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s/carbon dioxid removal/carbon dioxide removal/gi

Regionale und energieautarke Produktion von grünem Wasserstoff durch die direkte Kopplung eines Moduls zur Methanpyrolyse an eine Biogasanlage, Teilvorhaben: Entwicklung des Gesamtkonzepts der Pilotanlage, des Umschaltmodus und der Gasreinigung der Pyrolyseprodukte

Die verstärkte Umwandlung von Biomasse in hochwertige Energieträger und hier vor allem in Wasserstoff wird in den nächsten Jahren eine entscheidende Rolle in der Erreichung der nationalen Ziele zur Emissionsreduktion spielen. Durch die Verwendung von biogenen Rest- und Abfallstoffen zur Produktion von Biogas wird bereits ein wichtiger Beitrag geleistet. Das resultierende Biogas wird durch seine Verbrennung jedoch fast ausschließlich für die Erzeugung von Strom und Wärme verwendet, wodurch somit erneut CO2 freigesetzt wird. Ein entscheidender Beitrag für die Reduktion der Treibhausgasemission kann mithilfe dieses Vorgehens folglich nicht geleistet werden. Aus diesem Grund ist das Ziel des Projekts die Entwicklung eines energieautarken Plasma-Pyrolyse Moduls zur Erzeugung von grünem Wasserstoff aus Biomasse mit gleichzeitiger CO2-Entnahme in Form von immobilisiertem Kohlenstoff. Hierfür wird innerhalb der Projektarbeiten eine innovative Verfahrenskette aus Biogasaufbereitung, Umsetzung des Biomethans zu Wasserstoff über einen Mikrowellen-Pyrolysereaktor und die Reinigung des Wasserstoffs entwickelt. Zusätzlich wird die Stromerzeugung für den Spaltungsprozess über ein angegliedertes BHKW entwickelt und dieses Gesamtverfahren zu einer Pilotanlage zusammenführt. Durch die Kopplung des Reaktors an Biogasanlagen wird erstmals die Möglichkeit einer dezentralen Wasserstoff-Produktion mit negativem CO2-Fußabdruck geschaffen und praxisnah demonstriert.

CO2-Entnahme durch Alkalinitätserhöhung - Potenzial, Nutzen und Risiken, Leitantrag;' Vorhaben: Benthische Prozessstudien und globale Modellierung von Alkalinisierung'

REFOPLAN 2022 - Ressortforschungsplan 2022, Erforschung und Bewertung potenzieller Maßnahmen zur Erhöhung der Kohlenstoffaufnahme mariner Ökosysteme unter dem Aspekt ihrer ökologischen Auswirkungen und naturschutzfachlichen Möglichkeiten in der deutschen Nordsee

