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Emissionen der Landnutzung, -änderung und Forstwirtschaft

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. Bedeutung von Landnutzung und Forstwirtschaft Der Kohlenstoffzyklus stellt im komplexen Klimasystem unserer Erde ein regulierendes Element dar. Durch die Vegetation wird Kohlendioxid (CO 2 ) aus der Luft mittels ⁠ Photosynthese ⁠ 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 FAO Report 2020 ). Bedingt durch einen höheren Biomassezuwachs wirken insbesondere ⁠ boreale ⁠ Wälder in der nördlichen Hemisphäre als Kohlendioxid-Senken. Nach § 1.8 des Klimarahmenabkommens der Vereinten Nationen werden Senken als Prozesse, Aktivitäten oder Mechanismen definiert, die Treibhausgase (THG), ⁠ Aerosole ⁠ oder Vorläufersubstanzen von Treibhausgasen aus der ⁠ Atmosphäre ⁠ entfernen. Im Boden wird Kohlenstoff langfristig durch sog. Humifizierungsprozesse eingebaut. Global ist etwa fünfmal mehr Kohlenstoff im Boden gespeichert als in der Vegetation (siehe IPCC Special Report on Land Use, Land Use Change and Forestry ). Boden kann daher als wichtigster Kohlenstoffspeicher betrachtet werden. Natürliche Mineralisierungsprozesse führen im Boden zum Abbau der organischen Bodensubstanz und zur Freisetzung von den Treibhausgasen CO 2 , Methan und Lachgas. Der Aufbau und Abbau organischer Substanz steht in einem dynamischen Gleichgewicht. Die voran genannten Prozesse werden unter der Kategorie/Sektor „Landnutzung, ⁠ Landnutzungsänderung ⁠ und Forstwirtschaft“ (kurz ⁠ LULUCF ⁠) bilanziert. Modellierung von Treibhausgas-Emissionen aus Landnutzungsänderung Jährliche Veränderungen des nationalen Kohlenstoffhaushalts, die durch Änderungen der ⁠ Landnutzung ⁠ 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 Struktur der Flächennutzung ). 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. Allgemeine Emissionsentwicklung Die aktuelle Emissionsentwicklung ist für den Sektor ⁠ LULUCF ⁠ zunehmend dramatisch. In den letzten Jahren ist der Sektor von einer abnehmenden Netto-Kohlenstoffspeicherung im Wald sowie von hohen THG-Emissionen der organischen Böden des Acker- und Grünlands geprägt (Netto THG-Emissionen in 1990: rund +40 Mio. t CO 2 Äquivalente und in 2022: + 4 Mio. t CO 2 Äquivalente). Im Rahmen des novellierten Klimaschutzgesetzes (KSG) wird eine Schätzung für das Vorjahr Vorjahr 2023 vorgelegt. Diese liefert für LULUCF nur Gesamtemissionen, deren Werte als unsicher einzustufen sind. Die Werte liegen bei 3,6 Mio. t CO 2 Äquivalenten. Aus diesem Grunde werden in den folgenden Abschnitten nur die Daten der Berichterstattung 2024 für das Jahr 2022 betrachtet. Veränderung des Waldbestands Die Emissionen sowie die Speicherung von Kohlenstoff bzw. CO 2 für die Kategorie Wald werden auf Grundlage von Bundeswaldinventuren berechnet. Bei der Einbindung von Kohlenstoff spielt insbesondere der Wald eine entscheidende Rolle als Netto-Kohlenstoffsenke. In der Waldkategorie sind die Pools ⁠ Biomasse ⁠ (69,6%), mineralische Böden (21,8 %) und ⁠ Totholz ⁠ (8,6 %) ausschlaggebend. Zu den Emissionsquellen im Wald zählen Streu, Drainage organischer Böden, Mineralisierung und Waldbrände. Zusammen machen diese Emissionsquellen nur einen Anteil von 7,4 % an der Treibhausgasmenge des deutschen Waldes aus. 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 (siehe dazu NIR ). In 1990 wurden rund -19,5 Mio. t CO 2 -Äquivalente im Wald an CO 2 -Emissionen gespeichert. Im Jahr 2022 waren es -39,7 Mio. t CO 2 -Äquivalente (siehe Tab. „Emissionen und Senken im Bereich ⁠ Landnutzung ⁠, ⁠ Landnutzungsänderung ⁠ und Forstwirtschaft“). Inwieweit die Ereignisse der letzten Jahre wie Stürme, ⁠ Dürre ⁠ und Insekten Einfluss auf den Kohlenstoffspeicher Wald haben, werden erst die Analysen der Bundeswaldinventur 2022 aufzeigen, deren Ergebnisse kontinuierlich ab dem Jahr 2023 (und der Berichterstattung 2025) im ⁠ LULUCF ⁠-Inventar berücksichtigt werden können. Offensichtlich ist aber: Der Zustand des deutschen Waldes ist zunehmend besorgniserregend. Treibhausgas-Emissionen aus Waldbränden Bei Waldbränden werden neben CO 2 auch sonstige Treibhausgase bzw. Vorläufersubstanzen (CO, CH 4 , N 2 O, NOx und ⁠ NMVOC ⁠) freigesetzt. Aufgrund der klimatischen Lage Deutschlands und der Maßnahmen zur Vorbeugung von Waldbränden sind Waldbrände ein eher seltenes Ereignis, was durch die in der Waldbrandstatistik erfassten Waldbrandflächen bestätigt wird. Das Jahr 2022 war ein überdurchschnittliches Waldbrandjahr im Vergleich zum langjährigen Mittel. Dies gilt sowohl hinsichtlich der Anzahl auftretender Waldbrände als auch in Bezug auf die jeweils betroffene Waldfläche pro Brand (siehe mehr zu Waldbränden ). Durch die Brände wurden ca. 0,28 Mio. t CO 2 -Äquivalente an Treibhausgasen freigesetzt. Werden nur die CO 2 -Emissionen aus Waldbrand (0,25 Mio. t CO 2 -Äquivalente) betrachtet, machen diese im Verhältnis zu den CO 2 -Emissionen des deutschen Gesamtinventars nur einen verschwindend kleinen Bruchteil aus. Veränderungen bei Ackerland und Grünland Mit den Kategorien Ackerland und Grünland werden die Emissionen sowie die Einbindung von CO 2 aus mineralischen und organischen Böden, der ober- und unterirdischen ⁠ Biomasse ⁠ sowie direkte und indirekte Lachgasemissionen durch Humusverluste aus Mineralböden nach ⁠ Landnutzungsänderung ⁠ sowie Methanemissionen aus organischen Böden und Entwässerungsgräben berücksichtigt. Direkte Lachgas-Emissionen aus organischen Böden werden im Bereich Landwirtschaft unter landwirtschaftliche Böden berichtet. Für die Landnutzungskategorie Ackerland betrugen im Jahr 2022 die THG-Gesamtemissionen 15,6 Mio. t CO 2 Äquivalente und fielen damit um 0,9 Mio. t CO 2 Äquivalente ≙ 6 % größer im Vergleich zum Basisjahr 1990 aus (siehe Tab. „Emissionen und Senken im Bereich ⁠ Landnutzung ⁠, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft“). Hauptquellen sind die ackerbaulich genutzten organische Böden (74,1 %) und die Mineralböden (21,2 %), letztere hauptsächlich infolge des Grünlandumbruchs. Die ⁠ anthropogen ⁠ bedingte Netto-Freisetzung von CO 2 aus der Biomasse (4,7 %) ist im Ackerlandsektor gering. Dominierendes ⁠ Treibhausgas ⁠ in der Kategorie Ackerland ist CO 2 (2022: 14,7 Mio. t CO 2 Äquivalente, rund 97 %). 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 CO 2 -Quelle, welche durch die Emissionen aus organischen Böden dominiert wird. Für die Landnutzungskategorie Grünland wurden Netto-THG-Emissionen insgesamt in Höhe von 22,1 Mio. t CO 2 Äquivalenten errechnet. Diese fallen um rund 6,7 Mio. t CO 2 Äquivalente ≙ 23 % niedriger als im Basisjahr 1990 aus. Dieser abnehmende Trend wird durch die Pools Biomasse und Mineralböden beeinflusst. Mineralböden stellen eine anhaltende Kohlenstoffsenke dar. Die zunehmende Senkenleistung der Mineralböden der Unterkategorie Grünland im engeren Sinne beträgt in 2022 -5,1 Mio. t CO 2 . Moore (organische Böden) 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 2022 wurden aus Moorböden um die 53,4 Mio. t CO 2 Äquivalente an THG-Emissionen (CO 2 -Emissionen: 47,9 Mio. t CO 2 Äquivalente, Methan-Emissionen: 1,7 Mio. t CO 2 Äquivalente, Lachgas-Emissionen: 0,4 Mio. t CO 2 Äquivalente) freigesetzt. Das entspricht etwas mehr als 7 % der gesamten Treibhausgasemissionen in Deutschland im Jahr 2022. (siehe Abb. "⁠ Treibhausgas ⁠-Emissionen aus Mooren"). Die Menge an freigesetzten CO 2 -Emissionen aus Mooren ist somit höher als die gesamten CO 2 -Emissionen des Industriesektors (41,0 Mio. t CO 2 ). Landwirtschaftlich genutzte Moorböden 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 43,0 Mio. t CO 2 -Äquivalente in 2022 (folgende Angaben in Mio. t CO 2 -Äquivalente: CO 2 : 38,6, Methan: 1,0 und Lachgas: 3,2) freigesetzt, was insgesamt einem Anteil von 80,5 % an den THG-Emissionen aus Mooren entspricht. Feuchtgebiete 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: ⁠ Emission ⁠ aus Torfabbauflächen; off-site: Emissionen aus produziertem und zu Gartenbauzwecken ausgebrachtem Torf) erfasst. Allein die daraus entstehenden CO 2 -Emissionen liegen bei rund 2,0 Mio. t CO 2 -Äquivalente. Im Inventar 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 9,7 Mio. t CO 2 -Äquivalenten im Jahr 2022 und haben im Trend gegenüber dem Basisjahr 1990 um 10 % zugenommen. Diese Zunahme im Trend lässt sich auf eine zwischenzeitlich verstärkte Umwidmung von Grünland-, Wald- und Siedlungsflächen zurückführen. Nachhaltige Landnutzung und Forstwirtschaft sowie weitere Maßnahmen Im novellierten Bundes-Klimaschutzgesetz sind in § 3a Klimaziele für den ⁠ LULUCF ⁠-Sektor 2021 festgeschrieben worden. Im Jahr 2030 soll der Sektor eine Emissionsbilanz von minus 25 Mio. t ⁠ CO2 ⁠-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 ⁠ BMUV ⁠ 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 naturbasierten Lösungen für den Klimaschutz hat das Umweltbundesamt in verschiedenen Studien (siehe hierzu Treibhausgasminderung um 70 Prozent bis 2030: So kann es gehen! ) hingewiesen Seit dem Jahr 2015 wird die Grünlanderhaltung im Rahmen der EU-Agrarpolitik über das sogenannte Greening geregelt (Verordnung 1307/2013/EU) . 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 Charta für Holz 2.0 ) 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 (⁠ BMEL ⁠) internationale Projekte zur nachhaltigen Waldwirtschaft, die auch dem deutschen Wald zu Gute kommen, zunehmend gefördert. Eine detailliertere Betrachtung dazu findet sich unter Klimaschutz in der Landwirtschaft . Die ⁠ Treibhausgas ⁠-Emissionen aus drainierten Moorflächen lassen sich verringern, indem man den Wasserstand gezielt geregelt erhöht, was zu geringeren CO 2 -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 Moorklimaschutz ).

