euro gefördert. Gefördert durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Die Durchführung dieser Untersuchung erfolgte im Rahmen der Förder­richtlinie “Digitalisierung kommunaler Verkehrs­systeme”.

Praxistest

Förderrichtlinie des BMWSB zur Nachrüstung von Partikelminderungssystemen Förderantrag zur Nachrüstung ab 15. April 2024 bis 15. Oktober 2024 Dieselmotoren von Baumaschinen haben einen hohen Partikelausstoß, der zur Feinstaubbelastung beiträgt. Nach Berechnungen stammen in Berlin etwa 140 Tonnen pro Jahr Dieselpartikel aus Baumaschinen. Mit Partikelfiltern ließe sich der Schadstoffausstoß einer Maschine um mehr als 90 % reduzieren. Das Land Berlin hat sich mit dem Luftreinhalteplan 2011–2017 das Ziel gesetzt, eine breitere Anwendung der Filtertechnologie bei Baumaschinen zu erreichen, da die gesetzlichen Anforderungen an die Partikelemissionen bisher weniger streng waren als für Kraftfahrzeuge. Wie praxistauglich Partikelfilter für Baumaschinen sind, wurde im Berliner Praxistest “Partikelfilter an Baumaschinen” von 2011 bis 2014 erprobt und in einem Abschlussbericht dokumentiert. Der Erfolg des Praxistest führt dazu, dass ab 2016 bei Bauvorhaben der öffentlichen Hand nur noch Maschinen mit Rußfilter zum Einsatz kommen. Geregelt ist dies in der Verwaltungsvorschrift für die Anwendung von “Umweltschutzanforderungen”: bei der Beschaffung von Liefer-, Bau- und Dienstleistungen, die von öffentlichen Auftraggebern in Berlin zu beachten ist. Projektsteuerung und Finanzierung der Messungen: Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt Berlin kostenlose Bereitstellung von Baumaschinen durch: Firma Friedrich Rohwedder GmbH, Baumaschinenhandel und -verleih Naturschutz- und Grünflächenamt des Bezirks Neukölln Tiefbau- und Landschaftsplanungsamt des Bezirks Tempelhof-Schöneberg kostenlose Bereitstellung und Betreuung der Nachrüstsysteme für die Dauer des Tests durch: Dinex EMINOX ETB HJS HUG Johnson-Matthey Kaltwasser Puritech TEHAG TWINTEC Abgasmessungen: TÜV Hessen GmbH

Weiterentwicklung der Abgasuntersuchung (AU)

Das Umweltbundesamt hat in diesem Forschungsprojekt nachgewiesen, dass dynamische NOx-Messverfahren für Diesel-Pkw in der Praxis bei den Kfz-Prüfstellen im Rahmen der Abgasuntersuchung (AU) angewendet werden können. Schwerpunkte waren hierbei die Fahrzeugkonditionierung, die Validierung der dynamischen Messverfahren an 33 Fahrzeugen (M1/N1) und ein daraus abgeleiteter Revisionsvorschlag für die Richtlinie 2014/45/EU über die regelmäßige technische Überwachung von Kraftfahrzeugen. In einem nächsten Schritt sollten auf Basis dieser Empfehlungen ein konkreter Zeitplan für die Umsetzung erarbeitet werden.