Pflanzenkohle

<p>Pflanzenkohle möglichst umweltfreundlich kaufen oder herstellen</p><p>Was Sie bei Pflanzenkohle beachten sollten</p><p><ul><li>Kaufen Sie nur zertifizierte Pflanzenkohle (EBC-Siegel). Dies garantiert, dass Schadstoffgehalte geprüft und Grenzwerte eingehalten werden.</li><li>Wenn Sie selbst Pflanzenkohle herstellen wollen, nutzen Sie dafür geeignete Behälter und halten Sie sich streng an die Herstellervorgaben, um gesundheitsschädliche Emissionen gering zu halten.</li><li>Geben Sie Gehölzschnitt in die öffentliche Grünschnittabfuhr und legen Sie nach Möglichkeit Totholzhecken in ihrem Garten an.</li></ul></p><p>Gewusst wie</p><p>Pflanzenkohle entsteht durch die unvollständige Verbrennung ("Verkohlung" bzw. "Pyrolyse") von Pflanzenmaterial wie z.B. Gehölzschnitt. Durch ihre poröse Struktur und ihre große innere Oberfläche kann sie Wasser und Nährstoffe speichern und Schadstoffe binden, d.h. die Wasser- und Nährstoffspeicherkapazität des Bodens wird durch Einbringung von Pflanzenkohle erhöht. Im Gegensatz zu Kompost wird der Kohlenstoff von Pflanzenkohle beim Einbringen in den Boden kaum zu CO2 umgewandelt. Dadurch kann der Einsatz von Pflanzenkohle unter bestimmten Bedingungen zur CO2-Bindung beitragen und die Humusbildung unterstützen. Allerdings enthält Pflanzenkohle selbst kaum pflanzenverfügbare Nährstoffe. Sie muss in einem weiteren Schritt mit Nährstoffen beladen werden.</p><p>Bei der <strong>Herstellung von Pflanzenkohle</strong> können Luftschadstoffe wie Feinstaub und Kohlenmonoxid, aber auch klimaschädliches Methan entstehen. Dies kann durch einen sachgemäßen Umgang weitestgehend reduziert werden. Daher ist es wichtig, beim Erwerb von Pflanzenkohle auf zertifizierte Produkte zu achten oder sich bei der eigenen Herstellung streng an die Herstellervorgaben zu halten. Denn bei unsachgemäßer Herstellung können neben erhöhten Emissionen auch Grenzwerte für Schadstoffe in der Pflanzenkohle überschritten werden, die sich dann permanent im Boden befinden.</p><p><p><strong>Siegel beachten:</strong> Kaufen Sie für die Anwendung im Garten nur Pflanzenkohle, die mit dem EBC-Siegel zertifiziert ist. Dieser Standard garantiert, dass die Pflanzenkohle bei der Herstellung und bezüglich Schadstoffgehalt allgemeinen Umweltanforderungen entspricht. Die Herstellung in modernen Pyrolyseanlagen hat gegenüber handwerklichen Herstellungsmethoden den Vorteil, dass der Pyrolyseprozess technisch kontrolliert und gesteuert werden kann. Zudem können auch die "⁠Nebenprodukte⁠" (Pyrolyseöle, Pyrolysegase und Abwärme) genutzt werden. Dadurch haben moderne Pyrolyseanlagen einen höheren Wirkungsgrad und die Schadstoffgehalte in der Abluft und in der Pflanzenkohle liegen unter den Grenzwerten.</p></p><p><strong>Siegel beachten:</strong> Kaufen Sie für die Anwendung im Garten nur Pflanzenkohle, die mit dem EBC-Siegel zertifiziert ist. Dieser Standard garantiert, dass die Pflanzenkohle bei der Herstellung und bezüglich Schadstoffgehalt allgemeinen Umweltanforderungen entspricht. Die Herstellung in modernen Pyrolyseanlagen hat gegenüber handwerklichen Herstellungsmethoden den Vorteil, dass der Pyrolyseprozess technisch kontrolliert und gesteuert werden kann. Zudem können auch die "⁠Nebenprodukte⁠" (Pyrolyseöle, Pyrolysegase und Abwärme) genutzt werden. Dadurch haben moderne Pyrolyseanlagen einen höheren Wirkungsgrad und die Schadstoffgehalte in der Abluft und in der Pflanzenkohle liegen unter den Grenzwerten.</p><p><strong>Dauerhafte CO2-Bindung durch Zusatzzertifikate:</strong> Pflanzenkohle kann – z.B. kleinteilig in den Boden ausgebracht – dauerhaft CO2 speichern. Im Rahmen der freiwilligen CO2-Kompensation können entsprechende Projekte unterstützt werden. Hierfür gibt es Plattformen, die nicht nur die Qualität der Pflanzenkohle (EBC-Siegel), sondern auch die nicht-rückholbare Ausbringung zertifizieren. Das ist für den Klimaschutznutzen wichtig, da Pflanzenkohle prinzipiell auch verbrannt werden kann, so dass der Kohlenstoff wieder vollständig als CO2 entweichen würde.