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Energiebilanz und CO2-Bilanz Nordrhein-Westfalen

In der Energiebilanz werden das Aufkommen und die Verwendung von Energieträgern in Nordrhein-Westfalen für jeweils ein Jahr möglichst lückenlos und detailliert nachgewiesen. Sie gibt Aufschluss über die energiewirtschaftlichen Veränderungen und erlaubt nicht nur Aussagen über den Verbrauch der Energieträger in den einzelnen Sektoren, sondern sie gibt ebenso Auskunft über den Fluss von der Erzeugung bis zur Verwendung in den verschiedenen Umwandlungs- und Verbrauchsbereichen. Um das wachsende Informationsbedürfnis hinsichtlich der Art und des Umfangs der den Treibhauseffekt hervorrufenden Faktoren Rechnung zu tragen, werden seit dem Bilanzjahr 1990 die energiebedingten Emissionen des wichtigsten Treibhausgases Kohlenstoffdioxid (CO2) für das Land Nordrhein-Westfalen bilanziert. Die Basis hierfür bildet wiederum die vorliegende Energiebilanz. Es werden die vom Umweltbundesamt ermittelten brennstoffspezifischen CO2-Emissionsfaktoren zur Anwendung gebracht. In Nordrhein-Westfalen wird die Energiebilanz im Auftrag des Ministeriums für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie jährlich von Information und Technik Nordrhein-Westfalen als Statistisches Landesamt erstellt. Die Daten dürfen unter der Datenlizenz Deutschland mit Namensnennung des Herausgebers IT.NRW verwendet werden.

Ship Emission Inspection with Calibration-free Optical Remote sensing, Vorhaben: Entwicklung Messsystem und Integration der Teilkomponenten in ein Gesamtsystem

Innovative Techniken: Teilvorhaben 1 - Stand der Emissionsminderungstechnik bei Abfallbehandlungsanlagen unter besonderer Berücksichtigung klimarelevanter Abgasparameter

Die in Deutschland betriebenen Abfallbehandlungsanlagen emittieren neben den klassischen Schadstoffen auch klimarelevante Gase wie Lachgas (N2O), Methan (CH4) und fossiles Kohlendioxid (CO2). Diese Abgasparameter werden von nationalen und internationalen Berichtspflichten erfasst, beruhen allerdings zum großen Teil auf veralteten bzw. insbesondere für die Parameter Lachgas und Methan auf sehr eingeschränkten Datenbasen. Mit dem Vorhaben soll der aktuelle Stand der Emissionsminderungstechnik bei Abfallbehandlungsanlagen (Verbrennungs-anlagen für Hausmüll, Klärschlamm, Sonderabfälle und Altholz sowie Bioabfallvergärungsanlagen) eruiert werden und validierte Messdaten zu CH4, N2O und CO2 sowie ggf. weiteren relevanten Abgasparametern an repräsentativen Abfallbehandlungsanlagen zur Ableitung spezifischer Emissionsfaktoren ermittelt werden. Im Hinblick auf den Parameter Lachgas, der im Rahmen der Novellierung des BVT-Merkblattes Abfallverbrennung künftig mit einer Monitoringpflicht insbesondere für Klärschlammverbrennungsanlagen versehen ist, sollen zusätzlich geeignete Maßnahmen zur Emissionsminderung bei Wirbelschichtanlagen aufgezeigt werden. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund des im Zuge der novellierten Klärschlammverordnung zu erwartendenen Ausbaus der thermischen Klärschlammbehandlung von Bedeutung. Zur Schließung von Kenntnislücken sollen darüber hinaus Emissionsmessungen an ausgewählten Anlagen zu relevanten POP (z.B. TBBPA) durchgeführt und untersucht werden, inwieweit diese Verbindungen bei der thermischen Abfallbehandlung vollständig zerstört werden können.