Emissionen von Wärmekraftwerken und anderen Verbrennungsanlagen

Deutschland verpflichtete sich 2003 mit der Zeichnung des PRTR-Protokolls dazu, ein Register über Schadstofffreisetzungen und -transporte aufzubauen. Hierzu berichten viele Industriebetriebe jährlich dem UBA über Schadstoffemissionen und die Verbringung von Abwässern und Abfällen. Das UBA bereitet diese Daten in einer Datenbank für Bürgerinnen und Bürger auf. Umweltbelastende Emissionen aus Wärmekraftwerken und anderen Verbrennungsanlagen Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen, die mit fossilen Brennstoffen (insbesondere Steinkohle, Braunkohle, Erdgas) oder biogenen Brennstoffen betrieben werden, sind bedeutende Verursacher von umweltbelastenden Emissionen. Sie sind verantwortlich für einen erheblichen Teil des Ausstoßes an Kohlendioxid (CO₂), Stickstoffoxiden (NO x ) und Schwefeloxiden (SO x ). Die Kohleverbrennung ist zudem die wichtigste Emissionsquelle für das Schwermetall Quecksilber (Hg). Das Schadstofffreisetzungs- und -verbringungsregister (PRTR) in Deutschland Industriebetriebe müssen jährlich dem Umweltbundesamt (⁠ UBA ⁠) sowohl über ihre Emissionen in Luft, Wasser und Boden berichten, als auch darüber, wie viele Schadstoffe sie in externe Abwasserbehandlungsanlagen weiterleiten und wie viele gefährliche Abfälle sie entsorgen. Die Betriebe müssen nicht über jeden Ausstoß und jede Entsorgung berichten, sondern nur dann, wenn der Schadstoffausstoß einen bestimmten Schwellenwert oder der Abfall eine gewisse Mengenschwelle überschreitet. In diesem Artikel werden Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von über 50 Megawatt (⁠ MW ⁠), die von Anhang I, Nummer 1.c) der Europäischen ⁠ PRTR ⁠-Verordnung erfasst werden, betrachtet. Das Umweltbundesamt (UBA) sammelt die von Industriebetrieben gemeldeten Daten in einer Datenbank: dem Schadstofffreisetzungs- und -verbringungsregister PRTR ( P ollutant R elease and T ransfer R egister). Das UBA leitet die Daten dann an die Europäische Kommission weiter und macht sie im Internet unter der Adresse https://thru.de der Öffentlichkeit frei zugänglich. Es gibt drei Rechtsgrundlagen für die PRTR-Berichterstattung: das PRTR-Protokoll der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (⁠ UN ⁠ ECE) vom 21. Mai 2003, die Europäische Verordnung 166/2006/EG vom 18. Januar 2006 und das deutsche PRTR-Gesetz vom 6. Juni 2007, das durch Artikel 1 des Gesetzes vom 9. Dezember 2020 geändert worden ist. Erfasst werden im PRTR industrielle Tätigkeiten in insgesamt neun Sektoren. Einer davon ist der Energiesektor, zu dem die hier dargestellten Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen gehören. Für das aktuelle Berichtsjahr 2022 waren in Deutschland insgesamt 140 Betriebe mit einer Feuerungswärmeleistung von mehr als 50 Megawatt (MW) und mit Luftemissionen nach PRTR berichtspflichtig (siehe Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Luftemissionen im Jahr 2022“). Die Aussagekraft des PRTR ist jedoch begrenzt. Drei Beispiele: Energieerzeuger müssen nicht über den eingesetzten Brennstoff informieren; die PRTR-Daten lassen sich also nicht etwa nach Braun- oder Steinkohle aufschlüsseln. Unternehmen berichten nicht über Kohlendioxid (CO₂)- oder Schadstoffemissionen einer einzelnen Industrieanlage oder eines Kessels, sondern über die Gesamtheit aller Anlagen einer „Betriebseinrichtung“. Unter einer Betriebseinrichtung versteht man eine oder mehrere Anlagen am gleichen Standort, die von einer natürlichen oder juristischen Person betrieben werden. Das PRTR gibt Auskunft über die Emissionsmengen der einzelnen Betriebseinrichtungen, nicht aber zu den installierten Kapazitäten und deren Effizienz