</p><p>Bei eigener Herstellung <strong>an Herstellerempfehlungen halten</strong>: Wenn Sie Pflanzenkohle selbst herstellen möchten, sollten Sie sich vorab intensiv mit dem Herstellungsprozess und der richtigen Praxis vertraut machen. Das Ithaka Institut in der Schweiz bietet z. B. entsprechende Hintergrundinformationen und eine <a href="https://www.ithaka-institut.org/de/ct/109-Bedienungsanleitung%20">Bedienungsanleitung</a>&nbsp;an. Am besten lassen Sie sich den Herstellungsprozess von erfahrenen Personen zeigen. So schaffen Sie die Voraussetzungen, dass Sie nicht nur eine möglichst große Ausbeute, sondern auch eine Pflanzenkohle mit guter Qualität und geringer Schadstoffbelastung erhalten. Denn auch wenn das Grundprinzip einfach ist und seit Jahrtausenden praktiziert wird, kann man aus Umweltsicht einiges falsch machen. Statt eines korrekt ablaufenden Verkohlungsprozesses kann ein qualmendes Lagerfeuer mit unnötiger Schadstoffbelastung das Resultat sein.</p><p><strong>Folgende Punkte sind für eine gute Verkohlung besonders entscheidend:</strong></p><p>Aufgrund der hohen Anschaffungskosten eignet sich die handwerkliche Herstellung von Pflanzenkohle am ehesten für Gartengemeinschaften wie z. B. Kleingartenvereine. Verschiedene Vereine oder Verbände bieten Seminare oder Informationen hierzu an.</p><p><strong>Abstand halten:</strong> Bedenken Sie bezüglich der Rauchentwicklung, dass Sie genügend Abstand zu Lüftungsöffnungen (Fenster und Türen), zu Gartennachbarn sowie zu brennbaren Objekten (Bäume, Büsche, Häuser, Schuppen) einhalten. Wie bei jedem offenen Feuer sollte mindestens eine Person das Feuer immer im Blick haben, um eingreifen zu können, falls etwas passiert.</p><p><strong>Entsorgen Sie Grünschnitt fachgerecht:</strong> Kleinere Mengen an Grünschnitt können Sie fachgerecht z.B. über die Biotonne entsorgen oder selber kompostieren. Durch die Untermischung von holzigem Material wird die Durchlüftung und damit der Rotteprozess des Komposts verbessert. Für größere Mengen Grünschnitt bieten Kommunen gesonderte Entsorgungsmöglichkeiten an. Wenn Sie genügend Platz in Ihrem Garten haben, können Sie eine ⁠Totholz⁠(h)ecke anlegen. Sie schaffen damit einen wichtigen Lebens- und Rückzugsraum u.a. für Kleingetier wie Kröten und Eidechsen sowie für viele Insekten.</p><p><strong>Was Sie noch tun können:&nbsp;</strong></p><p>Hintergrund</p><p><strong>Umweltsituation:</strong>&nbsp;Pflanzenkohle stellt eine Option zur Entnahme von CO2 aus der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ ("Removal") und zur langfristigen Speicherung von Kohlenstoff dar, wenn sichergestellt werden kann, dass sie nicht verbrannt wird. Die Pflanzenkohle wird durch Pyrolyse, also Verkohlung von ⁠Biomasse (z.B. Holz) ⁠hergestellt.</p><p>Dabei entstehen – neben der Pflanzenkohle – auch unerwünschte Abgase und Schadstoffe wie Kohlenmonoxid, Feinstaub und Kohlenwasserstoffe. Dem Nutzen für das ⁠Klima⁠ stehen demnach Risiken wie die Belastung der Böden, der Luft und des Grundwassers mit Schadstoffen gegenüber. Vor allem durch Fehlbedienung kann es zu einer ungewollten Qualm-Entwicklung und zu unnötiger Schadstoffbelastung der Pflanzenkohle mit Polyzyklisch Aromatischen Kohlenwasserstoffen (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=PAK#alphabar">PAK</a>⁠) kommen. Daher ist es aus Umweltsicht besonders wichtig, hohe Anforderungen bezüglich des Ausgangsmaterials, der Herstellung als auch in Bezug auf die Ausbringung z. B. in Böden zu legen. Im European Biochar Certificate (EBC) werden Anforderungen an das Ausgangsmaterial als auch Grenzwerte für einzelne Schadstoffe in der Pflanzenkohle sowie der Kontrollumfang an die herstellenden Anlagen festgelegt.</p><p><strong>Gesetzeslage:&nbsp;</strong>Pflanzenkohle ist in der EU als Bodenhilfsstoff zugelassen. Die detaillierten Voraussetzungen und Anforderungen sind in der EU-Düngemittelverordnung (<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/HTML/?uri=CELEX:02019R1009-20230316#tocId413%20">EU-Verordnung 2019/1009</a>) geregelt.</p>