Energiebedingte Emissionen von Klimagasen und Luftschadstoffen

<p> <p>Als energiebedingte Emissionen bezeichnet man die Freisetzung von Treibhausgasen und Luftschadstoffen, die bei der Umwandlung von Energieträgern etwa in Strom und Wärme entstehen. Sie machten im Jahr 2023 83,5 % der deutschen Treibhausgas-Emissionen aus. Die Emissionen sind seit 1990 rückläufig. Hauptverursacher der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen ist die Energiewirtschaft.</p> </p><p>Als energiebedingte Emissionen bezeichnet man die Freisetzung von Treibhausgasen und Luftschadstoffen, die bei der Umwandlung von Energieträgern etwa in Strom und Wärme entstehen. Sie machten im Jahr 2023 83,5 % der deutschen Treibhausgas-Emissionen aus. Die Emissionen sind seit 1990 rückläufig. Hauptverursacher der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen ist die Energiewirtschaft.</p><p> "Energiebedingte Emissionen" <p>Überall, wo fossile Energieträger wie Kohle, Erdgas oder Mineralöl in elektrische oder thermische Energie (Strom- und Wärmeproduktion) umgewandelt werden, werden sogenannte „energiebedingte Emissionen“ freigesetzt. Bei diesen handelt es sich sowohl um Treibhausgase – hauptsächlich Kohlendioxid (CO2) – als auch um sogenannte klassische Luftschadstoffe. Das Verbrennen von fester, flüssiger oder gasförmiger <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biomasse">Biomasse</a> wird gemäß internationalen Bilanzierungsvorgaben als CO2-neutral bewertet. Andere dabei freigesetzte klassische Luftschadstoffe, wie zum Beispiel Stickoxide, werden jedoch bilanziert. Im Verkehrsbereich entstehen energiebedingte Emissionen durch Abgase aus Verbrennungsmotoren. Darüber hinaus entstehen energiebedingt auch sogenannte diffuse Emissionen, zum Beispiel durch die Freisetzung von Grubengas aus stillgelegten Bergwerken.</p> </p><p> Entwicklung der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen <p>Die energiebedingten Emissionen machten im Jahr 2023 83,5 % der deutschen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a>-Emissionen aus. Hauptverursacher war mit 29,5 % der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen die Energiewirtschaft, also vor allem die öffentliche Strom- und Wärmeerzeugung in Kraftwerken sowie Raffinerien (siehe Abb. „Energiebedingte Treibhausgas-Emissionen“). Die von der Energiewirtschaft ausgestoßene Menge an Treibhausgasen ist seit 1990 in der Tendenz rückläufig. Teilweise gibt es vorübergehend besonders starke Einbrüche, wie etwa im Jahr der Wirtschaftskrise 2009 oder im von der Corona-Pandemie geprägten Jahr 2020.</p> <p>Der Anteil des Sektors Verkehr lag 2023 bei 21,7 % (darunter allein der Straßenverkehr 21,1%), Industrie bei 15,7 %, private Haushalte bei 11,8 % und der Gewerbe-, Handels- und Dienstleistungssektor bei 3,4 %.</p> <p>Die energiebedingten Treibhausgas-Emissionen bestehen zu 98 % aus Kohlendioxid (CO2). Methan (CH4) und Lachgas (N2O) machen den Rest aus (CO2-Äquivalente). Methan wird zum Großteil aus sogenannten diffusen Quellen freigesetzt, vor allem bei der Kohleförderung als Grubengas. Energiebedingte Lachgas-Emissionen entstehen durch Verbrennungsprozesse. Die diffusen Emissionen sanken seit 1990. Hauptquelle der diffusen Emissionen war der Ausstoß von Methan aus Kohlegruben. Die Förderung von Kohle ging seit 1990 deutlich zurück, Grubengas wurde verstärkt aufgefangen und energetisch genutzt.</p> <p>&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_energiebed-thg-emi_2025-12-18.png"> </a> <strong> Energiebedingte Treibhausgas-Emissionen </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_energiebed-thg-emi_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF (276,98 kB)</a></li> </ul> </p><p> Energiebedingte Kohlendioxid-Emissionen durch Stromerzeugung <p>Die Emissionen von Kohlendioxid (CO2) aus der deutschen Stromerzeugung gingen seit dem Jahr 1990 im langjährigen Trend zurück (siehe Abb. „Kohlendioxid-Emissionen der fossilen Stromerzeugung"). Die Gründe hierfür liegen vor allem in der Stilllegung emissionsintensiver Braunkohlenkraftwerke in den 1990er Jahren und dem Rückgang der Stromerzeugung aus Braun- und Steinkohle in den vergangenen Jahren. Der Anteil des erzeugten Stroms aus emissionsärmeren Kraftwerken etwa auf Basis erneuerbarer Energieträger oder Erdgas ist in den letzten Jahrzehnten deutlich gestiegen. Auch der Austausch der Kraftwerkstechnik in alten, weniger effizienten Kohlekraftwerken durch effizientere Technik mit einem höheren Wirkungsgrad trug zum Rückgang der CO2-Emissionen bei.