oder Umweltstandards. Kohlendioxid-Emissionen in die Luft Kohlendioxid (CO₂)-Emissionen entstehen vor allem bei der Verbrennung fossiler Energieträger. Somit gehören Wärmekraftwerke und andere stationäre Verbrennungsanlagen zu den bedeutenden Quellen dieses Treibhausgases. Dies ist auch im ⁠ PRTR ⁠ erkennbar. Nicht jeder Betreiber muss CO₂-Emissionen melden. Für die Freisetzung von CO₂ in die Luft gilt im PRTR ein Schwellenwert von 100.000 Tonnen pro Jahr (t/Jahr). Erst wenn ein Betrieb diesen Wert überschreitet, muss er dem Umweltbundesamt die CO₂-Emissionsfracht melden. In den Jahren 2007 bis 2022 meldeten jeweils zwischen 120 und 156 Betreiber von Wärmekraftwerken und andere Verbrennungsanlagen CO₂-Emissionen an das PRTR. Das Jahr 2009 fiel in der Zeitreihe hinsichtlich der freigesetzten Mengen heraus, da in diesem Jahr aufgrund der Wirtschaftskrise und der daraus folgenden geringeren Nachfrage nach Strom und Wärme weniger Brennstoffe in den Anlagen eingesetzt wurden. Der zeitweilige Anstieg der Emissionsfrachten nach 2009 ist der wirtschaftlichen Erholung geschuldet. Im Berichtszeitraum war die Zahl meldender Wärmekraftwerke und anderer Verbrennungsanlagen im Jahr 2021 mit 120 Betrieben am niedrigsten; wohingegen die niedrigste berichtete Gesamtemissionsfracht mit 178 Kilotonnen aus dem Jahr 2020 stammt. Von 2016 bis 2020 ging die Anzahl meldender Wärmekraftwerke und anderer Verbrennungsanlagen sowie der Anteil der berichteten Gesamtemissionsfracht stetig zurück (siehe Abb. „Kohlendioxid-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke“). In den Jahren 2021 und 2022 stieg dagegen der Einsatz von Stein- und Braunkohlen in Großfeuerungsanlagen wieder an, während der Erdgaseinsatz aufgrund der deutlich gestiegenen Gaspreise abnahm. Das führte in der Summe zu einer merklichen Erhöhung der CO₂ Emissionen. Die Anzahl der CO₂-meldenden Kraftwerke stieg 2022 im Vergleich zum Vorjahr um 1 Anlage. Hier wirken zwei gegenläufige Effekte: Zum einen fallen einige Erdgasanlagen aufgrund des verringerten Brennstoffeinsatzes unter den Schwellenwert für die CO₂-Berichtspflicht im PRTR von 100.000 Tonnen pro Jahr. Zum anderen wurden bereits abgeschaltete Kohlekraftwerke krisenbedingt als befristete Strommarktrückkehrer wieder in Betrieb genommen. Die Frachtangaben zu CO₂ im PRTR basieren größtenteils auf Berechnungen der Betreiber. Als Grundlage dienen Brennstoffanalysen zur Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes. CO₂ Messungen im Abgas werden nur selten vorgenommen. Die Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Kohlendioxid-Emissionen in die Luft 2022“ erfasst alle 121 Betriebe, die im Jahr 2022 mehr als 100.000 Tonnen CO₂ in die Luft freisetzten. Die Signaturen in der Karte zeigen die Größenordnung der jeweils vom Betrieb freigesetzten CO₂-Menge: 80 dieser Betriebe setzten jeweils zwischen > 100 und 1.000 Kilotonnen (kt) CO₂ frei, 33 dieser Betriebe emittierten zwischen 1.001 und 5.000 kt CO₂, sieben Betriebe setzten zwischen 5.001 und 20.000 kt CO₂ frei und ein Betrieb sogar mehr als 20.000 kt CO₂. Kohlendioxid-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Karte: Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Kohlendioxid-Emissionen in die Luft Quelle: Umweltbundesamt Stickstoffoxid-Emissionen in die Luft Stickstoffoxide (Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid, gerechnet als Stickstoffdioxid und abgekürzt mit NO x , schädigen die Gesundheit von Mensch, Tier und Vegetation in vielfacher Weise. Im Vordergrund steht die stark oxidierende Wirkung von Stickstoffdioxid (NO 2 ). Außerdem tragen einige Stickstoffoxide als Vorläuferstoffe zur Bildung von bodennahem Ozon und