Emissionen der Landnutzung, -änderung und Forstwirtschaft

<p>Wälder, Böden und ihre Vegetation speichern Kohlenstoff. Bei intensiver Nutzung wird Kohlendioxid freigesetzt. Maßnahmen, die die Freisetzung verhindern sollen, richten sich vor allem auf eine nachhaltige Bewirtschaftung der Wälder, den Erhalt von Dauergrünland, bodenschonende Bearbeitungsmethoden im Ackerbau, eine Reduzierung der Entwässerung und Wiedervernässung von Moorböden.</p><p>Bedeutung von Landnutzung und Forstwirtschaft</p><p>Der Kohlenstoffzyklus stellt im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimawandel/klima-treibhauseffekt">komplexen Klimasystem</a> unserer Erde ein regulierendes Element dar. Durch die Vegetation wird Kohlendioxid (CO2) aus der Luft mittels ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Photosynthese#alphabar">Photosynthese</a>⁠ gebunden und durch natürlichen mikrobiellen Abbau freigesetzt. Zu den größten globalen Kohlenstoffspeichern gehören Meere, Böden und Waldökosysteme. Wälder bedecken weltweit ca. 31 % der Landoberfläche (siehe <a href="https://www.fao.org/documents/card/en/c/ca8642en">FAO Report 2020</a>). Bedingt durch einen höheren Biomassezuwachs wirken insbesondere ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=boreale#alphabar">boreale</a>⁠ Wälder in der nördlichen Hemisphäre als Kohlendioxid-Senken. Nach § 1.8 des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/internationale-klimapolitik/klimarahmenkonvention-der-vereinten-nationen-unfccc">Klimarahmenabkommens der Vereinten Nationen</a> werden Senken als Prozesse, Aktivitäten oder Mechanismen definiert, die Treibhausgase (THG), ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Aerosole#alphabar">Aerosole</a>⁠ oder Vorläufersubstanzen von Treibhausgasen aus der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ entfernen. Im Boden wird Kohlenstoff langfristig durch sog. Humifizierungsprozesse eingebaut. Global ist etwa fünfmal mehr Kohlenstoff im Boden gespeichert als in der Vegetation (siehe <a href="https://www.ipcc.ch/report/land-use-land-use-change-and-forestry/">IPCC Special Report on Land Use, Land Use Change and Forestry</a>). Boden kann daher als wichtigster Kohlenstoffspeicher betrachtet werden. Natürliche Mineralisierungsprozesse führen im Boden zum Abbau der organischen Bodensubstanz und zur Freisetzung der Treibhausgase CO2, Methan und Lachgas. Der Aufbau und Abbau organischer Substanz steht in einem dynamischen Gleichgewicht.</p><p>Die voran genannten Prozesse werden in der Treibhausgasberichterstattung unter der Kategorie/Sektor „Landnutzung, ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzungsnderung#alphabar">Landnutzungsänderung</a>⁠ und Forstwirtschaft“ (kurz ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=LULUCF#alphabar">LULUCF</a>⁠) bilanziert.</p><p>Modellierung von Treibhausgas-Emissionen aus Landnutzungsänderung </p><p>Jährliche Veränderungen des nationalen Kohlenstoffhaushalts, die durch Änderungen der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzung#alphabar">Landnutzung</a>⁠ entstehen, werden über ein Gleichgewichtsmodell berechnet, welches für Deutschland auf einem Stichprobensystem mit rund 36 Millionen Stichprobenpunkten basiert. Für die Kartenerstellung der Landnutzung und -bedeckung werden zunehmend satellitengestützte Daten eingesetzt, um so die realen Gegebenheiten genauer abbilden zu können. Die nationalen Flächen werden in die Kategorien Wald, Acker- sowie Grünland, Feuchtgebiete, Siedlungen und Flächen anderer Nutzung unterteilt (siehe auch <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/flaeche-boden-land-oekosysteme/flaeche/struktur-der-flaechennutzung">Struktur der Flächennutzung</a>). Die Bilanzierung (Netto) erfolgt über die Summe der jeweiligen Zu- bzw. Abnahmen der Kohlenstoffpools (ober- und unterirdische ⁠Biomasse⁠, ⁠Totholz⁠, Streu, organische und mineralische Böden und Holzprodukte) in den verschiedenen Landnutzungskategorien.</p><p>Allgemeine Emissionsentwicklung</p><p>Der Verlauf der Nettoemissionen von 1990 bis 2023 zeigt, dass der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=LULUCF#alphabar">LULUCF</a>⁠-Sektor in den meisten Jahren als Nettoquelle für Treibhausgase fungierte. Hauptquellen sind die Emissionen aus den landwirtschaftlich genutzten Flächen der Landnutzungskategorien Acker- und Grünland. Diese beiden Kategorien weisen über die Jahre anhaltend hohe Emissionen aus entwässerten organischen Böden auf, sowie netto, zu einem geringeren Teil, aus den Mineralböden. Die Landnutzungskategorie Feuchtgebiete trägt hauptsächlich durch den industriellen Torfabbau und die Methanemissionen aus künstlichen Gewässern nicht unerheblich zur Gesamtsumme der THG-Emissionen bei. Die C-Pools des Waldes spielen eine ambivalente Rolle im Zeitverlauf. Mit ihren meist