</p> <p>Der starke Ausbau der erneuerbaren Energien schlug sich zunächst nur eingeschränkt im Trend der CO2-Emissionen nieder, da die Erzeugung von Strom aus fossilen Energiequellen nicht im gleichen Maße zurückging, wie der Ausbau der erneuerbaren Energien erfolgte. Dies ist in erster Linie auf den Rückgang der Kernenergie im Rahmen des Atomausstiegs, aber etwa auch auf die damals gestiegenen Nettostromexporte zurückzuführen (siehe <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/treibhausgas-emissionen/komponentenzerlegung-treiber-energiebedingter-thg#Stromerzeugung">Komponentenzerlegung</a>). Steinkohle-Kraftwerke verzeichneten im weiteren Verlauf als Mittellast-Kraftwerke und aufgrund relativ hoher Brennstoffkosten einen sinkenden Marktanteil. Gleichzeitig stieg die Stromerzeugung aus Erdgas deutlich an. Solange die CO2-Preise niedrig waren, konnten Braunkohle-Kraftwerke verhältnismäßig preiswert Strom produzieren. Gleichzeitig wurde immer mehr erneuerbarer Strom erzeugt und der Nettostromexport ging ab 2018 zurück (siehe <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/erneuerbare-konventionelle-stromerzeugung#bruttostromerzeugung-aus-nicht-erneuerbaren-energietragern-">Entwicklung des Stromhandelssaldos</a>). Durch den deutlichen Rückgang der Kohleverstromung im Jahr 2019 unter gleichzeitigem Ausbleiben nennenswerter emissionserhöhender Treiber sanken die Kohlendioxid-Emissionen der Stromerzeugung in diesem Jahr erheblich (ausführlicher zur Struktur der Stromerzeugung siehe Artikel „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/12427">Erneuerbare und konventionelle Stromerzeugung</a>“). Im Jahr 2020 gingen die CO2-Emissionen der Stromerzeugung durch die Auswirkungen der Corona-Pandemie besonders stark zurück. In den Jahren 2021 und 2022 stiegen die Emissionen wieder an. Im Jahr 2024 lagen sie auf dem niedrigsten Wert seit 1990.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_abb_co2-emi-foss-stromerzeug-nach-et_2025-12-18.png"> </a> <strong> Kohlendioxid-Emissionen der fossilen Stromerzeugung </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_abb_co2-emi-foss-stromerzeug-nach-et_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF (356,06 kB)</a></li> </ul> </p><p> Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommixes <p>Die spezifischen Emissionen (Emissionsfaktoren) des Strommixes geben an, wie viel Treibhausgase und insbesondere CO2 insgesamt pro Kilowattstunde Strom, die in Deutschland verbraucht wird, ausgestoßen werden (siehe Abb. „Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommixes“). Der Emissionsfaktor für die Summe der Treibhausgasemissionen wird mit Vorketten ausgewiesen, der für CO2-Emissionen ohne. Das Umweltbundesamt veröffentlicht die entsprechenden Daten und die Methodik der Berechnung in der jährlich aktualisierten Publikation „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/entwicklung-der-spezifischen-treibhausgas-11">Entwicklung der spezifischen Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommix in den Jahren 1990 - 2024</a>“.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_thg-emi-strommix_2025-12-18.png"> </a> <strong> Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommixes </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_thg-emi-strommix_2025-12-18.png">Diagramm als PDF (489,58 kB)</a></li> </ul> </p><p> Starker Rückgang weiterer „klassischer“ energiebedingter Luftschadstoffe <p>Neben Treibhausgasen werden energiebedingt auch weitere Luftschadstoffe emittiert. Zu ihnen gehören Stickoxide (NOx), Schwefeldioxid (SO2), Flüchtige Organische Verbindungen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nmvoc">NMVOC</a>), Ammoniak (NH3) und Staub bzw. Feinstaub (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pm10">PM10</a>).</p> <p>Während die energiebedingten <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a>-Emissionen seit 1990 nur leicht zurückgingen, wurden die „klassischen“ Luftschadstoffe – bis auf Ammoniak (NH3) – stark vermindert (siehe Tab. „Energiebedingte Luftschadstoff-Emissionen“). Den größten Rückgang verzeichnet Schwefeldioxid (etwa 95 %).</p> <p>In der jüngsten Entwicklung hat sich der abnehmende Trend bei Luftschadstoffen deutlich abgeschwächt.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_tab_energiebed-ls-emi_2025-12-18.png"> </a> <strong> Tab: Energiebedingte Luftschadstoff-Emissionen </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_tab_energiebed-ls-emi_2025-12-18.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (81,71 kB)</a></li> </ul> </p><p> Auswirkungen energiebedingter Emissionen <p>Energiebedingte Emissionen beeinträchtigen die Umwelt in vielfältiger Weise. An erster Stelle ist die globale Erwärmung zu nennen. Werden fossile Brennstoffe gewonnen und verbrannt, so führt dies zu einer starken Freisetzung der Treibhausgase Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4), die wiederum hauptverantwortlich für den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhauseffekt">Treibhauseffekt</a> sind. Weitere erhebliche Umweltbelastungen werden durch die „klassischen Luftschadstoffe“ verursacht. Die Folgen sind Luftverschmutzung durch Feinstaub (PM10, PM2,5), Staub und Kohlenmonoxid (CO), <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/versauerung">Versauerung</a>, unter anderem durch Schwefeldioxid (SO2), Stickstoffoxide (NOx) und Ammoniak (NH3). Außerdem entsteht durch Vorläufersubstanzen wie flüchtige organische Verbindungen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/voc">VOC</a>) und Stickstoffoxide gesundheitsschädliches bodennahes Ozon (O3).</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Ship Emission Inspection with Calibration-free Optical Remote sensing