sekundärem Feinstaub bei, wirken überdüngend und versauernd und schädigen dadurch auch mittelbar die Vegetation und den Boden. Berichtspflichtig im ⁠ PRTR ⁠ sind NO x -Emissionen in die Luft ab einem Schwellenwert von größer 100.000 Kilogramm pro Jahr (kg/Jahr). In den Jahren von 2007 bis 2022 ging die Anzahl Stickstoffoxid-Emissionen meldender Betriebe von 157 auf 100 Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen zurück. Seit 2013 ist ein Rückgang der berichteten NO x -Gesamtemissionen im PRTR von 209 Kilotonnen (kt) auf 115 Kilotonnen (kt) in 2022 zu beobachten. Der auffallende niedrige Wert berichteter NO x -Gesamtemissionen iHv. 101 Kilotonnen (kt) im Jahr 2020 ist der besonderen Situation dieses Jahres geschuldet. Einerseits nahm der Stromverbrauch aufgrund der Corona-Pandemie ab und der Stromexport verringerte sich. Andererseits legte die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern zu. Das führte in der Summe zu einem erheblichen Rückgang des Kohleeinsatzes. Im Jahr 2021 führte die wirtschaftliche Erholung und die geringe Stromerzeugung aus Windenergie zu einer Erhöhung der Brennstoffeinsätze und entsprechend zu einer Emissionssteigerung. Im Jahr 2022 kam es nochmals zu einer Erhöhung der berichteten Gesamtemissionsfracht um rund 5 % (siehe Abb. „Stickstoffoxid-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke“). Der Anstieg im Jahr 2022 lässt sich im Wesentlichen mit dem Brennstoffwechsel von Gas zu Kohle erklären. Außerdem vervielfachte sich der Einsatz von Ölprodukten, ebenfalls als Ersatz für Erdgas. Flüssige Brennstoffe weisen höhere spezifische NO x Emissionen auf, als Erdgas. Dennoch dämpft die NO X Grenzwertverschärfung im Zuge der Novelle der 13. ⁠ BImSchV ⁠ den Emissionsanstieg. Im Jahr 2022 sind die spezifischen Emissionsfaktoren für alle Brennstoffe gesunken. Die Frachtangaben zu NO x im PRTR basieren größtenteils auf Messungen der Betreiber. Die Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Stickstoffoxid-Emissionen in die Luft 2022“ erfasst alle 100 Betriebe, die im Jahr 2022 mehr als 100 t Stickstoffoxid (t NO x ) in die Luft freisetzten. Die Signaturen in der Karte zeigen die jeweilige Größenordnung der vom Betrieb in die Luft freigesetzten Stickstoffoxid-Mengen: 37 Betriebe setzten zwischen > 100 und 200 t NO x frei, 23 Betriebe emittierten jeweils zwischen 201 und 500 t NO x , 20 Betriebe emittierten zwischen 501 und 1.000 t NO x , die beachtliche Anzahl von 16 Betrieben stießen zwischen 1.000 und 10.000 t NO x aus und vier Betriebe meldeten eine Freisetzung von mehr als 10.000 t NO x . Stickstoffoxid-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Karte: Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Stickstoffoxid-Emissionen in die Luft Quelle: Umweltbundesamt Schwefeloxid-Emissionen in die Luft Schwefeloxide (wie zum Beispiel SO 2 , im Folgenden nur SO x genannt) entstehen überwiegend bei Verbrennungsvorgängen fossiler Energieträger wie zum Beispiel Kohle. Schwefeloxide können Schleimhäute und Augen reizen und Atemwegsprobleme verursachen. Sie können zudem aufgrund von Ablagerung in Ökosystemen eine ⁠ Versauerung ⁠ von Böden und Gewässern bewirken. Der Schwellenwert für im ⁠ PRTR ⁠ berichtspflichtige SO x -Emissionen in die Luft beträgt größer 150.000 Kilogramm pro Jahr (kg/Jahr). In den Jahren von 2007 bis 2022 meldeten jeweils zwischen 42 und 80 Wärmekraftwerke und andere Verbrennungsanlagen Schwefeloxidemissionsfrachten. In den Jahren 2007 und 2013 war der höchste Stand der Gesamtfrachten mit jeweils 157 Kilotonnen (kt) zu verzeichnen. Die Zahl meldender Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen ist seit 2013 kontinuierlich rückläufig und