deutlich negativen Emissionen wirken die Pools tote organische Substanz (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Totholz#alphabar">Totholz</a>⁠ und Streu), genau wie die Holzprodukte, durch Zunahme dieser Kohlenstoffspeicher der Quellfunktion des Pools ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biomasse#alphabar">Biomasse</a>⁠ entgegen. Nichtsdestotrotz wird der qualitative Verlauf der LULUCF-Emissionskurve im Wesentlichen durch den Pool Biomasse, insbesondere der Landnutzungskategorie Wald, geprägt. Gegenüber dem Basisjahr haben die Netto-Emissionen aus dem LULUCF-Sektor in 2023 um 90,6% zugenommen (Netto THG-Emissionen in 1990: rund +36 Mio. t CO2 Äquivalente und in 2023: + 69 Mio. t CO2 Äquivalente).</p><p>Im Rahmen des novellierten <a href="https://www.bmuv.de/gesetz/bundes-klimaschutzgesetz">Klimaschutzgesetzes (KSG)</a> wird eine Schätzung für das Vorjahr 2024 vorgelegt. Diese liefert für LULUCF nur Gesamtemissionen, deren Werte als unsicher einzustufen sind. Die Werte liegen bei 51,3 Mio. t CO2 Äquivalenten. Aus diesem Grunde werden in den folgenden Abschnitten nur die Daten der Berichterstattung 2025 für das Jahr 2023 betrachtet.</p><p>Veränderung des Waldbestands </p><p>Die Emissionen sowie die Speicherung von Kohlenstoff bzw. CO2 für die Kategorie Wald werden auf Grundlage von <a href="https://www.bundeswaldinventur.de/">Bundeswaldinventuren</a> berechnet. Bei der Einbindung von Kohlenstoff spielt insbesondere der Wald eine entscheidende Rolle als potentielle Netto-Kohlenstoffsenke. In gesunden, sich im Aufwuchs befindlichen Waldbeständen können jährlich große Mengen an CO2 aus der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ eingebunden werden. Im Zeitraum 1991 bis 2017 waren es im Durchschnitt rund 54 Mio. t Netto-CO2-Einbindung jährlich. In den Jahren 1990 und 2007 trafen auf Deutschland Orkane (2007 war es der Sturm Kyrill), die zu erheblichem Holzbruch mit einem daraus resultierenden hohen Sturmholzaufkommen in den Folgejahren führten. Die dramatische Abnahme der Forstbiomasse im Jahr 2018 und den Folgejahren ist auf die Waldschäden infolge der großen Trockenheit in diesem und den folgenden Berichtsjahren zurückzuführen. Diese erheblichen Änderungen in der Waldbiomasse wurden während der jüngsten <a href="https://www.bundeswaldinventur.de/fileadmin/Projekte/2024/bundeswaldinventur/Downloads/BWI-2022_Broschuere_bf-neu_01.pdf">Bundeswaldinventur (2022)</a> erfasst und durch die quantifizierte Auswertung der Erhebung verifiziert (siehe dazu <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/berichterstattung-unter-der-klimarahmenkonvention-9">NID</a>). Bis in das Jahr 2017 waren in der Waldkategorie die Pools ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biomasse#alphabar">Biomasse</a>⁠, mineralische Böden und ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Totholz#alphabar">Totholz</a>⁠ ausschlaggebende Kohlenstoffsenken. Zu den Emissionsquellen im Wald zählten Streu, Drainage organischer Böden, Mineralisierung und Waldbrände. Ab 2018 wurde auch der Pool Biomasse durch die absterbenden Bäume zur deutlichen CO2-Quelle.</p><p>In 1990 wurden rund 25,4 Mio. t CO2-Äquivalente im Wald an CO2-Emissionen gespeichert. Im Jahr 2023 wurden dagegen 20,9 Mio. t CO2-Äquivalente freigesetzt (siehe Tab. „Emissionen und Senken im Bereich ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzung#alphabar">Landnutzung</a>⁠, ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzungsnderung#alphabar">Landnutzungsänderung</a>⁠ und Forstwirtschaft“).</p><p>Treibhausgas-Emissionen aus Waldbränden</p><p>Bei Waldbränden werden neben CO2 auch sonstige Treibhausgase bzw. Vorläufersubstanzen (CO, CH4, N2O, NOx und ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/n?tag=NMVOC#alphabar">NMVOC</a>⁠) freigesetzt. Aufgrund der klimatischen Lage Deutschlands und der Maßnahmen zur Vorbeugung von Waldbränden sind Waldbrände ein eher seltenes Ereignis, was durch die in der <a href="https://www.ble.de/DE/BZL/Daten-Berichte/Wald/wald.html">Waldbrandstatistik</a> erfassten Waldbrandflächen bestätigt wird. Allerdings war das Jahr 2023 bezüglich der betroffenen Waldfläche mit 1.240 Hektar, ein deutlich überdurchschnittliches Jahr. Das langjährige Mittel der Jahre 1993 bis 2022 liegt bei 710 Hektar betroffener Waldfläche. Auch die durchschnittliche Waldbrandfläche von 1,2 Hektar je Waldbrand war in 2023 überdurchschnittlich und stellt den fünfthöchsten Wert seit Beginn der Waldbrandstatistik dar (siehe mehr zu <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/land-forstwirtschaft/waldbraende">Waldbränden</a>). Durch die Brände wurden ca. 0,11 Mio. t CO2-Äquivalente an Treibhausgasen freigesetzt. Werden nur die CO2-Emissionen aus Waldbrand (0,95 Mio. t CO2-Äquivalente) betrachtet, machen diese im Verhältnis zu den CO2-Emissionen des deutschen Gesamtinventars nur einen verschwindend kleinen Bruchteil aus.