Beitrag der Landwirtschaft zu den Treibhausgas-Emissionen

Die Landwirtschaft in Deutschland trägt maßgeblich zur Emission klimaschädlicher Gase bei. Dafür verantwortlich sind vor allem Methan-Emissionen aus der Tierhaltung (Fermentation und Wirtschaftsdüngermanagement von Gülle und Festmist) sowie Lachgas-Emissionen aus landwirtschaftlich genutzten Böden als Folge der Stickstoffdüngung (mineralisch und organisch). Treibhausgas-Emissionen aus der Landwirtschaft Das Umweltbundesamt legt im Rahmen des Bundes-Klimaschutzgesetzes (KSG) eine Schätzung für das Vorjahr 2023 vor. Für die Luftschadstoff-Emissionen wird keine Schätzung erstellt, dort enden die Zeitreihen beim letzten Inventarjahr 2022. Die Daten basieren auf aktuellen Zahlen zur Tierproduktion, zur Mineraldüngeranwendung sowie der Erntestatistik. Bestimmte Emissionsquellen werden zudem laut KSG der mobilen und stationären Verbrennung des landwirtschaftlichen Bereichs zugeordnet (betrifft z.B. Gewächshäuser). Dieser Bereich hat einen Anteil von rund 14 % an den Gesamt-Emissionen des Landwirtschaftssektors. Demnach stammen (unter Berücksichtigung der energiebedingten Emissionen) 75,7 % der gesamten Methan (CH 4 )-Emissionen und 74,5 % der Lachgas (N 2 O)-Emissionen in Deutschland aus der Landwirtschaft. Im Jahr 2023 war die deutsche Landwirtschaft entsprechend einer ersten Schätzung somit insgesamt für 52,2 Millionen Tonnen (Mio. t) Kohlendioxid (CO 2 )-Äquivalente verantwortlich (siehe Abb. „Treibhausgas-Emissionen der Landwirtschaft nach Kategorien“). Das entspricht 7,7 % der gesamten ⁠ Treibhausgas ⁠-Emissionen (THG-Emissionen) des Jahres. Diese Werte erhöhen sich auf 60,3 Millionen Tonnen (Mio. t) Kohlendioxid (CO 2 )-Äquivalente bzw. 8,9 % Anteil an den Gesamt-Emissionen, wenn die Emissionsquellen der mobilen und stationären Verbrennung mit berücksichtigt werden. In den folgenden Absätzen werden die Emissionsquellen der mobilen und stationären Verbrennung des landwirtschaftlichen Sektors nicht berücksichtigt. Den Hauptanteil an THG-Emissionen innerhalb des Landwirtschaftssektors machen die Methan-Emissionen mit 64,7 % im Schätzjahr 2023 aus. Sie entstehen bei Verdauungsprozessen, aus der Behandlung von Wirtschaftsdünger sowie durch Lagerungsprozesse von Gärresten aus nachwachsenden Rohstoffen (NaWaRo) der Biogasanlagen. Lachgas-Emissionen kommen anteilig zu 30,1 % vor und entstehen hauptsächlich bei der Ausbringung von mineralischen und organischen Düngern auf landwirtschaftlichen Böden, beim Wirtschaftsdüngermanagement sowie aus Lagerungsprozessen von Gärresten. Durch eine flächendeckende Zunahme der Biogas-Anlagen seit 1994 haben die Emissionen in diesem Bereich ebenfalls kontinuierlich zugenommen. Nur einen kleinen Anteil (4,4 %) machen die Kohlendioxid-Emissionen aus der Kalkung, der Anwendung als Mineraldünger in Form von Harnstoff sowie CO 2 aus anderen kohlenstoffhaltigen Düngern aus. Die CO 2 -Emissionen entsprechen hier einem Anteil von weniger als einem halben Prozent an den Gesamt-THG-Emissionen (ohne ⁠ LULUCF ⁠) und sind daher als vernachlässigbar anzusehen (siehe Abb. „Anteile der Treibhausgase an den Emissionen der Landwirtschaft 2023“). Treibhausgas-Emissionen der Landwirtschaft nach Kategorien Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Anteile der Treibhausgase an den Emissionen der Landwirtschaft 2023 Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Klimagase aus der Viehhaltung Das klimawirksame Spurengas Methan entsteht während des Verdauungsvorgangs (Fermentation) bei Wiederkäuern (wie z.B. Rindern und Schafen) sowie bei der Lagerung von Wirtschaftsdüngern (Festmist, Gülle). Im Jahr 2022 machten die Methan-Emissionen aus der Fermentation anteilig 75,9 % der Methan-Emissionen des Landwirtschaftsbereichs aus und waren nahezu vollständig auf die Rinder- und Milchkuhhaltung (95 %) zurückzuführen. Aus dem Wirtschaftsdüngermanagement stammten hingegen nur 19,2 % der Methan-Emissionen. Der größte Anteil des Methans aus Wirtschaftsdünger geht auf die Exkremente von Rindern und Schweinen zurück. Emissionen von anderen Tiergruppen (wie z.B. Geflügel, Esel und Pferde) sind dagegen vernachlässigbar. Ein geringer Anteil (4,3 %) der Methan-Emissionen entstammte aus der Lagerung von Gärresten nachwachsender Rohstoffe (NawaRo) der Biogasanlagen. Insgesamt sind die aus der Tierhaltung resultierenden Methan-Emissionen im Sektor Landwirtschaft zwischen 1990 (46,0 Mio. t CO 2 -Äquivalente) und 2023 (32,3 Mio. t CO 2 -Äquivalente) um etwa 29,8 % zurückgegangen. Wirtschaftsdünger aus der Einstreuhaltung (Festmist) ist gleichzeitig auch Quelle des klimawirksamen Lachgases (Distickstoffoxid, N 2 O) und seiner Vorläufersubstanzen (Stickoxide, NO x und Stickstoff, N 2 ). Dieser Bereich trägt zu 14,1 % an den Lachgas-Emissionen der Landwirtschaft bei. Die Lachgas-Emissionen aus dem Bereich Wirtschaftsdünger (inklusive Wirtschaftsdünger-Gärreste) nahmen zwischen 1990 und 2023 um rund 29 % ab (siehe Tab. „Emissionen von Treibhausgasen aus der Tierhaltung“). Zu den tierbedingten Emissionen gehören ebenfalls die Lachgas-Emissionen der Ausscheidung beim Weidegang sowie aus der Ausbringung von Wirtschaftsdünger auf die Felder. Diese werden aber in der Emissionsberichterstattung in der Kategorie „landwirtschaftliche Böden“ bilanziert. Somit lassen sich in 2023 rund 35,5 Mio. t CO 2 -Äquivalente direkte THG-Emissionen (das sind 68,1 % der Emissionen der Landwirtschaft und 5,3 % an den Gesamt-Emissionen Deutschlands) allein auf die Tierhaltung zurückführen. Hierbei bleiben die indirekten Emissionen aus der ⁠ Deposition ⁠ unberücksichtigt. Klimagase aus landwirtschaftlich genutzten Böden Auch Böden sind Emissionsquellen von klimarelevanten Gasen. Neben der erhöhten Kohlendioxid (CO 2 )-Freisetzung infolge von Landnutzung und Landnutzungsänderungen (Umbruch von Grünland- und Niedermoorstandorten) sowie der CO 2 -Freisetzung durch die Anwendung von Harnstoffdünger und der Kalkung von Böden handelt