Entwicklung der spezifischen Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommix in den Jahren 1990 - 2022

Das Umweltbundesamt veröffentlicht jährlich seine Berechnungsergebnisse zur Entwicklung des Kohlendioxid-Emissionsfaktors des deutschen Strommix in der Zeitreihe ab 1990, der als Indikator für die Klimaverträglichkeit der Stromerzeugung angesehen werden kann. Er darf jedoch nicht losgelöst von der Entwicklung des Stromverbrauchs insgesamt und den gesamten aus der Stromerzeugung entstehenden Kohlendioxidemissionen betrachtet werden. Dargestellt werden daher die Kohlendioxidemissionen der Stromerzeugung, der jeweilige Stromverbrauch mit und ohne Berücksichtigung des Stromhandelssaldos und der CO2-Emissionsfaktor für den deutschen Strommix, der CO2-Emissionsfaktor für den Strominlandsverbrauch für den deutschen Strommix und der CO2-Emissionsfaktor unter Berücksichtigung des Stromhandelssaldos. Die Kohlendioxidemissionen der Stromerzeugung unter Berücksichtigung des Stromhandelssaldos werden zusätzlich ausgewiesen. Die jährliche Fortschreibung und Aktualisierung der spezifischen CO2-Emissionen des deutschen Strommix erfolgt auf Basis der Emissionen entsprechend dem Berichtsstand der Treibhausgasberichterstattung an das Klimasekretariat sowie der Stromerzeugung entsprechend der Daten der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen, des statistischen Bundesamtes und der Arbeitsgruppe Erneuerbarer Energien-Statistik (AGEE - Stat) für die Zeitreihe 1990 - 2021. Dabei werden im Veröffentlichungsjahr x für das Jahr "x-1" hochgerechnete Datensätze und für das Jahr "x-2" vorläufige Basisdatensätze zur Berechnung herangezogen. Änderungen durch Neuberechnungen der Quellen (Energiebilanzen, Bruttostromerzeugung, Emissionsfaktoren) werden - soweit sie zum Zeitpunkt der Aktualisierung veröffentlicht waren ââą Ì berücksichtigt. Eine Aktualisierung von Emissionsfaktoren in den Treibhausgasinventaren bedingt Veränderungen im Bereich der Emissionen aus der Stromerzeugung, eine Aktualisierung im Bereich der erneuerbaren Energien verursacht Rückwirkungen auf die Bruttostromerzeugung und eine Neubewertung des Stromhandelssaldos hat Veränderungen im Stromverbrauch für den deutschen Strommix zur Folge (siehe auch Kapitel ergänzende Hinweise zu den Datengrundlagen). Deutschland weist seit dem Jahr 2003 beim Stromexport einen Überschuss auf, der im Jahr 2017 mit einem Stromhandelssaldo von 52,5 TWh einen Höchststand erreicht hat und seither bis zum Jahr 2021 auf 18,6 TWh zurück gegangen und in 2022 wieder auf 27 TWh gestiegen ist. Der Anteil des Stromhandelssaldos an der Bruttostromerzeugung beziffert sich in 2022 auf 4,7 % und verursacht rund 12 Mio t. CO2 Emissionen. Um diese Menge würden sich die deutschen CO2-Emissionen aus dem Stromsektor reduzieren, wenn das Stromhandelssaldo ausgeglichen wäre. Das Jahr 2021 ist geprägt durch die Konjunkturelle Erholung nach den Folgen des Corona-Pandemie Jahres 2020. Gepaart wird diese Entwicklung mit einer vergleichsweise geringen witterungsbedingten Stromerzeugung aus Wind. Das Jahr 2022 ist wiederrum beeinflusst durch die Auswirkungen des russischen Angriffskrieges in der Ukraine. Zwar kommt es aufgrund der daraus resultierenden Gaskrise zu einer Reduktion des Stromverbrauchs, dieser wird jedoch vermehrt durch die emissionsintensive Kohle gedeckt. Quelle: Bericht