</p><p>Veränderungen bei Ackerland und Grünland</p><p>Mit den Kategorien Ackerland und Grünland werden die Emissionen sowie die Einbindung von CO2 aus mineralischen und organischen Böden, der ober- und unterirdischen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biomasse#alphabar">Biomasse</a>⁠ sowie direkte und indirekte Lachgasemissionen durch Humusverluste aus Mineralböden nach ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzungsnderung#alphabar">Landnutzungsänderung</a>⁠ sowie Methanemissionen aus organischen Böden und Entwässerungsgräben berücksichtigt. Direkte Lachgas-Emissionen aus organischen Böden werden im Bereich <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/land-forstwirtschaft/beitrag-der-landwirtschaft-zu-den-treibhausgas#klimagase-aus-landwirtschaftlich-genutzten-boden">Landwirtschaft unter landwirtschaftliche Böden</a> berichtet.</p><p>Für die Landnutzungskategorie Ackerland betrugen im Jahr 2023 die THG-Gesamtemissionen 20,1&nbsp;Mio. t CO2 Äquivalente und fielen damit um 0,8 Mio. t CO2 Äquivalente ≙ 4 % geringer im Vergleich zum Basisjahr 1990 aus (siehe Tab. „Emissionen und Senken im Bereich ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=Landnutzung#alphabar">Landnutzung</a>⁠, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft“). Hauptquellen sind die ackerbaulich genutzten organische Böden (47 %) und die Mineralböden (45 %), letztere hauptsächlich infolge des Grünlandumbruchs. Die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=anthropogen#alphabar">anthropogen</a>⁠ bedingte Netto-Freisetzung von CO2 aus der Biomasse (7 %) ist im Ackerlandsektor gering. Dominierendes ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠ in der Kategorie Ackerland ist CO2 (2023: 19,2 Mio. t CO2 Äquivalente, rund 96 %).</p><p>Die Landnutzungskategorie Grünland wird in Grünland im engeren Sinne, in Gehölze und weiter in Hecken unterteilt. Die Unterkategorien unterscheiden sich bezüglich ihrer Emissionen sowohl qualitativ als auch quantitativ deutlich voneinander. Die Unterkategorie Grünland im engeren Sinne (dazu gehören z.B. Wiesen, Weiden, Mähweiden etc.) ist eine CO2-Quelle, welche durch die Emissionen aus organischen Böden dominiert wird. Für die Landnutzungskategorie Grünland wurden 2023 Netto-THG-Emissionen insgesamt in Höhe von 23,7 Mio. t CO2 Äquivalenten errechnet. Diese fallen um rund 8,6 Mio. t CO2 Äquivalente ≙ 27% niedriger als im Basisjahr 1990 aus. Dieser abnehmende Trend wird durch die Pools Biomasse und Mineralböden beeinflusst. Mineralböden stellen eine anhaltende Kohlenstoffsenke dar. Die Senkenleistung der Mineralböden der Unterkategorie Grünland im engeren Sinne beträgt in 2023 -4,9 Mio. t CO2.</p><p>Moore (organische Böden)</p><p>Drainierte Moorböden (d.h. entwässerte organische Böden) gehören zu den Hotspots für Treibhausgase und kommen in den meisten Landnutzungskategorien vor. Im Torf von Moorböden ist besonders viel Kohlenstoff gespeichert, welches als Kohlenstoffdioxid freigesetzt wird, wenn diese Torfschichten austrocken. Bei höheren Wasserständen werden mehr Methan-Emissionen freigesetzt. Zusätzlich entstehen Lachgas-Emissionen. Im Jahr 2023 wurden aus Moorböden um die 50,8 Mio. t CO2 Äquivalente an THG-Emissionen (CO2-Emissionen: 44,5 Mio. t CO2 Äquivalente, Methan-Emissionen: 2,6 Mio. t CO2 Äquivalente, Lachgas-Emissionen: 0,4 Mio. t CO2 Äquivalente) freigesetzt. Das entspricht in etwa 7&nbsp;% der gesamten Treibhausgasemissionen in Deutschland im Jahr 2023. (siehe Abb. „Treibhausgas-Emissionen aus Mooren“). Die Menge an freigesetzten CO2-Emissionen aus Mooren ist somit höher als die gesamten CO2-Emissionen des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/treibhausgas-emissionen-in-deutschland#emissionsentwicklung">Industriesektors</a> (47,2 Mio. t CO2).</p><p>Landwirtschaftlich genutzte Moorböden</p><p>Drainierte Moorböden werden überwiegend landwirtschaftlich genutzt. Die dabei entstehenden Emissionen aus organischen Böden werden deshalb in den Landnutzungskategorien Ackerland und Grünland im engeren Sinne (d.h. Wiesen, Weiden, Mähweiden) erfasst. Hinzu kommen die Lachgasemissionen aus den organischen Böden (Histosole) des Sektors Landwirtschaft. Insgesamt wurde für diese Bereiche eine Emissionsmenge von rund 42,1 Mio. t CO2-Äquivalente in 2023 (folgende Angaben in Mio. t CO2-Äquivalente: CO2: 42,1, Methan: 2,2 und Lachgas: 3,3) freigesetzt, was insgesamt einem Anteil von 82,9 % an den THG-Emissionen aus Mooren entspricht.