es sich hauptsächlich um Lachgas-Emissionen. Mikrobielle Umsetzungen (sog. Nitrifikation und Denitrifikation) von Stickstoffverbindungen führen zu Lachgas-Emissionen aus Böden. Sie entstehen durch Bodenbearbeitung sowie vornehmlich aus der Umsetzung von mineralischen Düngern und organischen Materialien (d.h. Ausbringung von Wirtschaftsdünger und beim Weidegang, Klärschlamm, Gärresten aus NaWaRo sowie der Umsetzung von Ernterückständen). Insgesamt werden 13,7 Mio. t CO 2 -Äquivalente Lachgas durch die Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Böden emittiert. Es werden direkte und indirekte Emissionen unterschieden: Die direkten Emissionen stickstoffhaltiger klimarelevanter Gase (Lachgas und Stickoxide, siehe Tab. „Emissionen stickstoffhaltiger Treibhausgase und Ammoniak aus landwirtschaftlich genutzten Böden“) stammen überwiegend aus der Düngung mit mineralischen Stickstoffdüngern und den zuvor genannten organischen Materialien sowie aus der Bewirtschaftung organischer Böden. Diese Emissionen machen den Hauptanteil (das entspricht 72,2 % oder 43,9 kt Lachgas-Emissionen bzw. 11,6 Mio. t CO 2 -Äquivalente) aus. Seit der Berichterstattung 2023 werden auch zusätzlich Komposte aus Bio- und Grünabfall berücksichtigt. Quellen für indirekte Lachgas-Emissione n sind die atmosphärische ⁠ Deposition ⁠ von reaktiven Stickstoffverbindungen aus landwirtschaftlichen Quellen sowie die Lachgas-Emissionen aus Oberflächenabfluss und Auswaschung von gedüngten Flächen. Indirekte Lachgas-Emissionen belasten vor allem natürliche oder naturnahe Ökosysteme, die nicht unter landwirtschaftlicher Nutzung stehen. Im Zeitraum 1990 bis 2023 nahmen die Lachgas-Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden um 29 % ab. Gründe für die Emissionsentwicklung Neben den deutlichen Emissionsrückgängen in den ersten Jahren nach der deutschen Wiedervereinigung vor allem durch die Verringerung der Tierbestände und den strukturellen Umbau in den neuen Bundesländern, gingen die THG-Emissionen erst wieder ab 2017 deutlich zurück. Die Folgen der extremen ⁠ Dürre ⁠ im Jahr 2018 waren neben hohen Ernteertragseinbußen und geringerem Mineraldüngereinsatz auch die erschwerte Futterversorgung der Tiere, die zu einer Reduzierung der Tierbestände (insbesondere bei der Rinderhaltung aber seit 2021 auch bei den Schweinebeständen) beigetragen haben dürfte. Wie erwartet setzt sich der abnehmende Trend fort bedingt durch die anhaltend schwierige wirtschaftliche Lage vieler landwirtschaftlicher Betriebe vor dem Hintergrund stark gestiegener Energie-, Düngemittel- und Futterkosten und damit höherer Produktionskosten. Maßnahmen in der Landwirtschaft zur Senkung der Treibhausgas-Emissionen Das von der Bundesregierung in 2019 verabschiedete und 2021 novellierte Bundes-Klimaschutzgesetz legt fest, dass die Emissionen der Landwirtschaft (inklusive der Emissionen aus den landwirtschaftlichen mobilen und stationären Verbrennungen) bis 2030 auf 56 Mio. t CO 2 -Äquivalente reduziert werden müssen. Auf Basis der vorgelegten Daten werden die Unterschreitungen der Emissionsmengen in 2022 anteilmäßig auf alle folgenden Jahre umgelegt: für 2030 erhöht sich damit die zulässige Emissionsmenge so auf 57,4 Mio. t CO 2 -Äquivalente. Weiterführende Informationen zur Senkung der ⁠ Treibhausgas ⁠-Emissionen finden Sie auf den Themenseiten „Ammoniak, Geruch und Staub“ , „Lachgas und Methan“ und „Stickstoff“ .

Methan-Emissionen

Methan ist eines der bedeutendsten Klimagase. 1990 hatten die Emissionen einen Anteil von 10,7 % an den gesamten THG-Emissionen. Von 2016–2023 lag der Anteil bei etwas über 6 %. Ausreißer ist das Jahr 2020, wo aufgrund von Sondereffekten v.a. bei CO₂ der Anteil an den Gesamt-Emissionen etwas höher war. In absoluten Zahlen sanken die Methan-Emissionen seit 1990 langsam aber stetig auf 1,6 Mio. t. Entwicklung in Deutschland seit 1990 Im Rahmen der "Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen (UNFCCC)" haben die Vertragsstaaten Maßnahmen ergriffen, um die Methan-(CH 4 )-Emissionen zu verringern. Von 1990 bis 2023 gingen die Methan-Emissionen um 3,2 Millionen Tonnen (Mio. t) auf 1,6 Mio. t zurück. Das entspricht einer Minderung von 66 % (siehe Abb. „Methan-Emissionen nach Kategorien“). Besonders stark sanken die Emissionen im Bereich der Diffusen Emissionen aus Brennstoffen (-1,3 Mio. t.), vor allem durch die sinkende Kohleförderung in Deutschland. Sehr erfolgreich waren auch die Maßnahmen zur Reduzierung der Emissionen aus der Abfallablagerung (-1,3 Mio. t). Die zur Deponierung vorgesehenen Abfallmengen gingen zurück und die Effizienz der Methangaserfassung auf den Deponien wurde verbessert. Weil die Tierbestände in den neuen Ländern verkleinert wurden, verminderten sich auch die Emissionen der Landwirtschaft (-27 % seit 1990). Da in den anderen großen Verursacherbereichen aber stärker eingespart wurde, stellt dieser Bereich aktuell mit fast 75 % die größte Emissionsquelle für Methan dar (siehe Tab. „Emissionen ausgewählter Treibhausgase nach Kategorien“). Methan-Emissionen nach Kategorien Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Tab: Emissionen ausgewählter Treibhausgase nach Kategorien Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung Verursacher von Methan-Emissionen Eine wesentliche Quelle von Methan ist die Tierhaltung; daneben entstehen Emissionen, wenn Brennstoffe (Steinkohlenbergbau, Gasverteilung) gewonnen, gefördert und verteilt werden. Eine weitere wichtige Quelle ist die Methanbildung auf Abfalldeponien. Geringfügige Emissionen verursachen Verbrennungsprozesse im Straßenverkehr und in stationären Anlagen. Darüber hinaus entsteht Methan durch die Abwasser- und Klärschlammbehandlung und wenn Klärschlämme in der Landwirtschaft verwertet werden. Die geringfügigen Methanemissionen in den Industrieprozessen bei der Erdölverarbeitung, der Herstellung von Eisen-, Stahl- und Temperguss sowie der Verkokung von Braun- und Steinkohle sind nahezu vernachlässigbar.