CO₂-Emissionen pro Kilowattstunde Strom stiegen in 2022

<p> <p>Berechnungen des Umweltbundesamtes (UBA) zeigen die Fortsetzung des Trends aus 2021: die spezifischen Treibhausgas-Emissionsfaktoren im deutschen Strommix erhöhten sich auch 2022. Hauptursachen sind eine höhere Stromproduktion aus Kohle, ausgelöst durch den Krieg gegen die Ukraine und die damit verbundene Gaskrise, der fortschreitende Atomausstieg und höhere Stromexporte.</p> </p><p>Berechnungen des Umweltbundesamtes (UBA) zeigen die Fortsetzung des Trends aus 2021: die spezifischen Treibhausgas-Emissionsfaktoren im deutschen Strommix erhöhten sich auch 2022. Hauptursachen sind eine höhere Stromproduktion aus Kohle, ausgelöst durch den Krieg gegen die Ukraine und die damit verbundene Gaskrise, der fortschreitende Atomausstieg und höhere Stromexporte.</p><p> <p>Die Erzeugung einer Kilowattstunde Strom verursachte 2022 durchschnittlich 434 Gramm CO2. In 2021 lag dieser Wert bei 410 und in 2020 bei 369 Gramm pro Kilowattstunde. Generell wirkte sich der verstärkte Einsatz erneuerbarer Energien positiv auf die Emissionsentwicklung der Stromerzeugung aus und trug wesentlich zur Senkung der spezifischen Emissionsfaktoren im Strommix bei. Die wirtschaftliche Erholung nach dem Pandemiejahr 2020 und die witterungsbedingte geringere Windenergieerzeugung führten zu einer vermehrten Nutzung emissionsintensiver Kohle zur Verstromung, wodurch sich die spezifischen Emissionsfaktoren im Jahr 2021 erhöhten. Diese Trendwende setzte sich im Jahr 2022 durch den verminderten Einsatz von emissionsärmeren Brennstoffen für die Stromproduktion und dem dadurch bedingten höheren Anteil von Kohle fort.</p> <p>Durch Stromexporte (vor allem nach Frankreich) stieg das Stromhandelssaldo von ca. 18 Terrawattstunden (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/twh">TWh</a>) in 2021 auf ca. 28 TWh in 2022, wodurch etwa 12 Mio. t CO2-Emissionen für Strom entstanden, der nicht in Deutschland verbraucht wurde. Das sind 4,7 Prozent der Emissionen aus der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bruttostromerzeugung">Bruttostromerzeugung</a>.</p> Die Entwicklung des Stromverbrauchs in Deutschland <p>Der Stromverbrauch stieg in der Zeit von 1990 von 479 (TWh) auf 582 TWh in 2017. Seit 2018 ist erstmalig eine Verringerung des Stromverbrauchs auf 572 TWh zu verzeichnen. Mit 511 TWh für 2020 wurde ein Tiefstand erreicht. In 2021 ist ein Anstieg des Stromverbrauchs infolge der wirtschaftlichen Erholung nach dem ersten Pandemiejahr auf 523 TWh zu verzeichnen. Um in 2022 wieder auf 513 TWh zu sinken. Der Stromverbrauch verbleibt trotz konjunktureller Schwankungen und Einsparungen infolge der Auswirkungen der Pandemie und des russischen Angriffskrieges in der Ukraine auf hohem Niveau.</p> Die Genauigkeit der Daten <p>Die vorliegenden Ergebnisse der Emissionen in Deutschland leiten sich aus der Emissionsberichterstattung des Umweltbundesamtes für Deutschland, Daten der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik, Daten der Arbeitsgemeinschaft für Energiebilanzen e.V. auf der Grundlage amtlicher Statistiken und eigenen Berechnungen für die Jahre 1990 – 2020 ab. Für das Jahr 2021 liegen vorläufige Daten vor. 2022 wurde geschätzt.</p> <p>&nbsp;</p> </p><p>Informationen für...</p>