</p><p>Feuchtgebiete</p><p>Unter der Landnutzungskategorie „Feuchtgebiete“ werden in Deutschland verschiedene Flächen zusammengefasst: Zum einen werden Moorgebiete erfasst, die vom Menschen kaum genutzt werden. Dazu gehören die wenigen, naturnahen Moorstandorte in Deutschland, aber auch mehr oder weniger stark entwässerte Moorböden (sogenannte terrestrische Feuchtgebiete). Zum anderen werden unter Feuchtgebiete auch Emissionen aus Torfabbau (on-site: ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Emission#alphabar">Emission</a>⁠ aus Torfabbauflächen; off-site: Emissionen aus produziertem und zu Gartenbauzwecken ausgebrachtem Torf) erfasst. Allein die daraus entstehenden CO2-Emissionen liegen bei rund 1,8 Mio. t CO2-Äquivalenten. Im Inventar in Submission 2024 neu aufgenommen sind die Emissionen aus natürlichen und künstlichen Gewässern. Zu letzteren gehören Fischzuchtteiche und Stauseen ebenso wie Kanäle der Wasserwirtschaft. Durch diese Neuerung fließen nun Methanemissionen in das Treibhausgasinventar ein, die bislang nicht berücksichtigt wurden. Dadurch liegen nun die Netto-Gesamtemissionen der Feuchtgebiete bei 8,8 Mio. t CO2-Äquivalenten im Jahr 2023 und haben im Trend gegenüber dem Basisjahr 1990 um 0,4 % abgenommen. Diese Abnahme im Trend lässt sich auf eine zwischenzeitlich verstärkte Umwidmung von Grünland-, Wald- und Siedlungsflächen zurückführen.</p><p>Nachhaltige Landnutzung und Forstwirtschaft sowie weitere Maßnahmen </p><p>Im novellierten <a href="https://www.bmuv.de/gesetz/bundes-klimaschutzgesetz">Bundes-Klimaschutzgesetz</a> sind in § 3a Klimaziele für den ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=LULUCF#alphabar">LULUCF</a>⁠-Sektor 2021 festgeschrieben worden. Im Jahr 2030 soll der Sektor eine Emissionsbilanz von minus 25 Mio. t ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=CO2#alphabar">CO2</a>⁠-Äquivalenten erreichen. Dieses Ziel könnte unter Berücksichtigung der aktuellen Zahlen deutlich verfehlt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, sind ambitionierte Maßnahmen zur Emissionsminderung, dem Erhalt bestehender Kohlenstoffpools und der Ausbau von Kohlenstoffsenken notwendig. Im Koalitionsvertrag adressieren die Regierungsparteien diese Herausforderungen. Das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BMUV#alphabar">BMUV</a>⁠ hat bereits den Entwurf eines „Aktionsprogramm natürlicher Klimaschutz“ vorgelegt, das nach einer Öffentlichkeitsbeteiligung im letzten Jahr innerhalb der Regierung abgestimmt wird. Auf die Notwendigkeit für ambitionierte Klimaschutzmaßnahmen und die Bedeutung von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/studie-zu-naturbasierten-loesungen-im-globalen">naturbasierten Lösungen für den Klimaschutz</a> hat das Umweltbundesamt in verschiedenen Studien (siehe hierzu <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/treibhausgasminderung-um-70-prozent-bis-2030">Treibhausgasminderung um 70 Prozent bis 2030: So kann es gehen!</a>) hingewiesen</p><p>Seit dem Jahr 2015 wird die Grünlanderhaltung im Rahmen der EU-Agrarpolitik über das sogenannte Greening geregelt <a href="http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:32013R1307&amp;qid=1464776213857&amp;from=DE">(Verordnung 1307/2013/EU)</a>. Das bedeutet, dass zum ein über Pflug- und Umwandlungsverbot Grünland erhalten und zum anderen aber auch durch staatliche Förderung die Grünlandextensivierung vorangetrieben werden soll. Die Förderung findet auf Bundesländerebene statt. In der Forstwirtschaft sollen Waldflächen erhalten oder sogar mit Pflanzungen heimischer Baumarten ausgeweitet und die verstärkte Holznutzung aus nachhaltiger Holzwirtschaft (siehe <a href="https://www.charta-fuer-holz.de/">Charta für Holz 2.0</a>) gefördert werden. Weitere Erstaufforstungen sind bereits bewährte Maßnahmen, um die Senkenwirkung des Waldes zu erhöhen. Des Weiteren werden durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BMEL#alphabar">BMEL</a>⁠) internationale Projekte zur nachhaltigen Waldwirtschaft, die auch dem deutschen Wald zu Gute kommen, zunehmend gefördert. Eine detailliertere Betrachtung dazu findet sich unter <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/landwirtschaft/landwirtschaft-umweltfreundlich-gestalten/klimaschutz-in-der-landwirtschaft">Klimaschutz in der Landwirtschaft</a>.</p><p>Die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠-Emissionen aus drainierten Moorflächen lassen sich verringern, indem man den Wasserstand gezielt geregelt erhöht, was zu geringeren CO2-Emissionen führt. Weitere Möglichkeiten liegen vor allem bei Grünland und Ackerland in der landwirtschaftlichen Nutzung nasser Moorböden, der sogenannten Paludikultur (Landwirtschaft auf nassen Böden, die den Torfkörper erhält oder zu dessen Aufbau beiträgt). Eine weitere Klimagasrelevante Maßnahme ist die Reduzierung des Torfabbaus und der Torfanwendung (siehe <a href="https://www.dehst.de/DE/Themen/Klimaschutzprojekte/Natuerlicher-Klimaschutz/Moore/moore_artikel.html?nn=284150#doc284160bodyText3">Moorklimaschutz</a>).</p>