Emissionen fluorierter Treibhausgase („F-Gase“)

Fluorierte Treibhausgase werden in der Regel gezielt hergestellt und als Arbeitsmittel in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Die Emissionen sind von 2003 bis 2016 kontinuierlich gestiegen, zeigen aber nun einen deutlichen Abwärtstrend. Grund dafür sind wirksame gesetzliche Regelungen, die die Verwendung der F-Gase limitieren. Der Artikel stellt die aktuellen Emissionen dieser Stoffgruppe vor. Entwicklung in Deutschland seit 1995 Zu den fluorierten Treibhausgasen (F-Gasen) zählen die vollfluorierten Kohlenwasserstoffe (FKW), die teilfluorierten Kohlenwasserstoffe (HFKW), Schwefelhexafluorid (SF 6 ) und Stickstofftrifluorid (NF 3 ). Hauptursache für die starke Zunahme war der vermehrte Einsatz von fluorierten Treibhausgasen als Kältemittel. Minderungen wurden hauptsächlich bei der Herstellung von Primäraluminium, Halbleitern, der auslaufenden Anwendung in Autoreifen, der Produktion von Schallschutzscheiben und bei Anlagen zur Elektrizitätsübertragung erreicht. Allerdings nehmen die Emissionen aus der Entsorgung von Schallschutzscheiben seit 2006 sichtbar zu, da die angenommene Lebenszeit dieser Scheiben erreicht worden ist (siehe Abb. „Emissionen fluorierter Treibhausgase“, Tab. „Emissionen ausgewählter Treibhausgase nach Kategorien“ und Abb. „Quellen der Emissionen fluorierter Treibhausgase“). In Zukunft ist damit zu rechnen, dass die F-Gas-Emissionen, insbesondere die HFKW-Emissionen, durch die Umsetzung der Verordnung (EU) Nr. 517/2014 weiter abnehmen. Wichtigstes Instrument der Verordnung ist die schrittweise Begrenzung der Verkaufsmengen von HFKW bis 2030 auf ein Fünftel der heutigen Verkaufsmengen, was sich zeitversetzt auf die Höhe der Emissionen auswirken wird. Die Schwefelhexafluorid-Emissionen aus der Entsorgung von Schallschutzscheiben stiegen bis 2019 und werden jetzt kontinuierlich sinken. Quellen der Emissionen fluorierter Treibhausgase Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Emissionen fluorierter Treibhausgase („F-Gase“) Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Tab: Emissionen ausgewählter Treibhausgase nach Kategorien Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung Bedeutung von F-Gasen Fluorierte Treibhausgase (F-Gase) wirken sich je nach Substanz sehr stark auf das ⁠ Klima ⁠ aus, der Effekt ist bis zu 23.500-mal höher als bei Kohlendioxid. F-Gase sind daher Teil des Kyoto-Protokolls und der Nachfolgeregelungen. Herkunft von F-Gasen Während die klassischen Treibhausgase meist als unerwünschte ⁠ Nebenprodukte ⁠ freigesetzt werden, zum Beispiel bei der Verbrennung fossiler Rohstoffe, werden fluorierte Treibhausgase zum überwiegenden Teil gezielt produziert und eingesetzt. Sie werden heute in ähnlicher Weise verwendet wie früher ⁠ FCKW ⁠, die die stratosphärische Ozonschicht zerstören. Fluorierte Treibhausgase werden hauptsächlich als Kältemittel in Kälte- und Klimaanlagen, Treibmittel in Schäumen und Dämmstoffen und als Feuerlöschmittel verwendet. Um die Emissionen dieser Stoffe zu vermindern, ist es neben technischen Maßnahmen vor allem zielführend, die Stoffe gezielt zu ersetzen oder alternative Technologien einzusetzen. Rechtsvorschriften Fluorierte Treibhausgase unterliegen wegen ihres hohen Treibhauspotenzials europäischer und nationaler Reglementierung. Auf europäischer Ebene ist das Inverkehrbringen und die Verwendung fluorierter Treibhausgase in der Verordnung (EU) 517/2014 und der Richtlinie 2006/40/EG geregelt. Die Verordnung gilt seit dem 01.01.2015 und ersetzt die bisherige Verordnung(EG) 842/2006. Ergänzend zu den EU-Regelungen gilt in Deutschland die Verordnung zum Schutz des Klimas vor Veränderungen durch den Eintrag bestimmter fluorierter Treibhausgase ( Chemikalien-Klimaschutzverordnung ).

Emission flüchtiger organischer Verbindungen ohne Methan (NMVOC)