Chem-Anorg\Soda-DE-2015

Herstellung von Soda (Natriumcarbonat), einem wichtigen Grundstoff der anorganischen Chemie. Es wird sowohl aus natürlichen Vorkommen gewonnen, als auch synthetisch hergestellt. In Deutschland wird ausschließlich die synthetische Herstellung betrieben. Ausgangsstoffe für das betrachtete Ammoniaksoda- oder Solvay-Verfahren sind Steinsalz bzw. Natriumchlorid (nach Solereinigung) und Kalkstein bzw. (nach Brennen und Löschen) Calciumhydroxid. Der in dieser Bilanz untersuchte Gesamtprozess umfaßt folgende Einzelprozesse: 1. Herstellung einer gesättigten Salzlösung: NaCl + H2O 2. Brennen des Kalksteins (das freigesetzte CO2 wird in Teilprozess 4 benötigt): CaCO3 => CaO + CO2 3. Sättigung der Salzlösung mit Ammoniak: NaCl + H2O + NH3 4. Ausfällen von Bicarbonat durch Einleiten von CO2 in die Lösung: NaCl + H2O + NH3 + CO2 à NH4Cl + NaHCO3 5. Filtern und Waschen des ausgefällten Bicarbonats 6. Thermische Zersetzung des Bicarbonats zu Soda (das freigesetzte CO2 wird in Stufe 4 zurückgeführt): 2 NaHCO3 à Na2CO3 + H2O + CO2 7. Herstellung von Kalkmilch: CaO + H2O => Ca(OH)2 8. Rückgewinnung des Ammoniaks durch Destillation der Mutterlösung aus Teilprozess 4 mit Kalkmilch (das freigesetzte Ammoniak wird in Stufe 3 wieder eingesetzt): 2 NH4Cl + Ca(OH)2 => 2NH3 + CaCl2 + 2H2O Die nach der Destillation verbleibende Lösung wird meist in ihrer Gesamtheit verworfen, da - abhängig von der Nachfrage - nur ein kleiner Teil zur Herstellung von CaCl2 genutzt werden kann. Vereinfacht kann der gesamte Prozess durch die folgende Summengleichung beschrieben werden: 2 NaCl + CaCO3 => Na2CO3 + CaCl2 Dabei verläuft die Reaktion in wässriger Lösung aufgrund der geringen Löslichkeit des Calciumcarbonats von rechts nach links. Daher wird Ammoniak als Promotor der Bildung von Natriumbicarbonat über das Zwischenprodukt Ammoniumbicarbonat eingesetzt (vgl. #2). Im Jahr 1992 standen einer Inlandsproduktion von über 1,2 Mio t (alte Bundesländer) ein Import von 0,25 Mio t (60 % davon aus den USA) und ein Export von ca. 0,02 Mio t gegenüber. Vor diesem Hintergrund wird es als legitim angesehen, bei der Sachbilanz des Soda für Deutschland lediglich die Daten für die synthetische Sodaherstellung zu verwenden. Bilanziert wurde die Soda-Herstellung von der Firma Solvay Alkali GmbH, die nach der ETH zitiert wird (#1). In dieser Bilanz wird der gesamte Prozeß der Sodaherstellung einschließlich der Teilanlagen der Solereinigung, dem Kalkofen und der Energieerzeugung in einem industriellen Kraftwerk mit Kraft-Wärme-Kopplung bilanziert. Dabei werden Steinkohle und Erdgas als Energieträger eingesetzt. Allokation: keine Massenbilanz: Als Rohstoffe zur Soda-Herstellung werden bezogen auf eine Tonne Soda ca. 1550 kg Steinsalz und 1130 kg Kalkstein benötigt (#1). Energiebedarf: Der Energiebedarf der Sodaherstellung, wie sie in diesem Projekt bilanziert wird, wird über Erdgas, Steinkohle und Steinkohlenkoks gedeckt. Da die Energieumwandlung bereits in der Bilanzierung enthalten ist, ist lediglich die Bereitstellung de Energieträger noch zu bilanzieren. Der Energiebedarf nach Solvay setzt sich folgendermaßen zusammen: Energiebedarf der Sodaherstellung (nach #1) Energieträger m³ bzw. kg/ t Produkt GJ/t Produkt Erdgas 28,2 (m³) 1,094 Steinkohle (Vollwert) 270 (kg) 7,938 Steinkohlenkoks 80 (kg) 2,224 Summe 11,256 Die Prozesse zur Sodaherstellung haben folglich einen Energiebedarf von 11,26 GJ/t Soda. Für die Sodaherstellung in Europa kann eine Spannweite von 10-14 GJ/t angegeben werden. Bei den deutschen Herstellern besteht das Bestreben die Energiebereitstellung mehr und mehr über Gas zu decken (Solvay 1996). Prozessbedingte Luftemissionen: Die Luftemissionen werden zum größten Teil durch die Bereitstellung bzw. Umwandlung der Energie verursacht. Dabei werden von Solvay folgende Emissionsfaktoren angegeben: Schadstoff Menge in kg/t Produkt CO2 800 CO 7 SO2 2 NOx 1,8 Staub 0,25 Zusätzlich wird noch CO2 beim Brennen des Kalkes freigesetzt, das nicht im chemisch im Soda gemäß Gleichung 4. gebunden werden kann. Die Menge wird von Solvay mit 176 kg/t Produkt angegeben (#1). Dieser Wert wird in GEMIS übernommen. Wasserinanspruchnahme: Wasser wird vorwiegend zur Bereitstellung von Prozeßdampf und als Kühlwasser in einer Reihe von Einzelprozessen eingesetzt. Der Wasserbedarf ist dadurch relativ hoch. Pro Tonne Soda werden 62,6 m³ Wasser benötigt (#1). Abwasserparameter: Eine organische Belastung des Abwassers, die sich mit den in GEMIS bilanzierten Summenparametern messen läßt, ist nicht zu rechnen. In der Bilanz von Solvay werden ausschließlich anorganische Verunreinigungen aufgeführt. Vor allem die Chloridfracht über das Abwasser ist bemerkenswert. Pro Tonne Natriumcarbonat werden über Calciumchlorid ca. 950 kg Chlorid über das Abwasser emittiert (#1). Reststoffe: Als Reststoffe aus den Prozessen um die Sodaherstellung fällt Asche aus der Verbrennung der Kohle an (6 kg/t P). Weiterhin verbleiben Rückstände des Kalksteins (20 kg/t P) und sog. Downcyclate (22 kg/t P). Bei den Downcyclaten handelt es sich um Produktionsrückstände, die teilweise im Straßenbau eingesetzt werden können. Sie werden in GEMIS allerdings als Reststoff und nicht als Produkt verbucht. Insgesamt fallen somit ca. 48 kg Reststoffe pro Tonne Soda an (#1). Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2015 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 64,5% Produkt: Grundstoffe-Chemie