erreichte 2020 mit 42 meldenden Betrieben den niedrigsten Stand. Das Jahr 2020 stellt zudem mit berichteten 54 Kilotonnen (kt) das Jahr mit der niedrigsten Gesamtemissionsfracht in der Zeitreihe dar. Der auffallende niedrige Wert berichteter SO x -Gesamtemissionen im Jahr 2020 hat verschiedene Ursachen. Aufgrund der Corona-Pandemie nahm der Stromverbrauch merklich ab. Die Stromerzeugung sank noch stärker, da weniger Strom exportiert wurde. Der Einsatz von Stein- und Braunkohlen ging spürbar zurück. Dagegen stieg der Einsatz von emissionsärmerem Erdgas aufgrund von unterjährig gesunkenen Gaspreisen und vergleichsweise hohen CO₂ Zertifikatspreisen leicht an. Die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern nahm ebenfalls zu. 2022 nahm im Vergleich zum vorangegangen Jahr 2021 die Anzahl meldender Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen um rund 10 % zu, der Anteil der berichteten Gesamtemissionsfracht hingegen um rund 2 % ab (siehe Abb. “Schwefeloxid-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke“). Der Hauptgrund für den Emissionsrückgang im Jahr 2022 sind die strengeren Grenzwerte und die höheren Schwefelabscheidegrade in der novellierten Fassung der 13. ⁠ BImSchV ⁠ aus dem Jahr 2021. Bei Betrachtung der gesamten Zeitreihe von 2007 bis 2022 ist jedoch ein Rückgang berichteter Gesamtemissionsfrachten von rund 59 % zu verzeichnen. Der Emissionsrückgang im Zeitraum 2007 bis 2020 ist ähnlich wie bei Stickstoffoxiden im Wesentlichen auf den sinkenden Kohleeinsatz in Wärmekraftwerken zurückzuführen. Besonders stark ging der Steinkohleeinsatz zurück, aber auch der Braunkohleeinsatz verringerte sich signifikant. Dabei verlief die Entwicklung in den einzelnen Revieren unterschiedlich. Am deutlichsten sank der Einsatz der rheinischen Braunkohle. Die mitteldeutsche Braunkohle ging dagegen nur leicht zurück. Aufgrund der unterschiedlichen Schwefelgehalte in den verschiedenen Revieren (rheinische Braunkohle niedriger Schwefelgehalt, mitteldeutsche Braunkohle hoher Schwefelgehalt) korreliert die Emissionsminderung nicht direkt mit der Entwicklung der Brennstoffeinsätze. In den Jahren 2021 und 2022 wurde aufgrund des Kernkraftausstieges und der Gaskriese wieder mehr Stein- und Braunkohle eingesetzt. Dennoch wirkt die gesetzliche Grenzwertverschärfung 2022 deutlich emissionsmindernd. Die Frachtangaben zu SO x im PRTR basieren größtenteils auf Messungen der Betreiber. Die Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Schwefeloxid-Emissionen in die Luft 2022“ erfasst alle 50 Betriebe, die im Jahr 2022 mehr als 150 Tonnen Schwefeloxid (t SO x ) in die Luft freisetzten. Die Signaturen in der Karte zeigen die jeweilige Größenordnung der vom Betrieb in die Luft freigesetzten Schwefeloxid-Mengen: 25 Betriebe setzten zwischen > 150 und 500 t SO x frei, 13 Betriebe emittierten jeweils zwischen 501 und 1.000 t SO x , 11 Betriebe setzten zwischen 1.001 und 10.000 t SO x frei und ein Betrieb meldete eine Freisetzung von mehr als 10.000 t SO x . Schwefeloxid-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Karte: Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Schwefeloxid-Emissionen in die Luft Quelle: Umweltbundesamt Quecksilber-Emissionen in die Luft Das zur Gruppe der Schwermetalle gehörende Quecksilber (Hg) wird hauptsächlich frei, wenn Energieerzeuger fossile Brennstoffe wie Kohle für die Energieerzeugung verbrennen. Quecksilber und seine Verbindungen sind für Lebewesen teilweise sehr giftig. Die stärkste Giftwirkung geht von Methylquecksilber aus. Diese Verbindung reichert sich besonders in Fischen und Schalentieren an und gelangt so auch in unsere Nahrungskette. Die Zahl der Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen, die Hg-Emissionen in die Luft an das ⁠ PRTR ⁠ meldeten, pendelte in den Jahren 2007 bis 2022 zwischen 19 und 56. Ein Betreiber muss nur dann berichten, wenn er mehr als 10 Kilogramm Quecksilber pro Jahr (kg/Jahr) in die Luft emittiert. Im Jahr 2009 gingen die Emissionen aufgrund der gesunkenen Nachfrage nach Strom und Wärme zurück. Der Anstieg der Emissionsfrachten von 2009 auf 2010 ist der wirtschaftlichen Erholung geschuldet. Die Zahl meldender Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen und die berichtete Gesamtemissionsfracht erreichte im Jahr 2020 mit 19 Betrieben bzw. mit 2,37 Tonnen Jahresfracht den niedrigsten Stand innerhalb der Zeitreihe 2007 bis 2022, was den oben genannten Besonderheiten des Jahres 2020 geschuldet ist. Bei Betrachtung der gesamten Zeitreihe von 2007 bis 2022 ist von 2016 bis 2020 ein deutlicher Rückgang der berichteten Gesamtemissionsfrachten um rund 50% zu verzeichnen (siehe Abb. „Quecksilber-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke“). Für den Rückgang der gemeldeten Gesamtemissionsfracht bis 2020 gibt es hauptsächlich zwei Gründe: Den wesentlichen Anteil hat der deutliche Rückgang der Kohleverstromung. Weiterhin trägt die Einführung eines auf das Jahr bezogenen Quecksilbergrenzwertes dazu bei, der erstmals für das Jahr 2019 anzuwenden war, und der deutlich strenger ist als der bisherige und weiterhin parallel geltende auf den einzelnen Tag bezogene Grenzwert. Diese neue Anforderung bewirkt, dass vor allem die Kraftwerke im mitteldeutschen Braunkohlerevier – hier liegen deutlich höhere Gehalte an Quecksilber in der Rohbraunkohle vor als im rheinischen Revier – erhebliche Anstrengungen für eine weitergehende Quecksilberemissionsminderung unternehmen mussten. Infolgedessen kommt es im mitteldeutschen Revier zu einer deutlichen Minderung der spezifischen Quecksilberemissionen. Aber auch im Lausitzer Revier gingen in den Jahren 2019 und 2020 die spezifischen Quecksilberemissionen zurück. Die Gründe für den Rückgang der Anzahl meldender Wärmekraftwerke und anderen Verbrennungsanlagen sind zum einen Anlagenstilllegungen aber auch der verringerte Steinkohleeinsatz in den verbliebenen Anlagen, der dazu führt, dass einige Anlagen unter die Abschneidegrenze fallen. Der Emissionsanstieg den Jahren 2021 und 2022 ist im Wesentlichen auf den angestiegenen Braun- und Steinkohleeinsatz zurückzuführen. Daraus ergibt sich auch eine höhere Anzahl der meldenden Steinkohlenkraftwerke, die den Schwellenwert überschreiten. Im Jahr 2022 wurden im Zuge der Umsetzung der BVT Schlussfolgerungen die gesetzlichen Anforderungen nochmals deutlich verschärft. Von daher kommt es trotz einer Erhöhung des Kohleeinsatzes in Großfeuerungsanlagen von über 8 % nur zu einer leichten Zunahme der Quecksilberemissionen von 0,3 %. Der größte Teil der Betreiber ermittelt die Hg-Luftemissionen über Messungen, ein Teil jedoch auch über Berechnungen. Die Karte „Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Quecksilber-Emissionen in die Luft 2022“ erfasst die 23 Betriebe, die nach eigenen Angaben im Jahr 2022 mehr als 10 Kilogramm Quecksilber (kg Hg) in die Luft freisetzten. Die Signaturen in der Karte zeigen die jeweilige Größenordnung der vom Betrieb in die Luft freigesetzten Menge an Quecksilber: 11 Betriebe setzten zwischen > 10 und 20 kg Hg frei, 4 Betriebe emittierten zwischen 21 und 100 kg Hg, 8 Betriebe setzten zwischen 101 und 500 kg Hg. Quecksilber-Emissionen aus Kraftwerken in die Luft und Zahl der im PRTR meldenden Kraftwerke Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Karte: Standorte von PRTR-berichtspflichtigen Kraftwerken mit Quecksilber-Emissionen in die Luft Quelle: Umweltbundesamt