Der Ausstoß flüchtiger organischer Verbindungen ohne Methan konnte zwischen 1990 und 2022 um fast 74 % gesenkt werden. Entwicklung seit 1990 Von 1990 bis 2022 konnten die ⁠ NMVOC ⁠-Emissionen von 3,9 Millionen Tonnen (Mio. t) auf 1,0 Mio. t gesenkt und somit um 73,7 % zurückgeführt werden (siehe Abb. „Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen ohne Methan (NMVOC) nach Quellkategorien“). Der Rückgang lässt sich in erster Linie mit der Entwicklung der Emissionen aus dem Straßenverkehr sowie bei den Lösemittelanwendungen im industriellen und gewerblichen Bereich erklären. Entwicklungen im Verkehrssektor Die Emissionen im Straßenverkehr aus Antrieb und ⁠ Verdunstung ⁠ (nur Ottokraftstoff) wurden von 1,5 Millionen Tonnen (Mio. t) (1990) auf 82 Tausend Tonnen (Tsd. t) (2022) gemindert. Durch die Einführung und Weiterentwicklung der geregelten Katalysatoren bei Otto-Pkw und die Verringerung der Zahl der Zweitakt-Fahrzeuge in den neuen Ländern ist der Anteil der Emissionen des Straßenverkehrs von 39 % im Jahr 1990 auf unter 8 % im Jahr 2022 gesunken. Die Menge der durch Verdunstung aus den Fahrzeugtanks freigesetzten ⁠ NMVOC ⁠ nahm – parallel zur Menge der verbrauchsbedingten Emissionen – zwischen 1990 und 2022 um fast 90 % ab. Ihr Anteil an den Emissionen des Straßenverkehrs stieg dabei von 13,9 auf 29,6 %. Gegenüber den deutschen NMVOC-Gesamtemissionen schrumpfte der Anteil fahrzeugseitiger verdunstungsbedingter Emissionen von rund 5,4 auf 2,3 %. Die Verteilungsverluste von Kraftstoffen sanken - insbesondere durch die fortschreitende Ausstattung der Tankstellen mit Gaspendel- und Gasrückführungssystemen - von 87,8 auf rund 15,8 Tsd. t. Der Anteil der Verteilungsverluste an den NMVOC-Gesamtemissionen sank damit von rund 2,3 % im Jahr 1990 auf knapp über 1,5 % im Jahr 2022. Entwicklung in Industrie und Gewerbe Die unter den Industrieprozessen berichteten Lösemittelanwendungen dominieren die ⁠ NMVOC ⁠-Emissionen in Deutschland. Die NMVOC-Emissionen durch die Verwendung von Lacken und Reinigungsmitteln konnten zwar mit geringerem Lösemittelgehalt beziehungsweise durch die teilweise Umstellung auf wasserbasierende Systeme vor allem in Lackierereien, Druckereien und Metallbe- und verarbeitenden Betrieben seit 1990 mehr als halbiert werden. Der prozentuale Anteil an den Gesamtemissionen stieg im Zeitraum von 1990 bis 2022 jedoch, da die Minderung gegenüber den anderen Quellkategorien nur unterdurchschnittlich ausfiel. Die Emissionen der gesamten industriellen Produktionsprozesse sank in den letzten Jahren auf 0,54 Mio. t, der Anteil an den NMVOC-Gesamtemissionen stieg aber ebenfalls zwischen den Jahren 1990 (33 %) und 2022 (53 %) (siehe Tab. „Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien“). Entwicklung in der Landwirtschaft Die ⁠ NMVOC ⁠-Emissionen aus der Landwirtschaft stammen zu über 95 % aus dem Bereich Wirtschaftsdüngermanagement (vornehmlich aus der Rinderhaltung) und der verbleibende Rest wird von Pflanzen bei der Getreideproduktion emittiert. Die Emissionen sind zwischen 1990 und dem Jahr 2006 von ca. 0,40 Mio. t auf 0,31 Mio. t gesunken, stiegen anschließend bis 2014 wieder leicht an und sanken bis zum Jahr 2022 unter das Niveau von 2006. Im Jahr 2022 betrugen die NMVOC-Emissionen aus der Landwirtschaft wieder 0,29 Mio. t, dies entspricht einer Reduktion um 28 % seit 1990. Da die anderen großen Quellen von NMVOC deutlich stärker zurückgegangen sind, stieg der Anteil der Landwirtschaft an den Gesamtemissionen von 10 % in 1990 auf 28 % im Jahr 2022. Wirkung von flüchtigen organischen Substanzen Flüchtige organische Substanzen (⁠ VOC ⁠) umfassen eine Vielzahl von Stoffen, deren Molekülstruktur auf einem Kohlenstoffgrundgerüst aufbaut. Sie können die unterschiedlichsten Einwirkungen auf die Umwelt haben, etwa großräumig über die Bildung von Photooxidantien, lokal als Geruchsbelästigung oder sogar als krebserregende Substanzen (zum Beispiel Benzol). Allein aus der Gesamtemission kann daher nicht auf das Wirkungspotenzial geschlossen werden. Die Gesamtmenge der Emissionen ist jedoch in Hinblick auf die Rolle der VOC als Vorläufer sekundärer Luftverunreinigungen von Bedeutung: zusammen mit Stickstoffoxiden führen sie zur Bildung von bodennahem Ozon, zum Beispiel „Sommersmog“ (siehe „Ozon-Belastung“ ). Verursacher Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen ohne Methan (⁠ NMVOC ⁠) entstanden noch 1990 zu mehr als der Hälfte bei unvollständig ablaufenden Verbrennungsvorgängen, wovon wiederum gut zwei Drittel auf Kraftfahrzeuge entfielen. Neben dem Ausstoß von Abgasen stammen aus dem Verkehr auch Emissionen durch ⁠ Verdunstung ⁠ am Fahrzeug bei der Tankbelüftung, durch Undichtigkeiten (vor allem am Vergaser) sowie bei der Verteilung des leichtflüchtigen Ottokraftstoffes (Lagerung, Umschlag und Betankung). Bis heute ist der Anteil der verbrennungsbedingten Emissionen am Gesamtausstoß auf gut 16 % zurückgegangen. Auch bei industriellen Produktionsprozessen, dem Einsatz von Dünger in der Landwirtschaft sowie durch Kleinfeuerungsanlagen kommt es zu nennenswerten Emissionen. Größere Kraftwerksanlagen und Industriefeuerungen setzen hingegen nur sehr wenig NMVOC frei. Die mit Abstand wichtigste Quellkategorie ist heute jedoch, bedingt durch den starken Rückgang der verkehrsbedingten Emissionen, die Verwendung von Lösemitteln und lösemittelhaltigen Produkten. Erfüllungsstand der Emissionsminderungsbeschlüsse Im Göteborg-Protokoll zur ⁠ UNECE ⁠-Luftreinhaltekonvention und in der ⁠ NEC-Richtlinie ⁠ ( EU 2016/2284 ) der EU wird festgelegt, dass die jährlichen ⁠ NMVOC ⁠-Emissionen ab 2020 um 13 % niedriger sein müssen als 2005. Diese Ziele wurden 2021 und 2022 eingehalten. Auf EU-Ebene legt die NEC-Richtlinie ( EU 2016/2284 ) auch fest, dass ab 2030 die jährlichen Emissionen 28 % niedriger gegenüber 2005 sein sollen. Auch dieses Ziel konnte 2021 und 2022 erreicht werden.

Schwefeldioxid-Emissionen

Schwefeldioxid entsteht hauptsächlich bei der Verbrennung schwefelhaltiger Brennstoffe. Seit 1990 sind die Emissionen um 95 Prozent gesunken, vor allem durch technische Maßnahmen sowie den Einsatz schwefelarmer Brennstoffe. Die Reduktionsziele sind damit alle erreicht worden. Entwicklung seit 1990 Von 1990 bis 2022 ist ein Rückgang der Schwefeldioxid-Emissionen (SO 2 ) von 5,5 auf nur 0,25 Millionen Tonnen (Mio. t) zu verzeichnen. Das sind 95,3 % weniger (siehe Abb. „Schwefeldioxid-Emissionen nach Quellkategorien“). Die Gründe hierfür liegen vor allem darin, dass in den neuen Bundesländern Betriebe stillgelegt oder technisch nachgerüstet wurden. Entscheidenden Einfluss hat auch der Einsatz von Brennstoffen mit geringerem Schwefelgehalt. Ab dem Jahr 2016 sanken die Schwefeldioxid-Emissionen nochmals deutlich. Grund dafür war die Verschärfung der Anforderungen an die Abgasreinigung bei Großfeuerungsanlagen durch die Neufassung der 13. ⁠ BImSchV ⁠ vom 02.05.2013. Die Jahre ab 2020 sind von Sondereffekten geprägt, der stetig fallende Trend ist erst einmal unterbrochen. Hauptverursacher der Schwefeldioxid-Emissionen im Jahr 2022 waren die stationären Feuerungsanlagen der Kraft- und Fernheizwerke der Energiewirtschaft und die Industriefeuerungen des Verarbeitenden Gewerbes mit einem Anteil an den Gesamtemissionen von zusammen 68 %. Seit 1990 senkten diese Bereiche ihren Schwefeldioxid-Ausstoß um 3,9 Mio. t (-96 %). Eine vergleichbare Entwicklung zeigt sich in den Bereichen Haushalte sowie Gewerbe, Handel und Dienstleistung (Rückgang um insgesamt über 1 Mio. t oder fast -99 %, Anteil im Jahr 2022: 5,1 %). Die Emissionen der mengenmäßig weniger bedeutsamen Industrieprozesse sanken zwischen 1990 und 2022 um 0,1 Mio. t und verminderten sich dadurch um ca. 65 %. Ihr Anteil an den gesamten Schwefeldioxid-Emissionen stieg durch die überproportionalen Minderungen in den anderen Bereichen im gleichen Zeitraum von 3 % auf 24 % (siehe Tab. „Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien“). Schwefeldioxid-Emissionen nach Quellkategorien Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Tab: Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung Erfüllungsstand der Emissionsminderungsbeschlüsse Im Göteborg-Protokoll zur ⁠ UNECE ⁠-Luftreinhaltekonvention und in der ⁠ NEC-Richtlinie ⁠ ( EU 2016/2284 ) der EU wird festgelegt, dass die jährlichen SO 2 -Emissionen ab 2020 um 21 % niedriger sein müssen als 2005. Diese Ziele wurden 2021 und 2022 eingehalten. Auf EU-Ebene legt die NEC-Richtlinie ( EU 2016/2284 ) auch fest, dass ab 2030 die jährlichen Emissionen 58 % niedriger gegenüber 2005 sein sollen. Dieses Ziel wurde bisher nicht erreicht. Entstehung von Schwefeldioxid-Emissionen Schwefeldioxid entsteht überwiegend bei Verbrennungsvorgängen durch Oxidation des im Brennstoff enthaltenen Schwefels. Die nahezu konstanten, jedoch relativ unbedeutenden prozessbedingten Emissionen treten vornehmlich in den Bereichen der industriellen Produktionsprozesse in der Chemischen Industrie, der Metallerzeugung und dem Sektor Steine und Erden sowie der Erdöl- und Erdgasaufbereitung auf.