Chem-Anorg\Soda-DE-2050

Herstellung von Soda (Natriumcarbonat), einem wichtigen Grundstoff der anorganischen Chemie. Es wird sowohl aus natürlichen Vorkommen gewonnen, als auch synthetisch hergestellt. In Deutschland wird ausschließlich die synthetische Herstellung betrieben. Ausgangsstoffe für das betrachtete Ammoniaksoda- oder Solvay-Verfahren sind Steinsalz bzw. Natriumchlorid (nach Solereinigung) und Kalkstein bzw. (nach Brennen und Löschen) Calciumhydroxid. Der in dieser Bilanz untersuchte Gesamtprozess umfaßt folgende Einzelprozesse: 1. Herstellung einer gesättigten Salzlösung: NaCl + H2O 2. Brennen des Kalksteins (das freigesetzte CO2 wird in Teilprozess 4 benötigt): CaCO3 => CaO + CO2 3. Sättigung der Salzlösung mit Ammoniak: NaCl + H2O + NH3 4. Ausfällen von Bicarbonat durch Einleiten von CO2 in die Lösung: NaCl + H2O + NH3 + CO2 à NH4Cl + NaHCO3 5. Filtern und Waschen des ausgefällten Bicarbonats 6. Thermische Zersetzung des Bicarbonats zu Soda (das freigesetzte CO2 wird in Stufe 4 zurückgeführt): 2 NaHCO3 à Na2CO3 + H2O + CO2 7. Herstellung von Kalkmilch: CaO + H2O => Ca(OH)2 8. Rückgewinnung des Ammoniaks durch Destillation der Mutterlösung aus Teilprozess 4 mit Kalkmilch (das freigesetzte Ammoniak wird in Stufe 3 wieder eingesetzt): 2 NH4Cl + Ca(OH)2 => 2NH3 + CaCl2 + 2H2O Die nach der Destillation verbleibende Lösung wird meist in ihrer Gesamtheit verworfen, da - abhängig von der Nachfrage - nur ein kleiner Teil zur Herstellung von CaCl2 genutzt werden kann. Vereinfacht kann der gesamte Prozess durch die folgende Summengleichung beschrieben werden: 2 NaCl + CaCO3 => Na2CO3 + CaCl2 Dabei verläuft die Reaktion in wässriger Lösung aufgrund der geringen Löslichkeit des Calciumcarbonats von rechts nach links. Daher wird Ammoniak als Promotor der Bildung von Natriumbicarbonat über das Zwischenprodukt Ammoniumbicarbonat eingesetzt (vgl. #2). Im Jahr 1992 standen einer Inlandsproduktion von über 1,2 Mio t (alte Bundesländer) ein Import von 0,25 Mio t (60 % davon aus den USA) und ein Export von ca. 0,02 Mio t gegenüber. Vor diesem Hintergrund wird es als legitim angesehen, bei der Sachbilanz des Soda für Deutschland lediglich die Daten für die synthetische Sodaherstellung zu verwenden. Bilanziert wurde die Soda-Herstellung von der Firma Solvay Alkali GmbH, die nach der ETH zitiert wird (#1). In dieser Bilanz wird der gesamte Prozeß der Sodaherstellung einschließlich der Teilanlagen der Solereinigung, dem Kalkofen und der Energieerzeugung in einem industriellen Kraftwerk mit Kraft-Wärme-Kopplung bilanziert. Dabei werden Steinkohle und Erdgas als Energieträger eingesetzt. Allokation: keine Massenbilanz: Als Rohstoffe zur Soda-Herstellung werden bezogen auf eine Tonne Soda ca. 1550 kg Steinsalz und 1130 kg Kalkstein benötigt (#1). Energiebedarf: Der Energiebedarf der Sodaherstellung, wie sie in diesem Projekt bilanziert wird, wird über Erdgas, Steinkohle und Steinkohlenkoks gedeckt. Da die Energieumwandlung bereits in der Bilanzierung enthalten ist, ist lediglich die Bereitstellung de Energieträger noch zu bilanzieren. Der Energiebedarf nach Solvay setzt sich folgendermaßen zusammen: Energiebedarf der Sodaherstellung (nach #1) Energieträger m³ bzw. kg/ t Produkt GJ/t Produkt Erdgas 28,2 (m³) 1,094 Steinkohle (Vollwert) 270 (kg) 7,938 Steinkohlenkoks 80 (kg) 2,224 Summe 11,256 Die Prozesse zur Sodaherstellung haben folglich einen Energiebedarf von 11,26 GJ/t Soda. Für die Sodaherstellung in Europa kann eine Spannweite von 10-14 GJ/t angegeben werden. Bei den deutschen Herstellern besteht das Bestreben die Energiebereitstellung mehr und mehr über Gas zu decken (Solvay 1996). Prozessbedingte Luftemissionen: Die Luftemissionen werden zum größten Teil durch die Bereitstellung bzw. Umwandlung der Energie verursacht. Dabei werden von Solvay folgende Emissionsfaktoren angegeben: Schadstoff Menge in kg/t Produkt CO2 800 CO 7 SO2 2 NOx 1,8 Staub 0,25 Zusätzlich wird noch CO2 beim Brennen des Kalkes freigesetzt, das nicht im chemisch im Soda gemäß Gleichung 4. gebunden werden kann. Die Menge wird von Solvay mit 176 kg/t Produkt angegeben (#1). Dieser Wert wird in GEMIS übernommen. Wasserinanspruchnahme: Wasser wird vorwiegend zur Bereitstellung von Prozeßdampf und als Kühlwasser in einer Reihe von Einzelprozessen eingesetzt. Der Wasserbedarf ist dadurch relativ hoch. Pro Tonne Soda werden 62,6 m³ Wasser benötigt (#1). Abwasserparameter: Eine organische Belastung des Abwassers, die sich mit den in GEMIS bilanzierten Summenparametern messen läßt, ist nicht zu rechnen. In der Bilanz von Solvay werden ausschließlich anorganische Verunreinigungen aufgeführt. Vor allem die Chloridfracht über das Abwasser ist bemerkenswert. Pro Tonne Natriumcarbonat werden über Calciumchlorid ca. 950 kg Chlorid über das Abwasser emittiert (#1). Reststoffe: Als Reststoffe aus den Prozessen um die Sodaherstellung fällt Asche aus der Verbrennung der Kohle an (6 kg/t P). Weiterhin verbleiben Rückstände des Kalksteins (20 kg/t P) und sog. Downcyclate (22 kg/t P). Bei den Downcyclaten handelt es sich um Produktionsrückstände, die teilweise im Straßenbau eingesetzt werden können. Sie werden in GEMIS allerdings als Reststoff und nicht als Produkt verbucht. Insgesamt fallen somit ca. 48 kg Reststoffe pro Tonne Soda an (#1). Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2050 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 64,5% Produkt: Grundstoffe-Chemie