Luftqualität an Straßen

Wie hoch ist die Luftbelastung an den Straßen, auf denen ich gleich mit dem Fahrrad fahren möchte? Kann ich unbesorgt joggen oder spazieren gehen? Sollte ich heute auf das Autofahren verzichten, weil die Luft schon hoch belastet ist? Auf der Seite der Verkehrsinformationszentrale oder mittels der mobile Anwendung für Android-Geräte oder iPhones als App „Hauptstadtluft“ können stündlich aktualisierte Modelldaten zur Luftqualität an Berliner Hauptverkehrsstraßen abgerufen werden. Sie werden mit dem Modell IMMISmt der IVU-Umwelt GmbH in Echtzeit berechnet und basieren auf aktuellen Verkehrs-, Wetter- und Luftgütemessdaten. Die Angaben zur Belastung durch Stickstoffdioxid werden als Stundenmittelwert, Partikel (PM 10 ) als Tagesmittelwert farblich codiert angezeigt. Damit sind die Werte mit den jeweiligen Zeitspannen der gesetzlichen Kurzzeitgrenzwerte vergleichbar. Für die Darstellung wurden die Werte in sechs Klassen eingestuft – von sehr gut bis sehr schlecht. Für Nebenstraßen werden keine Werte berechnet, denn die Luftbelastung ist hier in der Regel deutlich niedriger. Die Darstellung der aktuellen Luftqualität an Hauptverkehrsstraßen ist verfügbar unter Verkehrsinformationszentrale: Luftqualität und Aktuelle Informationen zur Luftqualität in Berlin oder als mobile Anwendung (APP „Hauptstadtluft“) in den App-Stores von Google und Apple Google Play Store Apple Store Neben der Anzeige der Luftbelastung durch Stickstoffdioxid oder Partikel PM 10 bietet die App auch eine Karte mit der aktuellen Verkehrslage, d. h. ein Blick zeigt, wo es gerade Staus gibt und wo der Verkehr gut rollt. Ein Modell ist immer nur eine Annäherung an die Luftqualität, wie sie mit Messgeräten bestimmt wird. Es können daher Über- oder Unterschätzungen der tatsächlichen Luftqualität auftreten. Die Modellwerte wurden mit Messergebnissen verglichen, die Abweichungen liegen im Rahmen der vorgeschriebenen Qualitätsanforderungen. Zu den Messwerten des Berliner Luftgütemessnetzes geht es hier . Vor der stadtweiten Anwendung wurde das Modell IMMISmt auf den neusten Datenstand angepasst und überprüft. Für die Berechnung des Schadstoffausstoßes der Fahrzeuge wurden die Ergebnisse der Kennzeichenerhebungen aufbereitet. So können detaillierte Angaben zum Abgasstandard der Fahrzeuge verwendet werden. Mit Hilfe von Abgasmessungen an Fahrzeugen im Straßenverkehr (mittels Remote Sensing Detection – RSD) wurde überprüft, ob die Angaben zum Schadstoffausstoß für die Berliner Fahrzeuge zutreffend sind. Hierbei konnte im Mittel eine gute Übereinstimmung festgestellt werden. Zu den vollständigen Informationen zum Informationssystem „Hauptstadtluft – Informationen zur aktuelle Luftqualität an Straße“ hier . Für die Berechnung der Luftqualitätsdaten an Hauptverkehrsstraßen wird das Modell IMMISmt verwendet. Hierfür wurde IMMISmt zunächst aktualisiert, um die neusten Eingangsdaten zur Bestimmung des Schadstoffausstoßes verwenden zu können. Die Qualität der Modellierung wurde durch Vergleich mit gemessenen Luftqualitätsdaten überprüft. Das Projekt zur Erstellung des Informationssystems „Hauptstadtluft – Informationen zur aktuelle Luftqualität an Straße“ inklusiver von Kennzeichenerhebung und Abgasmessungen wurde aus dem “Sofortprogramm Saubere Luft 2017-2020” des Bundes im Rahmen der Förderrichtlinie “Digitalisierung kommunaler Verkehrssysteme“ bei einer Förderquote von 50 % mit einer Fördersumme von insgesamt 155.295 Euro gefördert. Gefördert durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Die Durchführung dieser Untersuchung erfolgte im Rahmen der Förder­richtlinie “Digitalisierung kommunaler Verkehrs­systeme”.