Stickstoffoxid-Emissionen

Stickstoffoxide entstehen hauptsächlich bei Verbrennungsprozessen in Anlagen und Motoren. Geringe Emissionen entstehen auch in bestimmten Industrieprozessen und in der Landwirtschaft. Trotz erheblicher Reduzierungen sind weitere Maßnahmen nötig, um die seit 2010 einzuhaltenden Höchstmengen dauerhaft zu unterschreiten und die Minderungsverpflichtungen für 2020 und 2030 einzuhalten. Entwicklung seit 1990 Emissionsangaben von Stickstoffoxiden (NO x ) werden als NO 2 berechnet. Diese übliche Umrechnung erfolgt, weil Stickstoffoxide zwar überwiegend als Stickstoffmonoxid (NO) emittiert werden, anschließend aber atmosphärisch zu Stickstoffdioxid (NO 2 ) oxidieren. Von 1990 bis 2022 ist ein Rückgang der NO x -Emissionen um knapp 1,9 Millionen Tonnen (Mio. t) oder 67 % zu verzeichnen (siehe Abb. „Stickstoffoxid-Emissionen nach Quellkategorien“). Dieser Rückgang erfolgte in allen Quellkategorien – mit einem Minus von über 1 Mio. t am deutlichsten im Verkehr. Trotz dieser Minderung ist der Verkehrsbereich mit einem Emissionsanteil von 36 % weiterhin mit Abstand der größte Verursacher von NO x -Emissionen (siehe Tab. „Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien“). Obwohl die Stickstoffoxid-Emissionen im Verkehrssektor insgesamt sinken, nimmt der Anteil des giftigen Stickstoffdioxids an den gesamten Stickstoffoxid-Emissionen zu. Als Grund hierfür wird neben der natürlichen Umwandlung von NO zu NO 2 der höhere Anteil von NO 2 im Abgas von mit Oxidationskatalysatoren ausgestatteten Dieselfahrzeugen diskutiert. Das in diesen Katalysatoren gebildete NO 2 wird direkt emittiert und führt zum Beispiel in verdichteten Innenstädten zu erhöhten Stickstoffdioxid-Konzentrationen. Emissionsminderungen in den anderen Bereichen resultierten aus dem Einsatz emissionsärmerer Brennstoffe, dem effizienteren Energieeinsatz, dem Einsatz von Katalysatoren sowie den Folgen des Strukturwandels in den neuen Bundesländern. Die NO x -Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden dominieren die Emissionen der Landwirtschaft. Sie gingen zwischen 1990 und 2022 um 27 % zurück. Die Stagnation auf hohem Niveau in den Jahren 2014-2016 konnte in den letzten Jahren mit deutlichen Rückgängen beendet werden. Im Jahr 2022 sanken die Emissionen auf den tiefsten Stand der ganzen Zeitreihe. Stickstoffoxid (NOx, gerechnet als NO2) -Emissionen nach Quellkategorien Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Tab: Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung Verursacher Zu den Stickstoffoxiden (NO x ) zählen Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO 2 ). Sie entstehen größtenteils bei Verbrennungsvorgängen in Anlagen und Motoren und werden überwiegend als NO ausgestoßen und anschließend zu NO 2 umgewandelt. Der prozessbedingte Anteil (2022 bei 6,0 %) wird vom Wirtschaftssektor Steine und Erden dominiert, gefolgt von der Metallindustrie und der Chemischen Industrie (Salpetersäureherstellung). Die Bildung von NO x variiert in den Verbrennungsanlagen stark. Die höchsten Emissionen je Einheit verbrauchter Energie weist der Verkehrsbereich auf, gefolgt von den Kraftwerken. Die niedrigsten spezifischen Emissionen werden an den Kleinfeuerungen der Haushalte festgestellt, in der Summe sind die Emissionen aus diesem Bereich jedoch signifikant. Die entstehenden NO x -Emissionen können durch Nachbehandlung (Katalysatoren im Verkehrsbereich, DENOX-Anlagen bei Großfeuerungen) erheblich vermindert werden. Aber auch die Landwirtschaft (2022: 11 %) ist weiterhin eine relevante Emissionsquelle, wobei vor allem die landwirtschaftlichen Böden NO x emittieren. Erfüllungsstand der Emissionsminderungsbeschlüsse Im Göteborg-Protokoll zur ⁠ UNECE ⁠-Luftreinhaltekonvention und in der ⁠ NEC-Richtlinie ⁠ ( EU 2016/2284 ) der EU wird festgelegt, dass die jährlichen NO x -Emissionen ab 2020 um 39 % niedriger sein müssen als 2005. Diese Ziele wurden 2021 und 2022 eingehalten. Auf EU-Ebene legt die NEC-Richtlinie ( EU 2016/2284 ) auch fest, dass ab 2030 die jährlichen Emissionen 65 % niedriger gegenüber 2005 sein sollen. Dieses Ziel wurde bisher nicht erreicht.

Ammoniak-Emissionen

Die Ammoniak-Emissionen stammen im Wesentlichen aus der Tierhaltung und weiteren Quellen in der Landwirtschaft. Von 1990 bis 2022 sanken die Ammoniak-Emissionen aus der Landwirtschaft um etwa 30 Prozent. Entwicklung seit 1990 Von 1990 bis 2022 sanken die Ammoniak-Emissionen (NH 3 ) im Gesamtinventar um 222 Tausend Tonnen (Tsd. t) oder 30 %. Die Emissionen stammen hauptsächlich aus der Landwirtschaft (um die 92 % Anteil an den Gesamtemissionen). Die Emissionsreduktionen in den ersten Jahren unmittelbar nach der Wiedervereinigung lassen sich auf den strukturellen Umbau in den neuen Bundesländern zurückführen. Seit der Berichterstattung 2016 werden auch Ammoniak-Emissionen aus Lagerung und Ausbringung von Gärresten nachwachsender Rohstoffe (NAWARO) der Biogasproduktion berücksichtigt, deren Zunahme auf den Ausbau der Anlagen zurückzuführen ist. Zusätzlich werden Emissionen aus der Klärschlammausbringung betrachtet. Die Ammoniak-Emissionen aus der Landwirtschaft dominieren seit Mitte der 1990er Jahre auch die in Säure-Äquivalenten berechneten, summierten Emissionen der Säurebildner Schwefeldioxid (SO 2 ), Stickstoffoxide (NO x ) und Ammoniak (NH 3 ). Berechnet man das Versauerungspotenzial dieser drei Schadstoffe, so ergibt sich wegen der erheblich stärkeren Emissionsminderung bei SO 2 und NO x ein steigender Einfluss von NH 3 und somit der Landwirtschaft. Von 16 % im Jahre 1990 stieg der Emissionsanteil der Landwirtschaft bei den Säurebildnern bis 2022 auf 51 % (siehe Tab. „Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien“). Ammoniak-Emissionen nach Quellkategorien Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Tab: Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung Verursacher Ammoniak (NH 3 ) entsteht vornehmlich durch Tierhaltung und in geringerem Maße durch die Düngemittelverwendung sowie die Lagerung und Ausbringung von Gärresten der Biogasproduktion in der Landwirtschaft. Von geringerer Bedeutung sind industrielle Prozesse (Herstellung von Ammoniak und stickstoffhaltigen Düngemitteln sowie von kalziniertem Soda), Feuerungsprozesse, Anlagen zur Rauchgasentstickung sowie Katalysatoren in Kraftfahrzeugen. Umweltwirkungen Ammoniak und das nach Umwandlung entstehende Ammonium schädigen Land- und Wasserökosysteme erheblich durch ⁠ Versauerung ⁠ und ⁠ Eutrophierung ⁠ (Nährstoffanreicherung). Mehr Informationen auf der Themenseite Luftschadstoffe im Überblick: Ammoniak . Erfüllungsstand der Emissionsminderungsbeschlüsse Im Göteborg-Protokoll zur ⁠ UNECE ⁠-Luftreinhaltekonvention und in der ⁠ NEC-Richtlinie ⁠ ( EU 2016/2284 ) der EU wird festgelegt, dass die jährlichen NH 3 -Emissionen ab 2020 um 5 % niedriger sein müssen als 2005. Diese Ziele wurden 2021 und 2022 eingehalten. Auf EU-Ebene legt die NEC-Richtlinie ( EU 2016/2284 ) auch fest, dass ab 2030 die jährlichen Emissionen 29 % niedriger gegenüber 2005 sein sollen. Dieses Ziel wurde bisher nicht erreicht.