Scientific support for the design of a certification framework for Carbon Dioxide Removals in the EU

This report summarizes the results of the research project “Scientific support for the design of an EU Carbon Removal Certification Framework” that provided support to national policy makers during the CRCF negotiation process.

Cation concentrations during benthic weathering of calcite and dunite in benthocosm experiments

Enhanced benthic weathering has been proposed to serve as a efficient negative emission strategy. The precise weatherig behaviour of calcite and dunite was investigated in leng-term experiments in benthocosms. These experiments were conducted between Sept. 2022 and Sept. 2023 ashore at the Kiel Fjord. The latter are large plastic containers (~0.8 m²) that are partly filled with sediments, with constant flow-through of Baltic Sea bottom water. The sediments, obtained from Boknis Eck in the Eckernförde Bay in March 2022, were amended with calcite and dunite in triplicate (22 mol/m² equivalent) . Three additional benthocosms were left unamended to serve as controls. The used materials were obtained from Sibelco (dunite) and from the german Lime Stone Association (calcite). Samples were obtained using benthic chambers (chamber volume of 400 ml) that were placed on the sediment for three hours. Samples were taken at the beginning (_in) and at the end of the deployment (_out). All samples were filtered through a 0.2 µm cellulose membrane filter and refrigerated in 25 ml ZinsserTM scintillation vials. Acidified sub-samples (30 μl suprapure HNO3- + 3 ml sample) were prepared for analyses of major and trace elements (Si, Na, K, Li, B, Mg, Ca, Sr, Mn, Ni and Fe) by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES, Varian 720-ES).

Assumptions on potentials for Carbon Dioxide Removals in the EU

This report analyses and critically reviews assumptions on natural carbon dioxide removal (CDR) and storage potentials with a view to the objectives of the EU Land Use, Land-Use Change and Forestry (⁠ LULUCF ⁠) and Carbon Removal Certification Framework (CRCF) legislation agreed until February 2024. Therefore, EU impact assessment reports that were published over a period of eight years were analysed and compared with estimates in the scientific literature. It shows that potentials from the impact assessments are rather at the lower end of the range. While highest CDR potentials for 2050 in studies underlying the EU legislation assume -400 to -500 Mt CO 2 eq, literature studies often operate in the range of -500 to -600 Mt CO 2 eq, with one estimate reaching almost -800 Mt CO 2 eq. Veröffentlicht in Climate Change | 35/2024.

The Wild Wild West in our Oceans?

Global efforts to reduce emissions remain inadequate which resulted in an increasing need for negative emission technologies that actively remove and permanently sequester CO₂ from the atmosphere. We highlight the rapid growth of commercial mCDR start-ups, despite limited research and potential irreversible harm to marine ecosystems. These activities appear uncoordinated, lack oversight, and show no evidence of compliance with international frameworks such as the London Protocol. Our study underscores the urgent need for its ratification. Veröffentlicht in Fact Sheet.

Großtechnisch skalierbare Direct Air Capture Technologie für die Produktion von eFuels auf Basis von Luft-CO2, Teilvorhaben: Technologieskalierung mit begleitenden Materialanalysen und Technologiemonitoring

Im Rahmen des beantragten Vorhabens Air2Fuel soll eine effiziente und für die Synthese von eFuels ausgelegte DAC-Technologie des ZSW umgesetzt werden. Die Technologie wurde bereits im Maßstab 1 kg/h CO2 (DAC1) an einem Demonstrator validiert und soll im Rahmen des Projektes in Kooperation mit den Projektpartnern industrialisiert und erstmalig in den Maßstab 100 kg/h CO2 (DAC100) überführt werden. Die Wäscher-basierte Technologie besteht aus einem Ab- und Desorber und nutzt eine Polyethyleniminlösung als Sorbens. Die Technologie zeichnet sich durch eine kontinuierliche und robuste Betriebsweise, der Einbindung und Nutzung von Prozessabwärmen (Elektrolyse bzw. nachgelagerte Synthese) sowie einer einfachen Skalierbarkeit aus. Bei der Konzeption und technischen Entwicklung des DAC100-Prototypen sollen insbesondere auch für die Industrialisierung relevante Aspekte wie Serienfertigung, Robustheit und Recyclingfähigkeit der eingesetzten Materialien berücksichtigt werden. Dies betrifft insbesondere das bislang eingesetzte CO2-Sorbens, das in dem ZSW-Teilvorhaben weiterentwickelt werden soll.

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