Chem-Anorg\Soda-DE-2010

Herstellung von Soda (Natriumcarbonat), einem wichtigen Grundstoff der anorganischen Chemie. Es wird sowohl aus natürlichen Vorkommen gewonnen, als auch synthetisch hergestellt. In Deutschland wird ausschließlich die synthetische Herstellung betrieben. Ausgangsstoffe für das betrachtete Ammoniaksoda- oder Solvay-Verfahren sind Steinsalz bzw. Natriumchlorid (nach Solereinigung) und Kalkstein bzw. (nach Brennen und Löschen) Calciumhydroxid. Der in dieser Bilanz untersuchte Gesamtprozess umfaßt folgende Einzelprozesse: 1. Herstellung einer gesättigten Salzlösung: NaCl + H2O 2. Brennen des Kalksteins (das freigesetzte CO2 wird in Teilprozess 4 benötigt): CaCO3 => CaO + CO2 3. Sättigung der Salzlösung mit Ammoniak: NaCl + H2O + NH3 4. Ausfällen von Bicarbonat durch Einleiten von CO2 in die Lösung: NaCl + H2O + NH3 + CO2 à NH4Cl + NaHCO3 5. Filtern und Waschen des ausgefällten Bicarbonats 6. Thermische Zersetzung des Bicarbonats zu Soda (das freigesetzte CO2 wird in Stufe 4 zurückgeführt): 2 NaHCO3 à Na2CO3 + H2O + CO2 7. Herstellung von Kalkmilch: CaO + H2O => Ca(OH)2 8. Rückgewinnung des Ammoniaks durch Destillation der Mutterlösung aus Teilprozess 4 mit Kalkmilch (das freigesetzte Ammoniak wird in Stufe 3 wieder eingesetzt): 2 NH4Cl + Ca(OH)2 => 2NH3 + CaCl2 + 2H2O Die nach der Destillation verbleibende Lösung wird meist in ihrer Gesamtheit verworfen, da - abhängig von der Nachfrage - nur ein kleiner Teil zur Herstellung von CaCl2 genutzt werden kann. Vereinfacht kann der gesamte Prozess durch die folgende Summengleichung beschrieben werden: 2 NaCl + CaCO3 => Na2CO3 + CaCl2 Dabei verläuft die Reaktion in wässriger Lösung aufgrund der geringen Löslichkeit des Calciumcarbonats von rechts nach links. Daher wird Ammoniak als Promotor der Bildung von Natriumbicarbonat über das Zwischenprodukt Ammoniumbicarbonat eingesetzt (vgl. #2). Im Jahr 1992 standen einer Inlandsproduktion von über 1,2 Mio t (alte Bundesländer) ein Import von 0,25 Mio t (60 % davon aus den USA) und ein Export von ca. 0,02 Mio t gegenüber. Vor diesem Hintergrund wird es als legitim angesehen, bei der Sachbilanz des Soda für Deutschland lediglich die Daten für die synthetische Sodaherstellung zu verwenden. Bilanziert wurde die Soda-Herstellung von der Firma Solvay Alkali GmbH, die nach der ETH zitiert wird (#1). In dieser Bilanz wird der gesamte Prozeß der Sodaherstellung einschließlich der Teilanlagen der Solereinigung, dem Kalkofen und der Energieerzeugung in einem industriellen Kraftwerk mit Kraft-Wärme-Kopplung bilanziert. Dabei werden Steinkohle und Erdgas als Energieträger eingesetzt. Allokation: keine Massenbilanz: Als Rohstoffe zur Soda-Herstellung werden bezogen auf eine Tonne Soda ca. 1550 kg Steinsalz und 1130 kg Kalkstein benötigt (#1). Energiebedarf: Der Energiebedarf der Sodaherstellung, wie sie in diesem Projekt bilanziert wird, wird über Erdgas, Steinkohle und Steinkohlenkoks gedeckt. Da die Energieumwandlung bereits in der Bilanzierung enthalten ist, ist lediglich die Bereitstellung de Energieträger noch zu bilanzieren. Der Energiebedarf nach Solvay setzt sich folgendermaßen zusammen: Energiebedarf der Sodaherstellung (nach #1) Energieträger m³ bzw. kg/ t Produkt GJ/t Produkt Erdgas 28,2 (m³) 1,094 Steinkohle (Vollwert) 270 (kg) 7,938 Steinkohlenkoks 80 (kg) 2,224 Summe 11,256 Die Prozesse zur Sodaherstellung haben folglich einen Energiebedarf von 11,26 GJ/t Soda. Für die Sodaherstellung in Europa kann eine Spannweite von 10-14 GJ/t angegeben werden. Bei den deutschen Herstellern besteht das Bestreben die Energiebereitstellung mehr und mehr über Gas zu decken (Solvay 1996). Prozessbedingte Luftemissionen: Die Luftemissionen werden zum größten Teil durch die Bereitstellung bzw. Umwandlung der Energie verursacht. Dabei werden von Solvay folgende Emissionsfaktoren angegeben: Schadstoff Menge in kg/t Produkt CO2 800 CO 7 SO2 2 NOx 1,8 Staub 0,25 Zusätzlich wird noch CO2 beim Brennen des Kalkes freigesetzt, das nicht im chemisch im Soda gemäß Gleichung 4. gebunden werden kann. Die Menge wird von Solvay mit 176 kg/t Produkt angegeben (#1). Dieser Wert wird in GEMIS übernommen. Wasserinanspruchnahme: Wasser wird vorwiegend zur Bereitstellung von Prozeßdampf und als Kühlwasser in einer Reihe von Einzelprozessen eingesetzt. Der Wasserbedarf ist dadurch relativ hoch. Pro Tonne Soda werden 62,6 m³ Wasser benötigt (#1). Abwasserparameter: Eine organische Belastung des Abwassers, die sich mit den in GEMIS bilanzierten Summenparametern messen läßt, ist nicht zu rechnen. In der Bilanz von Solvay werden ausschließlich anorganische Verunreinigungen aufgeführt. Vor allem die Chloridfracht über das Abwasser ist bemerkenswert. Pro Tonne Natriumcarbonat werden über Calciumchlorid ca. 950 kg Chlorid über das Abwasser emittiert (#1). Reststoffe: Als Reststoffe aus den Prozessen um die Sodaherstellung fällt Asche aus der Verbrennung der Kohle an (6 kg/t P). Weiterhin verbleiben Rückstände des Kalksteins (20 kg/t P) und sog. Downcyclate (22 kg/t P). Bei den Downcyclaten handelt es sich um Produktionsrückstände, die teilweise im Straßenbau eingesetzt werden können. Sie werden in GEMIS allerdings als Reststoff und nicht als Produkt verbucht. Insgesamt fallen somit ca. 48 kg Reststoffe pro Tonne Soda an (#1). Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2010 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 64,5% Produkt: Grundstoffe-Chemie

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