Emissionen prioritärer Luftschadstoffe

Seit den 1970-er Jahren führten zahlreiche politische und technische Anstrengungen zur Reduzierung der Emissionen von Schwefeldioxid, Stickstoffoxiden, flüchtigen organischen Verbindungen ohne Methan sowie von Feinstaub. Dennoch sind die Einträge in Ökosysteme nach wie vor zu hoch. Entwicklung seit 2005 Die Bundesregierung hat sich in der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie zum Ziel gesetzt, die Emissionen von Schwefeldioxid (SO 2 ), Stickstoffoxiden (NO x ), Ammoniak (NH 3 ), flüchtigen organischen Verbindungen ohne Methan (⁠ NMVOC ⁠) und Feinstaub (PM 2,5 ) deutlich zu reduzieren. Deutschland hat sich im Rahmen der neuen ⁠ NEC-Richtlinie ⁠ der EU (siehe weiter unten) zu nationalen Emissionsminderungen für diese Stoffe verpflichtet. Ziel der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie ist es, das ungewichtete, arithmetische Mittel der zugesagten Emissionsminderungen (45 %) zu erreichen. Die Verrechnung der Emissionsentwicklungen zu einem Index ermöglicht es, steigende Emissionen einzelner Schadstoffe durch stärkere Eindämmung des Ausstoßes anderer Schadstoffe zu kompensieren. Die Emissionen von Schwefeldioxid sinken am stärksten und zeigen im Jahr 2022 nur noch 54 % des Niveaus des Jahres 2005. Die Emissionen von Stickstoffoxiden und flüchtigen organischen Verbindungen ohne Methan (NMVOC) und Feinstaub zeigen ebenfalls einen stetigen Abwärtstrend und sanken bis 2022 auf etwa 60 % (Stickstoffoxide) bzw. 70 % (NMVOC) und 63 % (Feinstaub PM 2.5 ) des Niveaus von 2005. Die Emissionen von Ammoniak lagen bis 2017 über dem Niveau von 2005 und sinken seitdem sichtbar, die Emissionen im Jahr 2022 liegen aber noch auf 82 % des Jahres 2005. Dadurch fällt der Schadstoff-übergreifende Indikatorwert mit 66 % etwas höher aus (siehe Abb. „Index der Luftschadstoff-Emissionen“). Eine Sonderrolle im Trendverlauf nimmt dabei das Jahr 2009 ein, das durch die Effekte der globalen Wirtschaftskrise geprägt war. Die verminderten Aktivitäten führten zu sichtbaren Einbrüchen und Kompensationseffekten im Folgejahr 2010 bei allen Schadstoffen außer Ammoniak (NH 3 ). Die Schwefeldioxid-Emissionen konnten zwischen 2005 und 2022 deutlich gemindert werden. Wesentliche Gründe hierfür sind die Senkung des Schwefelgehaltes im Heizöl, sowie die Verbesserung der Abgasreinigung in Großfeuerungsanlagen im Zuge der Neufassung der 13. ⁠ BImSchV ⁠ aus dem Jahre 2013. Ebenfalls deutliche Minderungen konnten bei den flüchtigen organischen Verbindungen (ohne Methan) erreicht werden. Zum einen gelang dies durch den Einsatz von lösemittelärmeren Produkten und einen reduzierten Lösemittelverbrauch im industriellen und gewerblichen Bereich. Des Weiteren wirken sich hier die fortschreitende Verschärfung der Abgasgrenzwerte für Kraftfahrzeuge und mobile Maschinen sowie der starke Verbrauchsrückgang von Benzin als Kraftstoff aus. Die Minderung der Stickstoffoxid-Emissionen resultiert in Teilen ebenfalls aus einer fortschreitenden Verschärfung der Abgasgrenzwerte für Kraftfahrzeuge und mobile Maschinen. Eine wichtige Rolle kommt hier aber auch dem Einsatz von Entstickungsanlagen im Kraftwerksbereich zu. Die überwiegend landwirtschaftlich verursachten Ammoniak-Emissionen liegen mit ihren Minderungen der letzten Jahre noch nicht weit unter dem Ausgangswertes des Jahres 2005. Es bleibt abzuwarten ob verschärfte Regelungen wie z.B. die novellierte Düngeverordnung einen nachhaltigen Effekt auf das Emissionsniveau haben werden. Auch die Feinstaub-Emissionen (⁠ PM2,5 ⁠) sind seit dem Jahr 2005 deutlich gesunken. Einen wesentlichen Beitrag leistete hier der zunehmende Einsatz von Partikelfiltern in Kraftfahrzeugen. Die Novellierung der 1. BImSchV führte zu verminderten Emissionen aus Kleinfeuerungsanlagen. Im Industriebereich folgen die Emissionen der Konjunktur sowie dem technischen Fortschritt von Maßnahmen zur Emissionsminderung. Als ⁠ Indikator ⁠ für die ⁠ Versauerung ⁠ wird das Versauerungspotenzial aus den Emissionsangaben der Säurebildner Schwefeldioxid, Stickstoffoxide und Ammoniak ermittelt. Der Anteil der Landwirtschaft (Ammoniak-Emissionen, aber auch Stickstoffoxid-Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden) stieg von gut 16 % im Jahre 1990 auf 41 % in 2005 bzw. 51 % im Jahr 2022. Er liegt damit seit Mitte der 90er Jahre höher als der jedes anderen Bereichs (siehe Tab. „Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien“). Index der Luftschadstoff-Emissionen Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Tab: Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung Problematische Stoffe Obwohl der Ausstoß von Luftschadstoffen bis heute deutlich verringert wurde, ist er, gemessen an der dauerhaften Belastbarkeit der Ökosysteme, immer noch zu hoch. Dies gilt besonders für versauernde und eutrophierende Luftverunreinigungen (vor allem Stickstoffoxide und Ammoniak). Die über Jahrzehnte erfolgten Einträge von Schwefel und Stickstoff in die Böden hinterlassen noch für lange Zeit eine kritische Altlast. So haben zum Beispiel viele Waldböden erhebliche Anteile basischer Nährstoffe (zum Beispiel Calcium, Magnesium, Kalium) verloren und versauern. Damit geht auch eine Belastung des Sickerwassers einher. Ammoniak wird im Boden durch Bodenbakterien zu Nitrat oxidiert und ausgewaschen. Hohe Ammoniakdepositionen induzieren damit auch eine stärkere Nitratbelastung des Grundwassers und stellen somit eine Gefährdung unseres Trinkwassers dar. Luftverunreinigungen, insbesondere Stickstoffverbindungen, führen auch zum Rückgang der biologischen Vielfalt. Internationale Vereinbarungen zur Minderung der Emissionen Das Problem des grenzüberschreitenden sauren Regens machte deutlich, dass die Umweltprobleme nur durch internationale Anstrengungen bekämpft werden können. Der Genfer Luftreinhaltekonvention der Wirtschaftskommission für Europa der Vereinten Nationen (UNECE) über weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigungen im Jahr 1979 folgten acht internationale rechtsverbindliche Vereinbarungen (Protokolle) zur Luftreinhaltung. In den 1980er und 1990er Jahren wurden Protokolle zur Minderung versauernder und eutrophierender Substanzen (1. Schwefelprotokoll, 1985; Stickoxidprotokoll, 1988; 2. Schwefelprotokoll, 1994), in den 1990er Jahren die Protokolle über flüchtige organische Verbindungen (⁠ NMVOC ⁠-Protokoll, 1991) und über die Schwermetalle und schwer abbaubare organische Stoffe (Schwermetallprotokoll und ⁠ POP ⁠-Protokoll, 1998) beschlossen. Die zunehmende Belastung der Umwelt durch bodennahes Ozon und eutrophierenden Stickstoff in den 1990er Jahren machte eine internationale Vereinbarung zur Emissionsreduktion von Ozon-Vorläufersubstanzen (NO x und ⁠ VOC ⁠) und Stickstoffverbindungen notwendig. Mit dem am 1. Dezember 1999 auch von Deutschland unterzeichneten Multikomponentenprotokoll (Göteborg-Protokoll) zur Verringerung von ⁠ Versauerung ⁠, ⁠ Eutrophierung ⁠ und bodennahem Ozon wurde ein integrierter Ansatz mit mehreren Schadstoffkomponenten (NO x , VOC, SO 2 , NH 3 ) einschließlich ihrer Wechselwirkungen eingeführt. Die Vertragsstaaten des Protokolls haben im Mai 2012 weitergehende Emissionsminderungen für das Jahr 2020 ff. sowie zahlreiche weitere Änderungen des Multikomponenten-Protokolls vereinbart. So wurden für Deutschland im Zeitraum 2005 bis 2020 folgende Emissionsminderungsverpflichtungen festgelegt: SO 2 : -21 %, NO x : -39 %, NH 3 : -5 %, NMVOC: -13 % und PM2.5: -26 %. Die Richtlinie über nationale Emissionshöchstmengen (⁠ NEC-Richtlinie ⁠ 2001/81/EG) legt für die EU-Mitgliedsstaaten (wie das Göteborg-Protokoll für UNECE-Staaten) nationale Höchstmengen für die jährlichen Emissionen der geregelten Schadstoffe fest, die seit dem Jahr 2010 nicht mehr überschritten werden dürfen. Die neue NEC-Richtlinie (EU) 2016/2284 enthält zudem relative Minderungsverpflichtungen für die Jahre 2020 und 2030, jeweils ausgedrückt als prozentuale Minderung gegenüber 2005. Für 2020 wurden dabei die Ziele des Göteborg-Protokolls (siehe oben) in den Rechtsakt übernommen. Die neuen Minderungsverpflichtungen für 2030 sind folgende: SO 2 : -58 %, NOx: -65 %, NH3: -29 %, NMVOC: -28 % und PM2.5: -43 %. Ansätze für weitere Maßnahmen Weitere Minderungen der NOx-Emissionen aus dem Straßenverkehr sind vor allem durch anspruchsvolle Abgasstandards für LKW (EURO VI), leichte Nutzfahrzeuge und PKW (EURO 6) sowie durch eine umweltverträgliche Gestaltung des Verkehrs zu erzielen. Selbstverständlich haben Abgasrichtlinien nur eine positive Wirkung, wenn sie nicht nur auf dem Prüfstand, sondern auch auf der Straße eingehalten werden. Im Bereich der Lösemittel (⁠ NMVOC ⁠) besteht die Möglichkeit der Verwendung lösemittelarmer oder freier Produkte in allen Produktbereichen, die durch zusätzliche europäische Regelungen zur Beschränkung des Lösemittelgehaltes in Produkten gefördert werden soll. Potenziale der Luftreinhaltung liegen auch in Energiesparmaßnahmen, der Steigerung der Energieeffizienz (zum Beispiel durch verbrauchsarme Motoren und neue Antriebstechnologien), dem Einsatz von emissionsfreien regenerativen Energien (beziehungsweise weitestgehender Verzicht auf Energieerzeugung aus fossilen Brennstoffen) sowie die Verwendung emissionsarmer Einsatzstoffe und Produkte. Die Reduzierung der Ammoniak-Emissionen aus der Landwirtschaft soll durch die Reform der gemeinsamen europäischen Agrarpolitik und durch verschiedene nationale Agrarumweltmaßnahmen erreicht werden (siehe „Ammoniak-Emissionen“ ).