Ermittlung der Einsatzmöglichkeiten und Grenzen von Remote Sensing zur Emissionsmessung von im Verkehr befindlichen Kfz sowie die Erarbeitung von Vorschlägen zur Weiterentwicklung

Das Projekt "Ermittlung der Einsatzmöglichkeiten und Grenzen von Remote Sensing zur Emissionsmessung von im Verkehr befindlichen Kfz sowie die Erarbeitung von Vorschlägen zur Weiterentwicklung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) , Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: IVU Umwelt GmbH.Remote Sensing (RS) wird international seit einigen Jahren zur Schadstoffemissionsermittlung mit unterschiedlicher Zielsetzung angewendet und ist technologisch bereits sehr ausgereift. RS ermöglicht die Messung realer Emissionen (CO2, CO, NOx, HC, PM) im rollenden Verkehr, incl. möglicher Speicherung gewisser Daten (z.B. Kennzeichen des KFZ) und unter Berücksichtigung kinetischer Eckdaten. Das Handbuch für Emissionsfaktoren des straßengebundenen Verkehrs (HBEFA) liefert Emissionsfaktoren für die Emissionsberichterstattung und zur Berechnung von Emissionsprognosen. Dafür ist es notwendig, Aktualität und Realitätsnähe von Emissionswerten der Kraftfahrzeuge regelmäßig zu überprüfen, die sich u.a. durch Alterungserscheinungen ändern können. Bisher wurden dafür sehr kosten- und zeitaufwändig Abgasmessungen an Einzelfahrzeugen durchgeführt. RS bietet die Möglichkeit, innerhalb eines kurzen Zeitraumes Kfz-Realemissionen einer signifikant großen Menge Fahrzeuge im Straßenverkehr zu messen. Die für die aktuelle Version HBEFA 3.3 ausgewerteten RS-Daten konnten z. B. klar einen Zusammenhang zwischen Außentemperatur und Höhe der NOx-Emissionen bei betriebswarmen Motor von Diesel-Pkw aufzeigen, die es gilt, noch weiter zu untersuchen. Mit diesem Projekt soll geklärt werden, ob Messungen mit RS auch zur Validierung der Emissionsfaktoren des HBEFA herangezogen werden können. Weiterhin soll geprüft werden, ob Eckpunkte zu Nutzungsempfehlungen für Länder und Kommunen erarbeitet werden können, um so Maßnahmenpläne zur Luftqualitätsverbesserung bzw. -sicherung zu gestalten oder zu überprüfen. Die Emissionen sollten exemplarisch für ein gesamtes Stadtgebiet berechnet werden, um den Einfluss des Einsatzes sog. Abschalteinrichtungen auf die Realemissionen auch im urbanen Hintergrund zu bestimmen. Zusätzlich sollen Detailmodellierungen einzelner Straßenzüge mit hoher Belastung durchgeführt werden, um die Relevanz von höheren NOx-Realemissionen für die urbane NO2-Belastung zu bestimmen.

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