Schwermetall-Emissionen

Hochwirksame Staubminderungsmaßnahmen und die Stilllegung veralteter Produktionsstätten in den neuen Bundesländern führten seit 1990 zu einer erheblichen Minderung der verbrennungsbedingten Schwermetall-Emissionen. Entwicklung seit 1990 Die Emissionen der wichtigsten Schwermetalle (Cadmium, Blei und Quecksilber) sanken seit 1990 deutlich. Die Werte zeigen überwiegend Reduktionen von über 60 bis über 90 %. Der Großteil der hier betrachteten Reduktion erfolgte dabei in den frühen 1990-er Jahren, wobei wesentliche Reduktionen auch schon vor 1990 stattfanden. Vor allem die dabei angewandten hochwirksamen Staub- und Schwefeldioxid (SO 2 ) -Minderungsmaßnahmen führten zu einer erheblichen Verringerung der Schwermetallemissionen zunächst in den alten und, nach der Wiedervereinigung, auch in den neuen Ländern, einhergehend mit Stilllegungen veralteter Produktionsstätten. In den letzten Jahren sieht man, bis auf wenige Ausnahmen, kaum weitere Verringerungen der Schwermetall-Emissionen (siehe Abb. und Tab. „Entwicklung der Schwermetall-Emissionen“). Während die Blei-Emissionen bis zum endgültigen Verbot von verbleitem Benzin im Jahre 1997 rapide zurückgingen, folgten Zink, Kupfer und Selen im Wesentlichen der Entwicklung der Fahrleistungen im Verkehrssektor, die im langfristigen Trend seit 1990 anstieg. Entwicklung der Schwermetall-Emissionen Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Tab: Entwicklung der Schwermetall-Emissionen Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung Herkunft der Schwermetall-Emissionen Schwermetalle finden sich – in unterschiedlichem Umfang – in den staub- und gasförmigen Emissionen fast aller Verbrennungs- und vieler Produktionsprozesse. Die in den Einsatzstoffen teils als Spurenelemente, teils als Hauptbestandteile enthaltenen Schwermetalle werden staubförmig oder gasförmig emittiert. Die Gesamtstaubemissionen aus diesen Quellen bestehen zwar in der Regel überwiegend aus relativ ungefährlichen Oxiden, Sulfaten und Karbonaten von Aluminium, Eisen, Kalzium, Silizium und Magnesium; durch toxische Inhaltsstoffe wie Cadmium, Blei oder Quecksilber können diese Emissionen jedoch ein hohes Gefährdungspotenzial erreichen. Verursacher Die wichtigste Quelle der meisten Schwermetalle ist der Brennstoffeinsatz im Energie-Bereich. Bei Arsen, Quecksilber und Nickel hat die Energiewirtschaft den größten Anteil, gefolgt von den prozessbedingten Emissionen der Industrie, vor allem aus der Herstellung von Metallen. Cadmium stammt sogar größtenteils aus der Metall-Herstellung. Blei-, Chrom-, Kupfer- und Zink- Emissionen werden überwiegend durch den Abrieb von Bremsen und Reifen im Verkehrsbereich beeinflusst: die Trends korrelieren hier direkt mit der jährlichen ⁠ Fahrleistung ⁠. Selen hingegen stammt hauptsächlich aus der Mineralischen Industrie, gefolgt von den stationären und mobilen Quellen der Kategorie Energie. Andere Quellen müssen noch untersucht werden, es wird jedoch erwartet, dass sie die Gesamtentwicklung kaum beeinflussen. Verpflichtungen Das 1998er Aarhus Protokoll über Schwermetalle unter dem CLRTAP ist Ende 2003 in Kraft getreten. Es wurde im Dezember 2012 revidiert und an den Stand der Technik angepasst. Es zielt auf drei besonders schädliche Metalle ab: Cadmium, Blei und Quecksilber. Laut einer der grundlegenden Verpflichtungen muss Deutschland seine Emissionen für diese drei Metalle unter das Niveau von 1990 reduzieren. Das Protokoll betrachtet die Emissionen aus industriellen Quellen (zum Beispiel Eisen- und Stahlindustrie, NE-Metall-Industrie), Verbrennungsprozessen (Stromerzeugung, Straßenverkehr) und aus Müllverbrennungsanlagen. Es definiert Grenzwerte für Emissionen aus stationären Quellen (zum Beispiel Kraftwerken) und verlangt die besten verfügbaren Techniken (BVT) für diese Quellen zu nutzen, etwa spezielle Filter oder Wäscher für die stationäre Verbrennung oder Quecksilber-freie Herstellungsprozesse. Das Protokoll verpflichtet die Vertragsparteien weiterhin zur Abschaffung von verbleitem Benzin. Es führt auch Maßnahmen zur Senkung von Schwermetall-Emissionen aus Produkten auf (zum Beispiel Quecksilber in Batterien) und schlägt Management-Maßnahmen für andere quecksilberhaltige Produkte wie elektrische Komponenten (Thermostate, Schalter), Messgeräte (Thermometer, Manometer, Barometer), Leuchtstofflampen, Amalgam, ⁠ Pestizide ⁠ und Farben vor. Viele dieser Maßnahmen wurden in Deutschland jedoch schon deutlich früher umgesetzt, so dass bereits in den frühen 90er Jahren deutliche Reduktionen der wichtigen Schwermetalle zu verzeichnen sind.

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